人教版高中化学必修一第四章导学案：硅及其化合物

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1、第一课时：硅及其化合物1.硅元素概述（1）元素周期表的位置：第三周期第IVA族（2）原子结构示意图：（3）主要化合价：0价，+4价（4）自然界存在形式：自然界中无游离态的硅单质，在地壳中以含硅化合物的形态存在，如SiO2、硅酸盐，是地壳中含量第二的元素。【随堂练习】1、自然界中硅的储量丰富，可以从自然界直接获得单质硅(　　)2.硅单质的相关性质2.1单质硅的物理性质晶体硅是灰色有金属光泽、硬而脆的固体，导电性介于导体和绝缘体之间2.2单质硅的化学性质（1）与非金属单质反应①加热条件下与O2反应：②加热条件下与Cl2反应：③与H2反应：④与F

2、2反应：（2）与酸反应（只与氢氟酸反应）：-7-（3）与NaOH溶液反应：（4）与碱性氧化物反应（如CaO）：2.3单质硅的工业制取方法（1）制取粗硅——工业上，用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含有少量杂质的粗硅。反应方程式：SiO2＋2CSi＋2CO↑。（2）粗硅提纯①Si＋2Cl2SiCl4（得到的是液体SiCl4）SiCl4＋2H2Si＋4HCl。②Si＋3HClSiHCl3＋H2，SiHCl3＋H2Si＋3HCl。（3）注意问题①用焦炭还原SiO2，产物是CO而不是CO2。②粗硅中含碳等杂质，与Cl2反应生成的SiCl4中也含CCl4

3、等杂质，经过分馏提纯SiCl4后，再用H2还原，得到高纯度硅。2.4单质硅的用途做半导体材料，制造晶体管、集成电路，制硅整流器、太阳能电池，生成硅合金（含硅4%的钢具有良好的导磁性，可用来制变压器铁芯，含15%硅的钢具有耐酸性，可用来制造耐酸设备）【随堂练习】1、判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)高温下用焦炭还原SiO2制取粗硅。(　　)(2)单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料。(　　)(3)单质硅常用作半导体材料和光导纤维。(　　)(4)硅在自然界中只以化合态的形式存在。(　　)-7-(5)硅的化学性质不活泼，

4、常温下不与任何物质反应。(　　)(6)半导体行业中有一句话：“从沙滩到用户”，计算机芯片的材料是硅。(　　)(7)硅既可以与酸反应也可以与碱反应。(　　)3.硅的氧化物——二氧化硅（SiO2）3.1二氧化硅的结构以及存在二氧化硅晶体时由Si原子和O原子构成的，沙子、石英、水晶、玛瑙的主要成分是SiO2。3.2二氧化硅的物理性质硬度大，熔沸点高3.3二氧化硅的化学性质（1）与碱溶液反应【注意】不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶盛放碱液，玻璃塞会被腐蚀，实验室里通常用的是橡胶塞。（2）与碱性氧化物反应（3）熔融状态下与碳酸盐反应（如碳酸钠、碳酸钙）（4

5、）与碳反应（5）常温下与氢氟酸反应【注意】氢氟酸不能用玻璃瓶盛放，要用塑料瓶盛放。3.4二氧化硅的用途-7-制造光学仪器、石英玻璃，水晶可以作饰品，可以用来制造通讯材料光导纤维。【随堂练习】1、判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)氢氟酸具有弱酸性，可用氢氟酸雕刻玻璃。(　　)(2)玻璃容器可长期盛放各种酸。(　　)(3)氢氟酸刻蚀玻璃的过程不涉及化学变化。(　　)(4)合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料。(　　)(5)二氧化硅既可以与酸反应也可以与碱反应所以它是两性氧化物。(　　)(6)在粗硅的制取中发生2C＋

6、SiO22CO↑＋Si，硅被还原，所以碳的还原性强于硅的还原性。(　　)(7)盛放NaOH溶液时，使用带玻璃塞的磨口瓶。(　　)(8)用SiO2制取硅酸，应先使SiO2与氢氧化钠溶液反应，然后再通入CO2。(　　)(9)由Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑可知，硅酸的酸性强于碳酸。(　　)2、指出下列反应中SiO2所表现的化学性质或作用，在A～C选项中选择正确答案填入括号内。①SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(　　)②SiO2＋2CSi＋2CO↑(　　)③SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O(　　)A．氧化

7、性B．酸性氧化物的通性C．雕刻玻璃的反应3、熔融苛性钠应选用的器皿是（）A.陶瓷坩埚B.石英坩埚C.氧化铝坩埚D.铁坩埚4、下列关于SiO2和CO2的叙述中不正确的是(　　)A．都是共价化合物B．SiO2可用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨C．都能溶于水且与水反应生成相应的酸D．都是酸性氧化物，都能与强碱溶液反应-7-4.硅酸4.1硅酸的物理性质不溶于水的白色胶状固体4.2硅酸的化学性质（1）弱酸性：H2SiO3难溶于水，其酸性比碳酸弱，不能使指示剂变色，能与强碱（如NaOH）反应。与NaOH溶液反应（2）稳定性：不稳定，受热易分解成氧化物

8、和水4.3硅酸的制备及硅胶（1）制备原理：可溶性硅酸盐（如Na2SiO3）与其他酸（如盐酸）反应。化学方程式：（2）硅胶：硅酸在水中易聚合形成硅酸凝胶，经干燥脱水后即得硅胶，常用