人類文明發(fā)展史

1、了解硅在自然界的存在形式，了解硅及其化了解硅在自然界的存在形式，了解硅及其化 合物的應(yīng)用與人類文明發(fā)展的密切關(guān)系。合物的應(yīng)用與人類文明發(fā)展的密切關(guān)系。 知道二氧化硅的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)。了解知道二氧化硅的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)。了解 二氧化硅制品在高科技信息產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用。二氧化硅制品在高科技信息產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用。 認識單晶硅的使用給現(xiàn)代人類文明進程所帶認識單晶硅的使用給現(xiàn)代人類文明進程所帶 來的重大影響。激發(fā)學生研究、發(fā)現(xiàn)新材料來的重大影響。激發(fā)學生研究、發(fā)現(xiàn)新材料的意的意 識。識。 一、學習目標一、學習目標 硅酸鹽礦物與硅酸鹽產(chǎn)品硅酸鹽礦物與硅酸鹽產(chǎn)品1課時課時 二氧化硅與信息材料二氧化硅與信息材料

2、1課時課時 二二、課時建議、課時建議 一、硅酸鹽礦物與硅酸鹽產(chǎn)品一、硅酸鹽礦物與硅酸鹽產(chǎn)品 1。硅酸鹽。硅酸鹽 （1）硅酸鹽的表示）硅酸鹽的表示 活潑金屬氧化物活潑金屬氧化物較活潑金屬氧化物較活潑金屬氧化物SiOSiO2 2H H2 2O O 2 2將滑石將滑石MgMg3 3(Si(Si4 4O O10 10)(OH) )(OH)2 2 改寫改寫 為氧化物形式：為氧化物形式： 3MgO4SiO2H2O 1 1將硅酸鈉將硅酸鈉(Na(Na2 2SiOSiO3 3) )改寫為氧化改寫為氧化 物形式：物形式： 將鈉長石將鈉長石(NaAlSi(NaAlSi3 3O O8 8) )改寫為氧改寫為氧 化物

3、形式：化物形式： Na2OSiO2 Na2OAl2O36SiO2 （2）硅酸鈉（）硅酸鈉（Na2SiO3）的應(yīng)用）的應(yīng)用 硅酸鈉的水溶液俗稱硅酸鈉的水溶液俗稱水玻璃水玻璃，常用作，常用作黏合黏合 劑劑、防腐劑防腐劑和和耐火材料。耐火材料。 制備硅酸：制備硅酸： 32322232 SiOHCONa COOHSiONa ？欲證明欲證明CHCH3 3COOHCOOH、H H2 2COCO3 3、H H2 2SiOSiO3 3 的酸性強弱，右圖裝置的酸性強弱，右圖裝置A A、B B、C C 中分別應(yīng)放入何種試劑？產(chǎn)生何中分別應(yīng)放入何種試劑？產(chǎn)生何 種現(xiàn)象可以證明其酸性順序？寫種現(xiàn)象可以證明其酸性順序？

4、寫 出反應(yīng)的離子方程式。出反應(yīng)的離子方程式。 1949194919981998年我國水泥產(chǎn)量示意圖年我國水泥產(chǎn)量示意圖 2。硅酸鹽產(chǎn)品。硅酸鹽產(chǎn)品 陶瓷（陶瓷（china） 磚瓦磚瓦 玻璃玻璃 水泥水泥 生產(chǎn)、生活生產(chǎn)、生活 化工生產(chǎn)化工生產(chǎn) 電子工業(yè)電子工業(yè) 原子能工業(yè)原子能工業(yè) 宇航事業(yè)宇航事業(yè) 水泥水泥 主要主要 原料原料 主要主要 設(shè)備設(shè)備 主要主要 成分成分 性性 質(zhì)質(zhì) 應(yīng)應(yīng) 用用 粘土粘土 石灰石石灰石 石膏石膏 水水 硬硬 性性 水水 泥泥 回回 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 窯窯 3CaO3CaOSiOSiO2 2 2CaO2CaOSiOSiO2 2 3CaO3CaOAlAl2 2O O3 3 水泥沙

5、漿水泥沙漿 混凝土混凝土 鋼筋混凝土鋼筋混凝土 玻璃玻璃 主要主要 原料原料 主要主要 設(shè)備設(shè)備 主要主要 成分成分 玻璃窯中發(fā)生玻璃窯中發(fā)生 的主要反應(yīng)的主要反應(yīng) 純純 堿堿 石灰石石灰石 石石 英英 玻玻 璃璃 窯窯 Na2SiO3 CaSiO3 SiO2 2 CO 3 SiO 2 Na 2 SiO 3 CO 2 Na高溫 2 CO 3 CaSiO 2 SiO 3 CaCO高溫 化學分析常用到篩分混合物的化學分析常用到篩分混合物的“篩篩 子子”，如濾紙就是一種篩分固體和液體的，如濾紙就是一種篩分固體和液體的 “篩子篩子”。許多硅酸鹽具有多孔的結(jié)構(gòu)，。許多硅酸鹽具有多孔的結(jié)構(gòu)， 孔的大小與一

