1.给我一篇关于硅的论文
从硅及其化合物在国民经济中的地位来看,从学科发展的角度来看,硅及其化合物在材料科学和信息技术等领域有广泛的用途,在半导体、计算机、建筑、通信及宇宙航行、卫星等方面大显身手,而且它们的应用前景十分广阔;硅酸盐工业在经济建设和日常生活中有着非常重要的地位。
无机非金属材料中硅元素唱主角,而含硅元素的材料制品大都是以二氧化硅为原料。所以,首先介绍硅及其化合物,突出了它在社会发展历程中、在科学现代化中的重要性和应用价值。
从物质存在和组成多样性的角度来看,硅是无机非金属的主角,是地壳的基本骨干元素。自然界中的岩石、土壤、沙子主要以二氧化硅或硅酸盐的形式存在,地壳的95%是硅酸盐矿。
所以,介绍硅及其化合物,体现了硅元素存在的普遍性和广泛性。 从认知规律来看,硅元素的主要化合价只有 4价,硅单质比较稳定,硅的化合物知识也比较简单。
因此,学生的学习负担比较轻,有利于学习积极性的保护和培养。 本节内容编排有以下特点: 从硅及其化合物的知识体系来看,它由二氧化硅和硅酸、硅酸盐以及硅单质等三部分内容组成。
在内容编排上打破常规,首先从硅的亲氧性引出硅主要存在的两种形式——二氧化硅和硅酸盐,接着介绍二氧化硅的性质,再介绍硅酸、硅酸盐的一些性质,最后介绍硅单质。先学习比较熟悉的硅的化合物,再学习单质硅的顺序符合认知规律,有利于学生接受。
从知识内容的安排上来看,重点、非重点把握准确。主干内容保持一定量,并重彩描绘。
例如,二氧化硅的知识突出酸性氧化物的性质,在“科学视野”中介绍硅氧四面体结构,了解二氧化硅的一些物理性质,然后以图配文的方式介绍了二氧化硅的用途,最后让学生通过日常生活中的一些事实,以“思考与交流”的方式得出二氧化硅的化学性质。在学习二氧化硅的化学性质时,既介绍了酸性氧化物的共性,又介绍了SiO2的特性,扩展了学生对非金属酸性氧化物的认识。
硅酸盐重点介绍硅酸钠溶液的性质和用途。对非重点知识和拓展性内容,采用多种形式来呈现。
例如,简要介绍了硅酸的制取原理和硅胶的用途,应用广泛的硅酸盐产品以图片的形式呈现,一些新型陶瓷以“科学视野”的方式介绍,硅酸盐的组成以“资料卡片”的形式介绍,等等。 总之,硅及其化合物知识的介绍,既体现了元素存在的广泛性又体现了应用的前瞻性,既有亲近感又可以使学生开阔眼界,同时也能使学生增强对学习化学的重要性的认识。
本节教学重点:二氧化硅的性质。 本节教学难点:硅酸盐的丰富性和多样性。
教学建议如下: 1.采用对比的方法,联系碳、二氧化碳等学生已有的知识和生活经验来介绍硅、二氧化硅等新知识。联系和对比是一种有效的学习方法,通过对比可加深对知识的理解,有利于学生对知识的记忆和掌握。
因此,应指导学生学会运用对比的方法来认识物质的共性和个性、区别和联系。碳和硅是同一主族相邻的两种元素,它们的性质既有相似之处,又有不同之处。
在教学时要突出硅的亲氧性强于碳的亲氧性,从而引导学生理解硅的两种存在形式——二氧化硅和硅酸盐。对于SiO2化学性质的教学,可启发学生根据SiO2和CO2都是酸性氧化物这一特点,把它们的性质一一列出。
然后引导学生从硅的亲氧性大,得出常温下SiO2的化学性质稳定;在加热的条件下,SiO2才能与碱性氧化物起反应,等等。 在介绍硅酸时,可以补充这样一个实验:将CO2通入Na2SiO3溶液中,引导学生观察白色胶状沉淀的生成,从而加深对H2SiO3的酸性弱于碳酸的认识。
对于硅单质,主要让学生了解硅是重要的半导体材料,在电子工业上有广泛的用途。 SiO2的结构知识属于拓展性内容,在教学中不作要求。
