专题专题3：从矿物质到基础材料：从矿物质到基础材料第三单元第三单元 含硅矿物与信息材料含硅矿物与信息材料一、硅酸盐矿物与硅酸盐产品一、硅酸盐矿物与硅酸盐产品 1.硅元素硅元素(silicon)在地壳中的含量在地壳中的含量（一）（一）.硅的存在硅的存在 2. 硅的氧化物及硅酸盐硅的氧化物及硅酸盐构成了构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土地壳中大部分的岩石、沙子和土壤壤 （二）（二）.硅酸盐及其产硅酸盐及其产品品1.1.硅酸盐组成的表示方法硅酸盐组成的表示方法 硅酸盐的种类多、结构很复杂，其组成表硅酸盐的种类多、结构很复杂，其组成表示方法一般有两种：示方法一般有两种：1）盐化学式法）盐化学式法如：硅酸钠如：硅酸钠Na2SiO3 、、硅酸钙硅酸钙CaSiO3等此法一般用于组成较简单的硅酸盐此法一般用于组成较简单的硅酸盐 2 2）盐氧化物法）盐氧化物法金属氧化物写在前面，再写金属氧化物写在前面，再写SiOSiO2 2，最后写，最后写H H2 2O O；；氧化物之间用氧化物之间用““·”·”隔开对于复杂的对于复杂的硅酸盐，通常可用二氧化硅和金属硅酸盐，通常可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成。
氧化物的形式来表示其组成例如：例如：Na2SiO3 Na2O·SiO2Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O3·2SiO2·2H2O 常见硅酸盐矿物常见硅酸盐矿物用氧化物形式表示下列硅酸盐：用氧化物形式表示下列硅酸盐：红柱石：红柱石：AlAl2 2SiOSiO5 5 钙铝石榴子石：钙铝石榴子石：CaCa3 3AlAl2 2SiSi3 3O O1212镁橄榄石：镁橄榄石：MgMg2 2SiOSiO4 4 高岭土：高岭土：AlAl2 2（（SiSi2 2O O5 5）（）（OHOH））4 4 l要领：要领：两边原子个数守恒两边原子个数守恒l格式：金属氧化物、二氧化硅、水格式：金属氧化物、二氧化硅、水l(各氧化物前系数为最简整数比各氧化物前系数为最简整数比) 2.硅酸盐的性质硅酸盐的性质 1) Na2SiO3的性质的性质 Na2SiO3俗称俗称“泡花碱泡花碱”，其水溶液俗称，其水溶液俗称“水玻水玻璃璃”水玻璃是一种无色粘稠的液体，显碱性，易水玻璃是一种无色粘稠的液体，显碱性，易吸收空气中的吸收空气中的CO2生成硅酸沉淀。
生成硅酸沉淀Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3↓ + 2NaClNa2SiO3 + CO2+H2O= H2SiO3↓+ Na2CO3▲硅酸钠要密封保存硅酸钠要密封保存用途：粘合剂，防腐剂、防火剂用途：粘合剂，防腐剂、防火剂 2）三大硅酸盐产品：陶瓷、水泥、玻璃）三大硅酸盐产品：陶瓷、水泥、玻璃t 2）水泥）水泥A.原料：粘土原料：粘土(SiO2 )、石灰石、石膏（适量）、石灰石、石膏（适量）B.设备：水泥回转窑设备：水泥回转窑C.条件：高温锻烧条件：高温锻烧D.加入石膏的作用：调节水泥的硬化速度加入石膏的作用：调节水泥的硬化速度 3）玻璃）玻璃A.原料：纯碱原料：纯碱、、石灰石、石英（石灰石、石英（SiO2)B.设备：玻璃熔炉设备：玻璃熔炉C.条件：高温熔融条件：高温熔融D.成分：成分： Na2SiO3 、、CaSiO3 、、SiO2E.主要反应：主要反应：Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2↑ CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2↑F.种类：普通玻璃、钢化玻璃、有色玻璃、光种类：普通玻璃、钢化玻璃、有色玻璃、光学玻璃、防弹玻璃、铅玻璃等学玻璃、防弹玻璃、铅玻璃等 （一）、二氧化硅（一）、二氧化硅 1.存在形式：沙子、石英、水晶、硅藻土存在形式：沙子、石英、水晶、硅藻土二、二氧化硅与信息材料二、二氧化硅与信息材料 2.结构：结构：SiOSiO2 2是正四面体的空间网状结构，因此性质很稳定是正四面体的空间网状结构，因此性质很稳定 3. 二氧化硅的化学性质二氧化硅的化学性质 不活泼不活泼（（1））SiO2是是H2SiO3的酸酐，具有酸的酸酐，具有酸性氧化物的通性性氧化物的通性SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+CaO CaSiO3高温（（2）特性）特性SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O 雕刻玻璃雕刻玻璃 讨论讨论 ：①①实验室能否用带玻璃塞的玻璃实验室能否用带玻璃塞的玻璃瓶盛放氢氧化钠溶液？瓶盛放氢氧化钠溶液？②②实验室能否用玻璃瓶盛放实验室能否用玻璃瓶盛放HF溶溶液？液？ SiO2＋＋2C Si ＋＋ 2CO↑高温高温SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2 ↑高温高温（（3）弱氧化性）弱氧化性（（4）与盐反应）与盐反应SiO2 +Na2CO3 Na2SiO3 + CO2↑高温高温 4. SiO2用途：(1)SiO2是制造光导纤维的主要原料。
是制造光导纤维的主要原料2)石英制作石英玻璃、石英电子表、石英钟石英制作石英玻璃、石英电子表、石英钟等3)水晶常用来制造电子工业的重要部件、光水晶常用来制造电子工业的重要部件、光学仪器、工艺品等学仪器、工艺品等4)石英砂常用作制玻璃和建筑材料石英砂常用作制玻璃和建筑材料 光导纤维的应用光导纤维的应用（（1）光纤通信（光缆）：）光纤通信（光缆）：是利用激光作载波由光导纤维传送信息是利用激光作载波由光导纤维传送信息的有线通信方式的有线通信方式2)医生的好助手：医生的好助手：光光导纤维可以用于食道可以用于食道﹑胃等深胃等深部探部探查内内窥镜的光学元件和外科的光学元件和外科手手术激光刀 （（3）在国防军事上，可以用光导纤维来制成纤维光学潜望镜，）在国防军事上，可以用光导纤维来制成纤维光学潜望镜，装备在潜艇装备在潜艇﹑坦克和飞机上，坦克和飞机上， 用于侦察复杂地形或深层屏蔽的用于侦察复杂地形或深层屏蔽的敌情 （三）硅的提纯（三）硅的提纯SiO2＋＋2C Si ＋＋ 2CO↑高温高温（粗硅）（粗硅）Si+2Cl2= SiCl4高温高温SiCl4 +2H2 ==Si+4HCl高温高温（纯硅）（纯硅） 。