6、般分子的大小相當，而且組孔的大小與一般分子的大小相當，而且組 成不同的硅酸鹽的孔徑不相同。因此，這成不同的硅酸鹽的孔徑不相同。因此，這 些硅酸鹽具有篩分分子的作用，人們把它些硅酸鹽具有篩分分子的作用，人們把它 們稱為分子篩們稱為分子篩(molecular sieve)(molecular sieve)。 組成為組成為NaNa2 2O OA1A12 2O O3 32SiO2SiO2 2nHnH2 2O O的鋁硅的鋁硅 酸鹽中有許多籠狀空穴和通道。這種結(jié)構(gòu)酸鹽中有許多籠狀空穴和通道。這種結(jié)構(gòu) 使它很容易可逆地吸收或失去水及其他小使它很容易可逆地吸收或失去水及其他小 分子，如二氧化碳、氨、甲醇、乙醇

7、等，分子，如二氧化碳、氨、甲醇、乙醇等， 但它不吸收那些大得不能進入空穴的分子。但它不吸收那些大得不能進入空穴的分子。 分子篩常用于分離、提純氣體或液體混合分子篩常用于分離、提純氣體或液體混合 物，還可作干燥劑、離子交換劑、催化劑物，還可作干燥劑、離子交換劑、催化劑 及催化劑栽體等。及催化劑栽體等。 分子篩分子篩 二、二氧化硅與信息材料二、二氧化硅與信息材料 1 1盛放氫氧化鈉溶液的玻璃試劑瓶不能用玻璃盛放氫氧化鈉溶液的玻璃試劑瓶不能用玻璃 塞。你知道其中的原因嗎塞。你知道其中的原因嗎? ? 2 2沙子、石英、水晶、硅藻土等都是天然存在沙子、石英、水晶、硅藻土等都是天然存在 的二氧化硅。你知道

8、二氧化硅有哪些重要的的二氧化硅。你知道二氧化硅有哪些重要的 應(yīng)用嗎應(yīng)用嗎? ? 3 3當我們在電腦前用鼠標和鍵盤連接瞬息萬變當我們在電腦前用鼠標和鍵盤連接瞬息萬變 的世界時，當我們打開手機與家人、朋友互的世界時，當我們打開手機與家人、朋友互 致問候時，神奇無比的硅片制成的集成電路致問候時，神奇無比的硅片制成的集成電路 在為你提供服務(wù)。你知道硅是如何制得的？在為你提供服務(wù)。你知道硅是如何制得的？ （一）存在 二氧化硅廣泛存在于自然界中，二氧化硅廣泛存在于自然界中，沙子、沙子、 石英、水晶、硅藻土石英、水晶、硅藻土等的主要成分都是等的主要成分都是 二氧化硅。二氧化硅。 石英砂石英砂紫水晶紫水晶 水

9、晶 硅藻土 石英砂 （二）結(jié)構(gòu) 二氧化硅晶體是由硅原子和氧原子構(gòu)成二氧化硅晶體是由硅原子和氧原子構(gòu)成 的，晶體中硅原子和氧原子的個數(shù)比為的，晶體中硅原子和氧原子的個數(shù)比為 1 : 21 : 2 。 （三）物性 二氧化硅熔沸點很高，硬度很大，二氧化硅熔沸點很高，硬度很大， 不溶于水。不溶于水。 （四）化性 （1 1）酸性氧化物的通性）酸性氧化物的通性 O 2 H 3 SiO 2 Na2NaOH 2 SiO 3 CaSiO 高溫 CaO 2 SiO （3 3）與氫氟酸反應(yīng)）與氫氟酸反應(yīng) O 2 H 4 SiFHF 2 SiO24 （4 4）弱氧化性）弱氧化性 （2 2）與碳酸鹽反應(yīng)）與碳酸鹽反應(yīng)

10、2 CO 3 CaSiO 3 CaCO 2 SiO高溫 COSi C 2 SiO2高溫2 （五）用途 （1 1）建筑材料；）建筑材料； （3 3）石英坩堝；）石英坩堝； （4 4）光學鏡片，光導(dǎo)纖維；）光學鏡片，光導(dǎo)纖維； （2 2）制玻璃的原料；）制玻璃的原料； （5 5）制半導(dǎo)體硅。）制半導(dǎo)體硅。 瑪瑪 瑙瑙 三、硅三、硅 三、硅三、硅 1。硅的制取。硅的制取 2COSi 高溫 2C 2 SiO 4 SiCl 高溫 2 2ClSi 4HClSi 2 2H 4 SiCl高溫 提示：提示： 2CO C 2 CO高溫 2。硅的物理性質(zhì)。硅的物理性質(zhì) 3。硅的結(jié)構(gòu)。硅的結(jié)構(gòu) 灰黑色、有金屬光澤、硬

11、而脆的固體，灰黑色、有金屬光澤、硬而脆的固體， 熔點、沸點高，硬度大的半導(dǎo)體材料。熔點、沸點高，硬度大的半導(dǎo)體材料。 4。硅的化學性質(zhì)。硅的化學性質(zhì) 在常溫下比較穩(wěn)定，與氧氣、氯氣、在常溫下比較穩(wěn)定，與氧氣、氯氣、 硝酸、硫酸等物質(zhì)都很難發(fā)生反應(yīng)。硝酸、硫酸等物質(zhì)都很難發(fā)生反應(yīng)。 Si+2NaOH+HSi+2NaOH+H2 2O=NaO=Na2 2SiOSiO3 3+2H+2H2 2 Si+4HF=SiFSi+4HF=SiF4 4 +2H+2H2 2 Si+2FSi+2F2 2=SiF=SiF4 4 4 SiCl 高溫 2 2ClSi 2 SiO 2 OSi 4 SiH 2 2HSi高溫 常常

