含硅礦物與信息材料u.ppt

第三單元 含硅礦物與信息材料,1.硅元素(silicon)在地殼中的含量,一、硅在自然界的存在,在自然界中，沒有游離態(tài)的硅，只有以化合態(tài)存在的硅，如二氧化硅、硅酸鹽等。這些化合態(tài)的硅廣泛存在于地殼的各種礦物和巖石里，是構成礦物和巖石的主要成分。,2. 硅的氧化物及硅酸鹽構成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤,山石,海灘,沙漠,紫水晶,瑪瑙,石英,二、硅酸鹽礦物,1. 常見的硅酸鹽,鋯石（ZrO2SiO2),紅柱石(Al2O3SiO2),石榴子石(3CaOAl2O33SiO2),橄欖石(2MgOSiO2),（1）硅酸鹽性質穩(wěn)定，在自然界中穩(wěn)定存在。,2. 硅酸鹽組成的表示方法,（2）硅酸鹽的種類多、結構很復雜，其組成表示方法一般有兩種：,A. 鹽化學式法,如：硅酸鈉Na2SiO3 、硅酸鈣CaSiO3等。此法一般用于組成較簡單的硅酸鹽。,B. 鹽氧化物法,對于復雜的硅酸鹽，通?？捎枚趸韬徒饘傺趸锏男问絹肀硎酒浣M成。金屬氧化物寫在前面，再寫SiO2，最后寫H2O，氧化物之間用“”隔開。例如：Na2SiO3寫成Na2OSiO2；Al2(Si2O5)(OH)4寫成Al2O32SiO22H2O。,表示方法： 活潑金屬氧化物 較活潑金屬氧化物 二氧化硅 水,1、蛇紋石：H4Mg3Si2O9 2、鈣長石：CaAl2SiO6 3、石棉：CaMg3Si4O12 4、長石：KAlSi3O8 5、普通玻璃： CaNa2Si6O14,CaO 3MgO4SiO2,K2OAl2O36SiO2,Na2OCaO6SiO2,3MgO2SiO2 2H2O,CaOAl2O3SiO2,把下列物質的化學式改寫成氧化物的形式：,二.硅酸鈉（Na2SiO3）,性質：可溶于水，水溶液俗稱“水玻璃” 用途：建筑用黏合劑，防腐防火材料,Na2SiO3+CO2+2H2O=Na2CO3+ H4SiO4 (少量),在Na2SiO3溶液中滴加稀鹽酸有沒有什么現(xiàn)象？請寫出反應的化學方程式和離子方程式。,Na2SiO3 + 2HCl + H2O = NaCl + H4SiO4,SiO32- + 2H+ + H2O = H4SiO4,提示,原硅酸是一種弱酸，酸性比碳酸弱。對熱不穩(wěn)定，在干燥空氣中即脫水生成硅酸（H2SiO3），硅酸受熱再分解為二氧化硅和水。,三、三大硅酸鹽產品,1. 水泥,黏土、石灰石、石膏等,設備：,硅酸三鈣（3CaOSiO2） 硅酸二鈣（2CaOSiO2） 鋁酸三鈣（3CaOAl2O3）,水硬性,水泥砂漿（水泥、沙子和水） 混凝土（水泥、砂子、碎石）,普通水泥的成份：,性質：,用途：,回轉窯,原料：,石膏在生產過程中的作用是什么?,2. 玻璃,原料：,石英、純堿、石灰石,設備：,玻璃熔爐,主要化學反應,Na2CO3 + SiO2 = Na2SiO3 + CO2,CaCO3 + SiO2 = CaSiO3 + CO2,普通玻璃的成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 （ 氧化物形式 Na2O CaO 6SiO2 ）,幾種常見玻璃簡介,普通玻璃,因混有鐵的化合物顯淺綠色,藍玻璃,紅玻璃,化學儀器玻璃,如試管等,光學儀器玻璃,如放大鏡,鋼化玻璃,光纖玻璃,光導纖維：1964年8月華裔科學家高錕首先提出用玻璃纖維代替金屬導線，被譽為“纖維光學之父”。比頭發(fā)絲還細的一對光導纖維上同時傳送3萬門電話且中繼距離長達2050Km，保密性能好。,在原料里加入某些金屬氧化物均勻地分散到玻璃態(tài)物質里，使玻璃呈現(xiàn)出特征顏色。,把普通玻璃放在電爐里加熱，使它軟化，然后急速冷卻，得到鋼化玻璃。其機械強度比普通玻璃大46倍，不易破碎。,3. 陶瓷,原料：,黏土,設備：,窯,陶瓷的其它用途,四、二氧化硅（SiO2）,1. 二氧化硅的存在,二氧化硅廣泛存在于自然界中，與其他礦物共同構成了巖石。天然二氧化硅也叫硅石，是一種堅硬難熔的固體。沙子、硅藻土的主要成分是二氧化硅，石英的主要成分也是二氧化硅，透明的石英晶體就是我們常說的水晶?，旇呛杏猩s質的石英晶體。,2. 二氧化硅的性質,（2）SiO2是一種酸性氧化物，化學性質不活潑，不與水反應，也不與酸（氫氟酸除外）反應，但能與堿性氧化物或強堿反應生成鹽。,（1）SiO2熔沸點很高，硬度很大，不溶于水。耐高溫、耐腐蝕。,SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O,SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O,1. 實驗室儲存氫氟酸能否使用玻璃試劑瓶？ 2. 為什么實驗室中盛放堿液的試劑瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？,討論,3. 二氧化硅的應用,SiO2,石英,石英玻璃,石英電子表、石英鐘,耐高溫化學儀器,水晶,電子部件、光學儀器、工藝品、眼鏡片等,瑪瑙,精密儀器軸承、耐磨器皿、裝飾品等,硅是一種硬度很大、熔沸點很高的半導體。難溶于水?；瘜W性質不活潑，在常溫下，除氟氣、氫氟酸和強堿外，不跟其他物質如氧氣、氯氣、硫酸、硝酸等起反應。在加熱條件下，能在氧氣中燃燒生成二氧化硅。,五