二氧化硅与信息材料二氧化硅与信息材料专题三专题三: 从矿物到基础材料从矿物到基础材料第三单元：含硅矿物与信息材料第三单元：含硅矿物与信息材料 盛放氢氧化钠溶液的玻璃瓶不能盛放氢氧化钠溶液的玻璃瓶不能用玻璃塞你知道其中的原因吗？用玻璃塞你知道其中的原因吗？ 沙子，石英，水晶，硅藻土等都沙子，石英，水晶，硅藻土等都是天然存在的二氧化硅你知道它有是天然存在的二氧化硅你知道它有哪些重要的应用吗？哪些重要的应用吗？1、存在二氧化硅广泛存在于自然界中，水晶、二氧化硅广泛存在于自然界中，水晶、石英、硅藻土、沙子等的主要成分都是石英、硅藻土、沙子等的主要成分都是二氧化硅。二氧化硅。一、一、二氧化硅二氧化硅水晶石英砂二氧化硅(SiO2)二氧化硅广泛存二氧化硅广泛存在于自然界中，在于自然界中，与其他矿物共同与其他矿物共同构成了岩石。天构成了岩石。天然二氧化硅也叫然二氧化硅也叫硅石，是一种坚硅石，是一种坚硬难熔的固体。硬难熔的固体。硅石硅矿山二氧化硅二氧化硅(silicon dioxide) 水晶水晶玛瑙玛瑙透过图片思考透过图片思考:二氧化硅具有哪些物理二氧化硅具有哪些物理性质性质?化学稳定性如何化学稳定性如何?你的根据是什么你的根据是什么?SiO2的这些性质是由什么决定的？的这些性质是由什么决定的？熔沸点很高熔沸点很高, , 硬度很硬度很大，不溶于水。大，不溶于水。2、物理性质二氧化硅二氧化硅结构图结构图10928约约180SiOSiOSiO2 2是正四面体的空间网状结构，因此性质是正四面体的空间网状结构，因此性质很稳定很稳定 知识迁移知识迁移!二氧化碳有哪些化学性质呢？二氧化碳有哪些化学性质呢？从氧化物分类角度从氧化物分类角度: 。从氧化还原的角度从氧化还原的角度: 。 比一比比一比: 化合物化合物化合物化合物化学性质化学性质化学性质化学性质二氧化碳二氧化碳二氧化碳二氧化碳(CO(CO(CO(CO2 2 2 2) ) ) )二氧化硅二氧化硅二氧化硅二氧化硅(SiO(SiO(SiO(SiO2 2 2 2) ) ) )相相同同点点酸酸酸酸性性性性氧氧氧氧化化化化物物物物与强碱与强碱与强碱与强碱反应反应反应反应与碱性与碱性与碱性与碱性氧化物氧化物氧化物氧化物反应反应反应反应与水反与水反与水反与水反应应应应COCO2 2 +H+H2 2O=HO=H2 2COCO3 3 弱氧化弱氧化性性 特殊性特殊性CO2+2NaOH = Na2CO3+H2OSiO2+2NaOH =Na2SiO3+H2OCO2+CaO=CaCO3SiO2+CaO = CaSiO3 高温高温不反应不反应CO2+C = 2CO高温高温 SiO2+2C =Si+2CO高温高温SiO2+4HF= SiF4 +2H2O 化学性质很稳定，化学性质很稳定， 除氢氟酸外不除氢氟酸外不与其它酸反应，不与水反应，与其它酸反应，不与水反应， 但能与碱性氧化物或强碱反应，但能与碱性氧化物或强碱反应， 属酸性氧化物属酸性氧化物 二氧化硅化学性质小结二氧化硅化学性质小结讨论讨论 :如何利用如何利用SiO2制取硅酸？写出制取硅酸？写出相应的化学方程式。相应的化学方程式。以二氧化硅为原料制取硅酸以二氧化硅为原料制取硅酸:(1) SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O(2)Na2SiO3+CO2+H2O = Na2CO3+H2SiO3(3) 或或 Na2SiO3+2HCl = H2SiO3+2NaClSiO2装饰品装饰品石英坩埚石英坩埚石英手表石英手表光学仪器光学仪器耐磨器皿耐磨器皿精密仪器轴承精密仪器轴承 二氧化硅的用途二氧化硅的用途制备纯硅制备纯硅光导纤维光导纤维1、工业上、工业上 制备单质硅工艺流程：制备单质硅工艺流程：SiO22C Si2COSi2Cl2 SiCl4SiCl4 2H2 Si 4HCl 