12、 溫溫 高高 溫溫 5。硅的用途。硅的用途 3 3陶瓷、玻璃應(yīng)用的新天地陶瓷、玻璃應(yīng)用的新天地 當宇宙飛行器完成航天任務(wù)返回地球時，它面臨著與隕星當宇宙飛行器完成航天任務(wù)返回地球時，它面臨著與隕星 一樣的處境。研究結(jié)果表明：當宇宙飛行器的飛行速度等于聲一樣的處境。研究結(jié)果表明：當宇宙飛行器的飛行速度等于聲 速的速的3 3倍時，其前端的溫度可達倍時，其前端的溫度可達330330；當飛行速度等于；當飛行速度等于6 6倍聲速倍聲速 時，可達時，可達1 4801 480。宇宙飛行器邀游太空歸來，到達離地面。宇宙飛行器邀游太空歸來，到達離地面6060 70 km70 km的高度時，其速度仍保持在聲速的的

13、高度時，其速度仍保持在聲速的2020多倍，溫度在多倍，溫度在10 10 000000以上，這樣的高溫足以把宇宙飛行器化作一團熊熊的烈火。以上，這樣的高溫足以把宇宙飛行器化作一團熊熊的烈火。 高速帶來了高溫，這似乎是一道不可逾越的障礙。人們把這種高速帶來了高溫，這似乎是一道不可逾越的障礙。人們把這種 障礙稱為障礙稱為“熱障熱障”。 怎樣使宇宙飛行器克服怎樣使宇宙飛行器克服“熱障熱障”，安全地返回地面呢，安全地返回地面呢? ?科學科學 家在分析了家在分析了“宇宙不速之客宇宙不速之客”隕石后發(fā)現(xiàn)，隕石表面雖已隕石后發(fā)現(xiàn)，隕石表面雖已 熔融，但里面的化學成分沒有變化。這說明隕石在下落過程中，熔融，但里

14、面的化學成分沒有變化。這說明隕石在下落過程中， 盡管表面因摩擦生熱產(chǎn)生幾千度高溫而熔融，但由于穿過大氣盡管表面因摩擦生熱產(chǎn)生幾千度高溫而熔融，但由于穿過大氣 層的時間很短，熱量還來不及傳到隕石內(nèi)部。這給科學家以啟層的時間很短，熱量還來不及傳到隕石內(nèi)部。這給科學家以啟 發(fā)：讓宇宙飛行器的頭部戴一頂用燒蝕材料做成的頭盔發(fā)：讓宇宙飛行器的頭部戴一頂用燒蝕材料做成的頭盔”，把，把 重返大氣層時摩擦產(chǎn)生的熱量消耗在燒蝕材料的熔融、氣化等重返大氣層時摩擦產(chǎn)生的熱量消耗在燒蝕材料的熔融、氣化等 一系列物理和化學變化中，一系列物理和化學變化中，“丟卒保車丟卒保車”，達到保護宇宙飛行，達到保護宇宙飛行 器的目的

15、。器的目的。 4 4玻璃微珠的應(yīng)用玻璃微珠的應(yīng)用 在茫茫夜色中，如果乘車奔馳在高速公路上，你可能在茫茫夜色中，如果乘車奔馳在高速公路上，你可能 會被這樣一種現(xiàn)象所吸引：只見會被這樣一種現(xiàn)象所吸引：只見在汽車燈光的直射下，一在汽車燈光的直射下，一 只只橙紅色的指示燈不斷地閃亮在道路兩側(cè)，引導(dǎo)著車輛只只橙紅色的指示燈不斷地閃亮在道路兩側(cè)，引導(dǎo)著車輛 前進；不時還會閃出一塊塊高架于道路上空的交通標志牌，前進；不時還會閃出一塊塊高架于道路上空的交通標志牌， 醒目地顯示出前方即將到達的地點及所剩里程?？墒?，當醒目地顯示出前方即將到達的地點及所剩里程?？墒?，當 你回過頭往車后望去，卻再也看不到這些景象。你

16、回過頭往車后望去，卻再也看不到這些景象。 是不是有什么自動控制裝置將那些指示燈和標志牌的是不是有什么自動控制裝置將那些指示燈和標志牌的 燈光熄滅了呢燈光熄滅了呢? ?不是。其實這些指示燈和交通標志牌根本沒不是。其實這些指示燈和交通標志牌根本沒 有裝燈泡，它們是一種定向反光膜。這種定向反光膜能將有裝燈泡，它們是一種定向反光膜。這種定向反光膜能將 射向它的光線直接反射回光源處，你亮我也亮，使人們看射向它的光線直接反射回光源處，你亮我也亮，使人們看 起來好像它自己在發(fā)光一樣。定向反射膜反射回來的光線起來好像它自己在發(fā)光一樣。定向反射膜反射回來的光線 十分集中，具有強烈的十分集中，具有強烈的“醒目效應(yīng)

