硅酸鹽、硅單質(zhì)

1、二、硅酸鹽二、硅酸鹽1、定義：由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱。、定義：由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱。2、性質(zhì)：、性質(zhì)：大多不溶于水大多不溶于水，化學性質(zhì)穩(wěn)定。，化學性質(zhì)穩(wěn)定。活潑金屬氧化物活潑金屬氧化物 + 不活潑金屬氧化物不活潑金屬氧化物 + 二氧化硅二氧化硅 + 水水3、表示方法：（、表示方法：（P77 資料卡片）資料卡片）高嶺高嶺Al2(Si2O5)(OH)4正長石正長石KAlSi3O8礦青石棉礦青石棉Na2Fe5Si8H2O24Al2O32SiO22H2OK2OAl2O36SiO2Na2O3FeOFe2O38SiO2H2O注意：注意：金屬活動性由強到弱金屬活動性由強到弱 變價金屬

2、低價前，高價后變價金屬低價前，高價后4、硅酸鈉硅酸鈉 Na2SiO3探究步驟探究步驟觀察現(xiàn)象觀察現(xiàn)象探究結(jié)論探究結(jié)論 實驗實驗4-2：取兩個小木：取兩個小木條，分別放入蒸餾水和條，分別放入蒸餾水和Na2SiO3 溶液中浸透，取溶液中浸透，取出在酒精燈外焰加熱，觀出在酒精燈外焰加熱，觀察現(xiàn)象。察現(xiàn)象。Na2SiO3不易燃燒，不易燃燒，可作防火可作防火劑劑放入水中的木放入水中的木條水分蒸發(fā)后條水分蒸發(fā)后燃燒，放入燃燒，放入 Na2SiO3中的不中的不燃燒燃燒 化學性質(zhì)：化學性質(zhì)：a 與酸反應(yīng)：與酸反應(yīng)：Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3b 與鹽反應(yīng)：與鹽反應(yīng)：Na2Si

3、O3 + CaCl2 = 2NaCl + CaSiO3思考與討論思考與討論: : Na2SiO3溶液在空氣中久置會出現(xiàn)什么現(xiàn)溶液在空氣中久置會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？原因？象？原因？ 用途：用途：肥皂填料、木材防火劑及黏膠劑等肥皂填料、木材防火劑及黏膠劑等 物理性質(zhì)：白色固體，可溶于水，水溶液俗稱物理性質(zhì)：白色固體，可溶于水，水溶液俗稱水玻水玻璃璃，無色粘稠，可制備硅膠和木材防火劑。，無色粘稠，可制備硅膠和木材防火劑。無機非金屬材料無機非金屬材料新型無機非金屬材料新型無機非金屬材料傳統(tǒng)無機非金屬材料傳統(tǒng)無機非金屬材料陶陶瓷瓷玻玻璃璃水水泥泥（新型陶瓷）（新型陶瓷）（硅酸鹽產(chǎn)品）（硅酸鹽產(chǎn)品）高溫結(jié)構(gòu)陶瓷

4、高溫結(jié)構(gòu)陶瓷壓電陶瓷壓電陶瓷透明陶瓷透明陶瓷超導(dǎo)陶瓷超導(dǎo)陶瓷 特殊含硅化合物特殊含硅化合物碳化硅碳化硅SiC，俗名金剛砂，俗名金剛砂 ，具有，具有與金剛石類似的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，硬度大，熔點高。與金剛石類似的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，硬度大，熔點高。 玻璃玻璃主要成分：主要成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 （Na2OCaO6SiO2） Na2CO3 + SiO2 = Na2SiO3 + CO2CaCO3 + SiO2 = CaSiO3 + CO2主要原料：純堿、石灰石和石英主要原料：純堿、石灰石和石英 主要設(shè)備：玻璃窯主要設(shè)備：玻璃窯 水泥水泥主要原料：粘土和石灰石、石膏適量（主要原料：粘土和石灰

5、石、石膏適量（調(diào)節(jié)水泥硬化速度）調(diào)節(jié)水泥硬化速度）主要成分：主要成分： 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主要設(shè)備：水泥回轉(zhuǎn)窯主要設(shè)備：水泥回轉(zhuǎn)窯 陶瓷陶瓷主要原料：主要原料：黏黏土土 高溫高溫碳化硅碳化硅(金剛砂金剛砂,SiC)：硬度大：硬度大硅鋼硅鋼：高導(dǎo)磁性：高導(dǎo)磁性硅橡膠硅橡膠：良好的彈性：良好的彈性分子篩分子篩：吸附劑、催化劑：吸附劑、催化劑 分子篩分子篩具有均勻微孔結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽具有均勻微孔結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽新型無機非金屬材料：新型無機非金屬材料：新型陶瓷新型陶瓷高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、壓電陶瓷高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、壓電陶瓷

