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（1）鲁科版必修1-鲁科版高一必修1化学学案VIP专享VIP免费

第1节硅无机非金属材料互动课堂疏导引导一、半导体材料与单质硅1.半导体材料指导电能力介于导体和绝缘体之间的一类材料。（1）最早使用的半导体材料是锗。（2）硅是目前广泛使用的半导体材料，在地壳中的含量仅次于氧。2.硅的性质（1）硅的物理性质单质硅有晶体硅和无定形硅（非晶硅）两种。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。单质硅的导电性介于导体和绝缘体之间。记忆要诀硅的主要物理性质金属光泽灰黑硅，半导材料硬而脆。（2）硅的化学性质①常温下，能够与氟气、氢氟酸和强碱溶液反应Si+2F2====SiF4↑Si+4HF====SiF4↑+2H2↑Si+2NaOH+H2O====Na2SiO3+2H2↑②加热时能够与某些非金属单质反应Si+O2====SiO2，Si+2Cl2====SiCl4，Si+C====SiC③硅的制取SiO2+2C====Si+2CO↑；Si+2Cl2====SiCl4SiCl4+2H2====Si+4HCl（3）硅的用途硅不但用于制造晶体管、集成电路，还用于制造硅整流器和太阳能电池等，此外，硅合金的用途也很广。要点剖析硅的化学性质（1）常温下，Si跟强酸不反应。（2）常温下，SiF4是气体，SiCl4是液体，SiO2是固体。非金属单质一般不与弱氧化性酸反应，而硅不但能与氢氟酸反应，且有H2生成。（3）关键掌握硅与非金属单质的反应中Si的化合价为+4。疑难突破与其他非金属相比，硅的性质出现了哪些反常？(1)硅的还原性比碳弱，而碳在高温下却能从SiO2中还原出硅；(2)非金属单质一般不与弱氧化性酸反应，而硅不但能与氢氟酸反应，且有H2生成；(3)非金属单质与强碱溶液反应一般不生成H2，而硅却不然。案例1下列关于硅的说法不正确的是（）A.硅是非金属元素，但它的单质是灰黑色、有金属光泽的固体B.硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料C.硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质起反应D.当加热到一定温度时，硅能与氧气、氯气等非金属反应【剖析】本题考查硅的性质。硅是灰黑色有金属光泽的固体，但它属于非金属，是半导体。在常温下，硅的化学性质不活泼，但可与F2、HF和强碱反应，在加热的条件下，硅可与氧气、氯气等非金属反应。【答案】C【借题发挥】掌握硅的性质应注意把握硅的特性。①硅具有金属光泽，是半导体，是非金属单质。②硅的化学性质很稳定，但可在常温与F2、HF和强碱反应。③非金属单质一般跟碱液反应无H2生成，而硅却可以放出H2。④非金属单质一般不跟非氧化性酸反应，但硅却能与HF反应。二、二氧化硅与光导纤维1.二氧化硅的存在和物理性质二氧化硅广泛存在于自然界中，沙子、石英的主要成分就是二氧化硅。二氧化硅的熔点高、硬度大。2.二氧化硅的化学性质二氧化硅是酸性氧化物。SiO2+2NaOH====Na2SiO3+H2OSiO2+CaO====CaSiO3SiO2+4HF====SiF4↑+2H2O（此反应常用于雕刻玻璃）误区警示碱性溶液的保存不能用磨口玻璃塞，可用玻璃瓶盛装碱性液体，但不能盖磨砂玻璃塞，以防SiO2与NaOH(aq)等反应，生成的一种黏合剂Na2SiO3使瓶塞和瓶口黏合在一起。3.二氧化硅的用途二氧化硅的用途广泛，常用于制造石英表中的压电材料和高性能的现代通讯材料——光导纤维。案例2无论是传统的或是新型的无机非金属材料，硅元素都占有非常重要的地位。由于硅在太阳能发电中的重要作用，有些科学家称硅是“二十一世纪的能源”，下列关于硅的说法不正确的是（）A.自然界中硅单质的含量居各元素的第二位B.高纯度的硅是制半导体的重要材料C.水泥、玻璃和陶瓷都是传统的硅酸盐工业产品D.二氧化硅可用于制光导纤维【剖析】由于自然界中硅元素主要以化合态的形式存在，所以硅元素的含量在自然界中占第二位，而不是硅单质的含量。【答案】A【借题发挥】关于二氧化硅的考查还可以考查二氧化硅与碱溶液的反应、与碱性氧化物的反应以及二氧化硅的用途等等。三、硅酸盐与无机非金属材料1.传统的无机非金属材料（1）硅酸盐材料是传统的无机非金属材料，其制品性质稳定，熔点高，大多数难溶于水。（2）玻璃：制造普通玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英。SiO2+Na2CO3====Na2SiO3+CO2↑SiO2+CaCO3====CaSiO3+CO2↑玻璃没有固定的熔沸点。...