1、第三单元 含硅矿物与信息材料第2课时 二氧化硅与信息材料目标导学1了解硅、二氧化硅的主要性质及这些性质在材料中的应用。2了解二氧化硅在现代通讯、硅在半导体工业的重要应用。背诵经典导学1SiO2 熔点高硬度大，是一种酸性氧化物，SiO2CaO=高温 CaSiO3，SiO22NaOH=Na2SiO3H2O。SiO2 可用于制造硅单质及光导纤维。2硅晶体的熔、沸点高，硬度大，常温下比较稳定，与 O2、Cl2、HNO3、H2SO4 等很难发生反应，硅晶体可用作半导体材料。3工业制备高纯硅的主要反应有 SiO22C=高温 Si2CO，Si2Cl2=高温 SiCl4，SiCl42H2=高温 Si4HCl。
2、扬帆起航 温习双基课前学习空间1二氧化硅(1)二氧化硅是一种熔、沸点_，硬度_的氧化物，除 可 用 于 制 作 _、_ 外，还 可 用 于 制 作_。(2)二氧化硅的化学性质不活泼，不与水、酸(_除外)发生反应，能耐高温、耐腐蚀。但二氧化硅能与碱性氧化物及强碱溶液反应。反应化学方程式为：_、_。SiO2CaO=高温 CaSiO3SiO22NaOH=Na2SiO3H2O很高很大光学镜片石英坩埚光导纤维氢氟酸2硅(1)硅晶体的熔、沸点都很_，硬度也很_。其导电性介于导体和绝缘体之间，是重要的_，广泛应用于电子工业的各个领域。高大半导体材料(2)在常温下，单质硅的化学性质比较稳定、除氟气、氢氟酸和强
3、碱外，硅不跟其他物质反应。硅与氟气反应：_，硅与氢氟酸反应：_，硅与氢氧化钠溶液反应：_。但加热时，硅也能和一些非金属(如氧气、氯气等)反应。硅与氯气反应：Si2Cl2=高温 SiCl4。Si2F2=SiF4Si4HF=SiF42H2Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2(3)硅的工业制法粗制：制备原理：_。精制：将粗硅(含杂质较多)与 Cl2 在高温下反应生成SiCl4，SiCl4 经提纯后再用 H2 还原，即得高纯硅，有关反应化学方程式为：_、_。SiO22C=高温 Si2COSi2Cl2=高温 SiCl4SiCl42H2=高温 Si4HCl小试身手1下列说法正确的是()A光导纤维的主
4、要成分为二氧化硅BSiO2 是酸性氧化物，它不溶于任何酸CSiO2 的俗名叫水玻璃，不溶于水DSi 在自然界中既有游离态又有化合态解析：二氧化硅是光导纤维的主要成分，故 A 正确；SiO2是酸性氧化物，可溶于氢氟酸，故 B 错误；硅酸钠的水溶液俗名叫水玻璃，易溶于水，故 C 错误；Si 化学性质较活泼，在自然界中以化合态存在，故 D 错误。故选 A。答案：A2下列说法不正确的是()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二氧化硅既是酸性氧化物，又是碱性氧化物C当加热到一定程度时，硅能与氧气、氯气等非金属反应D硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料解析：硅是非金属元素
5、，但它的单质是灰黑色有金属光泽的固体，A 正确；二氧化硅是酸性氧化物，不是碱性氧化物，B错误；当加热到一定程度时，硅能与氧气、氯气等非金属反应，C 正确；硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料，D 正确。答案选 B。答案：B核心要点突破定位重点 深化理解知识点一 二氧化硅的性质和用途1存在：二氧化硅广泛存在于自然界中，有晶体和无定形两大类，与其他矿物共同构成了岩石。(1)砂：含较多杂质的 SiO2；(2)石英：含较少杂质的 SiO2；(3)水晶：透明的石英晶体，含极少杂质的 SiO2；(4)玛瑙：含有色杂质的石英晶体；(5)硅石：天然二氧化硅；(6)硅藻土：含有无定形二氧化硅。2
