高中化学 第四章 非金属及其化合物 第一节 无机非金属材料的主角-硅学案 新人教版必修1-新人教版高一必修1化学学案VIP免费

第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角——硅★学习目标：1．了解硅在自然界中的含量、存在、用途。2．了解二氧化硅的物理性质，掌握二氧化硅的化学性质。3．了解硅的物理性质和重要用途。4．初步了解硅酸盐的重要用途及组成。5．了解硅酸钠的性质。★知识体系：硅及其化合物1.碳和硅的比较碳硅位置第2周期第ⅣA族第3周期第ⅣA族原子结构示意图________________________原子半径相对较小相对较大成键特点难以得失电子，主要靠共价键与其它原子结合晶体硅的结构与金刚石的结构相似，具有正四面体型结构的原子晶体物理性质有多种同素异形体晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。硅和锗是重要的半导体材料化学性质在高温和点燃下有强还原性2C+O22CO①加热条件下，能跟一些非金属单质起反应。点燃C+O2CO23C+Fe2O32Fe+3CO↑Si+O2SiO2Si+2H2SiH4②常温下，不能强酸、强氧化性酸反应，只能与氟气、氢氟酸（HF）和烧碱等物质反应。Si+2F2=SiF4Si+4HF=SiF4+H2↑Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑工业制法SiO2+2CSi+2CO↑（焦炭在电炉中还原二氧化硅得到粗硅）粗硅提纯后，可以得到可用作半导体材料的高纯硅。用途作还原剂、吸附剂①作半导体材料晶体管、集成电路、硅整流器和太阳能电池等；②制合金：含硅4%的钢具有良好的导磁性——变压器铁芯；含硅15%左右的钢具有良好的耐酸性——耐酸设备等。2.SiO2与CO2性质的对比：SiO2酸性氧化物CO2酸性氧化物结构空间网状原子晶体分子晶体高温△△点燃高温物性熔点高，硬度大熔点低，硬度小化学性质共性与H2O反应不反应，但仍是硅酸酸酐生成H2CO3是碳酸酸酐与碱反应2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2ONaOH+CO2(过量)=NaHCO32NaOH(过量)+CO2=Na2CO3+H2O注意：NaOH与CO2的量不同，则产物不同与盐反应SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3与碱性氧化物反应SiO2+CaOCaSiO3CO2+CaOCaCO3氧化-还原性SiO2+2CSi+2CO↑（工业制硅）C+CO22CO特性.：与酸反应SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O常温溶于HF，所以，盛放氢氟酸不能用玻璃瓶，应用塑料瓶。不反应用途①水晶可用于电子工业的部件、光学仪器、工艺品②SiO2是制光导纤维的重要原料③较纯的石英用于制造石英玻璃④石英砂用于制玻璃的原料及建筑材料3.硅酸和硅酸盐(1)硅酸高温高温高温高温高温①性质：不溶于水，酸性比碳酸弱。②制备：NaSiO3+CO2+H2O==Na2CO3+H2SiO3↓(说明碳酸酸性比硅酸酸性强)(2)硅酸钠NaSiO3俗名泡花碱，水溶液俗名水玻璃。(3)硅酸盐及其工业①性质特征：性质稳定，熔点较高，大都难溶于水。②主要原料：黏土（Al2O3·2SiO2·2H2O）、石英（SiO2）和长石（钾长石（KalSi3O8）K2O·Al2O3·6SiO2或钠长石Na2O·Al2O3·6SiO2、高岭土[Al2Si2O5(OH)4]Al2O3·2SiO2·2H2O）。③主要制品：玻璃、水泥、陶瓷、砖瓦、水玻璃（Na2SiO3的水溶液）等。④水泥和玻璃的生产：水泥玻璃（普通）原料石灰石、粘土纯碱、石灰石、石英设备水泥回转窑玻璃熔炉反应复杂的物理化学变化Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑主要成分3CaO·SiO22CaO·SiO23CaO·Al2O3Na2O·CaO·6SiO2特性水硬性（加石膏调节硬化速度）玻璃态物质（在一定温度范围内软化）非晶体注意：硅在地壳中的含量排第二位，仅次于氧元素。高温高温★课堂练习：1.下列物质能与SiO2起反应的是（）①浓H2SO4②H2O③盐酸④HF⑤KOH溶液⑥氧化钙A．①②⑥B．②④C．④⑤⑥D．③④⑤⑥2.能证明碳酸比硅酸酸性强的实验事实是（）A．CO2是气体，而SiO2是固体B．高温下能发生反应Na2CO3＋SiO2=Na2SiO3＋CO2↑C．CO2溶于水生成碳酸，而SiO2却不溶于水D．CO2通入Na2SiO3溶液中有胶状沉淀生成3.用氧化物的形式表示下列硅酸盐的组成：①K2SiO3②Al2Si2O5(OH)44.下列所列各物质的用途中，不正确的是（）A．石英砂：制玻璃、制单晶硅B．硅胶：干燥剂、吸附剂、催化剂载体C．碳化硅：砂纸、砂轮D．硅酸：粘合剂、耐火材料★课后作业：1．下列说法正确的是（）A．SiO2溶于水且显酸性B．CO2通入水玻璃可得硅酸C．SiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸D．SiO...