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化学，让生活更美好！第4章第1节硅元素及其物质家族1.请同学们查看元素周期表，硅元素是多少号元素？画出硅元素的原子结构示意图，并据此判断硅元素的最高正价与最低负价分别是多少。2.简述元素的化合价与氧化还原性之间有着怎样的关系。3.回忆酸性氧化物的通性，以CO2为例写出相应的化学方程式。①___________________________例：__________________________②___________________________例：__________________________③___________________________例：__________________________4.通过阅读教材以及在互联网上搜索信息，尽可能多地写出晶体硅、二氧化硅和硅酸在生活中的应用。一、单质硅(Si)【悦读】阅读材料，提取信息，完成表1。计算机与晶体硅单质硅分为晶体硅与无定型硅。晶体硅是一种灰黑色有金属光泽的晶体，硬而脆。高纯度的晶体硅是很好的半导体材料，用于制作计算机CPU的芯片。单晶硅太阳能电池的性能稳定，转换效率高，体积小，质量轻，很适合作太空航天器上的电源。在常温下，晶体硅的化学性质稳定，一般只与氧化性极强的氟气、强碱溶液、HF-HNO3混合溶液反应。但在加热条件下，晶体硅的化学性质变得活泼起来，可以与氧气，卤素单质等多种物质反应。表1晶体硅性质总结物理性质1课前预习区课堂互动区化学，让生活更美好！化学性质常温，化学性质（）加热，化学性质（）反应实例用途【学而思之】（1）为什么在常温下晶体硅的化学性质比较稳定？（2）晶体硅作为非金属单质，为什么能够表现出一些金属单质的特点？【悦读】阅读材料，提取信息，完成小组讨论。工业制粗硅计算机的芯片需要高纯硅，自然界中没有游离态的硅，工业上为了获得高纯硅，一般是先制粗硅，再将粗硅提炼成高纯硅。工业制粗硅是在电炉中，用过量的焦炭在高温下还原二氧化硅制得。反应的化学方程式为：【小组讨论】（1）在工业制粗硅的反应中，SiO2和C分别表现出怎样的化学性质？从化合价角度分析，SiO2为什么会表现出这一化学性质？（2）工业制粗硅的反应产物为什么是CO而不是CO2？二、二氧化硅(SiO2)【悦读】阅读材料，提取信息，完成表2。多姿多彩的SiO2地球上存在的天然SiO2约占地壳质量的12%，有晶体型和无定型两类。晶体型SiO2主要存在于石英和玛瑙中。石英是主要造岩矿物之一，又叫硅石。纯净的石英无色透明，属于原子晶体，熔点1650℃、莫氏硬度7、难溶于水。希腊人将无色、透明的石英称为“洁白的冰”，即我们通常所说的水晶。石英常因含有少量杂质而变为半透明或不透明带有美丽颜色的2化学，让生活更美好！晶体，如紫水晶、蔷薇水晶、烟水晶等。纯度低的石英就是通常所说的沙子。无定型SiO2主要指硅藻土，它是海洋微生物硅藻的遗体堆积形成的沉积物。在传统硅酸盐产品如玻璃、陶瓷、水泥中，也含有SiO2。高纯度的SiO2是制备光导纤维的重要材料。表2SiO2与CO2物理性质的比较SiO2CO2常温常压状态熔点硬度水溶性晶体类别【学而思之】为什么SiO2与CO2的物理性质差别这么大呢？【悦读】阅读材料，提取信息，类比CO2，预测SiO2具有怎样的化学性质，小组合作，完成表3。SiO2的化学性质SiO2除了具有氧化性外，还具有什么化学性质呢？SiO2属于酸性氧化物，是硅酸(H2SiO3)的酸酐，但由于SiO2难溶于水，所以不能与水直接反应生成对应的硅酸。酸性氧化物一般不与酸发生反应，但是SiO2却有着自己特殊的性质，在常温下可与氢氟酸反应：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O生活中利用该反应雕刻出各种带有美丽花纹的玻璃。表3SiO2与CO2化学性质的比较化学性质SiO2CO2物质类别3化学，让生活更美好！与NaOH与H2O与CaO与HF【学而时习之】总结SiO2的化学性质。三、硅酸(H2SiO3)【悦读】阅读材料，提取信息，完成表4。硅酸硅酸是一种难溶于水的白色固体，加热可以分解成SiO2与H2O。硅酸是一种很弱的酸，可以与强碱发生中和反应。在水中，硅酸分子容易逐渐聚合而形成硅酸溶胶，当硅酸浓度较大时，则形成软而透明、呈胶冻状的硅酸凝胶。硅酸凝胶经干燥脱水后，就成为了疏松多孔的硅酸干凝聚，即硅胶。硅胶具有很强的吸附作用，是很好的干燥剂、吸附剂、催化剂载体。表4硅酸性质的总结物理性质化学性质制备硅酸制备原理4化学...