高二八班李泽轩---硅酸的手工艺品探究与制备
高中化学实验改进 硅酸胶体制取素材 新人教版
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- 1 - / 1 实验改进:硅酸胶体制取
原理:向饱和Na 2SiO 3溶液中逐渐滴加较浓盐酸,边滴边振荡,当溶液p H 值在7
或8时,静置2-3分钟,有白色胶状沉淀硅酸生成,方程式可以简写为: Na 2SiO 3 + 2HCl = H 2SiO 3 + 2NaCl
但在实际操作中,因嫌测量溶液的p H值比较麻烦,所以老师们常常省掉这一步 ,使得盐酸过量或不足。
而盐酸过量或不足,沉淀都不能生成。
因此实验常常失败。
经过探索,我发现了一种较为巧妙的方法,化解了这一麻烦。
它就是酚酞试液。
具体操作如下:
在小试管中取适量的饱和溶液,滴一滴酚酞试液,呈红色。
再逐渐滴入较浓盐酸,同时振荡,当观察到红色刚好退去时,停止加盐酸。
此时溶液已呈酸性。
要得到沉淀后还须返加一滴NaOH 溶液,使溶液微红。
此时溶液p H值在8-9之间。
静置2-3分钟,便可得到美丽的硅酸胶体。
因为此方法操作简单,现象明显,所以我们把它进一步改为学生分组实验。
成功率为100%。
提高了学生学习兴趣和课堂教学效率。
从制备硅酸凝胶的实验探究谈“强酸制弱酸”规律
发 生歧化 反应 是 需要 一定 p H范 围的, 因碘 会发生 歧 化反应, 而 否定 以 4 I 一 十 0 , + 2 H , O 一2 I , + 4 0 H 一 表述 碘 离 子 被氧气 氧化过 程 的观 点是不严 谨 的。 碘离子在一定
考虑到暴露在空气中的 K I 水溶液 实际的酸碱性 , 应 用
紧试管并振荡试管, 将试 管放置在试管架上, 几分钟 以 后, 试 管内的溶液逐渐变浑浊, 最后试 管内溶液冻结成
一
解, 只能机械套用, 经 常出现一些错 误 。 例如把 C O , 气 体通入 N a , S i O 溶液 中 , 生成 白色胶状沉 淀 ( H S i O ) ,
4 H + 4 1 一 + 0 2 —2 I 2 + 2 H 2 0来表示反应过程更为恰 当。 参考文献 :
【 1 】 朱华 英 . 碘 水怎么配和怎么用 L ¨ . 中学化 学教 学参 考, 2 0 1 2 ,
( 5 ) : 4 4
p H范 围的溶液中就可以被氧气所 氧化 , 认 为碘离子只 能 在酸性 条件下才能被氧气所 氧化 , 表述 该过 程只能
硅酸凝胶 。
“ 强酸制弱酸” 是中学化学一条重要 的经验规律 , 在教学过程 中发现 , 有不少 学 生对此规 律缺乏深入 理
实验 3 : 取3 m L饱 和 的 N a S i O 溶液 于试 管 中, 向试管中加入 2 m L饱和的 N a H C O 溶液 , 用橡皮 塞塞
1 9 9 9 .( 3 ) : 4 7
没有这样绝 对的事物 , 恩格斯有句话 说得好 :“ 一切差
异 都在中间阶段 。 ” 当然, 如果 强调在空气中氧化变质 ,
化 学 教 学 2 01 3年 第 5期
硅酸制备实验教学反思
硅酸制备实验的优化摘要:人教版化学必修1实验4-1《硅酸制备》,按照课本做法来做不易成功。
原因有硅酸饱和溶液不好配,稀盐酸浓度不清。
为了弄清硅酸制备成功的主要影响因素我做了相关实验,确定了合适的反应物浓度。
关键词:硅酸制备;硅酸溶液配制;优化在做必修1实验4-1《硅酸制备》经常遇到以下麻烦:饱和硅酸钠溶液溶解度不清,室温下(9℃)溶解量少,实验无法使用。
开水(97℃)配制硅酸钠溶解量巨大,造成药品浪费。
稀盐酸浓度不清,实验失败时,是不是盐酸的问题不清。
为了弄实验清硅酸钠最低浓度和合适的盐酸浓度,进行相关制备硅酸实验相关探索很有必要。
首先通过实验,测试了不同温度下的硅酸钠溶液的溶解度,见表1。
(用开水溶解至饱和,此时溶液温度为60℃)表1 不同温度硅酸钠(Na2SiO3·9H2O)溶解度表温度硅酸钠晶体溶解度量浓度9℃6g 2.5g 0.21mol/L60℃60g 19.2g 2.1mol/L为了探究合适的稀盐酸浓度又测试了不同浓度的酸与硅酸钠溶液反应的效果,见表2。
9℃无现象无现象无现象无现象无现象60℃大量白色沉淀,几乎无胶状沉淀大量白色沉淀,少量胶状沉淀部分白色沉淀,部分胶状沉淀大量胶状沉淀,几乎无白色沉淀无现象由实验可知酸的浓度要适中,太大太小效果都不理想。
最好控制在1至3mol/L范围附近。
