高中化学 4.1.1硅与二氧化硅学案 鲁科版必修1-鲁科版高一必修1化学学案VIP免费

第1节硅无机非金属材料第1课时硅与二氧化硅1.硅元素在地壳中的含量仅次于氧，为第二位。2．单质硅用作半导体材料，SiO2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．重要的化学方程式及应用：SiO2＋2C=====Si＋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)SiO2＋CaO=====CaSiO31．画出碳原子和硅原子的结构示意图，碳原子和硅原子在反应中易得电子还是易失电子？提示：(1)C：Si：。(2)原子最外层均有4个电子，反应过程中较难得、失电子。2．碳单质有哪些典型化学性质？提示：(1)可燃性：C＋O2=====CO2或2C＋O2=====2CO。(2)还原性：C＋CO2=====2CO，C＋2CuO=====2Cu＋CO2↑，C和浓硝酸或浓硫酸的反应。单质硅与半导体材料[新知探究]探究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。探究2硅的存在在地壳里，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对应学生用书P83盐。硅单质存在同素异形体是晶体硅和无定形硅。探究3单质硅(1)物理性质：颜色光泽熔点质地导电性灰黑色有金属光泽很高硬而脆半导体(2)化学性质：常温下，硅的化学性质不活泼，但在加热条件下和某些非金属单质(如O2、Cl2)反应。Si＋O2=====SiO2。(3)工业制取(4)用途：用于制造晶体管、集成电路、硅整流器和太阳能电池等，其合金用于制造变压器铁芯和耐酸设备等。[必记结论](1)硅元素常见价态为－4、0、＋4。(2)工业制粗硅时，焦炭的氧化产物为CO，不是CO2。(3)常温下单质硅能发生以下反应：Si＋2F2===SiF4Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑[成功体验]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，常温下与任何物质不反应。()(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＋C高温,Si＋CO2。()(5)含硅15%的钢可以制造耐酸设备。()答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√二氧化硅与光导纤维[新知探究]探究1二氧化硅(1)自然界中的存在：沙子、石英的主要成分是二氧化硅。(2)物理性质：颜色状态熔点硬度水溶性无色固态高大不溶于水(3)化学性质：探究2光导纤维(1)主要成分：SiO2。(2)用途：光纤通讯、能量传输、信息处理。[必记结论](1)SiO2不溶于水，也不与水反应，所以不能用SiO2和水制硅酸。(2)SiO2与H2SO4、HNO3等酸类不反应，仅与氢氟酸反应。(3)玻璃中含SiO2，盛放碱液的玻璃瓶用磨口玻璃塞时，因生成Na2SiO3溶液(黏合剂)而发生黏结。(4)氢氟酸能与SiO2反应，常用来雕刻玻璃上的花纹。(5)SiO2是由Si、O原子直接构成的晶体，熔点高，硬度大。[成功体验]2．判断正误。(1)SiO2与CO2相似，通常状况为气体。()(2)SiO2溶于H2O可得硅酸(H2SiO3)。()(3)SiO2能与氢氟酸反应，说明SiO2是一种碱性氧化物。()(4)1molSiO2中含有6.02×1023个SiO2分子。()(5)不能用玻璃瓶盛放氢氟酸溶液。()(6)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)√(6)√考查硅及其化合物的特性1.非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但Si却能与氢氟酸作用：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。2．非金属单质一般不导电，但Si为半导体，有一定的导电能力。3．Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si：SiO2＋2C=====Si＋2CO↑。4．非金属单质跟碱液的作用一般无H2放出，但Si与碱液(如NaOH溶液)反应放出H2：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。5．SiO2是H2SiO3的酸酐，但SiO2不溶于水，也不与水反应，不能直接将SiO2与水反应来制取H2SiO3。6．非金属氧化物的熔、沸点一般较低，但SiO2的熔点却很高。7．酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能跟氢氟酸作用：SiO2＋4HF===SiF4↑＋对应学生用书P842H2O。8．无机酸一般易溶于水，但H2SiO3却难溶于水。[特别提醒](1)硅属于非金属元素，但具有一定的金属性，如可导电、具有金属光泽等。(2)导电性：硅＜石墨。(3)酸性强弱：H2CO3＞H2...