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 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学习目标重点难点1.了解硅单质的结构、组成和主要的化学性质及用途；2．掌握二氧化硅和硅酸盐的主要化学性质；3．了解二氧化硅、硅酸盐制品和新型无机非金属材料的应用1.掌握硅和二氧化硅的主要性质及这些性质在材料中的应用，能书写相关反应的化学方程式；2．能举例说明硅在半导体工业以及二氧化硅在现代通讯业、传统的硅酸盐制品和一些新型无机非金属材料方面的主要应用一、单质硅与半导体材料1．硅的分布与存在（1）分布：硅在自然界中分布广泛，在地壳中居第____位，仅次于______，是构成矿物和岩石的基本元素。（2）存在：自然界中没有________态的硅，全部以________态的形式存在。2．半导体材料（1）特点：特指导电能力介于________和________之间的一类材料。（2）常见的半导体材料：最早使用________，现在最广泛使用的是________。3．硅单质（1）物理性质①单质硅有__________和__________两种。②晶体硅是________色、有________光泽、__________的固体。③导电性介于________和________之间。（2）化学性质（3）硅的制取与提纯粗硅：_______________________________________________________________________纯硅：Si＋2Cl2△SiCl4SiCl4＋2H2高温Si＋4HCl（4）硅的主要用途：作半导体材料；制造太阳能电池；制造硅合金等。预习交流请同学们思考交流以下问题：（1）在SiO2＋2C高温Si＋2CO↑反应中，氧化剂是什么？还原剂是什么？（2）在SiO2＋3C高温SiC＋2CO↑反应中，氧化剂是什么？还原剂是什么？二、二氧化硅与光导纤维1．存在：广泛存在于自然界中，沙子、石英的主要成分是________。透明的石英晶体俗称________。2．构成：SiO2晶体是由________和________构成的氧化物。3．性质：（1）物理性质：________于水的固体，硬度______，熔沸点______。（2）化学性质：4．光导纤维（1）主要成分：________。（2）用途：用于光纤通讯、能量传输、信息处理等方面。预习交流保存氢氟酸、NaOH溶液时应该注意什么问题？三、硅酸盐与无机非金属材料玻璃水泥陶瓷原料______、______、____________、______反应原理高温下发生复杂的物理、化学变化烧结时发生复杂的物理、化学变化反应条件主要成分____、____、____硅酸二钙：2CaO·SiO2、硅酸三钙：3CaO·SiO2、铝酸三钙：3CaO·Al2O3硅酸盐特性非晶体，透明、无固定熔点，可在一定温度范围内软化水硬性：无论在水中还是在空气中均能硬化（不可逆过程）耐酸碱腐蚀预习交流为什么玻璃没有固定的熔点？答案：一、1.（1）二氧（2）游离化合2．（1）导体绝缘体（2）锗（Ge）硅3．（1）①晶体硅无定形硅②灰黑金属硬而脆③导体绝缘体（2）Si＋2F2===SiF4Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑Si＋O2=====SiO2（3）2C＋SiO2=====Si＋2CO↑预习交流：答案：（1）在SiO2＋2C=====Si＋2CO↑反应中，SiO2是氧化剂，C是还原剂。（2）在SiO2＋3C=====SiC＋2CO↑反应中，C既是氧化剂又是还原剂。二、1.SiO2水晶2．硅原子氧原子3．（1）不溶大高（2）SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2OCaSiO3CaSiO3＋CO2↑Na2SiO3＋CO2↑SiO2＋2C=====Si＋2CO↑SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O4．（1）SiO2预习交流：答案：氢氟酸不能保存在玻璃瓶中，应保存在塑料瓶中。NaOH溶液不能保存在玻璃塞的玻璃瓶中，应保存在橡胶塞的玻璃瓶中或塑料瓶中。三、纯碱石灰石石英黏土石灰石黏土CaCO3＋SiO2=====CaSiO3＋CO2↑Na2CO3＋SiO2=====Na2SiO3＋CO2↑高温高温高温SiO2CaSiO3Na2SiO3预习交流：答案：因为玻璃是混合物，所以玻璃没有固定的熔点，只是在某一温度范围内逐渐软化。在预习中还有哪些问题需要你在听课时加以关注？请在下列表格中做个备忘吧！我的学困点我的学疑点一、H2SiO3的制备实验操作实验现象结论及化学方程式硅酸钠溶液显____性溶液的红色逐渐直至____，有____________生成酸性：盐酸__硅酸有____________生成酸性：碳酸__硅酸1．将CO2通入CaCl2溶液中，是否有白色沉淀生成？2．能否用SiO2和水反应来制取H2SiO3?1.硅酸的性质（1）弱酸性（比H2CO3的酸性弱）向Na2SiO3溶液中通入足量的CO2时有H2SiO3生成：Na2SiO3＋2CO2＋...