1、第4章材料家族中的元素第1节硅无机非金属材料第1课时硅二氧化硅一、硅单质和半导体材料1种类单质硅有_和_两类。2结构晶体硅的结构与_相似。3性质(1)物理性质色、态光泽熔点硬度质地导电性灰黑色固体金属光泽高大脆半导体(2)化学性质：在常温下化学性质不活泼，但能与_、_发生反应。4用途(1)_，如硅芯片等。(2)_，如光电池等。二、二氧化硅与光导纤维1SiO2的存在形式SiO22SiO2的结构每个Si原子与周围的_个O原子相结合，每个O原子与_个Si原子相结合。实际上，二氧化硅晶体是由Si原子和O原子按_的比例所组成的_结构的晶体，我们通常用“SiO2”表示二氧化硅的组成。3物理性质二氧化硅是_
2、的固体，_于水。4化学性质(1)与氢氟酸(HF)反应HF是惟一可以与之发生反应的酸：_(可用来雕刻玻璃)。(2)SiO2作为酸性氧化物可以和_、_反应，但与水_。和碱反应：_；和碱性氧化物反应：_。5二氧化硅的用途(1)以SiO2为主要成分的沙子仍然是基本的建筑材料；(2)电子工业的重要部件、光学仪器；(3)是信息高速公路的骨架_的主要成分；(4)用石英、玛瑙制作_。知识点1硅单质的性质及用途1硅和碳的比较，正确的是()A都是非金属，而硅的非金属性较强B硅和碳的最高正价都是4价C硅元素在地壳中的含量占第二位，碳占第一位D硅和碳在自然界中的存在形式都是既有游离态也有化合态2下列关于硅的说法中，不
3、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硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，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，硅能与氧气等非金属反应知识点2硅元素在自然界中的存在3硅在自然界中储量丰富，含量仅次于氧元素，硅存在于地壳的各种矿物和岩石中的形式是()A单晶硅 B二氧化硅C硅酸 D无定形硅知识点3二氧化硅的结构与性质4关于二氧化硅，下列叙述不正确的是()A水晶的成分是二氧化硅B二氧化硅晶体中不存在单个SiO2分子C二氧化硅溶于水且显酸性D二氧化硅和二氧化碳在物理性质上有很大差别5在一定条件下，下列不能与二氧化硅反应的物质是(
4、)焦炭纯碱碳酸钙氢氟酸硝酸氢氧化钾氧化钙A只有 B只有C只有 D只有练基础落实1在一定条件下，不能既与二氧化碳反应，又与二氧化硅反应的是()ANa2CO3溶液 BCaOCNaOH溶液 D木炭2光导纤维被认为是20世纪最伟大的发明之一，它使信息科学迅猛发展。光导纤维的主要成分是()ACaCO3 BSiO2CNa2SiO3 DCaSiO33SiO2属于酸性氧化物的主要理由是()A硅是非金属元素BSiO2对应的水化物是可溶性酸CSiO2与强碱反应生成盐和水DSiO2不能与酸反应4下列对晶体硅的有关叙述正确的是()A晶体硅和金刚石的物理性质相似B硅在地壳中含量居第二位，可以以游离态存在于自然界中C晶体
5、硅是一种良好的半导体材料，但它的提炼工艺复杂，价格昂贵D晶体硅具有金属光泽，故它属于金属材料，可以导电 练方法技巧560 g石灰石在高温下与23 g石英反应产生的气体在标准状况下的体积是()A5.6 L B11.2 LC13.44 L D6.72 L6.化合物A、D、F是中学化学中常见的物质，化合物B、C、E中含有两种相同的元素。这些化合物之间存在下列关系。其中A和B的反应是一种重要的化工生产中的主要反应之一。(1)在A、C、F中含有的相同元素是_。(2)化合物C的化学式是_，化合物A的水溶液显_性(填“酸”、“碱”或“中”)。(3)C的水溶液和D能否发生反应_(填“能”或“否”)，理由是_。
6、练综合拓展7获取知识和信息是现代人不可缺少的素质，信息产业的飞速发展离不开材料科学的推动。(1)光导纤维是一种能高质量传导光的玻璃纤维，利用光缆通讯能同时传输大量信息。制造光纤电缆的主要原材料的化学式是_，它属于_材料。(2)信息产业的核心材料是高纯度的硅，高纯度的单晶硅生产方法之一是：用金属硅化物(Mg2Si)与HCl作用得硅烷(SiH4)，再加热分解硅烷可得高纯硅。单晶硅可用来制作大规模集成电路、整流器等，硅纯度越高，大规模集成电路的性能就越好。写出上述方法中，生产高纯硅的两个化学方程式：_，_。8把河沙(主要成分是SiO2)跟镁粉按一定质量比(质量比约大于1524)混合均匀，装入试管中加
