4.1.1 硅和二氧化硅 学案

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 硅和二氧化硅学习目标1了解硅的物理性质、化学性质。2了解二氧化硅的性质，认识硅、二氧化硅作为无机非金属材料的特性及其用途。学习重点二氧化硅的性质。学习难点硅及二氧化硅的性质和用途。学习探究一、单质硅与半导体材料1半导体材料特指导电能力介于 和 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 。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 。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反应的化学方程式为 。(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，制耐酸设备。注意(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。(3)Si的还原性强于C，但C能在高温下还原出Si：SiO22CSi2CO。(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=Na2SiO32H2。(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。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 、 溶于水。(4)化学性质(用化学方程式填空)注意(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。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。学习小结1硅元素在地壳中的含量仅次于氧，处于第二位。2单质硅用作半导体材料，二氧化硅用于制光导纤维。3晶体硅、二氧化硅均由原子直接构成。4二氧化硅是不溶于水也不与水反应的酸性氧化物。5重要的化学方程式：SiO22CSi2CO(制粗硅)SiO24HF=SiF42H2O(雕刻玻璃)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O(贮存NaOH溶液，不能用磨口玻璃塞)当堂检测1判断正误。(1) SiO2能与氢氟酸反应，说明SiO2是一种碱性氧化物()(2)1 mol SiO2中含有6.021023 个SiO2分子()(3)不能用玻璃瓶盛放氢氟酸溶液()(4)SiO2与NaOH溶液反应的离子方程式为SiO22OH=SiOH2O()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3氮化硅(Si3N4)是一种具有耐高温、耐腐蚀等优良性能的新型陶瓷材料，工业上可用以下方法制取Si3N4：3SiO26C2N2Si3N46CO。下列说法正确的是()A氮化硅陶瓷可用于制造汽车发动机B氮化硅陶瓷是良好的半导体材料C该反应中二氧化硅作氧化剂D该反应中氮化硅为氧化产物参考答案学习探究一、 1. 导体 绝缘体 锗 硅2. 氧 化合 硅酸盐3. (1)晶体硅 无定形硅 (2)灰黑 金属 (3)SiO2SiO2(4) 2CSiO2Si2CO二、1. (1) 水晶 (2) 硅原子 氧原子 (3)高 大 不 (4) 2NaOH + SiO2 = Na2SiO3 + H2O SiO2 + CaO CaSiO3 SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O2. (1)SiO2当堂检测1. 【答案】(1)(2)(3)(4)2. 【解析】金刚石属于绝缘体，石墨和铁丝属于导体。【答案】B3. 【解析】由题干可知氮化硅有耐高温、耐腐蚀等优良性能，所以氮化硅陶瓷可用于制造汽车发