窑
化学分析常用到筛分混合物的“筛 子”，如滤纸就是一种筛分固体和液体的 “筛子”。许多硅酸盐具有多孔的结构， 孔的大小与一般分子的大小相当，而且组 成不同的硅酸盐的孔径不相同。因此，这 些硅酸盐具有筛分分子的作用，人们把它 们称为分子筛(molecular sieve)。 组成为Na2O· 2O3· A1 2SiO2· 2O的铝硅酸 nH 盐中有许多笼状空穴和通道。这种结构使 它很容易可逆地吸收或失去水及其他小分 子，如二氧化碳、氨、甲醇、乙醇等，但 它不吸收那些大得不能进入空穴的分子。 分子筛常用于分离、提纯气体或液体混合 物，还可作干燥剂、离子交换剂、催化剂 及催化剂栽体等。
1949——1998年我国水泥产量示意图
生产、生活
2。硅酸盐产品 陶瓷（china）
化工生产 电子工业 原子能工业 宇航事业
砖瓦 玻璃
水泥
水泥
主要 原料
粘土 石灰石 石膏
主要 设备
水 泥 回 转 窑
主要 成分
3CaO· 2 SiO 2CaO· 2 SiO 3CaO· 2O3 Al
性 质
水 硬 性
SiO 2NaOH Na SiO H O 2 2 3 2 SiO CaO 高温 CaSiO 2 3
（2）与碳酸盐反应
SiO CaCO 高温 CaSiO CO 2 3 3 2
（3）与氢氟酸反应
SiO 4HF SiF 2H O 2 4 2
（4）弱氧化性
SiO 2C 高温 Si 2CO 2
含硅矿物和信息材料
单 晶
硅
灰黑色、硬而脆， 有金属光泽的固体， 熔点、沸点高，半 导体材料
太 阳
能
电
池
硅芯片是各种计算机及电子产品的核心
一、硅的化学性质
常温下，化学性质稳定（不与硫酸、盐酸、硝 酸等反应）只与碱、氟化氢、氟气反应
•Si+O2 = SiO2
Si+2F2=SiF4
•Si+2Cl2 = SiCl4
④ 与HF的反应：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
⑤制粗硅SiO2+2C = Si+2CO↑（粗硅）（弱氧化性）
高温
2、硅酸（H2SiO3）
不溶于水酸性比酸还弱。
Na2SiO3+2HCl=H2SiO3 ↓ +NaCl Na2SiO3+ CO2+H2O=H2SiO3 ↓ +Na2CO3 酸性： H2CO3> H2SiO3
Si O
高 温
2
△ SiO
2
Si 2Cl
2
高温 SiCl
4
Si 2H 高温 SiH 2 4
5。硅的用途
3．陶瓷、玻璃应用的新天地 当宇宙飞行器完成航天任务返回地球时，它面临着与陨星 一样的处境。研究结果表明：当宇宙飞行器的飞行速度等于声 速的3倍时，其前端的温度可达330℃；当飞行速度等于6倍声速 时，可达1 480℃。宇宙飞行器邀游太空归来，到达离地面60～ 70 km的高度时，其速度仍保持在声速的20多倍，温度在10 000℃以上，这样的高温足以把宇宙飞行器化作一团熊熊的烈火。 高速带来了高温，这似乎是一道不可逾越的障碍。人们把这种 障碍称为“热障”。 怎样使宇宙飞行器克服“热障”，安全地返回地面呢?科学 家在分析了“宇宙不速之客”——陨石后发现，陨石表面虽已 熔融，但里面的化学成分没有变化。这说明陨石在下落过程中， 尽管表面因摩擦生热产生几千度高温而熔融，但由于穿过大气 层的时间很短，热量还来不及传到陨石内部。这给科学家以启 发：让宇宙飞行器的头部戴一顶用烧蚀材料做成的头盔”，把 重返大气层时摩擦产生的热量消耗在烧蚀材料的熔融、气化等 一系列物理和化学变化中，“丢卒保车”，达到保护宇宙飞行 器的目的。
