文档介绍：第三单位
含硅矿物及信息材料
专题三 从矿物到基础材料
地壳中硅元素的含量仅次于氧,约占总质量的四分之一。硅元素在自然界中主要是以硅酸盐和二氧化硅的形式存在。地壳质量的92%是硅酸盐和二氧化硅。
地壳中的元素分布
生活中常见的含硅物质
硅酸盐的结构复杂
硅酸盐的结构复杂,为了学****研究的方便,常改写成氧化物的形式。改写的规律:
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。
硅元素在自然界中广泛存在,主要是硅酸盐和二氧化硅的形式,在硅酸盐中,硅酸钠是极少数溶于水中的一种,用途广泛。
(1)硅酸钠能溶于水;水溶液称水玻璃。水溶液呈碱性。
(2)向溶液通二氧化碳有白色沉淀生成,滴加稀盐酸也有白色沉淀生成。
Na2SiO3 + 2H2O + CO2 = H4SiO4↓+Na2CO3
Na2SiO3 + 2HCl + H2O = H4SiO4↓+ 2NaCl
硅酸受热分解:H4SiO4 =H2SiO3+H2O
在沉淀中加入氢氧化钠溶液,沉淀溶解: H4SiO4 + 2NaOH = Na2SiO3 + 3H2O
(3)硅酸钠能用于作黏合剂、防腐剂、防火作用等。
硅酸钠(sodium silicate)的知识
原硅酸和硅酸都是难溶于水的弱酸,酸性:H2CO3强于H4SiO4或H2SiO3
硅酸钠溶液中滴加稀盐酸有白色沉淀:
Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3↓
离子方程式:SiO32- + 2H+ = H2SiO3↓
(3)硅酸和氢氧化钠反应:
H2SiO3 + 2NaOH = Na2SiO3 + 2H2O
离子方程式:
H2SiO3 + 2OH- =SiO32- +2H2O
主要原料
产品主要成分
普通玻璃
石英、纯碱、石灰石
Na2SiO3、CaSiO3、SiO2(物质的量比为1:1:4)
普通水泥
黏土、石灰石、少量石膏
2CaO·SiO2、3CaO·SiO2、3CaO·Al2O3
陶瓷
黏土、石英沙
成分复杂主要是硅酸盐
硅酸盐产品(传统材料)
硅酸盐产品
玻璃、水泥、陶瓷生产的共同点是:都在高温下,发生了复杂的物理和化学变化。原料都有含硅元素物质,产品都含硅酸盐,且都是混合物。
玻璃生产的原料:石英、纯碱、石灰石;产品主要成分:
n(Na2SiO3):n(CaSiO3):n(SiO2)=1:1:4或n(Na2O):n(CaO):n(SiO2)=1:1:6。
两个主要反应:
SiO2 + Na2CO3= Na2SiO3 + CO2↑
SiO2 + CaCO3 = CaSiO3 + CO2↑
高温
高温