2019-2020年高中化学 第4章 材料家族中的元素 第1节 硅 无机非金属材料教学案 鲁科版必修1

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1、2019-2020年高中化学第4章材料家族中的元素第1节硅无机非金属材料教学案鲁科版必修1—————————————————————————————————————[课标要求]1．了解硅的物理性质、化学性质。2．了解二氧化硅的性质，认识硅、二氧化硅作为无机非金属材料的特性及其用途。3．了解硅酸盐等无机非金属材料的基本组成、性能和用途。,1．硅元素在地壳中的含量仅次于氧，处于第二位。2．单质硅用作半导体材料，二氧化硅用于制光导纤维。3．晶体硅、二氧化硅均由原子直接构成。4．二氧化硅是不溶于水也不与水反应的酸性氧化物。5．传统无机非金属材料指玻璃、水泥、陶瓷等。6．重要的化

2、学方程式：SiO2＋2CSi＋2CO↑(制粗硅)SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O(雕刻玻璃)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(贮存NaOH溶液，不能用磨口玻璃塞)CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑、Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑(工业制玻璃)1．半导体材料特指导电能力介于导体和绝缘体之间的一类材料，最早使用的半导体材料是锗，现在使用最广泛的半导体材料是硅。2．硅元素的存在在地壳里，硅的含量仅次于氧，全部以化合态存在，主要存在形式为二氧化硅和硅酸盐。3．单质硅(1)硅的同素异形体有：晶体硅和无定形硅。(2)物理性质：晶体硅

3、是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。(3)化学性质：加热条件下与O2反应的化学方程式为Si＋O2SiO2。(4)制备：用焦炭还原SiO2的化学方程式为2C＋SiO2Si＋2CO↑。(5)用途①硅：制造晶体管、集成电路、硅整流器和太阳能电池等。②硅合金：a．含硅4%的钢可制造变压器铁芯。b．含硅15%左右的钢具有耐酸性，制耐酸设备。[特别提醒](1)硅化学性质不活泼，但自然界中没有游离态的硅。(2)非金属单质一般为非导体，但Si为半导体。(3)Si的还原性强于C，但C能在高温下还原出Si：SiO2＋2CSi＋2CO↑。(4)非金属单质跟强碱溶液作用一般无H2放出，但Si能

4、与强碱溶液反应放出H2：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。(5)非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但硅能与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。1．判断正误。(1)硅在自然界中以游离态和化合态形式存在(　　)(2)单质硅性质很稳定，常温下不与任何物质反应(　　)(3)地壳中含量第一和第二的两种元素的单质在加热条件下反应，故该反应吸热(　　)(4)工业制粗硅的反应为SiO2＋CSi＋CO2(　　)(5)含硅15%的钢可以制造耐酸设备(　　)答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√2．下列物质属于半导体材料的是(　　)A．金

5、刚石　　　　　　　　　B．晶体硅C．石墨D．铁丝解析：选B　金刚石属于绝缘体，石墨和铁丝属于导体。1．二氧化硅(SiO2)(1)存在：沙子、石英的主要成分，透明的石英晶体俗称水晶。(2)结构：由硅原子和氧原子构成。(3)物理性质：熔点高、硬度大、不溶于水。(4)化学性质(用化学方程式填空)[特别提醒](1)SiO2不溶于水，也不与水反应，不能直接将其与水反应来制取H2SiO3。(2)非金属氧化物的熔、沸点一般较低，但SiO2的熔、沸点很高。(3)酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能跟氢氟酸反应。2．光导纤维(1)主要成分：SiO2。(2)用途：光纤通讯、能量传输、信息

6、处理。1．判断正误。(1)SiO2溶于H2O可得硅酸(H2SiO3)(　　)(2)SiO2能与氢氟酸反应，说明SiO2是一种碱性氧化物(　　)(3)1molSiO2中含有6.02×1023个SiO2分子(　　)(4)不能用玻璃瓶盛放氢氟酸溶液(　　)(5)SiO2与NaOH溶液反应的离子方程式为SiO2＋2OH－===SiO＋H2O(　　)答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√2．下列关于SiO2和CO2的说法中，不正确的是(　　)A．SiO2的沸点比CO2高B．CO2与SiO2化学式虽然相似，但CO2与SiO2的物理性质有很大区别C．CO2和SiO2均

7、能和水反应生成相应的酸D．CO2和SiO2均能与氢氧化钠溶液反应生成相应的盐和水解析：选C　由常温下二氧化硅为固体，而二氧化碳为气体，可知A项正确；由CO2与SiO2的状态可知B项正确；CO2可溶于水生成H2CO3，但SiO2不溶于水，C项错误。1．硅酸盐(1)物理通性：性质稳定，熔点较高，大都难溶于水。(2)表示方法通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成，如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2O·SiO2，长石(KAlSi3O8)可表示为K2O·Al2O3·6SiO2。[特别提醒](1)用氧化物的形式表示硅酸盐的组成时，