2.要多运用日常生活中的事例进行教学。非金属元素首先介绍硅元素,硅的化合物普遍存在是原因之一。
因此,教学时要多注意联系生产和生活实际,充分利用实物、模型及教科书中的彩图和插图,通过放映教学录像,学生自己搜集有关的实物或照片,在课堂上展示交流等方法,增强教学的直观性,激发学生的学习兴趣,培养学生热爱科学的情感。例如,可用生活事例来说明SiO2质硬、不溶于水的性质,引导学生通过观察教科书中的图片、观察陶瓷和玻璃制品等实物来了解硅酸盐的广泛用途等。
3.通过自学讨论的方法进行硅酸盐的教学。学生的学习是一个自主构建的过程。
他们带着自己原有的知识背景、活动经验和理解走进学习活动,并通过自己的主动活动,包括独立思考、与他人交流和反思等,去构建对化学知识的理解。例如,讲硅酸盐时可指出,最常见的可溶性硅酸盐是Na2SiO3,它的水溶液称为水玻璃。
然后展示样品,观察水玻璃的黏稠性。同时拿出一块反复充分浸过水玻璃并已干燥的布条,把它放在火焰上,结果布条不能燃烧,从而认识用水玻璃浸泡织物可以防火。
最后,对于硅酸盐的丰富性和多样性,建议学生以阅读、交流的方式来完成。 二、活动建议 实验4-1】 控制溶液混合物的酸碱性是制取硅酸凝胶的关键。
盐酸的浓度以6 mol/L为宜。
2.一篇关于二氧化碳的功与过小论文,800个字左右.RT
二氧化碳的“功”与“过”随着现代工业的发展,从工厂和汽车等排放出来的二氧化碳日益增多.这是目前地球上出现温室效应的最主要原因.因此,二氧化碳常被人看作是“废物”,甚至当作危险的“敌人”.其实二氧化碳对人类和其它生物作出了重大贡献.二氧化碳是绿色植物光合作用、生长必须的营养物质.叶子中的叶绿素在日光照射下都能完成一个很奇妙的变化,把叶子吸收的二氧化和根部输送来的水分转变为糖、淀粉以及氧气(光合作用),6CO2+6H2O → C6H12O6+6O2.实验证明,空气中二氧化碳浓度增大可以使农作物增产,因此二氧化碳有“气肥”之称.二氧化碳可以贮藏粮食、水果、蔬菜.用二氧化碳贮藏的食品由于缺氧和二氧化碳本身的抑制作用,可有效地防止食品中细菌、霉菌、虫子生长,避免变质和有害健康的过氧化物产生,并能保鲜和维持食品原有的风味和营养成分.二氧化碳不会造成谷物中药物残留和大气污染.固态二氧化碳俗称干冰.它除了常被用于肉类等食物的冷冻保鲜还用于人工降雨.当空气中含有大量水蒸气,却因缺少凝结核心而未能凝成雨滴时,用飞机将干冰撒向空中,由于干冰迅速气化吸热,四周气温骤降结出许多小冰晶,水蒸气就能凝成水滴而下雨.二氧化碳密度比空气大,不能燃烧也不能支持燃烧,可用于灭火.但有些活动性强的金属,例如镁条,点燃后放入二氧化碳里能够继续燃烧:2Mg+CO2→2MgO+C 因此,我们通常所说的二氧化碳不能支持燃烧是有条件的.无色、无臭的气体二氧化碳有个怪脾气,如果它在空气中的浓度超过5%,就会刺激人的呼吸中枢神经,使呼吸量增加两倍,并且有不舒服的感觉.一旦吸入高浓度 CO2,部分人可先感头昏、心悸、迅速出现语妄、掠厥、昏迷,若不及时脱离现场抢救,可发生脑水肿、肺水肿,并因呼吸循环衰竭而死亡.在岩洞、枯井、地窖中可能聚集着二氧化碳,人若误入其中则窒息死亡.为此,人们下到深井之前要进行明火试验,因二氧化碳不支持燃烧,明火若熄灭就表明可能有二氧化碳气体.近几十年来,由于人类消耗的能源急剧增加,森林遭到破坏,大气中CO2的含量不断上升.CO2就像温室的玻璃一样,并不影响太阳对地球表面的辐射,但却能阻碍由地面反射回高空的红外辐射,这就像给地球罩上了一层保温膜,使地球表面气温增高,产生“温室效应”.