7、热大约一分钟后发生剧烈反应，生成一种白色固体化合物和一种硅化物，待生成的混合物冷却后放入盛有稀硫酸的烧杯中，立即产生气泡并伴有爆炸声，产生的气体是一种能在空气中自燃的硅的气态氢化物。(1)写出河沙与镁粉在加热时反应的化学方程式：_，该反应是_(填“放热”或“吸热”)反应。(2)生成的混合物放入稀硫酸中，产生的气体是(填化学式)_；(3)写出产生“爆炸声”的化学方程式：_。9有三种透明、不溶于水的坚硬固体，A固体在氧气中完全燃烧只得到一种无色气体，此气体能使澄清石灰水变浑浊，标准状况下测得此气体的密度为氧气密度的1.375倍。B固体可溶于热的苛性钠溶液，再往该溶液中加入过量酸时，析出白色胶状沉淀
8、，此沉淀干燥后，为不溶于水的白色粉末，它是一种比碳酸还弱的酸。将B与石灰石、纯碱按比例混合加热后得到C，C在高温时软化，无固定熔点。(1)A为_，有关反应的化学方程式：_；(2)B为_，有关反应的化学方程式：_；(3)C为_。第4章材料家族中的元素第1节硅无机非金属材料第1课时硅二氧化硅基础落实一、1晶体硅无定形硅2金刚石3(2)强碱氢氟酸4(1)半导体材料(2)新能源二、1天然结晶水晶玛瑙小粒24212立体网状3坚硬难熔不溶4(1)SiO24HF=SiF42H2O(2)碱碱性氧化物不反应SiO22NaOH=Na2SiO3H2OSiO2CaOCaSiO35(3)光导纤维(4)首饰对点训练1B2
9、.C3.B4CCO2通常状况下为气体，与SiO2物理性质相差很大；SiO2晶体不溶于水，也不能与水反应生成H2SiO3；SiO2晶体是由Si和O按12的比例所组成的立体网状结构的晶体，不存在单个SiO2分子。5D课后作业练基础落实1A2B光导纤维可以用SiO2来制造。3C4A晶体硅的结构与金刚石相似，具有空间立体网状结构，所以物理性质相似；硅在地壳中含量居第二位，但在自然界中没有游离态的硅存在，主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在；晶体硅是一种良好的半导体材料，被广泛使用；晶体硅是一种非金属单质，虽然它具有金属光泽。练方法技巧5C石灰石在高温下，即使不与SiO2反应，也可完全把CO2释放出来，故存
10、在CaCO3CO2。6(1)Na(2)Na2SiO3碱(3)能硅酸盐能在水溶液中与CO2反应生成比碳酸酸性更弱的硅酸解析此题突破点为ABCD，A、D是常见物质且该反应为一种重要的化工生产的主要反应之一，即Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2，然后再根据其他关系推出。练综合拓展7(1)SiO2新型无机非金属(2)Mg2Si4HCl=2MgCl2SiH4SiH4Si2H28(1)SiO24Mg2MgOMg2Si放热(2)SiH4(3)SiH42O2=SiO22H2O解析在做此题时首先应注意河沙和镁粉的质量比和物质的量之比的关系以及按此物质的量比例应发生何种反应。其次应注意，一些反应产物的信息，
11、如在空气中能自燃的硅的气态氢化物等信息。另外要注意对实验的一些现象描述的特殊含义，如爆炸声应为剧烈的放热反应。(1)河沙和镁粉的质量比约大于1524时，因河沙中还含有除SiO2之外的物质，故此时SiO2和Mg的质量比约为1524，则二者的物质的量之比为14，即在反应中SiO2和Mg应按14的物质的量之比进行反应，故方程式为：SiO24Mg2MgOMg2Si，因为加热一分钟后即发生剧烈反应，故此反应应为放热反应。(2)MgO和稀H2SO4反应：MgOH2SO4=MgSO4H2O，此反应为碱性氧化物和强酸的反应，不剧烈，不可能产生爆炸声。所以应是Mg2Si和H2SO4反应的结果，结合题意，再根据M
12、g2Si中各元素的化合价可推测反应产物为MgSO4和SiH4，SiH4在空气中自燃发出爆炸声。9(1)金刚石CO2CO2(2)石英SiO22NaOH=Na2SiO3H2O(3)普通玻璃解析解答本题应从A的燃烧产物入手，该气体的相对分子质量为：321.37544。该气体无色，且能使澄清石灰水变浑浊，应为二氧化碳。因为A为透明、不溶于水、坚硬的固体，由此推断A为金刚石。B同样为透明、不溶于水的坚硬固体，但可溶于热的苛性钠溶液，所得溶液中加入过量的酸时可析出白色固体，最终得到一种比碳酸还弱的酸，因此B为石英。C物质由石灰石、纯碱和B物质(石英)混合加热反应而制得的，在高温时软化，无固定熔点，这符合玻璃的性质特点，故C为普通玻璃。