高中化学 专题三 从矿物到基础材料 第三单元 含硅矿物与信息材料（第2课时）学案 苏教版必修1

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1、第三单元含硅矿物与信息材料（第2课时）二氧化硅与信息材料【学习目标】1.知道二氧化硅的物理性质和化学性质。了解二氧化硅制品在高科技信息产业中的应用。2.认识单晶硅的使用给人类文明进程所带来的重大影响。【学习过程】一、硅1.物理性质：晶体硅是色、有金属光泽、硬而脆的固体，熔点和沸点都很，硬度也很大（因为它的结构类似于金刚石），是良好的材料，广泛应用于电子的各个领域。2.化学性质：很稳定（1）常温下不与O2、Cl2、H2、浓H2SO4、浓HNO3等反应。（2）加热或高温时有强还原性：Si＋O2――Si＋C――Si＋Cl2――（3）常温下能与氟气（F2）、氢氟酸（HF）反应：Si

2、十F2――Si十HF――3.硅的制备工业上用炭自在高温下还原二氧化硅的方法，制得含有少量杂质的粗硅。将粗硅在高温下跟氯气气反应生成四氯化硅，四氯化硅经提纯后，再用氢气还原，就可以得到高纯度的硅。高温工业制法：二氧化硅－→粗硅－→四氯化硅－→精硅（写出化学方程式）（1）SiO2＋C――　　（制粗硅）（2）Si＋Cl2――（分馏、提纯）（3）SiCl4＋H2――＋（制纯硅）二、二氧化硅（SiO2）1.存在：二氧化硅广泛存在于自然界中，与其他矿物共同构成了岩石。天然二氧化硅的矿物有：硅石、水晶、石英、玛瑙、石英砂等。2.物理性质：①状态：　　　　；②熔.沸：　　　；③硬度：　　　

3、　　；④水溶性　　。　3.化学性质：（1）结构：二氧化硅晶体与金刚石结构相似，具有高硬度、高熔沸点特征。（2）具有酸性氧化物的通性；①二氧化硅与氧化钙（高温）：SiO2＋CaO——②二氧化硅与氢氧化钠溶液：SiO2＋NaOH——〖思考〗实验室盛放碱液的试剂瓶常用塞，不用塞，就是为了防止玻璃受碱液腐蚀生成Na2SiO3而使瓶口和塞子粘在一起。写出反应的离子方程式：。③二氧化硅与碳酸钠（高温）：SiO2＋Na2CO3——（3）不跟酸（除外）反应：SiO2＋HF——（雕刻玻璃、腐蚀玻璃）（4）与C反应（高温）：①SiO2＋C——②SiO2＋C——4.用途：即为硅石、水晶、石英、玛

4、瑙、石英砂等的用途。用于制造光导纤维、石英玻璃、电子光学仪器、精密仪器轴承、耐磨器皿等。【知识梳理】一、硅单质1．硅单质的结构：正四面体空间网状结构。与金刚石类似。2．性质：（1）物理性质：晶体硅是灰黑色有金属光泽，硬而脆的固体；导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料，熔沸点高，硬度大，难溶于溶剂。（2）化学性质：常温只与单质氟、氢氟酸和强碱溶液反应。性质稳定。Si+2F2==SiF4（气态）,Si+4HF==SiF4+2H2,4e-Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑,（Si+2NaOH+4H2O==Na2SiO3+2H2↑+3H2O.）加热高温：

5、Si+O2SiO2,Si+2Cl2SiCl4（液态），Si+2H2SiH4（气态）3.硅的用途：（1）用于制造硅芯片、集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件；（2）制造太阳能；（3）制造合金，如含硅4％（质量分数）的钢导磁性好制造变压器的铁芯；含硅15%(质量分数)的钢有良好的耐酸性等。4．工业生产硅：制粗硅：SiO2+2CSi+2CO制纯硅：Si+2Cl2SiCl4(液态)SiCl4+2H2Si+4HCl二、二氧化硅的结构和性质：1．SiO2的结构：正四面体的空间网状结构。（可以理解为在晶体硅的结构中两个硅原子中间插入一个氧原子。）2．SiO2在自然界中有较纯的水晶、含有

6、少量杂质的石英和普遍存在的沙。自然界的二氧化硅又称硅石。3．SiO2物理性质：硬度大，熔点高，难溶于溶剂的固体。4．SiO2化学性质：常温下，性质稳定，只与单质氟、氢氟酸和强碱溶液反应。SiO2+2F2==SiF4+O2,SiO2+4HF==SiF4+2H2O（雕刻玻璃的反应),SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O（实验室装碱试剂瓶不能用玻璃塞的原因）.加热高温：SiO2+2CSi+2CO,SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑，SiO2+CaOCaSiO3.5．SiO2的用途：制石英玻璃，是光导纤维的主要原料；制

7、钟表部件；可制耐磨材料；用于玻璃的生产；在光学仪器、电子工业等方面广泛应用。【典题解悟】【例1】下列关于硅和二氧化硅的叙述不正确的是(D)A.晶体硅和二氧化硅的结构都类似与金刚石B.晶体硅和二氧化硅晶体都常用来制造电子部件C.硅和二氧化硅都不与酸（氢氟酸除外）D.硅和二氧化硅都广泛存在于自然界中，天然单质硅叫硅石点评：此题考查了硅与二氧化硅的性质及它们的区别。自然界的二氧化硅又称硅石。所以此题选D。【例2】硅单质和碳单质及相应氧化物、氢化物、盐在性质上有很多相似的地方。如它们的最高价氧化物都是酸性氧化物，都能与碱反