能产生“温室效应”的气体除CO2外,还有臭氧(O3)、CH4、氟氯代烷(该类化合物包括20多种,其中主要有CCl3F、CCl2F2)等.全球变暖会对人类生活带来很大影响.地球温度上升,将导致寒带和两极的冰川大量融化,海平面因而会上升,从而淹没地势较低的沿海城市及河流三角洲;气温上升会使干旱的热带地区更加干旱,并使土地沙漠化的进程加快,自然灾害的进程加快,自然灾害也越来越频繁,甚至会导致许多物种的加速灭绝.为了保护人类赖以生存的地球,人类应共同防止温室效应进一步增强.我们可以采取以下措施:节约能源、减少使用煤、石油、天然气等化石燃料;更多地利用太阳能、风能、地热等;限制并逐步停止氟氯代烷的生产和使用;大力植树造林,严禁乱砍滥伐森林等.。
3.二氧化锗被广泛用于制作高纯金属锗、锗化合物、化工催化剂及医药
GeO2难溶于水和稀盐酸,不跟水反应,是以酸性为主的两性氧化物,褐煤烟灰(主要成分为C、GeO2,还有少量Al2O3和SiO2)与氢氧化钠、碳酸钠焙烧产生二氧化碳,根据反应流程可知,碳酸钠与二氧化锗反应生成锗酸钠和二氧化碳,氢氧化钠与二氧化锗反应生成锗酸钠和水,向焙烧后的产物:锗酸钠、Al2O3、SiO2加水浸取2小时,向浸出液中加盐酸并调节PH值,二氧化硅不溶于酸,生成的铝离子转化成氧氧化铝沉淀,过滤除去不溶物,继续向滤液中加入盐酸酸化,锗酸钠与盐酸反应生成GeCl4,GeCl4的沸点低,通过蒸馏得到GeCl4,GeCl4与高纯水反应生成GeO2•nH2O,另一种产物为HCl,GeO2•nH2O失水得到GeO2.(1)用水浸取焙烧物长达2小时的目的是为了尽可能使焙烧混合物中的含锗化合物溶于水,从而提高含锗化合物的浸出率;GeCl4的沸点是83.1℃,其沸点较低,从溶液中分离出GeCl4,可以通过蒸馏操作操作完成;蒸馏要用到的仪器有铁架台、牛角管、锥形瓶、石棉网、酒精灯,还要蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管,故答案为:为了提高含锗化合物的浸出率;蒸馏;蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管;(2)GeO2难溶于水和稀盐酸,不跟水反应,是以酸性为主的两性氧化物,可知二氧化锗与氢氧化钠反应生成锗酸钠和水,反应方程式为:2NaOH+GeO2 焙烧 . Na2GeO3+H2O,故答案为:2NaOH+GeO2 焙烧 . Na2GeO3+H2O;(3)GeO2是一种难溶于水的偏弱酸性的两性氧化物,类比氢氧化铝的性质,则H2GeO3能够与氯化氢反应生成生成物为GeCl4、NaCl和水,反应的化学方程式为:Na2GeO3+6HCl=2NaCl+3H2O+GeCl4;若滤液“酸化”时酸度不够,Na2GeO3与氢离子反应生成了生成了H2GeO3(或GeO2或GeO2•nH2O),生成了H2GeO3(或GeO2或GeO2•nH2O)在水中溶解度较小,所以溶液会出现明显的浑浊,故答案为:Na2GeO3+6HCl=2NaCl+3H2O+GeCl4;生成了H2GeO3(或GeO2或GeO2•nH2O)沉淀;(4)设wg样品中含SiO2、GeO2的物质的量分别为x、y,测得O的物质的量为n mol,根据氧原子守恒可得:2x+2y=n ①,根据质量守恒可得:60x+105y=w②,联①②可得y=w-30n45(或w45-23n),故答案为:w-30n45(或w45-23n).。
4.二氧化锗的物理性质
