含硅礦物及信息材料

1、含硅礦物與信息材料含硅礦物與信息材料石英坩堝問(wèn)題問(wèn)題: :地殼中元素含量排在前三位的分別地殼中元素含量排在前三位的分別 是是 、 、 元素。元素。一、硅（一、硅（Silicon）1、含量和存在、含量和存在在地殼中，硅的含量居在地殼中，硅的含量居第二位第二位自然界中，硅自然界中，硅無(wú)游離態(tài)無(wú)游離態(tài)存在，只以存在，只以化合態(tài)化合態(tài)存存在（在（SiO2或或硅酸鹽硅酸鹽的形式存在）的形式存在）是構(gòu)成是構(gòu)成礦物礦物和和巖石巖石的主要成分的主要成分硅硅2、硅晶體的物理性質(zhì)：、硅晶體的物理性質(zhì)： 灰黑色，硬而脆，有金屬光澤的固體，熔點(diǎn)、沸點(diǎn)灰黑色，硬而脆，有金屬光澤的固體，熔點(diǎn)、沸點(diǎn)高，硬度大，高，硬度大，

2、 半導(dǎo)體材料。半導(dǎo)體材料。 常溫下常溫下，化學(xué)性質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，只與強(qiáng)堿、氟化氫、穩(wěn)定，只與強(qiáng)堿、氟化氫、 氟氣反應(yīng)氟氣反應(yīng)Si+2F2=SiF4Si+4HF=SiF4 +2H2Si+ 2NaOH + H2O = Na2SiO3 +2H23、硅晶體的化學(xué)性質(zhì)：、硅晶體的化學(xué)性質(zhì)：高溫下高溫下，較活潑較活潑Si + O2 SiO24、硅的用途、硅的用途硅是良好的半導(dǎo)體材料，硅可用來(lái)制造硅是良好的半導(dǎo)體材料，硅可用來(lái)制造集成電路集成電路、晶體管晶體管、硅整流器等半導(dǎo)體器件。、硅整流器等半導(dǎo)體器件。含硅含硅4（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的鋼具有良好的導(dǎo)磁性，可用來(lái)制造（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的鋼具有良好的導(dǎo)磁性，可用來(lái)制造變

3、壓器變壓器鐵芯；含硅鐵芯；含硅15左右的鋼具有良好的耐酸性，可用來(lái)制造左右的鋼具有良好的耐酸性，可用來(lái)制造耐酸設(shè)備耐酸設(shè)備等等 Si2Cl2 SiCl4（液體，易揮發(fā)）高溫高溫SiCl4 2H2 Si 4HClSiO22C Si2CO高溫5、硅的制?。骸⒐璧闹迫。?工業(yè)上制取單質(zhì)硅是先在電爐里高溫下用碳還原二氧化硅工業(yè)上制取單質(zhì)硅是先在電爐里高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅，然后將粗硅在高溫下跟氯氣制得粗硅，然后將粗硅在高溫下跟氯氣 反應(yīng)生成一種液態(tài)物質(zhì)。反應(yīng)生成一種液態(tài)物質(zhì)。經(jīng)蒸餾提純后，再用氫氣還原制得純硅。（寫(xiě)出上述反應(yīng)的化經(jīng)蒸餾提純后，再用氫氣還原制得純硅。（寫(xiě)出上述反應(yīng)的化學(xué)方程式）學(xué)

4、方程式）（粗硅）二、二氧化硅二、二氧化硅光導(dǎo)纖維光學(xué)纖維胃鏡光學(xué)纖維胃鏡 堅(jiān)硬難熔的固體，熔沸點(diǎn)比較高，堅(jiān)硬難熔的固體，熔沸點(diǎn)比較高，不溶不溶 于水于水，硬度比較大。，硬度比較大。1 1、存在和物理性質(zhì)：、存在和物理性質(zhì)： 存在：沙子、石英、瑪瑙、水晶、硅藻土存在：沙子、石英、瑪瑙、水晶、硅藻土18010928Sio基本結(jié)構(gòu)單元為硅氧四面體基本結(jié)構(gòu)單元為硅氧四面體SiSi2 2O O4 4 ，晶體中不存在二氧化硅分子，晶體中不存在二氧化硅分子，SiOSiO2 2是化學(xué)式不是分子式。是化學(xué)式不是分子式。二氧化硅粉塵的危害二氧化硅粉塵的危害 二氧化硅在日常生活、生產(chǎn)和科研等方面有二氧化硅在日常生活

