1、第4章 材料家族中的元素 第1节 硅 无机非金属材料 课时1 单质硅与二氧化硅 目标与素养：1.掌握 Si、SiO2 的性质。(宏观辨识)2.认识 Si 和SiO2 在生产中的应用。(社会责任)自 主 预 习 探 新 知 一、单质硅与半导体材料1半导体材料特指导电能力介于体和体之间的一类材料，最早使用的半导体材料是，现在使用最广泛的半导体材料是。导绝缘锗硅2硅元素的存在在地壳里，硅的含量仅次于，全部以态存在，主要存在形式为二氧化硅和。氧化合硅酸盐3单质硅(1)硅的同素异形体有：和。(2)物理性质：晶体硅是色、有光泽、硬而脆的固体。(3)化 学 性 质：加 热 条 件 下 与 O2 反 应 的
2、化 学 方 程 式 为_。晶体硅无定形硅灰黑金属SiO2=SiO2(4)制 备：用 焦 炭 还 原SiO2的 化 学 方 程 式 为_。(5)用途硅：制造晶体管、集成电路、硅整流器和太阳能电池等。硅合金：a含硅 4%的钢可制造变压器铁芯。b含硅 15%左右的钢具有耐酸性，可制造耐酸设备。2CSiO2=高温 Si2CO 碳在自然界中有稳定的单质，硅却没有，能否说明硅的化学性质比碳活泼？【提示】不能。对比硅和碳的化学性质可知硅的活泼性不如碳的活泼性强。二、二氧化硅与光导纤维1二氧化硅(SiO2)(1)存在：沙子、石英的主要成分，透明的石英晶体俗称。(2)结构：由和构成。(3)物理性质：熔点、硬度、
3、溶于水。水晶硅原子氧原子高大不(4)化学性质(用化学方程式填空)微点拨：(1)非金属氧化物的熔、沸点一般较低，但 SiO2 的熔、沸点很高。(2)酸性氧化物一般不与酸作用，但 SiO2 能跟氢氟酸反应。2光导纤维(1)主要成分：。(2)用途：光纤通讯、能量传输、信息处理。SiO21判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)硅在自然界中以游离态和化合态形式存在。()(2)地壳中含量第一和第二的两种元素的单质在加热条件下可以反应，故该反应吸热。()(3)工业制粗硅的反应为 SiO2C=高温 SiCO2。()(4)1 mol SiO2 中含有 6.021023 个 SiO2 分子。()(5)SiO
4、2 与 NaOH 溶液反应的离子方程式为 SiO22OH=SiO23 H2O。()答案(1)(2)(3)(4)(5)2下列物质属于半导体材料的是()A金刚石 B晶体硅C石墨D铁丝答案 B3石英、光导纤维的主要成分是()ASiBSiCCSiO2DNa2SiO3答案 C核 心 突 破 攻 重 难 单质硅的特点 1.硅化学性质不活泼，但自然界中没有游离态的硅。2非金属单质一般为非导体，但 Si 为半导体。3Si 的还原性强于 C，但 C 能在高温下还原出 Si：SiO22C=高温 Si2CO。4非金属单质跟强碱溶液作用一般无 H2 放出，但 Si 能与强碱溶液反应放出 H2：Si2NaOHH2O=N
5、a2SiO32H2。5非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但硅能与氢氟酸反应：Si4HF=SiF42H2。【典例 1】下列关于碳和硅的叙述中，不正确的是()A氧化物都能与碱溶液反应B单质在加热时都能与氧气反应C碳和硅两种元素都有能导电的单质D常温下，碳和硅的单质化学性质都不活泼A 碳的氧化物有 CO 和 CO2，CO 不能与碱溶液反应。1下列物质中不能与硅发生化学反应的是()ANaOH 溶液 BF2CO2D浓硝酸答案 D2工业上用焦炭与 SiO2 反应可制得粗硅，反应的化学方程式为。要用粗硅制备纯硅原理：在高温下让粗硅与 Cl2 反应，其产物在高温 下 被 氢 气 还 原，请 写 出 上 述 过