•Si+2H2 = SiH4(不稳定)
Si+4HF=SiF4 ↑ +2H2 ↑ Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑
二、二氧化硅和硅酸
二氧化硅结构
1、二氧化硅的化学性质
•①与水反应
②与强碱反应：
•SiO2+H2O≠
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
高温
•③与碱性氧化物反应 •SiO2+CaO = CaSiO3
（一）存在
二氧化硅广泛存在于自然界中，沙子、 石英、水晶、硅藻土等的主要成分都是 二氧化硅。
紫水晶
石英砂
水晶
石英砂
硅藻土
（二）结构
二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子构成 的，晶体中硅原子和氧原子的个数比为 1 : 2 。
（三）物性
二氧化硅熔沸点很高，硬度很大， 不溶于水。
（四）化性
（1）酸性氧化物的通性
医生的好助手
目前，在医学领域上，普遍使用一种连接着许多光纤的胃镜。这些 光纤并成一束，束中各条光纤的相对位置保持不变。把胃镜插入病人胃里， 胃镜接收到的光线沿着这些光纤传到体外。每条光纤中的光仅反映胃中一小 点的情况，整束光纤中的光就拼合成胃里某一部分的图像。光纤胃镜的光源 是在体外由光纤传进去的，它不产生热辐射，能减轻病人的痛苦。在光导纤 维的一头装上精致小巧的微型镜头，将胃内的情况传到体外拍摄下来或显示 在屏幕上。还可以在胃镜光纤中留出空的通道，以插入切取生理切片的镊子。 因为光纤又细又软，故可将医生用来观察人体内部病变情况的内窥 镜做得小巧玲珑。胃镜是内窥镜中比较粗的一种，但也只有15 mm左右，其 他如食道镜、膀胱镜还要细小得多。可见：光导纤维的应用，使医用内窥镜 从构造到功能都发生了重要的变化。 近年来，一种激光光纤药头内窥镜碎石系统已研制成功。这种系统 利用胃镜把带有药头的光纤导管送入胃中，然后沿光纤通入激光。激光可以 像引爆雷管一样，使药头炸裂并产生冲击波，击碎胃石，再用胃镜把碎石取 出。利用该系统已成功地击碎大小为8 cm×10 cm×6 cm的胃石并取出碎石。 这种系统还可以用来治疗膀胱结石、输尿管结石和胆结石等疾病。 光导纤维在医学上的另一个重要应用是通过微细的光纤将高强度的 激光输入人体的病变部位，用激光来切除病变部位。这种手术不用切开皮肤 和切割肌肉组织，减少了病人的痛苦，而且切割部位准确，手术效果好。
应 用
水泥沙浆
混凝土
钢筋混凝土
玻璃
主要 主要 原料 设备
纯 碱
主要 成分
Na2SiO3 CaSiO3 SiO2
玻璃窑中发生 的主要反应
Na 2CO 3 SiO 2 高温 Na 2SiO 3 CO 2
玻
石灰石 璃
CaCO 3 SiO 2 高温 CaSiO 3 CO 2
石 英
二、课时建议
硅酸盐矿物与硅酸盐产品 1课时 二氧化硅与信息材料 1课时
一、硅酸盐矿物与硅酸盐产品 1。硅酸盐 （1）硅酸盐的表示
活泼金属氧化物·较活泼金属氧化物·SiO2·H2O
1．将硅酸钠(Na2SiO3)改写为氧化 物形式： Na2O· 2 SiO 2．将滑石[Mg3(Si4O10)(OH)2]改写 为氧化物形式： 3MgO· 4SiO2· 2O H