石英砂石英砂液态混合物液态混合物焦炭焦炭氯气氯气氢气氢气蒸馏蒸馏粗硅粗硅四氯化硅四氯化硅纯硅纯硅二、单质硅二、单质硅（1）灰黑色，有金属光泽，硬而灰黑色，有金属光泽，硬而 脆的固体脆的固体（2）熔、沸点高、硬度大熔、沸点高、硬度大（3）晶体硅是良好的半导体晶体硅是良好的半导体2 2、物理性质、物理性质3 3、化学性质、化学性质（1）常温下，硅的化学性质不活泼常温下，硅的化学性质不活泼 只与氟气、氢氟酸和强碱反应只与氟气、氢氟酸和强碱反应 不与不与氧气、氯气、硫酸、硝酸等起反应氧气、氯气、硫酸、硝酸等起反应Si+2F2=SiF4Si+4HF=SiF4 +2H2 Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2（2）加热时，硅可与氧气、氯气加热时，硅可与氧气、氯气等非金属反应等非金属反应Si+2Cl2=SiCl4Si+O2=SiO2集成电路、晶体管、硅整流器等半导集成电路、晶体管、硅整流器等半导体材料，还可以制成太阳能电池、硅体材料，还可以制成太阳能电池、硅的合金可用来制造变压器铁芯等。的合金可用来制造变压器铁芯等。集成电路 晶体管硅橡胶4、用途用途开开开开 心心心心 辞辞辞辞 典典典典这里有五个问题，你想回答哪一个？这里有五个问题，你想回答哪一个？、下列物质的主要成分不是、下列物质的主要成分不是SiO2的是（的是（ ） A、石英、石英 B、水晶、水晶 C、金刚砂、金刚砂 D、玛瑙、玛瑙、下列物质不与水反应的是（）、下列物质不与水反应的是（）A A、CaO BCaO B、COCO2 2 C C、SiOSiO2 2 D D、SOSO2 23、要除去、要除去SiO2中的中的CaO杂质，最适杂质，最适宜的试剂是宜的试剂是( ) A.纯碱溶液纯碱溶液 B 盐酸盐酸 C 硫酸硫酸 D 苛性钠溶液苛性钠溶液4 4、下列试剂的存放方法，正确的是（、下列试剂的存放方法，正确的是（ ） A A氢氧化钠、纯碱以及水玻璃要存放在氢氧化钠、纯碱以及水玻璃要存放在 带磨砂玻璃塞的试剂瓶中带磨砂玻璃塞的试剂瓶中 B B氢氟酸盛放在棕色玻璃试剂瓶氢氟酸盛放在棕色玻璃试剂瓶 C C液溴盛放在棕色广口瓶中液溴盛放在棕色广口瓶中 D D氯水盛放在棕色细口瓶中氯水盛放在棕色细口瓶中5 5、将固态的氢氧化钠加热至熔融状态，可将固态的氢氧化钠加热至熔融状态，可选用的器皿是选用的器皿是 ( ) ( ) A.A.铁坩埚铁坩埚 B. B.石英坩埚石英坩埚C.C.石墨坩埚石墨坩埚 D. D. 蒸发皿蒸发皿6将过量的将过量的COCO2 2分别通入分别通入 CaCl CaCl2 2溶液；溶液； NaNa2 2SiOSiO3 3溶液；溶液； Ca(OH) Ca(OH)2 2溶液；溶液； 饱和饱和NaNa2 2COCO3 3溶液。最终溶液中有白色沉淀析出溶液。最终溶液中有白色沉淀析出的是的是 （ ） A A B B C C D D小小 结结 :硅及其化合物的转化关系SiO2SiO2HF或F2SiF4NaOHNa2SiO3HFNaOH 或Na2CO3CaCO3CaSiO3CH2SiO3NaOHH+或CO2或CaO1 1、信息量大，每根光缆理论上、信息量大，每根光缆理论上、信息量大，每根光缆理论上、信息量大，每根光缆理论上可同时通过可同时通过可同时通过可同时通过1010亿路电话。亿路电话。亿路电话。亿路电话。2 2、质量小：每公里、质量小：每公里、质量小：每公里、质量小：每公里27g27g，不怕，不怕，不怕，不怕腐蚀。腐蚀。腐蚀。腐蚀。3 3、性能好，抗电磁干扰、保密、性能好，抗电磁干扰、保密、性能好，抗电磁干扰、保密、性能好，抗电磁干扰、保密性强。性强。性强。性强。4 4、成本低：每公里、成本低：每公里、成本低：每公里、成本低：每公里1 1万元左右。万元左右。万元左右。万元左右。返回用途光学镜片光学镜片返回用途玛玛 瑙瑙 研研 钵钵返回用途返回用途