6、 程 中 有 关 反 应 的 化 学 方 程式，。答案 2CSiO2=高温 Si2COSi2Cl2=高温 SiCl4SiCl42H2=高温 Si4HClCO2、SiO2的性质比较【典例 2】下列说法中，正确的是()ASiO2 和 CO2 均由分子直接构成BCO2、SiO2 都是酸性氧化物，不与任何酸反应CCO2 和 SiO2 都是酸性氧化物，在一定条件下都能和氧化钙反应DCO2、SiO2 都属于酸性氧化物，因而均可由 CO2、SiO2 与水反应制得相应的酸C SiO2 直接由硅原子、氧原子构成，CO2 是由 CO2 分子构成，A 错；SiO2 能与氢氟酸反应，B 错；CO2、SiO2 与 Ca
7、O 反应分别生成 CaCO3 和 CaSiO3，C 对；SiO2 不溶于水，不能与水反应生成H2SiO3，D 错。(1)SiO2 不溶于水，也不与水反应，不能直接将其与水反应来制取 H2SiO3。(2)非金属氧化物的熔、沸点一般较低，但 SiO2 的熔、沸点很高。(3)酸性氧化物一般不与酸作用，但 SiO2 能跟氢氟酸反应。1下列关于 SiO2 和 CO2 的说法中，不正确的是()ASiO2 的沸点比 CO2 高BCO2 与 SiO2 化学式虽然相似，但 CO2 与 SiO2 的物理性质有很大区别CCO2 和 SiO2 均能和水反应生成相应的酸DCO2 和 SiO2 均能与氢氧化钠溶液反应生成
8、相应的盐和水答案 C2下列化学或离子方程式的书写不正确的是()A向氢氧化钠溶液中通入过量二氧化碳：CO2OH=HCO3B单质硅与氢氟酸反应：Si4HF=2H2SiF4C石英砂与烧碱反应：SiO22OH=SiO23 H2OD 向 Ba(NO3)2 溶 液 中 通 入 二 氧 化 碳：Ba2 CO2 H2O=BaCO32H答案 D当 堂 达 标 提 素 养 1假如硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用，下列关于其有利因素的说法中，你认为不妥的是()A便于运输、储存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料B自然界的含硅化合物易开采C硅燃烧放出的热量大，燃烧产物对环境污染程度低，且容易有效控制D自然界中存在大
9、量单质硅D 自然界中不存在游离态硅。2关于硅的化学性质的叙述中，不正确的是()A在常温下，不与任何酸反应B在常温下，可与强碱溶液反应C在加热条件下，能与氧气反应D单质硅的还原性比碳的还原性强A A 项，Si4HF=SiF42H2；B 项，Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2；C 项，SiO2=SiO2；D 项，碳和硅是同一主族的元素，同一主族从上到下，还原性逐渐增强，所以单质硅的还原性比碳的强。3在一定条件下，下列物质不能和 SiO2 反应的是()焦炭 纯碱 碳酸钙 氢氟酸 硝酸 氢氧化钾 氧化钙A BCDD SiO2 具有氧化性，能与焦炭反应；属于酸性氧化物，故能与碱性物质反应，如 K
10、OH、CaO；特性：能与 Na2CO3、CaCO3、HF 反应。4现有下列五个转化，其中不可能通过一步反应实现的是()SiO2Na2SiO3 CuSO4CuCl2SiO2H2SiO3 CuOCu(OH)2Na2O2NaOHA BCDB SiO2NaOH Na2SiO3，CuSO4BaCl2 CuCl2，Na2O2H2ONaOH。5为除去下列各粉末状混合物中的杂质(括号内为杂质)，请选用下列提供的试剂和操作，将标号填在表内。试剂：A.盐酸 B烧碱溶液 C氧气 D水E二氧化碳 F不用其他试剂操作：加热燃烧 加热熔融 充分加热 过滤结晶物质试剂 操作(1)Na2CO3(NaHCO3)(2)SiO2(CaCO3)(3)SiO2(Si)(4)NaCl(SiO2)解析 除杂的一般原则是：引入试剂一般只跟杂质反应；后续试剂能除去过量的前一试剂；不引入新杂质；杂质与试剂生成的物质易与被提纯物分离；尽可能将杂质转化为所需物质；加入试剂顺序要合理。答案(1)F (2)A (3)C (4)D 点击右图进入 课 时 分 层 作 业 Thank you for watching!