硅酸盐矿物与硅酸盐产品(上课)课件.ppt
随处可见的含硅化合物及产品,硅酸盐矿物与硅酸盐产品,1.硅元素在地壳中的含量：,一.硅的存在：,硅是一种硬度大，难溶于水的固体，是良好的半导体。,只有化合态，无游离态。,在地壳中含量居第二位。,2.硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤,约占地壳总量的90%以上。,二.硅酸盐及其产品,1.硅酸盐组成的表示方法,硅酸盐的种类多、结构很复杂，其组成表示方法一般有两种：,1）盐化学式法,如：硅酸钠Na2SiO3、硅酸钙CaSiO3等。此法一般用于组成较简单的硅酸盐。,2）氧化物法,金属氧化物SiO2H2O化合价不变，元素守恒,例如：Na2SiO3 Na2O SiO2,活泼金属氧化物 不活泼金属氧化物 SiO2 H2O,常见硅酸盐矿物,思考:1、看书学习如何将硅酸盐用氧化物的形式表示？,2、用氧化物形式表示下列硅酸盐：钠长石：NaAlSi3O8 滑石：Mg3(Si4O10)(OH)2,2.硅酸盐的性质,1)Na2SiO3的性质,Na2SiO3俗称“泡花碱”，其水溶液俗称“水玻璃”。水玻璃是一种无色粘稠的液体，显碱性，易吸收空气中的CO2生成硅酸沉淀。,Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl,Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3+Na2CO3,硅酸钠要密封保存,用途：粘合剂，防腐剂、防火剂,2）三大硅酸盐产品：水泥、陶瓷、玻璃,t,水 泥,1.原料：黏土、石灰石、石膏（适量）2.设备：水泥回转窑3.条件：高温锻烧4.加入石膏的作用：调节水泥的硬化速度,水泥回转窑,3）玻璃,1.原料：纯碱、石灰石、石英（SiO2)2.设备：玻璃熔炉3.条件：高温熔融4.成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO25.主要反应：Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2 CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO26.种类：普通玻璃、钢化玻璃、有色玻璃、光学玻璃、防弹玻璃、铅玻璃等,水泥,玻璃,陶瓷,硅酸盐产品,硅酸盐工业,问题：什么是硅酸盐工业？,硅酸盐矿物与硅酸盐产品,以含硅物质为原料制得硅酸盐产品的工业.,硅酸盐产品简介：,二氧化硅与信息材料,小知识：自然界的二氧化硅（水晶、玛瑙）,水晶,玛瑙,一、二氧化硅性质,1、物理性质：熔沸点很高，硬度很大，不溶于水的固体。,2、化学性质：化学性质很稳定，不活泼，除氢氟酸外不与其它酸反应，但能与碱性氧化物或强碱反应，属酸性氧化物。,SiO2是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应,SiO2+4HF=SiF4+2H2O,不反应,不反应,CO2+H2O=H2CO3,SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,CO2+Na2O=Na2CO3,SiO2与CO2：均属于酸性氧化物,防止玻璃中的SiO2与NaOH溶液反应生成有粘性的Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘在一起。,【讨论】为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？(玻璃中含有SiO2),SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,橡皮塞或软木塞。,氟化氢气体用什么瓶收集？氢氟酸在实验室应如何储存？,答：氟化氢气体一般是用塑料瓶收集。氢氟酸只能用塑料瓶盛放。,【讨论】,Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3+Na2CO3或Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl,(1)SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,制取含氧酸的常用方法有哪些？,以二氧化硅为原料制取硅酸:,实验室能否用二氧化硅能与水反应制取硅酸？,探究：如何利用SiO2制取硅酸？,实验:向饱和Na2SiO3溶液中滴入稀盐酸,现象,结论,方程式,滴入盐酸有透明的硅酸凝胶产生,硅酸难溶于水,酸性比盐酸弱,Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl,硅酸是一种很弱的酸，酸性比碳酸还弱。,装饰品,石英坩埚,光导纤维,石英手表,光学仪器,精密仪器轴承,耐磨器皿,SiO2,二氧化硅的用途,1、物理性质,晶体硅是灰黑色有金属光泽，硬而脆的固体；导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料，熔沸点高，硬度大，难溶于溶剂。以化合态存在于自然界。有两种同素异形体：晶体硅和无定形硅。,二、硅,硅的结构,正四面体空间网状结构。与金刚石结构相似。,2、化学性质,硅单质在常温下化学性质稳定，与氧气、氯气、硝酸、硫酸等物质都很难发生反应，但能与氟气、氢氟酸、强碱反应。在加热时能跟O2等物质发生反应。常作为还原剂。,与F2反应,与HF反应,与碱反应,与O2等非金属反应,Si+2F2=SiF4,Si+4HF=SiF4+2H2,Si+H2O+2NaOH=Na2SiO3+2H2,3、硅的用途,半导体光电池（将光能转化为电能）硅芯片（用于计算机）,半导体晶体管及芯片的出现，促进了信息技术革命。,硅芯片,硅太阳能,供应集成电路板,音乐集成电路板,晶体管,4、硅的制取:,制取纯硅:Si+2Cl2=SiCl4(液态)SiCl4+2H2=Si+4HCl,硅晶片生产,硅熔炉,高温,高温,粗硅在高温下跟氯气 反应生成一种液态物质。经蒸馏提纯后，再用氢气还原制得纯硅。,C,、下列物质的主要成分不是SiO2的是（）A、石英 B、水晶 C、金刚砂 D、玛瑙、下列物质不与水反应的是（）A、CaO B、CO2 C、SiO2 D、SO2,C,、下列试剂的存放方法，正确的是：（）A氢氧化钠、纯碱以及水玻璃要存 放在带磨砂玻璃塞的试剂瓶中B氢氟酸盛放在棕色玻璃试剂瓶C液溴盛放在棕色广口瓶中D氯水盛放在棕色细口瓶中,D,、将固态的氢氧化钠加热至熔融状态，可选用的器皿是()A.铁坩埚 B.石英坩埚C.石墨坩埚 D.蒸发皿,AC,5.要除去SiO2中混有的少量杂质CaCO3，最适宜的试剂是()A.水 B.盐酸 C.稀硫酸 D.氢氧化钠溶液。,B,C,7.选适当试剂或方法除去下列物质中的杂质（括号内为杂质）。（1）SiO2(CaCO3)；(2)SiO2(Si)；(3)NaCl(SiO2)；(4)SiO2(H2SiO3)；(5)Fe2O3(SiO2)；(6)Si(Fe)。,稀盐酸 过滤,氧气 加热,水 过滤,加热,氢氧化钠溶液 过滤,稀盐酸 过滤,