本着节约药品的态度,我又对反应所需的硅酸钠溶液最低浓度进行了测试。
结果如下表3。
3mol/L 部分白色沉淀,部分胶状沉淀胶状沉淀胶状沉淀胶状沉淀胶状沉淀无可见硅酸钠溶液最低为1mol/L左右即可,不需要非要饱和溶液。
综上所述,实验室制备硅酸实验,稀盐酸浓度控制在1至3mol/L。
硅酸钠溶液可采用开水溶解至饱和,也可热水配置低浓度,浓度最大为2.1mol/L,最低为0.21mol/L。
溶解后晾凉会析出少量絮状沉淀,但不影响使用效果。
反应时硅酸钠溶液加4毫升左右便于振荡混合,加入酚酞再加入稀盐酸振荡,当红色变为浅红色或近似无色为反应终点,现象明显且迅速。
硅酸凝胶制备实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 熟悉硅酸凝胶的制备方法及原理。
2. 掌握实验室操作技能,提高实验动手能力。
3. 了解硅酸凝胶在工业和科研领域的应用。
二、实验原理硅酸凝胶是一种具有多孔结构的无机材料,其主要成分是硅酸。
制备硅酸凝胶的方法有很多,本实验采用酸碱中和法,即向硅酸钠溶液中滴加盐酸,使硅酸钠与盐酸反应生成硅酸凝胶。
反应方程式如下:Na2SiO3 + 2HCl → H2SiO3↓ + 2NaCl三、实验材料与仪器1. 实验材料:- 硅酸钠(Na2SiO3)- 盐酸(HCl)- 蒸馏水- 氯化钴溶液(CoCl2·6H2O)2. 实验仪器:- 烧杯- 滴定管- 移液管- 搅拌棒- 烧瓶- 静置装置- 烘箱- 滤纸- 筛子四、实验步骤1. 配制硅酸钠溶液:称取一定量的硅酸钠,加入适量的蒸馏水,搅拌均匀,配制成一定浓度的硅酸钠溶液。
2. 配制盐酸溶液:用移液管准确量取一定体积的盐酸,用蒸馏水稀释至所需浓度。
3. 混合反应:在烧杯中加入一定量的硅酸钠溶液,用搅拌棒搅拌均匀。
然后,缓慢滴加盐酸溶液,同时不断搅拌,直至溶液pH值达到7-8。
4. 形成硅酸凝胶:将反应后的混合液倒入烧瓶中,放入静置装置,静置老化1-2天。
5. 洗涤:用蒸馏水洗涤硅酸凝胶,直至洗涤液中无硅酸钠离子。
6. 干燥:将洗涤后的硅酸凝胶放入烘箱中,在80℃下干燥至一定硬度。
7. 着色:将干燥后的硅酸凝胶浸泡在氯化钴溶液中,使凝胶呈现出特定的颜色。
8. 干燥:将着色后的硅酸凝胶取出,放入烘箱中,在80℃下干燥至恒重。
五、实验结果与分析1. 实验结果:制备出的硅酸凝胶呈现出白色,具有良好的多孔结构。
2. 分析:- 通过实验,成功制备出硅酸凝胶,表明酸碱中和法是一种可行的制备方法。
- 在实验过程中,控制pH值和静置老化时间对硅酸凝胶的制备质量有重要影响。
- 制备出的硅酸凝胶具有良好的应用前景,可用于吸附、催化、离子交换等领域。
六、实验总结1. 通过本次实验,掌握了硅酸凝胶的制备方法及原理。
硅酸锆化学法生产工艺流程
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硅酸制备方程式
硅酸制备方程式嘿,朋友们!今天咱来聊聊硅酸制备方程式这个有意思的事儿。
你想想看啊,这硅酸就像是个调皮的小精灵,要抓住它可得有点窍门呢!制备硅酸最简单的方法之一,就是让硅酸钠和盐酸这俩家伙碰个头。
就好像两个小伙伴见面,一见面就发生奇妙的反应啦。
硅酸钠那可是个活泼的主儿,盐酸呢,也不示弱,它们一相遇,硅酸就“蹦”出来啦。
方程式就是Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3↓ + 2NaCl。
看到没,就这么简单,硅酸就乖乖现身啦。
这就好比咱做饭似的,不同的食材搭配在一起,就能做出美味的菜肴。
硅酸钠和盐酸就是那特别的食材组合,一搅和,硅酸这道“大菜”就出炉啦。
这不是挺神奇的嘛!你说要是生活中所有事情都像这个方程式这么清晰明了该多好呀。
还有哦,这个过程中会有沉淀产生,就像是天空中飘下的雪花,慢慢堆积起来。
那硅酸沉淀就是这样,一点点地积累,最后让你能清楚地看到它的存在。
你说这大自然的规律是不是特别奇妙呀?咱再换个角度想想,这硅酸制备不就像是搭积木嘛,把硅酸钠和盐酸这两块积木放一块儿,就能搭出硅酸这个新造型。
而且这个过程还可以不断重复,就像你可以一次又一次地搭积木,每次都有新乐趣。
那如果我们把这个方程式稍微变一变呢?比如换个别的酸试试,会不会有不一样的结果?这就像是走不同的路,也许会看到不一样的风景呢。
说不定还能发现一些新的好玩的反应,那不是更有意思啦。