白色粉末或无色结晶,为四方晶系、六方晶系或无定形体。六方结晶与β-石英同构,锗为四配位;四方结晶具有超石英型结构,类似于金红石,其中锗为六配位。高压下,无定形二氧化锗转变为六配位结构;随着压力降低,二氧化锗也逐渐变为四配位的结构。类金红石型结构的二氧化锗在高压下可转变为另一种正交晶系氯化钙型结构。二氧化锗不溶于水和盐酸,溶于碱液生成锗酸盐。 类金红石型结构的二氧化锗比六方二氧化锗更易溶于水,它与水作用时可产生锗酸。二氧化锗与锗粉在1000°C共热时,可得到一氧化锗。
溶解性
不溶于水,不跟水反应。是以酸性为主的两性氧化物。可溶于浓盐酸生成四氯化锗,也可溶于强碱溶液,生成锗酸盐,如: GeO2+2NaOH=Na2GeO3+H2O。
5.二氧化锗用途
二氧化锗
英文名 Germaniumdioxide
分子式,GeO2
分子量 104.59
性状 白色粉末。六方晶形、四方晶形或无定形固
体。六方晶形比重4.228,熔点1115±4℃。四方晶
形比重6.239,熔点1086_+5℃。二氧化锗溶于碱中
生成锗酸盐。
来源 二氧化锗是由中和含有锗盐(氯化物、硫酸盐、
硝酸盐)的溶液,而析出的水合沉淀物
(GeO2·nH2O)经脱水而得。高纯二氧化锗由元素
锗与氧在600—700反应生成。
规格 (参考规格)纯度含GeO2>99.999%。
包装 2.5公斤瓶装。
用途 用于制锗,用于电子工业。
6.硅及其化合物对人类文明的贡献的论文
硅是比锗更经得起当今器件工艺发展考验的半导体材料。
在1966年已经生产40000千克半导体级硅(单晶超纯硅,杂质含量小于1/109),从而制造出40亿个元件。到1966年,用于这方面的硅已超过锗的用量。
由硅晶体管和其他元件组成的集成电路,集成度越来越高,规模越来越大,而元件则愈做愈小。一个直径为75毫米的硅片,可集成几万至几十万甚至几百万个元件,形成了微电子学,从而出现了微型计算机、微处理机等。
在铝衬底上,生长—层10—25微米厚的多晶硅薄膜,就是一种便宜而轻巧的太阳能电池材料,适于在太空和地面上使用。 硅是同位素电池中换能器的主要材料。
换能器是将同位素热源发出的热能转变为电能的装置。硅-锗合金做的换能器,其工作温度可达1000oC,机械性能和抗氧化性能很好,高温下不易蒸发和中毒,无论在真空还是空气中都能工作。
航天飞机用的耐热而极轻的硅瓦,在航天飞机返回大气层时,它可保护机身不受超过1000oC高温的损伤。 天然橡胶和合成橡胶的使用温度,一般都在150oC以下,否则就会老化变质。
20世纪40年代发展起来的硅橡胶,是以硅一氧一硅为主链的半无机高分子弹性体,兼有无机材料和有机材料的某些特点,使用温度范围宽广。硅橡胶具有优异的耐臭氧、耐碱、生理惰性(对人机体没有不良影响,可做为某些脏器的修复材料,如人工关节)和电气性能。
某些特殊结构的硅橡胶,更具有优良的耐油、耐溶剂、耐辐射等特性,因此硅橡胶已广泛用于航空、宇宙航行技术、电气及电子工业部门。 用110—2甲基乙烯基硅橡胶做生胶原料,乙炔炭黑做填料可制成导电橡胶,是电子表中连接集成电路与液晶屏的理想导电材料。
硅酸在水中能形成凝胶,因此可制得一种吸附剂---硅胶。硅胶是一种极性吸附剂,对H20等极性物质都有较强的吸附能力,工业上常用做干燥剂和吸附剂。
硅酸钠的水溶液叫水玻璃,工业上称做泡花碱。木材及织物浸过水玻璃后,可以防腐,不易着火。
硅溶胶是以Si02为基本单位的水中分散体。在羊毛纺织过程中,它可做为轻纺上浆的胶剂,以减少羊毛纤维的断头率,在涂层中含有硅溶胶,可提高无机纤维材料的表面抗 热强度。