5、、生產(chǎn)和科研等方面有著重要的用途，但有時(shí)也會(huì)對(duì)人體造成危害。著重要的用途，但有時(shí)也會(huì)對(duì)人體造成危害。如果人長(zhǎng)期吸入含有二氧化硅的粉塵，就會(huì)患如果人長(zhǎng)期吸入含有二氧化硅的粉塵，就會(huì)患硅肺?。ㄒ蚬枧f稱(chēng)為矽，因此硅肺病舊稱(chēng)為矽硅肺?。ㄒ蚬枧f稱(chēng)為矽，因此硅肺病舊稱(chēng)為矽?。?。硅肺是一種職業(yè)病，它的發(fā)生及嚴(yán)重程?。９璺问且环N職業(yè)病，它的發(fā)生及嚴(yán)重程度，取決于空氣中粉塵的含量和粉塵中二氧化度，取決于空氣中粉塵的含量和粉塵中二氧化硅的含量，以及與人的接觸時(shí)間長(zhǎng)短等。長(zhǎng)期硅的含量，以及與人的接觸時(shí)間長(zhǎng)短等。長(zhǎng)期在二氧化硅粉塵含量較高的地方，如采礦、翻在二氧化硅粉塵含量較高的地方，如采礦、翻砂、噴砂、制陶瓷、制

6、耐火材料等場(chǎng)所工作的砂、噴砂、制陶瓷、制耐火材料等場(chǎng)所工作的人易患此病。人易患此病。（1）、酸性氧化物）、酸性氧化物SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2 + H2O =SiO2 + CaO = CaSiO3高溫2 2、化學(xué)性質(zhì)：、化學(xué)性質(zhì)：（2）與）與氫氟酸氫氟酸作用作用（SiO2很不活潑，很不活潑，HF是唯一是唯一 能跟其能跟其反應(yīng)的酸）反應(yīng)的酸）（3）與還原劑作用）與還原劑作用4HF+SiO2=SiF4+2H2O硅的制取硅的制取用來(lái)刻蝕玻璃（4 4）與）與鹽鹽反應(yīng)反應(yīng)SiO2+CaCO3 = CaSiO3+CO2高溫高溫能否寫(xiě)出能否寫(xiě)出SiO2和和Na2CO3的反應(yīng)方程式的

7、反應(yīng)方程式?SiO22C Si2CO高溫所以，所以，不能不能用磨口玻璃塞用磨口玻璃塞盛堿性溶液盛堿性溶液，如如NaOH、KOH、Na2CO3、Na2SiO3等溶液等溶液。三、硅酸三、硅酸不溶于水，不穩(wěn)定，弱酸不溶于水，不穩(wěn)定，弱酸制取：強(qiáng)酸制弱酸制?。簭?qiáng)酸制弱酸Na2SiO3CO2 H2O Na2CO3 H2SiO3H2SiO3 = SiO2 + H2ONa2SiO3 2HCl 2NaCl H2SiO3有何現(xiàn)象？有何現(xiàn)象？硅元素硅元素單質(zhì)硅單質(zhì)硅Si + F2Si + HFSi + NaOH 加熱能與某加熱能與某些非金屬單些非金屬單質(zhì)反應(yīng)（質(zhì)反應(yīng)（O2）O2Na2SiO3、CaSiO3二氧化硅