总之呢,硅酸制备方程式虽然看起来简单,可里面蕴含的奥秘可不少。
它就像是一把钥匙,能打开我们对化学世界的好奇之门。
让我们能在这个神奇的世界里尽情探索,发现更多有趣的东西。
所以啊,可别小看了这小小的方程式,它能带给我们的惊喜可多着呢!这就是我对硅酸制备方程式的一些理解和感受啦,你们觉得呢?。
硅酸的实验室制法方程式
硅酸的实验室制法方程式硅酸是一种无机化合物,其化学式为SiO₂。
在实验室中,可以通过不同的方法制备硅酸。
下面将介绍几种常用的实验室制法。
1.硝酸浸渣法这是一种常用的制备硅酸的方法。
步骤如下:首先,将含有硅的矿石(如石英)粉碎,并与稀硝酸溶液混合。
此过程中,通过氧化作用,硅被转化为硅酸。
反应方程式:SiO₂ + 2HNO₃ → Si(OH)₄ + 2NO₂ + H₂O在反应中,硅酸以硝酸硅酸所形成的聚合物的形式存在。
2.硫酸法这是另一种制备硅酸的常用方法。
步骤如下:首先,将硅石或石英破碎,并与稀硫酸溶液混合。
反应生成硅酸。
反应方程式:SiO₂ + H₂SO₄ → Si(OH)₄ + SO₂在反应中,硫酸会与硅酸形成硅酸二元酸根离子。
3.加热法这是一种制备无水硅酸的方法。
步骤如下:首先,将硅或硅酸盐加热至高温,将其中的水分析出,生成无水硅酸。
反应方程式:Si(OH)₄ → SiO₂ + 2H₂O通过这个方法制备的无水硅酸可以用于其他实验室的化学反应。
此外,还可以通过其他方法制备硅酸。
例如:4.酸碱中和法:将稀硝酸溶液与碱溶液(如氢氧化钠溶液)中和,生成硅酸沉淀。
反应方程式:HNO₃ + NaOH → NaNO₃ + H₂ONaNO₃ + SiO₂ → Na₆Si₂O₇ + H₂O5.氯硅烷水解法:将氯硅烷溶解在稀硫酸溶液中,然后加热水解生成硅酸。
反应方程式:SiCl₄ + 4H₂O → Si(OH)₄ + 4HCl这些是制备硅酸的几种常用的实验室方法。
不同的方法适用于不同的情况,具体使用哪种方法可以根据实验要求和材料的可行性来选择。
硅酸是一种重要的无机化合物,在化学工业、材料科学等领域具有广泛应用。
熟悉硅酸制备方法对相关研究和应用十分重要。
制备硅酸的试验研究
制备硅酸的实验研究一、实验方法制备硅酸溶胶向盛有适量1mol • L稀盐酸的试管里,逐滴加入适量饱和硅酸钠溶液,用力振荡,即得到无色透明硅酸溶胶。
制备硅酸凝胶向盛有少量饱和硅酸钠溶液的试管里,逐滴加入几滴浓盐酸,振荡,静置,即得到无色透明果冻状硅酸凝胶。
向盛有少量饱和硅酸钠溶液的试管里,慢慢通入二氧化碳或二氧化硫气体,一会儿可得到无色透明果冻状硅酸凝胶。
向试管里注入半试管水,通1min〜2min二氧化硫气体,直至饱和,配成亚硫酸溶液备用。
向盛有少量饱和硅酸钠溶液的试管里,滴入几滴酚酞试液,溶液呈红色,然后逐滴加入亚硫酸,振荡,待红色消失或接近消失时,迅速形成透明果冻状硅酸凝胶。
向盛有少量饱和硅酸钠溶液的试管里,滴入几滴酚酞试液,溶液呈红色,然后逐滴加入稀盐酸,振荡,至红色退到接近无色时,静置一会儿,即形成透明的硅酸凝胶。
向盛有少量饱和硅酸钠溶液的试管里,加入氯化铵的浓溶液,可以立即得到白色的硅酸凝胶。
向盛有少量饱和硅酸钠的试管里,加入氯化铝的浓溶液,可以立即得到白色的硅酸沉淀。
试管里盛有少量饱和碳酸氢钠溶液,滴入几滴酚酞试液作指示剂,溶液呈无色,然后逐滴加入硅酸钠溶液至混合液呈红色,同样析出硅酸沉淀。
3.有关化学反应方程式?Na2SiO3+2HCI==HSiO3 J + 2NaCINa2SiO3+2CO+H2O==HSiO3 J +NahCONQSiO3+2SQ+H2O==HSiQ J +Na2SONa2SiO3+2CH3COOH==2HSiO3J+2CH3COONaN@SiO3+2NHCI+2H2O==HSiO3 J + 2NH •H 2O+2NaCI3Na2SiO3+2AICI 3+6H2O==3H2SiO3 J +6NaCINa2SiO3+2NaHCO3==2HSiO3J+2Na2CO3二、实验研究-10 -121.硅酸是二元弱酸(K i= 2X10 , K2= 1X10 ),酸性比碳酸还要弱。
《二氧化硅和硅酸》教学设计
《二氧化硅和硅酸》教学设计【指导思想与理论依据】化学课程标准指出必修板块是学生化学学习链条中的关键性和枢纽性的环节,是中学化学基础性的保证,同时有利于学生方法的获取和能力的形成,因此教师要创造机会,尽可能地引导学生多感官参与学习活动,提倡互助与对话以及探究性学习。