在搪瓷器皿制造业中,加进硅溶胶以后,可降低膨胀系数,以改进对四氟乙烯的粘合性,在玻璃及玻璃陶瓷中亦有同样效果。若在玻璃中掺入25—30%的硅溶胶,可制得优质的硅硼酸玻璃。
某些钠硼硅酸盐玻璃(含氧化钠、氧化硼和氧化硅)经过热处理,原子重新组合,就分为互不熔混的两部分。一部分主要含氧化硅,另一部分主要含氧化钠和氧化硼。
如果再用酸处理,那么二氧化硅将不受酸的影响而留下来,而氧化钠和氧化硼则溶于酸中,剩下众多的空洞一—微孔,于是就制成了用途广泛的微孔玻璃。 将微孔玻璃烘干,烧结,就得到高硅氧透明玻璃。
它耐高温,热稳定性好,透紫外线能力强,可在多方面代替石英玻璃,适宜做高温观察窗, 比如宇宙飞船上的观察窗。迫过它去观察物体,不会发生变形,因为它的光学均匀性也很好。
如果在普通的钠铝硼硅酸盐玻璃中加入少量卤化银做感光剂,微量铜做增感剂,用玻璃常规工艺熔化,退火再经适当处理,就能制成卤化银光色玻璃。它会因光的强度不同而改变颜色,在强光防护、显示装置、光信息存储、交通工具上的挡风玻璃等方面,都有重要用途。
纯净的二氧化硅晶体叫做石英。石英在1600℃熔化成粘稠液体,内部变为无规则形态,再遇冷时,因为粘度大而不易再结晶,成为石英玻璃。
它有很多特殊的性质,如能让可见光和紫外光通过,可用它制造紫外灯和光学仪器;它的膨胀系数小,能经受温度的剧变,而且有很好的抗酸性(除氢氟酸外),因此,常被用来制造高级化学器皿。 医用激光器配置的光能传输系统是用石英光导纤维制成的,它不仅细巧轻便,灵活自如,且可将激光能量传入人体内脏器官进行医治。
一种新型水泥——双快水泥,具有快凝、快硬的特点。它浇注一天后的强度,相当于普通水泥浇注7-28天的强度,可用于滑升模板施工、预应力混凝土构件、砌块的快速成型和脱模,也可用它做矿井巷道喷射混凝土或机械铸件造型自硬砂。
用废轮胎等制成海绵状弹性体,与粘结性强的乳剂和水泥混和搅拌,就成为橡胶水泥。它克服了原有混凝土的缺点,能防止龟裂、剥离和吸水,既可用于铺路,又可用于建筑物上。
SiC叫碳化硅,又叫金刚砂。它具有类似金刚石的结构,硬度极大,而且分解温度又很高,所以在工业上大量用作磨料。
氮化硅陶瓷的强度和硬度很高,抗热震性和耐化学腐蚀性好,摩擦系数小且有自润性,是一种优越的耐磨材料。用氮化硅陶瓷制成的机械密封圈,经过几百到几千小时的运转后,磨损较小,寿命较原用材料提高几倍到十几倍。
以碳化硅陶瓷为基板的碳化硅远红外辐射板,被加热到一定温度后,能辐射出2—15微米以上的长波红外线,它对有机物,高分子物质以及对远红外线有强烈吸收峰的含水物质等,有很高的干燥效率。目前,这种碳化硅远红外辐射板巳用于自行车、缝纫机、家俱;木材,皮革,纺织,食品及粮食作物的干燥。
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7.二氧化锗用途
二氧化锗英文名 Germaniumdioxide分子式,GeO2分子量 104.59性状 白色粉末。
六方晶形、四方晶形或无定形固 体。六方晶形比重4.228,熔点1115±4℃。
四方晶 形比重6.239,熔点1086_+5℃。二氧化锗溶于碱中 生成锗酸盐。
来源 二氧化锗是由中和含有锗盐(氯化物、硫酸盐、硝酸盐)的溶液,而析出的水合沉淀物 (GeO2·nH2O)经脱水而得。高纯二氧化锗由元素 锗与氧在600—700反应生成。
规格 (参考规格)纯度含GeO2>99.999%。包装 2.5公斤瓶装。
用途 用于制锗,用于电子工业。