17、醒目效應(yīng)”，可使駕駛員在夜間，可使駕駛員在夜間 或視野不佳的情況下看清周圍情況，確保交通安全?；蛞曇安患训那闆r下看清周圍情況，確保交通安全。 光纖通信光纖通信是利用激光作載波由光導(dǎo)纖維傳送信息的有光纖通信光纖通信是利用激光作載波由光導(dǎo)纖維傳送信息的有 線通信方式。目前的光纖通訊，是把聲音和圖像通過電話機或線通信方式。目前的光纖通訊，是把聲音和圖像通過電話機或 攝像機變?yōu)殡娦盘枺偻ㄟ^光調(diào)制機對激光光源進行調(diào)制，把攝像機變?yōu)殡娦盘枺偻ㄟ^光調(diào)制機對激光光源進行調(diào)制，把 電信號變?yōu)楣庑盘?，由光?dǎo)纖維傳到接收端。接收端的激光接電信號變?yōu)楣庑盘?，由光?dǎo)纖維傳到接收端。接收端的激光接 收機通過光電轉(zhuǎn)換器

18、，把光信號變?yōu)殡娦盘?，進入電話機或電收機通過光電轉(zhuǎn)換器，把光信號變?yōu)殡娦盘枺M入電話機或電 視機，重新發(fā)送聲音和圖像。未來的光纖通訊，將直接將聲音視機，重新發(fā)送聲音和圖像。未來的光纖通訊，將直接將聲音 和圖像轉(zhuǎn)換為光信號用光纖進行傳輸。和圖像轉(zhuǎn)換為光信號用光纖進行傳輸。 光纖通信較之普通電纜通信有許多突出的優(yōu)點。首先，光光纖通信較之普通電纜通信有許多突出的優(yōu)點。首先，光 纖通信有巨大的信息容量，纖通信有巨大的信息容量，一根頭發(fā)絲那么細的光導(dǎo)纖維可以一根頭發(fā)絲那么細的光導(dǎo)纖維可以 通幾萬路電話或通幾萬路電話或2 0002 000路電視。路電視。如果用許多根光導(dǎo)纖維組合成光如果用許多根光導(dǎo)纖維組合

19、成光 纜，它的通信容量更大得驚人。其次，光纖通信不受外界電磁纜，它的通信容量更大得驚人。其次，光纖通信不受外界電磁 場的干擾，工作穩(wěn)定可靠，保密程度高。第三，光纖通信損耗場的干擾，工作穩(wěn)定可靠，保密程度高。第三，光纖通信損耗 低，目前無中繼傳送距離一般為低，目前無中繼傳送距離一般為303070 km(70 km(而同軸電纜每隔而同軸電纜每隔 1 15 km5 km就需設(shè)立一個中繼站，來補償電信號在傳輸中的損耗就需設(shè)立一個中繼站，來補償電信號在傳輸中的損耗) )， 很適合遠距離信息傳輸。目前，人們已建成大西洋海底光纜很適合遠距離信息傳輸。目前，人們已建成大西洋海底光纜( (全全 長約長約7 00

20、0 km)7 000 km)。計劃中的南太平洋光纜。計劃中的南太平洋光纜( (全長約全長約16 000 km)16 000 km)也也 正在緊鑼密鼓的準備之中。進一步降低光纖損耗，減少中繼站正在緊鑼密鼓的準備之中。進一步降低光纖損耗，減少中繼站 數(shù)目，甚至不用中繼站，是人們的下一步目標。數(shù)目，甚至不用中繼站，是人們的下一步目標。 醫(yī)生的好助手醫(yī)生的好助手 目前，在醫(yī)學領(lǐng)域上，普遍使用一種連接著許多光纖的目前，在醫(yī)學領(lǐng)域上，普遍使用一種連接著許多光纖的胃鏡胃鏡。這些。這些 光纖并成一束，束中各條光纖的相對位置保持不變。把胃鏡插入病人胃里，光纖并成一束，束中各條光纖的相對位置保持不變。把胃鏡插入病

21、人胃里， 胃鏡接收到的光線沿著這些光纖傳到體外。每條光纖中的光僅反映胃中一小胃鏡接收到的光線沿著這些光纖傳到體外。每條光纖中的光僅反映胃中一小 點的情況，整束光纖中的光就拼合成胃里某一部分的圖像。光纖胃鏡的光源點的情況，整束光纖中的光就拼合成胃里某一部分的圖像。光纖胃鏡的光源 是在體外由光纖傳進去的，它不產(chǎn)生熱輻射，能減輕病人的痛苦。在光導(dǎo)纖是在體外由光纖傳進去的，它不產(chǎn)生熱輻射，能減輕病人的痛苦。在光導(dǎo)纖 維的一頭裝上精致小巧的微型鏡頭，將胃內(nèi)的情況傳到體外拍攝下來或顯示維的一頭裝上精致小巧的微型鏡頭，將胃內(nèi)的情況傳到體外拍攝下來或顯示 在屏幕上。還可以在胃鏡光纖中留出空的通道，以插入切取生