【教学背景分析】1、教学内容确定本节安排在第三章“金属及其化合物”之后,属于第四章第一节,是元素化合物知识的继续,而且硅元素是学生将要系统学习的第一个典型非金属元素,可以进一步为后续非金属元素的学习奠定知识基础和研究方法。
本节教材内容编排上首先从硅的亲氧性引出硅元素的两种主要存在形式——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。
二氧化硅是学生日常生活中容易接触到的物质,而且制备生活中很多含硅物质的原料,先学习比较熟悉的二氧化硅,然后是相应的硅酸及硅酸盐,最后是需要人工制备单质硅,这样顺序符合学生的认知规律,再结合学习任务,把第一课时学习内容定为:二氧化硅和硅酸。
2、学情分析与策略学生在初中已经学习了二氧化碳的性质,所属的酸性氧化物类别,及制备方法等,而且在第三章刚学习过几个典型金属及其化合物性质,多数学生已经可以根据分类的思想体会到同类物质的共性,及元素性质与原子结构之间的关系。
所以,学习硅元素时,希望学生可利用硅与碳原子结构的相似性,分析讨论二氧化硅的性质,硅酸的制备及性质。
但学生在体会类推的同时,又会在具体学习二氧化硅的性质时发现差异,例如,在了解到二氧化硅和二氧化碳的物理性质的巨大差异会引发学生的认知冲突和解释欲望,此时可引导学生从二氧化硅和二氧化碳的结构结构角度进行分析,进一步使学生建立结构决定性质的感性认识。
另外,在学习二氧化硅与氢氟酸反应时体会二氧化硅的特性,使学生认识到同类物质有通性,但也有各自的特性。
学生经过类推或其它方法得到性质后,要引导学生要通过实验来验证推导出的性质的思想,这一重要思想要在高中学习中不断形成并运用。
硅酸制备的教案
硅酸制备的教案教案标题:硅酸制备的教案教案目标:通过本课程的学习,学生将能够理解硅酸的制备过程,掌握实验操作技巧,并了解硅酸在工业和日常生活中的应用。
教学目标:1. 理解硅酸的化学性质和制备过程。
2. 掌握硅酸制备实验的操作技巧。
3. 了解硅酸在工业和日常生活中的应用。
教学重点:1. 硅酸的化学性质和制备过程。
2. 实验操作技巧的掌握。
教学难点:1. 硅酸制备实验的操作技巧。
2. 硅酸在工业和日常生活中的应用。
教学准备:1. 实验室用具和试剂:二氧化硅(硅石粉)、稀盐酸、蒸馏水、烧杯、玻璃棒、滤纸、漏斗等。
2. 实验操作步骤和安全注意事项的准备。
教学过程:引入:1. 通过提问和展示相关图片或实物,引发学生对硅酸的认知和兴趣。
2. 引导学生思考硅酸在工业和日常生活中的应用。
探究:1. 介绍硅酸的化学性质和制备过程,包括反应方程式和反应条件。
2. 指导学生进行硅酸制备实验,包括实验操作步骤和安全注意事项。
3. 引导学生观察实验现象,并进行实验数据记录。
讲解:1. 分析实验数据,引导学生总结硅酸制备实验的结果。
2. 讲解硅酸的制备原理和实验过程中的化学反应机制。
拓展:1. 介绍硅酸在工业中的应用,如玻璃制造、陶瓷工艺等。
2. 引导学生思考硅酸在日常生活中的应用,如洗涤剂、护肤品等。
总结:1. 概括本节课的学习内容和重点。
2. 强调学生在实验中掌握的操作技巧和实验安全注意事项。
3. 鼓励学生进一步探索硅酸的应用领域和相关知识。
教学延伸:1. 鼓励学生进行进一步的实验探究,如改变反应条件对硅酸制备的影响等。
2. 布置相关阅读任务或小组讨论,深入了解硅酸的应用和研究进展。
教学评估:1. 实验操作技巧的评估:观察学生在实验中的操作是否规范、安全。
2. 知识理解和应用的评估:通过课堂讨论、小组活动或书面测试等方式,考察学生对硅酸制备和应用的理解和运用能力。
教学拓展:1. 结合实际情境,引导学生进行硅酸制备实验的改进和创新。
硅酸的实验室制备方法
经色逐渐消失,且有白色胶状沉淀生成 难溶于水的弱酸 Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓
① 白色胶状,难溶(白色胶状)
(2)性质: ② 弱酸性(酸性 H2SiO3 < H2CO3) Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3 ③ 脱水形成硅胶 用作干燥剂、吸咐剂
二、硅酸盐
SiO2+2Mg==2MgO+Si
这样得到的硅不纯净,往往含有过量的镁、氧 化镁及硅化镁(Mg2Si)等,这些杂质可用盐 酸除去,有关反应的化学方程式为:
高温
Mg+2HCl==MgCl2+H2
MgO+2HCl==MgCl2+H2O
Mg2Si+4HCl==2MgCl2+SiH4
水泥的标号
水泥的标号是水泥强度大小的标志,测定 水泥标号的抗压强度,系指水泥砂浆硬结28d 后的强度。例如检测得到28d后的抗压强度为 310 kg/cm2,则水泥的标号定为300号。抗压 强度为300-400 kg/cm2者均算为300号。普通 水泥有:200、250、300、4000号以上的可用于建筑较大的桥梁或厂房, 以及一些重要路面和制造预制构件。
3、下列物质中,不能用玻璃瓶来盛装的是( C )
C.氢氟酸 D.碳酸钠溶液 4、要除去SiO2中的CaO杂质,最适宜的试剂是( B ) A.纯碱溶液 B 盐酸 C 硫酸 D 苛性钠溶液 C ) 5、加热熔融烧碱时应使用下列哪种坩埚(
A.石英坩埚 B.普通玻璃坩埚
C.铁坩埚
D.陶瓷坩埚
2、在实验室里,将细砂粉(SiO2)与镁粉混 合加热,也可得到粗硅,反应的化学方程式为:
硅酸铝制备过程的研究(上)
硅酸铝制备过程的研究(上)硅酸铝制备过程的研究(上)摘要:本文采用共沉淀法和分步沉淀法制备硅酸铝,探索不同制备条件对硅酸铝比表面和孔结构的影响。
关键词:硅酸铝;共沉淀法;分步沉淀法;比表面积;孔结构硅酸铝可分为无定形SiO2-Al2O3和晶型SiO4-AlO4,是常见的固体酸催化剂,也是常用的载体[1]。
合成硅酸铝是一种无定型固体。
催化剂性能的优劣和制备过程息息相关,尤其象无定型硅酸铝这样的多晶型、多功能的材料,其最终结构和催化性能必定依赖制备过程的每一个环节,如沉淀过程的pH值、沉淀前的酸性条件、反应物的浓度、沉淀速度及焙烧温度、搅拌速度、陈化时间凝胶方式等。
本文主要对焙烧温度、pH值进行了考察。
1.实验部分1.1实验试剂水玻璃:Na2SiO3;硫酸铝:Al2(SO4)3.18H2O;浓盐酸:HCl;浓硫酸:H2SO4;浓硝酸:HNO3氨水:NH3H2O;去离子水:H2O;氯化钠:NaCl;氯化镁:MgCl2;无水乙醇:CH3CH2OH1.2实验设备集热式恒温磁力搅拌器:DF-1型;恒温水浴锅:20xx型(HH-2);电子分析天平:AW220型;循环水多用真空泵:SHB-Ⅲ型;电热干燥箱:202A-3D 型;酸度计:PHS-25型;数字电导率仪:DDS-11A型;精密增力电动搅拌器:JJ-1型;物理吸附仪:ASAP2020型;箱式电阻炉:SY型。
1.3制备过程(1)共沉淀法是用水玻璃与酸化硫酸铝为原料,进行中和反应[2]。
主要反应式为:SiO32- 2H ====SiO3(1)Al3 3OH-====Al(OH)3(2)H2SiO3 Al(OH)3=======无定形硅酸铝(3)反应完毕后,继续保持45℃温度下搅拌2h,后用去离子水洗涤,直到测得洗液的电导率符合要求时,放入烘箱中烘6~8小时,然后放入箱式电阻炉中以设计的温度(400~600℃)进行焙烧2h,称量装瓶。
(2)分步沉淀法是在一定浓度的水玻璃溶液中加入稀硫酸,生成SiO2水凝胶,经老化后在pH值为9.0下加入硫酸铝溶液,再加氨水作沉淀剂,生成硅酸的凝胶后继续搅拌陈化2小时,经去离子水洗涤至电导率符合要求时,将样品放入烘箱中干燥,在焙烧温度400~600℃下焙烧2h,活化后制成硅酸铝载体,称量装瓶。
高中化学第四章元素与材料世界第1节硅无机非金属材料学案鲁科版必修1(2021年整理)
高中化学第四章元素与材料世界第1节硅无机非金属材料学案鲁科版必修1编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(高中化学第四章元素与材料世界第1节硅无机非金属材料学案鲁科版必修1)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第1节 硅 无机非金属材料一、单质硅与半导体材料 1.硅的分布与存在(1)分布:硅在自然界中分布广泛,在地壳中居第____位,仅次于______,是构成矿物和岩石的基本元素。
(2)存在:自然界中没有________态的硅,全部以________态的形式存在。
2.半导体材料(1)特点:特指导电能力介于________和________之间的一类材料.(2)常见的半导体材料:最早使用________,现在最广泛使用的是________。
3.硅单质(1)物理性质①单质硅有__________和__________两种。