6、物理性质：熔、沸点很高，硬度很大的固体。3化学性质：二氧化硅的化学性质不活泼，不与水反应，也不与酸(氢氟酸除外)反应。(1)具有酸性氧化物的性质，与强碱、碱性氧化物、盐等物质发生反应CaOSiO2=高温 CaSiO32NaOHSiO2=Na2SiO3H2ONa2CO3SiO2=高温 Na2SiO3CO2CaCO3SiO2=高温 CaSiO3CO2(2)与氢氟酸反应：SiO24HF=SiF42H2O。氢氟酸用于雕刻玻璃，就是发生此反应。(3)弱氧化性：SiO22C=高温 Si2CO【名师提示】玻璃中含有 SiO2 与强碱(NaOH)溶液反应，生成具有良好黏合性的硅酸盐(Na2SiO3)溶液，使瓶
7、口和塞子粘结在一起，所以盛放碱溶液的试剂瓶常用橡胶塞，而不用磨口玻璃塞。4用途：二氧化硅的用途很广，自然界里比较稀少的水晶可用以制造电子部件、光学仪器和工艺品；二氧化硅是制造光导纤维的重要原料；一般较纯净的石英，可用来制石英玻璃；石英砂常用作制玻璃的原料和建筑材料。知识点二 硅的性质及用途1硅的存在：在地壳里，硅的含量仅次于氧，居第二位。在自然界中没有游离态的硅，只有化合态的硅。化合态的硅广泛存在于地壳的各种矿物和岩石里，是构成矿物和岩石的主要成分。2物理性质：晶体硅是灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体，它的结构类似金刚石，熔、沸点很高，是良好的半导体材料。3化学性质(1)常温下，硅的化学性质稳
8、定，但可发生下列反应：Si4HF=SiF42H2Si2F2=SiF4Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2(还原剂：Si，氧化剂：H2O)(2)在高温或加热条件下，能与某些非金属单质反应：SiO2=SiO2Si2Cl2=SiCl4Si2H2=高温 SiH4(SiH4 很不稳定，在空气中自燃)4高纯硅的工业制备工业上，硅是在电炉里用碳还原二氧化硅而制得的：SiO22C=高温 Si(粗硅)2CO粗硅提纯后，可制得作为半导体材料的高纯硅，提纯过程：Si2Cl2=高温 SiCl4 SiCl42H2=高温 Si4HCl5硅的用途硅是一种重要的非金属单质，它的用途非常广泛。作为良好的半导体材料，硅可用
9、来制造集成电路，晶体管，硅整流器等半导体器件，还可制成太阳能电池。对点训练【例 1】下列各组物质间，不能发生反应的是()A二氧化硅与氧化钙(高温)B二氧化硅与氢氧化钠(常温)C二氧化硅与碳(高温)D二氧化硅与浓 HNO3(常温)【解析】二氧化硅与生石灰(高温)生成硅酸钙，故 A 不选；二氧化硅是酸性氧化物，与碱反应生成盐和水，故 B 不选；二氧化硅与碳反应生成硅和一氧化碳，故 C 不选；二氧化硅是酸性氧化物，与酸不反应，所以不与硝酸反应，故选 D。【答案】D【例 2】下列说法正确的是()A二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟碱反应，不能和任何酸反应B光导纤维的主要成分是晶体硅C硅石、石英、水晶、玛瑙
10、中都含有二氧化硅D明矾净水是因为其具有杀菌消毒的性质【解析】二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟碱反应，二氧化硅能够与氢氟酸反应生成四氟化硅和水，故 A 错误；光导纤维的主要成分是晶体二氧化硅，故 B 错误；硅石、石英、水晶、玛瑙中均含有二氧化硅，故 C 正确；明矾净水是因为 Al3水解生成 Al(OH)3 胶体，胶体有吸附性能，可净水，但其没有强氧化性，不能杀菌消毒，故 D 错误。答案为 C。【答案】C【例 3】下列关于硅的说法不正确的是()A硅是非金属元素，它的单质是灰黑色有金属光泽的固体B硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，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反应D加热到一