22、理切片的鑷子。在屏幕上。還可以在胃鏡光纖中留出空的通道，以插入切取生理切片的鑷子。 因為光纖又細又軟，故可將醫(yī)生用來觀察人體內(nèi)部病變情況的內(nèi)窺因為光纖又細又軟，故可將醫(yī)生用來觀察人體內(nèi)部病變情況的內(nèi)窺 鏡做得小巧玲瓏。胃鏡是內(nèi)窺鏡中比較粗的一種，但也只有鏡做得小巧玲瓏。胃鏡是內(nèi)窺鏡中比較粗的一種，但也只有15 mm15 mm左右，其他左右，其他 如食道鏡、膀胱鏡還要細小得多?？梢姡汗鈱?dǎo)纖維的應(yīng)用，使醫(yī)用內(nèi)窺鏡從如食道鏡、膀胱鏡還要細小得多。可見：光導(dǎo)纖維的應(yīng)用，使醫(yī)用內(nèi)窺鏡從 構(gòu)造到功能都發(fā)生了重要的變化。構(gòu)造到功能都發(fā)生了重要的變化。 近年來，一種近年來，一種激光光纖藥頭內(nèi)窺鏡碎石系統(tǒng)激光光

23、纖藥頭內(nèi)窺鏡碎石系統(tǒng)已研制成功。這種系統(tǒng)已研制成功。這種系統(tǒng) 利用胃鏡把帶有藥頭的光纖導(dǎo)管送入胃中，然后沿光纖通入激光。激光可以利用胃鏡把帶有藥頭的光纖導(dǎo)管送入胃中，然后沿光纖通入激光。激光可以 像引爆雷管一樣，使藥頭炸裂并產(chǎn)生沖擊波，擊碎胃石，再用胃鏡把碎石取像引爆雷管一樣，使藥頭炸裂并產(chǎn)生沖擊波，擊碎胃石，再用胃鏡把碎石取 出。利用該系統(tǒng)已成功地擊碎大小為出。利用該系統(tǒng)已成功地擊碎大小為8 cm8 cm10 cm10 cm6 cm6 cm的胃石并取出碎石。的胃石并取出碎石。 這種系統(tǒng)還可以用來治療膀胱結(jié)石、輸尿管結(jié)石和膽結(jié)石等疾病。這種系統(tǒng)還可以用來治療膀胱結(jié)石、輸尿管結(jié)石和膽結(jié)石等疾病。

24、 光導(dǎo)纖維在醫(yī)學上的另一個重要應(yīng)用是通過微細的光纖將高強度的光導(dǎo)纖維在醫(yī)學上的另一個重要應(yīng)用是通過微細的光纖將高強度的 激光輸入人體的病變部位，用激光來切除病變部位。這種手術(shù)不用切開皮膚激光輸入人體的病變部位，用激光來切除病變部位。這種手術(shù)不用切開皮膚 和切割肌肉組織，減少了病人的痛苦，而且切割部位準確，手術(shù)效果好。和切割肌肉組織，減少了病人的痛苦，而且切割部位準確，手術(shù)效果好。 1 1寫出下列各組物質(zhì)中能發(fā)寫出下列各組物質(zhì)中能發(fā) 生反應(yīng)的化學方程式。生反應(yīng)的化學方程式。 (1)Si0(1)Si02 2與純堿共熔。與純堿共熔。 (2)CO(2)CO2 2通入通入NaNa2 2SiOSiO3 3

25、溶液。溶液。 (3)Si0(3)Si02 2與大理石共熔。與大理石共熔。 (4)SiO(4)SiO2 2與與NaOHNaOH共熱。共熱。 3工業(yè)上制取粗硅的化學方程式是工業(yè)上制取粗硅的化學方程式是 。 4。由。由36 g Si02和和636 g Na2CO3 組成的混合物，在高溫下恰好完組成的混合物，在高溫下恰好完 全反應(yīng)生成某種硅酸鹽。試通過全反應(yīng)生成某種硅酸鹽。試通過 計算，用氧化物形式寫出該硅酸計算，用氧化物形式寫出該硅酸 鹽的化學式。鹽的化學式。 含硅礦物和信息材料含硅礦物和信息材料 單晶硅單晶硅 灰黑色、硬而脆，灰黑色、硬而脆， 有金屬光澤的固體，有金屬光澤的固體， 熔點、沸點高，半

26、熔點、沸點高，半 導(dǎo)體材料導(dǎo)體材料 硅芯片是各種計算機及電子產(chǎn)品的核心硅芯片是各種計算機及電子產(chǎn)品的核心 太陽能電池太陽能電池 一、硅的化學性質(zhì)一、硅的化學性質(zhì) 常溫下常溫下，化學性質(zhì)穩(wěn)定（不與硫酸、鹽酸、硝化學性質(zhì)穩(wěn)定（不與硫酸、鹽酸、硝 酸等反應(yīng)）只與堿、氟化氫、氟氣反應(yīng)酸等反應(yīng)）只與堿、氟化氫、氟氣反應(yīng) Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2 Si+2F2=SiF4 Si+4HF=SiF4 +2H2 Si+2Cl2 = SiCl4 Si+O2 = SiO2 Si+2H2 = SiH4(不穩(wěn)定不穩(wěn)定) 二、二氧化硅和硅酸二、二氧化硅和硅酸 二氧化硅結(jié)構(gòu)二氧化硅結(jié)構(gòu) SiO2+H2