8、是光導(dǎo)纖維二氧化硅是光導(dǎo)纖維的主要原料，光導(dǎo)纖的主要原料，光導(dǎo)纖維可用作通訊材料和維可用作通訊材料和制造醫(yī)用內(nèi)窺鏡等制造醫(yī)用內(nèi)窺鏡等硅可制造集成路、硅可制造集成路、太陽(yáng)能電池等；硅太陽(yáng)能電池等；硅合金可用來(lái)制造變合金可用來(lái)制造變壓器鐵芯、耐酸設(shè)壓器鐵芯、耐酸設(shè)備等。備等。只有化合態(tài)只有化合態(tài)SiO2硅酸鹽硅酸鹽C 高溫高溫HF無(wú)游離態(tài)無(wú)游離態(tài)常溫不活潑常溫不活潑 二氧化碳二氧化碳 二氧化硅二氧化硅 存在存在 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 物理性質(zhì)物理性質(zhì)化學(xué)化學(xué)性質(zhì)性質(zhì)（1）與水）與水（2）與酸）與酸（3）與強(qiáng)堿）與強(qiáng)堿（4）與）與CaO 用途用途空氣空氣存在于巖石中，沙子、存在于巖石中，沙子、石英、水晶等都含有

9、石英、水晶等都含有二氧化硅二氧化硅以二氧化碳分子形式存在以二氧化碳分子形式存在SiO2是化學(xué)式不是分子式是化學(xué)式不是分子式熔沸點(diǎn)低、常溫是氣體、微溶于水熔沸點(diǎn)低、常溫是氣體、微溶于水堅(jiān)硬固體、熔點(diǎn)高、不溶于水堅(jiān)硬固體、熔點(diǎn)高、不溶于水生成碳酸生成碳酸不反應(yīng)不反應(yīng)不反應(yīng)不反應(yīng)與氫氟酸反應(yīng)與氫氟酸反應(yīng)與氫氧化鈉生成碳酸鈉與氫氧化鈉生成碳酸鈉與氫氧化鈉生成硅酸鈉與氫氧化鈉生成硅酸鈉生成碳酸鈣生成碳酸鈣高溫下生成硅酸鈣高溫下生成硅酸鈣飲料、工業(yè)制堿飲料、工業(yè)制堿光導(dǎo)纖維、石英表等光導(dǎo)纖維、石英表等你怎么想？你怎么想？SiO2+CaCO3 = CaSiO3+CO2高溫高溫?fù)?jù)此推斷硅酸酸性比碳酸酸性強(qiáng)據(jù)此

10、推斷硅酸酸性比碳酸酸性強(qiáng)？1.二氧化碳通入下列各溶液中，不可 能產(chǎn)生沉淀的是 ( ) A.氯化鈣溶液 石灰水 C.飽和碳酸鈉溶液 硅酸鈉溶液A2.下列說(shuō)法正確的是：下列說(shuō)法正確的是：A.硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，在自然界中可以以游離態(tài)存在。硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，在自然界中可以以游離態(tài)存在。B.二氧化碳通入水玻璃可以得到原硅酸。二氧化碳通入水玻璃可以得到原硅酸。C.二氧化硅溶于水。二氧化硅溶于水。D.二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸。二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸。 3.實(shí)驗(yàn)室配制好的硅酸鈉溶液保存過(guò)程中變質(zhì)的原因是實(shí)驗(yàn)室配制好的硅酸鈉溶液保存過(guò)程中變質(zhì)的原因是空氣中的二氧化碳與硅酸鈉溶液發(fā)生

11、了反應(yīng)空氣中的二氧化碳與硅酸鈉溶液發(fā)生了反應(yīng)有白色膠狀沉淀物生成有白色膠狀沉淀物生成變質(zhì)的現(xiàn)象是：變質(zhì)的現(xiàn)象是：相應(yīng)的化學(xué)方程式：相應(yīng)的化學(xué)方程式：Na2SiO3CO2 H2O 2NaCl H2SiO3B鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)C下列變化中不能一步實(shí)現(xiàn)的是下列變化中不能一步實(shí)現(xiàn)的是A、Na2SiO3 H2SiO3B、H2SiO3 SiO2C、SiO2 H2SiO3D、 SiO2 Na2SiO3 三、硅酸鹽三、硅酸鹽 Na2SiO3K(Al2Si3O10)(OH)2 K2O2Al2O36SiO22H2ONa2OSiO2要領(lǐng)：要領(lǐng)：兩邊原子個(gè)數(shù)守恒兩邊原子個(gè)數(shù)守恒，格式：活潑金屬氧化物格式：活潑金屬氧化物