②晶体硅是________色、有________光泽、__________的固体。
③导电性介于________和________之间。
(2)化学性质(3)硅的制取与提纯粗硅:_______________________________________________________________________ 纯硅:Si +2Cl 2 △ SiCl 4 SiCl 4+2H 2 高温 Si +4HCl(4)硅的主要用途:作半导体材料;制造太阳能电池;制造硅合金等。
预习交流请同学们思考交流以下问题:(1)在SiO2+2C高温Si+2CO↑反应中,氧化剂是什么?还原剂是什么?(2)在SiO2+3C高温SiC+2CO↑反应中,氧化剂是什么?还原剂是什么?二、二氧化硅与光导纤维1.存在:广泛存在于自然界中,沙子、石英的主要成分是________.透明的石英晶体俗称________。
硅酸锌结晶釉的研制 毕业实习报告
材料学院毕业实习报告题目: 硅酸锌结晶釉的研制专业:材料化学班级:07材料化学(1)班学生姓名:学号:指导老师:日期:1.选题的目的与意义景德镇历来是全国主要的日用细瓷生产基地之一,烧成温度一般在1200℃以上烧成。
本文研究的硅酸锌结晶釉, 适于1200℃~1300℃的窑炉中烧成。
结晶釉是一种装饰性很强的艺术釉,它源于我国古代的颜色釉,如宋朝的“茶叶末”、“芝麻点”、“铁锈花”等名贵色釉就属于微晶结晶釉范畴。
结晶釉别于普通釉的根本特征在于釉中含有一定数量的可见结晶体,这种结晶体在生长过程中能够形成多种多样的形状,利用这种特性可以制作出复杂动人的图案,且这些图案能够较好的被着色剂着色。
目前传统结晶釉主要是应用于工艺品及日用陶瓷。
相比而言,结晶釉在建筑陶瓷上的应用起步较晚。
我国于1964年才开始使用结晶釉来装饰建筑材料,如釉面内墙砖、彩釉墙地砖等。
因为传统结晶釉的析晶保温时间较长,使它在辊道窑烧成的建筑陶瓷中难以广泛应用。
本课题从釉料配方着手,在传统结晶釉配方的基础上通过试验,拟研制一种成本较低的新型结晶釉(硅酸锌结晶釉),并研究其结晶性能和析晶机理,同时也为结晶釉在艺术陶瓷中得到更加广泛应用打下基础。
通过研制,对其制作原理、方法、工艺技术关键等有全面的掌握和领悟,研制出艺术效果很好,能适合生产用的硅酸锌结晶釉。
2.课题的研究现状2.1. 结晶釉国外研究进展对锌结晶釉的最初研究是在1847~1852年。
1906年,Riddl较系统地研究了经1 050~1 100℃烧成的含硼锌熔块釉,并概括了釉组成对其结晶的影响。
他认为,添加着色剂CuO、MnO2不会对硅锌矿的结晶产生明显影响,将其引入后依然析出白色硅锌矿晶体,只是基础釉玻璃的底色有些变化。
1937年,美国NortonFH详细地研究了锌釉晶体成核和生长过程动力学。
他测定了析出a、b、c、d四种类型晶体的数量和最大尺寸,获取了晶体成核速度和生长速度与温度的关系曲线。
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硅酸的手工艺品探究与制备目录一、论文信息 (3)二、摘要 (3)三、引言 (3)四、研究过程 (3)五、研究依靠的主要机理 (7)六、讨论 (8)七、结论 (8)八、参考文献 (9)附录---硅胶图片 (9)一、论文信息作者:李泽轩高二八班指导教师:刘银北京四中化学组日期:2013年6月3日二、摘要为了发展硅酸在手工艺品上的应用,我们决定研究经过各种操作后硅酸的物理性质并尝试应用在工艺品制作中。
研究发现可以通过加热自然成硅胶、与有色离子反应、用酸性气流熏染……来制作工艺品,实验成果对学生实际生活有直接的意义。
三、引言硅酸曾是高一化学课上的学习内容,其中粉色硅酸胶体的实验令人印象十分深刻,多彩的“空中花园”也别具一格。
资料显示,硅酸(又称偏硅酸)既具有出众的物理性质,硬度和弹性能够根据需要而大幅度变化;也有稳定的化学性质,还是做化学反应池的常用材料。
这不禁令我们好奇地想到:进一步发展硅酸在手工艺品上的价值,该是件多么有意义和快乐的事!后来这种憧憬就变成了研学的课题,我们冀望通过实验及在去年研学的研究结果的基础上,进一步拓宽硅酸的应用价值。
实验课题研究后可以作为新兴的手工技术在个体间推广。
四、研究过程研究主要采用实验性的方法来考察在不同操作下的硅酸的物理性质。
