高中化学 第四章 第一节无机非金属材料的主角-硅教案 新人教版必修1

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1、第四章非金属及其化合物教学目的1：1.了解碳、硅及其重要化合物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。2.知道水泥、玻璃和陶瓷的主要化学成分、生产原料及其用途。教学课时：2.5课时知识体系11.硅及其化合物⑴碳和硅的比较碳硅位置、原子结构示意图第2周期第AⅣ族第3周期第AⅣ族原子半径相对较小相对较大成键特点难以得失电子，主要靠共价键与其它原子结合晶体硅的结构与金刚石的结构相似，具有正四面体型结构的原子晶体物理性质晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。硅和锗是重要的半导体材料化学性质在高温和点燃下有

2、强还原性点燃2C+O22CO点燃C+O2CO23C+Fe2O32Fe+3CO↑①加热条件下，能跟一些非金属单质起反应。Si+O2SiO2Si+2H2SiH4②常温下，不能强酸、强氧化性酸反应，只能与氟气、氢氟酸（HF）和烧碱等物质反应。Si+2F2==SiF4Si+4HF==SiF4+H2↑Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑工业制法SiO2+2CSi+2CO↑（焦炭在电炉中还原二氧化硅得到粗硅）粗硅提纯后，可以得到可用作半导体材料的高纯硅。用途作还原剂、吸附剂①作半导体材料晶体管、集成电路、硅整

3、流器和太阳能电池等；②制合金：含硅4%的钢具有良好的导磁性——变压器铁芯；含硅15%左右的钢具有良好的耐酸性——耐酸设备等。⑵.SiO2与CO2性质的对比：SiO2酸性氧化物CO2酸性氧化物结构空间网状原子晶体分子晶体物性熔点高，硬度大熔点低，硬度小化学与H2O反应不反应，但仍是硅酸酸酐生成H2CO3是碳酸酸酐4用心爱心专心性质共性与碱反应2NaOH+SiO2===Na2SiO3+H2ONaOH+CO2===NaHCO32NaOH+CO2===Na2CO3+H2O（注意：NaOH与CO2的量不同，则产物不同）与盐

4、反应SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑Na2CO3+CO2+H2O==2NaHCO3Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3与碱性氧化物反应SiO2+CaOCaSiO3CO2+CaO==CaCO3氧化-还原性SiO2+2CSi+2CO↑（工业制硅）C+2CO特性.：与酸反应SiO2+4HF=SiF4+2H2O常温溶于HF，所以，盛放氢氟酸不能用玻璃瓶，应用塑料瓶。不反应用途①水晶可

5、用于电子工业的部件、光学仪器、工艺品②SiO2是制光导纤维的重要原料③较纯的石英用于制造石英玻璃④石英砂用于制玻璃的原料及建筑材料⑶.硅酸和硅酸盐〖1〗硅酸①性质：不溶于水，酸性比碳酸弱。②制备：NaSiO3+CO2+H2O==Na2CO3+H2SiO3(说明碳酸酸性比硅酸酸性要强)〖2〗硅酸钠NaSiO3俗名泡花碱，水溶液俗名水玻璃。〖3〗硅酸盐及其工业①性质特征：性质稳定，熔点较高，大都难溶于水。②主要原料：黏土（Al2O3·2SiO2·2H2O）、石英（SiO2）和长石（钾长石（KalSi3O8）K2O·A

6、l2O3·6SiO2或钠长石Na2O·Al2O3·6SiO2、高岭土[Al2Si2O5(OH)4]Al2O3·2SiO2·2H2O）。③主要制品：玻璃、水泥、陶瓷、砖瓦、水玻璃（Na2SiO3的水溶液）等。④水泥和玻璃的生产：水泥玻璃（普通）原料石灰石、粘土纯碱、石灰石、石英设备水泥回转窑玻璃熔炉反应复杂的物理化学变化Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑主要成分3CaO·SiO22CaO·SiO23CaO·Al2O3Na2O·CaO·6SiO2特性水硬性（加石

7、膏调节硬化速度）玻璃态物质（在一定温度范围内软化）非晶体注意：硅在地壳中的含量排第二位，仅次于氧元素。[基础达标1]1.光纤通信是一种现代化的通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务。目前，我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络，即信息高速公路。光纤通信所使用的光缆，其主要部件为光导纤维。下列说法正确的是①制造光导纤维的主要原料是CaCO3；②制造光导纤维的主要原料是SiO2；③光导纤维传递光信号的基本物理原理是光的全反射；④光导纤维传递光信号的基本物理原理是光的折射A．①④B．②③C．①③D．②④

8、4用心爱心专心2．下列各组物质间，不能发生反应的是A．二氧化硅与氧化钙（高温）B．二氧化硅与氢氧化钠（常温）C．二氧化硅与碳（高温）D．二氧化硅与浓HNO3（常温）3．在①浓硝酸②水③盐酸④氢氟酸⑤氢氧化钾溶液中，能与二氧化硅起化学反应的有A.①②B.②④C.④⑤D.③④4．硅元素在自然界只以化合态的形式存在，如铁矿石中的硅主要以脉石（SiO2）的形式存在。炼铁时为了除去