27、O 與與堿性氧化物堿性氧化物反反 應(yīng)應(yīng) 與水反應(yīng)與水反應(yīng) 與與HF的反應(yīng)的反應(yīng)： 與與強堿強堿反應(yīng)：反應(yīng)： SiO2+4HF=SiF4+2H2O 高溫高溫 SiO2+CaO = CaSiO3 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 1 1、二氧化硅的化學性質(zhì)、二氧化硅的化學性質(zhì) 制制粗硅粗硅SiO2+2C = Si+2CO（粗硅）（粗硅）（弱氧化性）（弱氧化性） 高溫高溫 2、硅酸（、硅酸（H2SiO3） 不溶于水酸性比酸還弱。不溶于水酸性比酸還弱。 Na2SiO3+2HCl=H2SiO3 +NaCl Na2SiO3+ CO2+H2O=H2SiO3 +Na2CO3 酸性：酸性： H2CO

28、3 H2SiO3 硅酸易形成膠體溶液，濃度較大時，則形成硅硅酸易形成膠體溶液，濃度較大時，則形成硅 酸凝膠，再經(jīng)脫水，形成硅酸干膠，稱為酸凝膠，再經(jīng)脫水，形成硅酸干膠，稱為“硅硅 膠膠”。硅膠是常用的干燥劑及催化劑的載體。硅膠是常用的干燥劑及催化劑的載體 鞏固練習鞏固練習 C 下列變化中不能一步實現(xiàn)的是下列變化中不能一步實現(xiàn)的是 A、Na2SiO3 H2SiO3 B、H2SiO3 SiO2 C、SiO2 H2SiO3 D、 SiO2 Na2SiO3 三、硅酸鹽三、硅酸鹽 Na2SiO3K(Al2Si3O10)(OH)2 K2O2Al2O36SiO22H2O Na2OSiO2 要領(lǐng)：要領(lǐng)：兩邊原

29、子個數(shù)守恒兩邊原子個數(shù)守恒， 格式：活潑金屬氧化物格式：活潑金屬氧化物 較活潑金屬氧化物較活潑金屬氧化物 SiO2H2O 結(jié)構(gòu)復(fù)雜結(jié)構(gòu)復(fù)雜 種類繁多用種類繁多用二氧化硅和金屬氧化物的二氧化硅和金屬氧化物的 形式形式表示其組成表示其組成 如何用氧化物的形式表示下列硅酸鹽如何用氧化物的形式表示下列硅酸鹽 石棉：石棉：CaMg3Si4O12 長石：長石：KAlSi3O8 普通玻璃：普通玻璃： CaNa2Si6O14 3MgOCaO4SiO2 K2OAl2O36SiO2 Na2O CaO6SiO2 鞏固練習鞏固練習 現(xiàn)代建筑離不開玻現(xiàn)代建筑離不開玻 璃的裝飾和采光璃的裝飾和采光 雄偉的古建筑離不開陶瓷

30、磚瓦雄偉的古建筑離不開陶瓷磚瓦 世界第一大壩世界第一大壩長江三峽大壩使用長江三峽大壩使用 水泥將達水泥將達1 二、玻璃二、玻璃 純堿、石灰石、石英純堿、石灰石、石英 設(shè)備：設(shè)備： 普通玻璃、有色玻璃（如，藍玻璃、紅玻普通玻璃、有色玻璃（如，藍玻璃、紅玻 璃）、石英玻璃、光學玻璃、鋼化玻璃。璃）、石英玻璃、光學玻璃、鋼化玻璃。 原料：原料： 玻璃窯或玻璃熔爐玻璃窯或玻璃熔爐 原理：原理：NaNa2 2COCO3 3SiOSiO2 2 = Na = Na2 2SiOSiO3 3COCO2 2 高溫高溫 CaCOCaCO3 3SiOSiO2 2=CaSiO=CaSiO3 3COCO2 2 高溫高溫

31、種類：種類： 性質(zhì)：性質(zhì)：在一定溫度范圍內(nèi)軟化在一定溫度范圍內(nèi)軟化 成分：成分：SiOSiO2 2 、 、NaNa2 2SiOSiO3 3 、 、CaSiOCaSiO3 3 鋼化玻璃是將普通退火玻璃先切割成要求尺寸，然鋼化玻璃是將普通退火玻璃先切割成要求尺寸，然 后加熱到接近的軟化點，再進行快速均勻的冷卻而得到。后加熱到接近的軟化點，再進行快速均勻的冷卻而得到。 鋼化處理后玻璃表面形成均勻壓應(yīng)力，而內(nèi)部則形成張鋼化處理后玻璃表面形成均勻壓應(yīng)力，而內(nèi)部則形成張 應(yīng)力，使玻璃的抗彎和抗沖擊強度得以提高，其強度約應(yīng)力，使玻璃的抗彎和抗沖擊強度得以提高，其強度約 是普通退火玻璃的四倍以上。鋼化玻璃破碎

32、后，碎片成是普通退火玻璃的四倍以上。鋼化玻璃破碎后，碎片成 均勻的小顆粒并且沒有刀狀的尖角，國家標準要求鋼化均勻的小顆粒并且沒有刀狀的尖角，國家標準要求鋼化 玻璃的破碎后在任意玻璃的破碎后在任意50*50mm內(nèi)的碎片應(yīng)大于內(nèi)的碎片應(yīng)大于40粒。粒。 因此，使用起來具有一定的安全性。因此，使用起來具有一定的安全性。 古埃及玻璃制品 戰(zhàn)國中晚期玻璃璧 滿城漢玻璃耳杯 廣西貴縣出土的玻璃杯 隋李靜訓墓出土的玻璃圓盒 魏晉南北朝的玻璃缽 網(wǎng)紋玻璃杯 河北定縣靜志寺出土的 北宋玻璃杯 目前發(fā)現(xiàn)的最大的元代玻璃器 清乾隆白地套紅玻璃雙合瓶 南方玻璃隕石 tektite 硅酸鹽產(chǎn)品簡介：硅酸鹽產(chǎn)品簡介： 產(chǎn)