基于对硅酸的基本认识,这些操作主要包括:加热硅胶加入各种有色离子的硅酸硅酸钠浓溶液常温暴露在空气中研究对象:包括硅酸钠溶液、硅酸溶胶、自然成硅胶和已经加热的硅胶的物理性质和部分化学性质。
仪器用品与方法步骤:第一阶段:带色硅酸的探究实验仪器:试管、胶头滴管、玻璃棒。
实验药品:硅酸钠、氯化钴、硫酸锰、硝酸银、氯化镍。
方法步骤:向试管里适量硅酸钠溶液中滴入各种溶液,或静置,或震荡,或搅拌,观察现象。
第二阶段:自然成硅胶的探究实验仪器:酒精灯、玻璃皿、滤纸、镊子。
实验药品:硅酸钠方法步骤:在玻璃皿中倒入适量硅酸钠浓溶液,在空气中放置8-12小时,然后用镊子夹取一小块,高温加热,观察现象。
总体研究过程:0 选题与开题过程0.0 选题的背景0.1 开题1 课题研究的计划1.1 研究计划1.2 环境和日程安排2 研究方向分析2.1 查阅资料2.2 实验准备3总结以前的经验4 落实制备工艺0.0 选题的背景2011年11月中旬,高一的第一学期,学校为我们举行了研究性学习的动员会。
根据校方的介绍,我们获知:我们需要在明年7月份,完成一份研究性学习的项目。
项目的内容是围绕着一项自选课题,在指导教师的协助下,自主进行研究,并最终结题。
于是我在此之后,开始投入到研学的活动中。
在第一学年研学结束后,我决定继续探寻硅酸制工艺品的技术,尹志航愿意加入到这项研究中来,于是我们结成二人小组开展实验。
0.1 开题由于去年硅酸的可利用物化性质已经基本确定,今年我们把主要精力放在切实地实现一个个合乎理论的设计,并探讨出完备的制作流程和详细的工艺技巧。
1.1研究计划认识到我的课题研究的最重要过程是制备成品,我将研究分成了几个阶段:1、针对性地查阅与我们实验相关的资料2、确定实验方向并做好实验准备3、进行实验4、反思实验结果并完善工艺5、制作最终成品我按照顺序开始了研究。
1.2环境和日程安排查阅资料的工作主要在家里进行,使用网络方便。
实验过程定在科技楼的化学准备室,以及通用教室里开展(电焊过程),有利于及时请教老师,也不存在安全隐患。
2.1 查阅资料←硅胶结构图硅胶是什么呢?硅胶化学分子式为SiO2 .nH2O,不溶于水和任何溶剂,无毒无味,化学性质稳定,除强碱、氢氟酸外不与任何物质发生反应。
硅胶的化学组份和物理结构,决定了它具有的特点:热稳定性好、化学性质稳定、有较高的机械强度等。
所以明确了物化性质以后,我就开始着手制作硅胶了。
2.2 实验准备按照制作方法,我去西四化工店买了硅酸钠和氢氧化钠(调节pH),便于偶尔在家里做实验。
而浓硫酸过于危险,就到实验室现用现拿。
实验仪器都比较常规,实验室里很容易找到。
我们主要的实验器材包括:烧杯、止水夹、酒精灯、石棉网、燃烧垫、镊子、塑料滴管(一次性)、滤纸、试管等。
3 总结以前的经验首先需要介绍我们总结过后的上一学年积累的经验。
(重点在第四次实验)第一次实验:制作浓硅酸目的:制作出胶体状的浓硅酸方法:将浓硫酸加入半烧杯的硅酸钠中实验分析:显然,用滴入浓硫酸的方法是不能将全部硅酸钠凝结的,硅酸固体固封得非常致密。
而无色透明固体经碰撞后会形成白色固体,支离破碎,也不利于雕塑。
实验结论:方法不能达到目的,需要使用其他办法。
第二次实验:硅酸加热目的:探讨硅酸加热后是否适合雕塑方法:制好硅酸以后在酒精灯上持续加热实验分析:加热硅酸的办法仍不能达到目的,同时有两项暂不能解释的现象。
第三次实验:硅酸盐的探究目的:探讨各种硅酸盐的颜色变化及在成胶时的应用可能。
方法:向硅酸钠溶液中加入各种盐。
实验过程记录:三价钴离子(Cl-):成胶,出现蓝色溶液和红色胶体二价镍离子(Cl-):液体缓慢变紫,长成水中花园一价银离子(硝酸根):分两层溶液,上层奶黄色,下层无色实验分析:镍盐的溶液颜色不美观。
钴盐、银盐的物理性质比较适合成胶时存在。
而钴盐会直接成胶,不利于控制。
偶然的发现有一天上课,在不知不觉中装硅酸钠的瓶子倒向一边,溶液不断外流。
当我发现时,地上已经有大量的硅酸钠了。
下课后我立即把地拖干净,也就是让硅酸钠和水均匀地混在地面上。
等到第二天,发现地面已经干了,而且出现了表面光滑的硅酸固体!我尝试着用外力或是氢氧化钠来除去,可是都没有什么效果。
我请教孟老师,她认为无法用化学方法来除去。
这件风波过去后,我不停地想,能不能用这样的方法来寻找合适的硅胶?查阅与探究我查阅了相关资料,资料表明是二氧化碳起了主要的作用,说明碳酸酸性比硅酸强。
静置足够长的时间,就能形成相当稳定的硅胶。