6、透明陶瓷、超導(dǎo)陶瓷等透明陶瓷、超導(dǎo)陶瓷等高溫結(jié)構(gòu)陶瓷高溫結(jié)構(gòu)陶瓷 氧化鋁陶瓷（人造氧化鋁陶瓷（人造剛剛玉）玉）是一種極有前途的高溫結(jié)構(gòu)材是一種極有前途的高溫結(jié)構(gòu)材料。它的熔點很高，可作高級料。它的熔點很高，可作高級耐火材料耐火材料，如坩堝、高溫，如坩堝、高溫爐管等。利用氧化鋁爐管等。利用氧化鋁硬度大硬度大的優(yōu)點，可以制造在實驗室的優(yōu)點，可以制造在實驗室中使用的中使用的剛玉磨球機剛玉磨球機，用來研磨比它硬度小的材料。用，用來研磨比它硬度小的材料。用高純度的原料，使用先進工藝，還可以使氧化鋁陶瓷變高純度的原料，使用先進工藝，還可以使氧化鋁陶瓷變得透明，可制作高壓鈉燈的燈管。得透明，可制作高壓鈉燈的

7、燈管。 氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷也是一種重要的結(jié)構(gòu)材料，它是一種也是一種重要的結(jié)構(gòu)材料，它是一種超硬超硬物物質(zhì)，密度小、本身具有潤滑性，并且耐磨損，除氫氟酸質(zhì)，密度小、本身具有潤滑性，并且耐磨損，除氫氟酸外，它不與其他無機酸反應(yīng)，抗腐蝕能力強；高溫時也外，它不與其他無機酸反應(yīng)，抗腐蝕能力強；高溫時也能抗氧化。而且它還能抵抗冷熱沖擊，在空氣中加熱到能抗氧化。而且它還能抵抗冷熱沖擊，在空氣中加熱到10001000以上，急劇冷卻再急劇加熱，也不會碎裂。正是氮以上，急劇冷卻再急劇加熱，也不會碎裂。正是氮化硅具有如此良好的特性，人們常常用它來制造軸承、化硅具有如此良好的特性，人們常常用它來制造軸承、汽輪機葉

8、片、機械密封環(huán)、永久性模具等汽輪機葉片、機械密封環(huán)、永久性模具等機械構(gòu)件機械構(gòu)件。 生物陶瓷生物陶瓷人造骨人造骨三、硅單質(zhì)三、硅單質(zhì)1、存在：硅有晶體硅和無定形硅兩種。、存在：硅有晶體硅和無定形硅兩種。2、物理性質(zhì)：物理性質(zhì)：晶體硅的結(jié)構(gòu)類似于金剛石，晶體硅的結(jié)構(gòu)類似于金剛石，熔點熔點(1410)高，硬而脆。高，硬而脆。3、化學、化學性質(zhì)：性質(zhì)：常溫下硅單質(zhì)的化學性質(zhì)不活潑常溫下硅單質(zhì)的化學性質(zhì)不活潑導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間。導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間。3 3、化學性質(zhì)：、化學性質(zhì)：不活潑不活潑(1)(1)常溫常溫下：與下：與F2、HF、NaOH反反應(yīng)應(yīng)注：與酸（除注：與酸（除HFHF）不反

9、應(yīng)，其它氧化劑，如）不反應(yīng)，其它氧化劑，如ClCl2 2、O O2 2、H H2 2SOSO4 4、HNOHNO3 3等常溫下都不與硅起反應(yīng)。等常溫下都不與硅起反應(yīng)。 (2) (2)加熱加熱時：與時：與（O2、Cl2、C）反應(yīng)反應(yīng)Si+OSi+O2 2=SiO=SiO2 24 4、用途：、用途：半導(dǎo)體材料半導(dǎo)體材料 Si+2F Si+2F2 2 = SiF= SiF4 4Si+4HF = SiFSi+4HF = SiF4 4+2H+2H2 2 Si + 2NaOH + HSi + 2NaOH + H2 2O = NaO = Na2 2SiOSiO3 3 + 2H + 2H2 2 工業(yè)上，用工業(yè)上，用焦炭在高溫下焦炭在高溫下還原石英砂可還原石英砂可制得粗硅制得粗硅，又又能跟氯氣反應(yīng)能跟氯氣反應(yīng)經(jīng)提純得到經(jīng)提純得到 SiCl4后再用后再用氫氣還原制得氫氣還原制得純硅：純硅：硅的工業(yè)制備硅的工業(yè)制備硅單硅單質(zhì)質(zhì)SiO22CSi(粗粗)2CO Si(粗粗)2Cl2SiCl4 SiCl42H2Si(純純)4HCl 高溫高溫用途用途 晶體硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和半導(dǎo)體之間晶體硅的導(dǎo)