33、品產(chǎn)品主要原料主要原料 主要設(shè)備主要設(shè)備 反應(yīng)反應(yīng) 條件條件 主要反應(yīng)或主要成分主要反應(yīng)或主要成分 主要主要 性質(zhì)性質(zhì) 水泥水泥粘土、石粘土、石 灰石、灰石、 (石膏石膏)適適 量量 水泥回轉(zhuǎn)水泥回轉(zhuǎn) 窯窯 高溫高溫 硅酸三鈣：硅酸三鈣：3CaOSiO2 硅酸二鈣：硅酸二鈣：2CaOSiO2 鋁酸三鈣：鋁酸三鈣：3CaOAl2O3 水硬水硬 性性 玻璃玻璃 純純 堿堿 石灰石石灰石 石石 英英 玻璃窯玻璃窯高溫高溫 Na2CO3+SiO2=Na2SiO3 +CO2 CaCO3+SiO2=CaSiO3+ CO2 成分：成分：Na2SiO3 、 CaSiO3 、SiO2 無無 固定固定 的熔的熔

34、點、點、 沸點沸點 高溫高溫 高溫高溫 新型陶瓷新型陶瓷人造骨人造骨 即耐高溫又耐低溫的硅橡膠制品即耐高溫又耐低溫的硅橡膠制品 結(jié)構(gòu)陶瓷：結(jié)構(gòu)陶瓷：主要是指發(fā)揮其機械、熱、化學等性能的一主要是指發(fā)揮其機械、熱、化學等性能的一 大類新型陶瓷材料，它可以在許多苛刻的工作環(huán)境下服役，大類新型陶瓷材料，它可以在許多苛刻的工作環(huán)境下服役， 因而成為許多新興科學技術(shù)得以實現(xiàn)的關(guān)鍵。因而成為許多新興科學技術(shù)得以實現(xiàn)的關(guān)鍵。 在空間技在空間技 術(shù)領(lǐng)域，制造宇宙飛船需要能承受高溫和溫度急變、強度術(shù)領(lǐng)域，制造宇宙飛船需要能承受高溫和溫度急變、強度 高、重量輕且長壽的結(jié)構(gòu)材料和防護材料，在這方面，結(jié)高、重量輕且長壽

35、的結(jié)構(gòu)材料和防護材料，在這方面，結(jié) 構(gòu)陶瓷占有絕對優(yōu)勢。從第一艘宇宙飛船即開始使用高溫構(gòu)陶瓷占有絕對優(yōu)勢。從第一艘宇宙飛船即開始使用高溫 與低溫的隔熱瓦，碳與低溫的隔熱瓦，碳-石英復(fù)合燒蝕材料已成功地應(yīng)用于石英復(fù)合燒蝕材料已成功地應(yīng)用于 發(fā)射和回收人造地球衛(wèi)星。發(fā)射和回收人造地球衛(wèi)星。 壓電陶瓷：壓電陶瓷：你聽說過會說話、會唱歌的陶瓷嗎？會偵察你聽說過會說話、會唱歌的陶瓷嗎？會偵察 、會指揮、能診斷、能生電的陶瓷嗎？這就是壓電陶瓷，、會指揮、能診斷、能生電的陶瓷嗎？這就是壓電陶瓷， 屬于現(xiàn)代功能陶瓷。神奇的壓電陶瓷屬于現(xiàn)代功能陶瓷。神奇的壓電陶瓷-海中海中“雷達雷達”偵察偵察 兵：雷達是用無線

36、電原理對空中目標搜索、定位、導(dǎo)向的兵：雷達是用無線電原理對空中目標搜索、定位、導(dǎo)向的 通訊工具，而在水中不能發(fā)揮作用。用壓電陶瓷制成的聲通訊工具，而在水中不能發(fā)揮作用。用壓電陶瓷制成的聲 納系統(tǒng)可在水中起到同樣的作用。納系統(tǒng)可在水中起到同樣的作用。 透明陶瓷：透明陶瓷： 陶瓷一般是不透光的，由于陶瓷的不透光，使陶瓷的陶瓷一般是不透光的，由于陶瓷的不透光，使陶瓷的 用途受到很多的限制?？茖W家經(jīng)過長時間悉心研究后用途受到很多的限制?？茖W家經(jīng)過長時間悉心研究后 ，終于在，終于在1957年制成了世界上第一片透光陶瓷。透光年制成了世界上第一片透光陶瓷。透光 陶瓷有著廣泛的用途。當透光陶瓷問世后，使高壓鈉

