含硅礦物與信息材料 省賽獲獎(jiǎng)

第三單元含硅礦物與信息材料第一節(jié)硅酸鹽礦物與硅酸鹽產(chǎn)品

以硅酸鹽及其氧化物(SiO2)的形式存在，它們構(gòu)成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤等。一、硅的存在問題1：說說你身邊含硅的物品集成電路芯片石器——燧石取火硅酸鹽—水泥、玻璃、陶瓷二氧化硅—光導(dǎo)纖維單晶硅——集成電路傳統(tǒng)材料人類文明發(fā)展史新型材料信息材料一、硅酸鹽的組成和表示方法1、硅酸鹽的組成活潑金屬氧化物·較活潑金屬氧化物·SiO2·H2O主要由金屬、硅和氧組成2、硅酸鹽的表示方法滑石[Mg3(Si4O10)(OH)2]3MgO·4SiO2·H2O硅酸鈉(Na2SiO3)鈉長石(NaAlSi3O8)Na2O·SiO2Na2O·Al2O3·6SiO2將下列的硅酸鹽用氧化物的形式表示：二、二氧化硅的性質(zhì)1.物理性質(zhì)固體不溶于水熔沸點(diǎn)高硬度大沙子SiO2

聯(lián)想三、硅酸鈉的性質(zhì)1）物理性質(zhì)及應(yīng)用：該溶液俗稱“水玻璃”無色晶體、熔點(diǎn)高、易溶于水。應(yīng)用：防火劑、防腐劑、粘合劑制備硅酸：

2）化學(xué)性質(zhì)：

H2SiO3↓+2NaCl硅酸鈉要密封保存H2SiO3↓+Na2CO3Na2SiO3+CO2+H2O=Na2SiO3+2HCl=Na2SiO3+BaCl2=BaSiO3↓+2NaCla、與酸的反應(yīng)b、與鹽的反應(yīng)硅酸、碳酸、亞硫酸鹽的溶解性欲證明CH3COOH、H2CO3、H2SiO3的酸性強(qiáng)弱，下圖裝置A、B、C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？寫出反應(yīng)的離子方程式。四、硅酸鹽產(chǎn)品水泥、陶瓷、玻璃t景德鎮(zhèn)陶瓷高樓大廈水泥主要原料主要設(shè)備主要成分性質(zhì)應(yīng)用粘土石灰石石膏水硬性水泥回轉(zhuǎn)窯3CaO·SiO22CaO·SiO2

3CaO·Al2O3水泥沙漿混凝土鋼筋混凝土

陶瓷主要原料：粘土應(yīng)用：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、化工生產(chǎn)、電子工業(yè)、原子能工業(yè)、航天事業(yè)China與中國玻璃主要原料主要設(shè)備主要成分玻璃窯中發(fā)生的主要反應(yīng)純堿石灰石石英

玻璃熔爐

Na2SiO3CaSiO3SiO2

玻璃的種類：鋼化玻璃、有色玻璃、光學(xué)玻璃、防彈玻璃、變色玻璃……主要原料生產(chǎn)條件設(shè)備產(chǎn)品主要成分普通玻璃石灰石、純堿、石英、高溫玻璃熔爐Na2SiO3CaSiO3、SiO2普通水泥黏土、石灰石、少量石膏高溫回轉(zhuǎn)窯2CaO·SiO23CaO·SiO23CaO·Al2O3陶瓷黏土、石英砂高溫窯主要是硅酸鹽硅酸鹽產(chǎn)品：1、水泥2、陶瓷3、玻璃玻璃是混合物，沒有固定的熔點(diǎn)第二節(jié)二氧化硅與信息材料（一）存在二氧化硅廣泛存在于自然界中，沙子、石英、水晶、硅藻土等的主要成分都是二氧化硅。石英砂紫水晶一、二氧化硅水晶硅藻土石英砂（二）結(jié)構(gòu)

二氧化硅晶體是由硅原子和氧原子構(gòu)成的，晶體中硅原子和氧原子的個(gè)數(shù)比為1:2

。（三）物性熔沸點(diǎn)高，硬度很大，不溶于水。（1）酸性氧化物的通性（4）特殊性－與氫氟酸反應(yīng)（3）弱氧化性（2）與碳酸鹽反應(yīng)(雕刻玻璃)(煉鐵時(shí)造渣)SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O（氫氧化鈉溶液不能用玻璃塞）SiO2+CaO=CaSiO3

高溫

SiO2+CaCO3==CaSiO3+CO2↑高溫

SiO2+Na2CO3==Na2SiO3+CO2

↑高溫(制備水泥)SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O

SiO2+2C=Si+2CO↑

高溫（四）化性（五）用途（1）建筑材料；（3）石英坩堝；（4）光學(xué)鏡片；（2）制玻璃的原料；（6）制半導(dǎo)體硅。（5）光導(dǎo)纖維；石英電子表、石英鐘水晶制品瑪瑙二、硅

硅谷—“斯坦?？蒲泄I(yè)區(qū)”是美國電子和計(jì)算機(jī)工業(yè)中心，位于美國西海岸加利福尼亞州北部舊金山南郊，圣克拉拉縣和圣胡安兩城之間的一條長48公里，寬16公里的長條形地帶上。由于它集中了全世界90％以上的著名半導(dǎo)體公司，而半導(dǎo)體的基本元件是硅片，所以該地區(qū)被稱為“硅谷”。硅谷(siliconvalley)1、硅的制?。?）粗硅的制取：（2）粗硅轉(zhuǎn)變?yōu)榧児瑁ǔＳ梅椒ǎ?/p>

SiO2+2C=Si+2CO↑

高溫

Si

+2Cl2=SiCl4

高溫

SiCl4

+2H2=Si+4HCl

高溫2、硅的物理性質(zhì)3、硅的結(jié)構(gòu)

灰黑色、有金屬光澤、硬而脆的固體，熔點(diǎn)、沸點(diǎn)高，硬度大的半導(dǎo)體材料。4、硅的化學(xué)性質(zhì)

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)。Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑Si+4HF=SiF4↑