分析之后,我决定抛弃原有的制硅酸溶胶的方法,尝试这种新方法,因为它既简单,又有很好的效果:自然成硅胶的表面十分光滑,也几乎是无色透明固体。
第四次试验:自然成硅胶目的:制备自然成硅胶,检验能否雕刻。
方法:将三层滤纸叠成小盒,倒入适量的硅酸钠原液,静置24小时。
实验过程记录:24小时后观察现象,发现溶液表面已经全部变成无色透明固体,质地较有韧性,硬度很小。
固体下仍然是溶液状态。
用镊子轻轻弄碎一小片硅胶,发现固体不易碎,也不潮湿。
将其放在酒精灯上加热,发现固体逐渐变成粗孔白色易碎固体,透明固体部分内部有气泡活动,伴有滋滋爆裂声。
实验分析:可以利用此现象来雕刻这种硅胶,方法即为热制。
具体机理尚且不明。
第五次试验:制作成品目的:制作真正的硅胶工艺品方法:用烧红的金属工具接触自然成硅胶,烙下白色痕迹。
实验过程记录:将锯条和铁钉烧至红热,贴在自然成硅胶表面。
重复多次。
烙好以后,撕去包裹的滤纸。
实验分析:制作成功,达到目的,但有些细节仍需改进。
4 落实制备工艺4.1 “蜡封”工艺实验目标:使纸张文字在依然清楚的情况下变得无法涂改,即一般的笔无法很好地再写清文字;提高其防火性能。
实验过程:用刷子蘸取硅酸钠饱和溶液,轻轻而匀称地抹在纸张的每一处,待其稍干,再次涂抹,重复三次。
之后用浓盐酸产生氯化氢气流,使其与纸张充分接触,纸张表面积会发生成胶反应。
实验效果:一般的自来水笔写上的文字模糊而易于辨认;与未“蜡封”纸张相比延长燃烧达10秒,且火焰小到只有火星。
4.2 焊画图案十分简单,用电烙铁(200度)在自然成硅胶上刻画,即可出现白色痕迹。
4.3 雕塑模型将自然成硅胶放到500度左右火焰上灼烧,即可使其发生可控制的形变。
4.4 彩色硅胶石蕊在成胶时会变成鲜亮的粉红色。
五、研究依靠的主要机理一:硅酸盐遇酸后结成透明无色均匀固体,搅拌后变成白色固体,质地似雪。
加热后,固体更为洁白,水蒸气从内部逸出,固体有许多窟窿。
烧干后,固体质地松脆,易成粉末。
二:钴离子:可得蓝色溶液或红色胶体。
镍离子:溶液变紫,长出水中花园。
锰离子:无明显现象。
银离子:得淡奶黄色胶体。
三:得到自然成硅胶后,加热会使其内部水分子成蒸汽逸出,固体由无色变成白色,质地似泡沫塑料。
六、讨论1、解释和分析硅酸溶胶在温度升高时,内部的水分子活性增强,有分离出去的趋势,所以固体会变成白色,同时质地也更松脆。
又由于硅酸缩合能力很强,所以刚结成固体的硅酸质地会很坚硬。
空气中的二氧化碳会与硅酸钠缓慢反应,这为自然成硅胶的性质做了很好的解释。
自然成硅胶表面光滑而质地坚硬,内部质地柔软而富有弹性。
带色硅酸主要是由于水合离子的作用。
2、规律与总结经过三个阶段的实验,笔者对硅酸的发展方向有了一定的看法。
在溶液体系中的硅酸,由于离子过多,硅酸分子很难形成缩合的大长链结构,因此难以保持其物理结构的稳定性和可塑性。
不过,立刻成胶的性质可以用来表演许多很有趣的实验。
带色硅酸中的银盐可以作为工艺品的化学染色手段,因为其满足物理性质的稳定。
而自然成硅胶由于其与空气的接触面质地优良,物理性质稳定,加热后发生的变化也易于控制,能够成为热制工艺品的一个可行的方向,操作不繁琐,制作需求很少。
所以它应是目前较好的一种发展的途径。
3、创新点及今后的发展研究的新意在于从易感受到、很贴近生活的角度出发,并不是通过很多理论知识或是高端的科技手段来建立研究,而通过一系列很容易入手的实验性试验,发现了一些宏观的变化,进而用之来解决问题。
这样就绕过了精密科学的微观探究,直截了当地奔向最终的目的地,利用随机性来很大地降低基础要求。
这种创造性的过程对于简单原创的艺术类效果的实现是很有效的。
作品的创新之处在于,抛弃市面上工业制作工艺品的方法,利用手工的方法进行原创和产品开发,简单而自由。
展望未来,硅酸作为工艺品的路最终也许还是更多地朝着有机硅胶的方向发展,原因在于有机材料更容易增强艺术品的触感、色彩表现力,塑性等。
硅酸由于其很易改变的物理性质和稳定的化学性质,必将在工业、医用界、艺术品等领域承担起更多的重任,为人们的生活带来更有影响力的改变。
七、结论经过研究,可以确定,自然成硅胶的热制法能够作为一种较成熟的的艺术品手艺,制法可行度高,作品有一定的欣赏价值。
另外,带色的硅酸也易制成。
硅酸遇酸成胶的性质可以用来表演许多有趣的实验。
八、参考文献《无机化学(下)》高等教育出版社非金属元素---硅一节附录---硅胶图片自然成硅胶↑中途挤压过的自然成硅胶↑。