Na2SiO3 Na2O•SiO2 K(Al2Si3O10)(OH)2 K2O· 2O3· 2Al 6SiO2· 2O 2H
•要领：两边原子个数守恒，
•格式：活泼金属氧化物· 较活泼金属氧化物· 2· 2O SiO H
巩固练习
如何用氧化物的形式表示下列硅酸盐 石棉：CaMg3Si4O12 长石：KAlSi3O8 普通玻璃： CaNa2Si6O14 3MgO· CaO· 4SiO2 K2O· 2O3· Al 6SiO2 Na2O · CaO· 6SiO2
硅酸易形成胶体溶液，浓度较大时，则形成硅 酸凝胶，再经脱水，形成硅酸干胶，称为“硅 胶”。硅胶是常用的干燥剂及催化剂的载体
巩固练习
下列变化中不能一步实现的是
C
A、Na2SiO3 B、H2SiO3
C、SiO2
H2SiO3 SiO2
H2SiO3
D、 SiO2
Na2SiO3
三、硅酸盐
结构复杂 种类繁多用二氧化硅和金属氧化物的 形式表示其组成
分子筛
二、二氧化硅与信息材料
1．盛放氢氧化钠溶液的玻璃试剂瓶不能用玻璃 塞。你知道其中的原因吗? 2．沙子、石英、水晶、硅藻土等都是天然存在 的二氧化硅。你知道二氧化硅有哪些重要的 应用吗? 3．当我们在电脑前用鼠标和键盘连接瞬息万变 的世界时，当我们打开手机与家人、朋友互 致问候时，神奇无比的硅片制成的集成电路 在为你提供服务。你知道硅是如何制得的？
石器——燧石取火 人 类 文 硅酸盐——水泥、玻璃、陶瓷 明 发 二氧化硅——光导纤维 新 展 型 史 材 单晶硅——集成电路 料
传 统 材 料 信 息 材 料
一、学习目标
１．了解硅在自然界的存在形式，了解硅及其化 合物的应用与人类文明发展的密切关系。 ２．知道二氧化硅的物理性质和化学性质。了解 二氧化硅制品在高科技信息产业中的应用。 ３ ．认识单晶硅的使用给现代人类文明进程所带 来的重大影响。激发学生研究、发现新材料 的意识。
（五）用途
（1）建筑材料； （2）制玻璃的原料；
（3）石英坩埚； （4）光学镜片，光导纤维； （5）制半导体硅。
玛
瑙
三、硅
三、硅 1。硅的制取
SiO 2C 高温 Si 2CO 2
Si 2Cl
2
高温 SiCl
4
SiCl 2H 高温 Si 4HCl 4 2
提示：CO 2 C 高温
光纤通信光纤通信是利用激光作载波由光导纤维传送信息的有 线通信方式。目前的光纤通讯，是把声音和图像通过电话机或 摄像机变为电信号，再通过光调制机对激光光源进行调制，把 电信号变为光信号，由光导纤维传到接收端。接收端的激光接 收机通过光电转换器，把光信号变为电信号，进入电话机或电 视机，重新发送声音和图像。未来的光纤通讯，将直接将声音 和图像转换为光信号用光纤进行传输。 光纤通信较之普通电缆通信有许多突出的优点。首先，光 纤通信有巨大的信息容量，一根头发丝那么细的光导纤维可以 通几万路电话或2 000路电视。如果用许多根光导纤维组合成光 缆，它的通信容量更大得惊人。其次，光纤通信不受外界电磁 场的干扰，工作稳定可靠，保密程度高。第三，光纤通信损耗 低，目前无中继传送距离一般为30～70 km(而同轴电缆每隔 1．5 km就需设立一个中继站，来补偿电信号在传输中的损耗)， 很适合远距离信息传输。目前，人们已建成大西洋海底光缆(全 长约7 000 km)。计划中的南太平洋光缆(全长约16 000 km)也 正在紧锣密鼓的准备之中。进一步降低光纤损耗，减少中继站 数目，甚至不用中继站，是人们的下一步目标。