含硅矿物与信息材料2课时课件.ppt

安吉振民 丁振辉 二氧化硅和信息材料 第二课时 雄伟的体育馆 第二十八页 一.硅 1、物理性质 硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。 硅的结构类似于金刚石，熔点和沸点都很高，硬度大。 导电性介于导体和绝缘体之间。 第二十九页 既不易失去电子,也不易得到电子 2.结构 第三十页 3.化学性质 常温下，化学性质不活泼，除氟气、氢氟酸 和强碱外，硅不跟其他物质（如氧气、氯气、 硫酸、硝酸等）起反应。在加热条件下，能跟 一些非金属反应。 Si ＋ O2 SiO2 Si ＋ 2H2 SiH4（不稳定） 高温 Si＋2NaOH ＋ H2O ＝ Na2SiO3 ＋ 2H2↑ Si ＋ 4HF ＝ SiF4 ↑ ＋ 2H2 ↑ 第三十一页 硅的工业制法 高温 在工业上，用碳在高温下还原二氧化硅的方 法制得粗硅。 SiO2 ＋2C Si（粗硅）＋2CO↑ 与氯反应：Si ＋2Cl2 ＝ SiCl4(温度为400～500℃) 生成的SiCl4液体通过精馏，除去其中的硼、砷 等杂质。然后用氢气还原： SiCl4 ＋2H2 Si ＋ 4HCl 高温 第三十二页 硅的用途： 硅是一种重要的非金属单质，它的用途非常广泛。作为良好的半导体材料，硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制成太阳能电池，可制成有良好导磁性、耐酸性的合金。 半导体器件；太阳能电池；合金 第三十三页 晶体管 集成电路 第三十四页 卫星的翅膀 汽车的尾巴 在太阳能方面的利用 第三十五页 二. 二氧化硅（ SiO2 ） 二氧化硅广泛存在于自然界中，与其他矿物共同构成了岩石。天然二氧化硅也叫硅石，是一种坚硬难熔的固体。 1.存在： 第三十六页 硅石 结晶形（石英） 无定形（硅藻土） 水晶 玛瑙 石 英 制 品 第三十七页 水晶 第三十八页 水 晶 制 品 第三十九页 第一页 1.硅元素(silicon)在地壳中的含量 一.硅的存在 第二页 2. 硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤 第三页 二.硅酸盐及其产品 1.硅酸盐组成的表示方法 硅酸盐的种类多、结构很复杂，其组成表示方法一般有两种： 1）盐化学式法——表示组成较简单的硅酸盐。 如：硅酸钠Na2SiO3 、硅酸钙CaSiO3等 黏土：Al2(Si2O5)(OH)4 第四页 2）氧化物法——表示复杂硅酸盐的方法 方法： ①各元素写成相应的氧化物，元素的价态保持不变。 ②顺序按先金属后非金属,金属元素中按金属活动顺序表依次排列，中间用“?”间隔。 ③注意改写后应与原来化学式中的原子个数比不变。 例如：Na2SiO3 Na2O·SiO2 Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O3·2SiO2·2H2O 第五页 把下列式子改写成氧化物的形式 1、锆石：ZrSiO4 2、红柱石：Al2SiO5 3、钙铝石榴子石：Ca3Al2Si3O12 4、长石：KAlSi3O8 5、普通玻璃： CaNa2Si6O14 3CaO· Al2O3·3SiO2 K2O·Al2O3·6SiO2 CaO·Na2O·6SiO2 ZrO2·SiO2 Al2O3·SiO2 练习 第六页 重要的硅酸盐——硅酸钠 化学组成：Na2SiO3 物理性质： 白色晶体，能溶于水，是极少数可溶 性硅酸盐之一，它的水溶液俗称“水玻璃”。 “水玻璃”是无色粘稠液体，是一种矿物胶,它既不能燃烧又不易受腐蚀,在建筑工业上可用作粘合剂等。木材浸过水玻璃后,具有防腐性能且不易着火。水玻璃还可用作耐火材料。 Na2SiO3+CO2+H2O == Na2CO3+H2SiO3↓ “水玻璃”长期暴露在空气中会变质,硅酸钠要密封保存且不能用玻璃塞试剂瓶 结论：硅酸是弱酸，酸性比碳酸弱 第七页 2）三大硅酸盐产品：陶瓷、水泥、玻璃 t 第八页 1）陶瓷 第九页 陶器的制作工序 第十页 第十一页 第十二页 第十三页 第十四页 第十五页 第十六页 第十七页 2）水泥的制备： a.原料：粘土(SiO2 )、石灰石、石膏（适量） b.设备：水泥回转窑 c.条件：高温锻烧 d.加入石膏的作用：调节水泥的硬化速度 第十八页 雄伟的体育馆 让人骄傲的三峡工程 世贸大厦 第十九页 玻 璃 原料 设备 反应条件 成分 Na2O·CaO·6SiO2 玻璃熔炉 高温 纯碱、石灰石、石英 主要性质 无固定熔点 第二十页 几种常见玻璃简介 普通玻璃 因混有铁的化合物