37、陶瓷有著廣泛的用途。當透光陶瓷問世后，使高壓鈉 燈的研制成功。高壓鈉燈是一種發(fā)光效率很高的電光燈的研制成功。高壓鈉燈是一種發(fā)光效率很高的電光 源，在同樣功率下一盞高壓鈉燈能頂兩盞高壓汞燈，源，在同樣功率下一盞高壓鈉燈能頂兩盞高壓汞燈， 且光線柔和、銀白，在高壓鈉燈下看物體不但清楚，且光線柔和、銀白，在高壓鈉燈下看物體不但清楚， 且不刺眼。另外高壓鈉燈還具有特殊的本領(lǐng)，光線能且不刺眼。另外高壓鈉燈還具有特殊的本領(lǐng)，光線能 透過濃霧不被散射，作為道路、汽車、廣場的用燈特透過濃霧不被散射，作為道路、汽車、廣場的用燈特 別合適。別合適。 透明氧化鋁陶瓷透明氧化鋁陶瓷 超導(dǎo)陶瓷：超導(dǎo)陶瓷： 1973年，

38、人們發(fā)現(xiàn)了超導(dǎo)合金年，人們發(fā)現(xiàn)了超導(dǎo)合金鈮鍺合金，其臨界超鈮鍺合金，其臨界超 導(dǎo)溫度為導(dǎo)溫度為23.2K，該記錄保持了，該記錄保持了13年。年。1986年，設(shè)在瑞士年，設(shè)在瑞士 蘇黎士的美國蘇黎士的美國IBM公司的研究中心報道了一種氧化物（鑭公司的研究中心報道了一種氧化物（鑭 鋇銅氧）具有鋇銅氧）具有35K的高溫超導(dǎo)性，打破了傳統(tǒng)的高溫超導(dǎo)性，打破了傳統(tǒng)“氧氧 化物陶瓷是絕緣體化物陶瓷是絕緣體”的觀念，引起世界科學界的轟動。此的觀念，引起世界科學界的轟動。此 后，科學家們爭分奪秒地攻關(guān)，幾乎每隔幾天，就有新的后，科學家們爭分奪秒地攻關(guān)，幾乎每隔幾天，就有新的 研究成果出現(xiàn)。研究成果出現(xiàn)。198

39、7年年2月，美國華裔科學家朱經(jīng)武和中月，美國華裔科學家朱經(jīng)武和中 國科學家趙忠賢相繼在釔鋇銅氧系材料上把臨界超國科學家趙忠賢相繼在釔鋇銅氧系材料上把臨界超 導(dǎo)溫度提高到導(dǎo)溫度提高到90K以上，液氮的禁區(qū)（以上，液氮的禁區(qū)（77K）也奇跡般地）也奇跡般地 被突破了。被突破了。1987年底，鉈鋇鈣銅氧系材料又把臨年底，鉈鋇鈣銅氧系材料又把臨 界超導(dǎo)溫度的記錄提高到界超導(dǎo)溫度的記錄提高到125K。從。從19861987年的短短年的短短 一年多的時間里，臨界超導(dǎo)溫度竟然提高了一年多的時間里，臨界超導(dǎo)溫度竟然提高了100K以上，以上， 這在材料發(fā)展史，乃至科技發(fā)展史上都堪稱是一大奇跡！這在材料發(fā)展史，乃

40、至科技發(fā)展史上都堪稱是一大奇跡！ 生物陶瓷：生物陶瓷： 生物陶瓷指與生物體或生物化學有關(guān)的新型陶瓷。生生物陶瓷指與生物體或生物化學有關(guān)的新型陶瓷。生 物陶瓷可分為與生物體相關(guān)的植入陶瓷和與生物化學物陶瓷可分為與生物體相關(guān)的植入陶瓷和與生物化學 相關(guān)的生物工藝學陶瓷。前者植入體內(nèi)以恢復(fù)和增強相關(guān)的生物工藝學陶瓷。前者植入體內(nèi)以恢復(fù)和增強 生物體的機能，是直接與生物體接觸使用的生物陶瓷。生物體的機能，是直接與生物體接觸使用的生物陶瓷。 后者用于固定酶、分離細菌和病毒以及作為生物化學后者用于固定酶、分離細菌和病毒以及作為生物化學 反應(yīng)的催化劑，是使用時不直接與生物體接觸的生物反應(yīng)的催化劑，是使用時不

41、直接與生物體接觸的生物 陶瓷。陶瓷。 生生 物物 陶陶 瓷瓷 應(yīng)應(yīng) 用用 1、在碳族元素中、在碳族元素中 最高價氧化物的水化物中酸性最強的是（最高價氧化物的水化物中酸性最強的是（ ） 密度最大的金屬是（密度最大的金屬是（ ）其穩(wěn)定的價態(tài)是（）其穩(wěn)定的價態(tài)是（ ） 硬度最大的是（硬度最大的是（ ） 2、試寫出三個能產(chǎn)生氫氣的反應(yīng)（不能用金屬），、試寫出三個能產(chǎn)生氫氣的反應(yīng)（不能用金屬）， 并用雙線橋分析。并用雙線橋分析。 3、石墨炸彈爆炸時，在方圓幾百米范圍內(nèi)撒下、石墨炸彈爆炸時，在方圓幾百米范圍內(nèi)撒下 大量石墨纖維，造成輸電線、電廠設(shè)備損壞，這大量石墨纖維，造成輸電線、電廠設(shè)備損壞，這 是由于石墨能（是由于石墨能（ ） 4、寫出以、寫出以SiO2為原料制取硅酸的離子反應(yīng)方程式為原料制取硅酸的離子反應(yīng)方程式 5、 試用一種試劑可以區(qū)