12、 較活潑金屬氧化較活潑金屬氧化物物 SiO2H2O結(jié)構(gòu)復(fù)雜結(jié)構(gòu)復(fù)雜 種類(lèi)繁多用種類(lèi)繁多用二氧化硅和金屬氧化物的形二氧化硅和金屬氧化物的形式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(zhǎng)石：長(zhǎng)石：KAlSi3O8普通玻璃：普通玻璃： CaNa2Si6O143MgOCaO4SiO2K2OAl2O36SiO2 Na2O CaO6SiO2鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)現(xiàn)代建筑離不開(kāi)玻現(xiàn)代建筑離不開(kāi)玻璃的裝飾和采光璃的裝飾和采光雄偉的古建筑離不開(kāi)陶瓷磚瓦雄偉的古建筑離不開(kāi)陶瓷磚瓦硅酸鹽產(chǎn)品簡(jiǎn)介：硅酸鹽產(chǎn)品簡(jiǎn)介：產(chǎn)品產(chǎn)品主要原料主要原料主要設(shè)備

13、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+CO2CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2成分：成分：Na2SiO3 、CaSiO3 、SiO2 無(wú)無(wú)固定固定的熔的熔點(diǎn)、點(diǎn)、沸點(diǎn)沸點(diǎn)高溫高溫高溫高溫景德鎮(zhèn)陶瓷景德鎮(zhèn)陶瓷描述景德描述景德鎮(zhèn)的陶瓷鎮(zhèn)的陶瓷有這樣

14、一有這樣一句話(huà)句話(huà): :薄如紙薄如紙, ,聲如磬聲如磬, ,色如玉色如玉. .采石制泥采石制泥陶練泥土陶練泥土圓器拉坯圓器拉坯蘸釉蘸釉吹釉吹釉成坯入窯成坯入窯燒坯開(kāi)窯燒坯開(kāi)窯鬼谷子下山鬼谷子下山新型新型無(wú)機(jī)非金屬材料之一：無(wú)機(jī)非金屬材料之一：高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、壓電陶瓷高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、壓電陶瓷新型陶瓷新型陶瓷透明陶瓷、超導(dǎo)陶瓷等透明陶瓷、超導(dǎo)陶瓷等硅芯片的應(yīng)用硅芯片的應(yīng)用電腦的中央處理器（電腦的中央處理器（CPU）世界第一臺(tái)電子管計(jì)算機(jī)世界第一臺(tái)電子管計(jì)算機(jī)(占地占地170m2)筆記本電腦筆記本電腦硅的應(yīng)用硅的應(yīng)用硅的其他用途硅的其他用途o硅也是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能的常用材硅也是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能的常用材料料,利用高純硅單質(zhì)的半導(dǎo)體性能利用高純硅單質(zhì)的半導(dǎo)體性能,可制可制成成光電池光電池,將光能直接轉(zhuǎn)化成電能將光能直接轉(zhuǎn)化成電能o光電池目前的應(yīng)用范圍光電池目前的應(yīng)用范圍: 計(jì)算器計(jì)算器 人造衛(wèi)星人造衛(wèi)星 火星探測(cè)器火星探測(cè)器 太陽(yáng)能動(dòng)力車(chē)太陽(yáng)能動(dòng)力車(chē) 登月車(chē)登月車(chē)人造衛(wèi)星人造衛(wèi)星火星探測(cè)器火星探測(cè)器火星探測(cè)器火星探測(cè)器登登 月月 車(chē)車(chē)太太陽(yáng)陽(yáng)能能汽汽