11、定温度时硅能与 H2、O2 等非金属反应【解析】硅是非金属元素，它的晶体熔、沸点很高、硬度很大，是灰黑色有金属光泽的固体，A 项正确；硅是一种很好的半导体，B 项正确；常温下硅可以与氢氟酸、强碱溶液反应，加热或高温条件下，硅能与氧气、氯气等发生反应，C 项错，D 项正确。【答案】C【例 4】下列属于硅的用途的是()A光导纤维 B制水泥C青花瓷D太阳能电池【解析】二氧化硅用于光导纤维，A 错误；黏土和石灰石为主要原料制备水泥，B 错误；黏土用来制备陶瓷制品，C错误；硅是半导体可以导电，可用于太阳能电池，D 正确。答案选 D。【答案】D随堂基础演练现学现用 小试身手1有些科学家提出硅是“21 世纪
12、的能源”，下列关于硅及其化合物的说法正确的是()ASiO2 是一种酸性氧化物，所以不和任何酸反应B高温下，可在试管内完成焦炭和石英砂(SiO2)制取硅的反应C光导纤维的主要成分是 SiO2D自然界中硅元素的储量丰富，主要以硅单质的形式存在解析：SiO2 是一种酸性氧化物，一般不与酸反应，但能与HF 反应，故 A 错误；试管自身含有二氧化硅，高温条件下可以和焦炭反应，故 B 错误；SiO2 是光导纤维的主要成分，故 C正确；硅在自然界中以化合态存在，自然界中无游离态的硅，故 D 错误。故选 C。答案：C2赏心悦目的雕花玻璃是用下列物质中的一种对玻璃进行刻蚀而制成的，这种物质是()A盐酸 B氢氟酸
13、 C烧碱 D纯碱解析：盐酸和二氧化硅不反应，不能用于在玻璃上进行刻蚀，故 A 错误；氢氟酸与二氧化硅易反应，生产四氟化硅气体，能在玻璃上进行刻蚀，故 B 正确；二氧化硅与烧碱反应，但反应缓慢，生成的硅酸钠和二氧化硅难以分离，不能用于在玻璃上进行刻蚀，故 C 错误；纯碱与二氧化硅在高温下反应，不能用于在玻璃上进行刻蚀，故 D 错误。故选 B。答案：B3下列物质的用途错误的是()A硅是制造太阳能电池的常用材料B二氧化硅是制造光导纤维的材料C水玻璃可用作木材防火剂D硅是制取水泥的原料解析：硅是半导体材料，常用于制造太阳能电池，故 A 正确；光导纤维是二氧化硅，故 B 正确；硅酸钠的水溶液可用作木材防
14、火剂，故 C 正确；硅酸盐是制取水泥的原料，故 D 错误。答案为 D。答案：D4下列叙述正确的是()氧化铝是一种比较好的耐火材料，可用来制造耐火坩埚 氧化铁常用作红色油漆和涂料 硅酸钠是制备硅胶和木材防火剂的原料 以纯碱、石灰石、石英为原料可制普通玻璃 石灰石、高岭石、石英和水晶的主要成分都是 SiO2ABCD解析：氧化铝熔点高，可以作耐火材料，用来制造耐火材料，故正确；氧化铁红棕色可以作红色油漆和涂料，故正确；硅酸钠是制备硅胶和木材防火剂的原料，故正确；制造玻璃的原料是纯碱、石灰石、石英，故正确；石灰石是碳酸钙，高岭石成分是硅酸盐，石英和水晶是 SiO2，故错误。综上所述，选项 D 正确。答案：D5下列各反应中 SiO2 表现的是什么性质或作用？在以下各项中选出正确答案序号填在题后的横线上。酸性氧化物 弱氧化性 复分解反应，制挥发性物质 作为玻璃的成分与氢氟酸反应来雕刻玻璃(1)SiO24HF=SiF42H2O_。(2)SiO2Na2CO3=高温 Na2SiO3CO2_。(3)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O_。(4)SiO22C=高温 Si2CO_。解析：分析 SiO2 的性质，然后作答。答案：(1)(2)(3)(4)word部分：请做：课时跟踪检测知能检测 全面提升点此进入该word板块