高中化学 第四章第1节第1课时 单质硅与二氧化硅同步辅导与检测课件 鲁科版必修1.ppt

第1节硅无机非金属材料第1课时单质硅与二氧化硅 材料家族中的元素 1 了解硅的主要性质和用途 2 了解sio2性质以及在材料中的应用 知识清单 半导体材料与单质硅 1 半导体材料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 而目前广泛使用的半导体材料是 元素 在地壳中含量居 位 该元素全部以 态存在于自然界中 储量丰富 导体绝缘体锗硅第二化合 2 单质硅 1 物理性质 单质硅有 和 两种 晶体硅是 的固体 单质硅的导电性 晶体硅无定形硅 非晶硅 灰黑色 有金属光泽 硬而脆 介于导体和绝缘体之间 2 化学性质 在常温下 硅的化学性质不活泼 不与o2 cl2 h2so4 hno3等发生反应 但能与f2 hf和强碱反应 例如 3 硅的制备由于自然界中没有单质硅的存在 在工业上 用碳在高温下还原二氧化硅的方法可制得含有少量杂质的粗硅 将粗硅提纯后 可以得到半导体材料的高纯硅 制粗硅 制高纯硅 4 硅的用途硅可用来制造 等 可用来制造变压器铁芯 设备等 综合拓展 10 na2sio3的水溶液称水玻璃 但它与玻璃的成分大不相同 硅酸钠水溶液 即水玻璃 俗称泡花碱 但它是盐的溶液 并不是碱溶液 特别提示 酸酐由酸脱水得到 如co2 so2 so3 sio2等 但酸酐不一定就能溶于水生成相应的酸 如sio2难溶于水 当然也就无法与水反应生成硅酸 尝试应用 1 在美国旧金山有一个最大的科技工作园区 称之为 硅谷 它是现代电子工业和计算机发展的基础 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 硅的导电性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起反应d 自然界中存在大量的单质硅 其含量仅次于氧 解析 硅的性质不活泼 但是在常温下 能与f2 hf 强碱溶液发生反应 硅在自然界中主要以硅酸盐和二氧化硅的形式存在 自然界中没有游离态的单质硅 答案 cd 解析 题中两个反应的条件不同 故不是可逆反应 由于反应符合置换反应的定义 则一定为氧化还原反应 两者的反应热效应必定相反 这是由能量守恒所决定的 答案 ac 知识清单 二氧化硅和光导纤维 1 二氧化硅存在 广泛存在于自然界中 的主要成分就是二氧化硅 透明的石英晶体叫做水晶 含有有色杂质的石英晶体叫做 物理性质 纯净的二氧化硅为 的晶体 不溶于水 沙子和石英玛瑙无色透明熔点高 硬度大 化学性质 二氧化硅的化学性质不活泼 属于酸性氧化物 能与碱溶液缓慢反应 sio2是h2sio3和h4sio4的酸酐 硅酸及原硅酸都是不溶于水的弱酸 都比碳酸弱 高温时 能与碱性氧化物反应 常温下能与氢氟酸反应 此反应常用来刻蚀玻璃 用途 常被用于石英表中的 高性能的现代通讯材料 2 光导纤维光导纤维是一种用全反射作用来传导光线的透明度极高的细丝 主要成分是 光导纤维除了用于 外 还可用于 和 等方面 压电材料光导纤维制造电子元器件 光学仪器 精密仪器轴承 石英钟 工艺品 玻璃等2 sio2通讯能量传输信息处理遥测遥控医疗器械 光导纤维内窥镜 综合拓展 co2与sio2化学性质的比较 特别提示 盛装氢氧化钠的试剂瓶不能使用玻璃塞的原因 玻璃是传统硅酸盐产品 在玻璃中含有一定量的sio2 盛装的naoh溶液在倾倒时往往在瓶口处残留 这时会发生反应sio2 2naohna2sio3 h2o 得到的na2sio3是一种矿物胶 当塞入塞子时能使得瓶塞与瓶口粘连 故盛装时应选用塑料塞 尝试应用 3 证明生石灰中既混有石英 又混有石灰石的正确方法是 a 加入过量盐酸 观察是否有气泡冒出b 加入过量烧碱溶液 观察是否有固体溶解c 加热至高温 观察是否有气体冒出 是否有硅酸钙生成d 先加过量盐酸搅拌 观察是否有不溶物剩余及气泡出现 若有不溶物则滤出 投入到氢氧化钠溶液中看其是否溶解 解析 cao和caco3均溶于盐酸 但只有caco3与盐酸作用产生气泡 故用盐酸可以验证石灰石的存在 sio2不溶于盐酸能溶于naoh溶液 所以d选项满足题意 答案 d 4 下列说法正确的是 a 因sio2不溶于水 故h2sio3不是sio2对应的酸 或者说sio2不是h2sio3的酸酐b co2通入水玻璃 na2sio3溶液 可以得到硅酸c co2通入饱和氯化钙溶液中能生成白色沉淀d sio2的俗名叫水晶 硅的化学性质 下列有关硅的叙述中 正确的是 a 硅只有在高温下才能跟氢气起化合反应b 硅是构成矿物和岩石的主要元素 硅在地壳中的含量在所有的元素中居第一位c 硅的化学性质不活泼 在常温下不与任何物质反应d 硅在电子工业中 是最重要的半导体材料 解析 a选项正确 因为硅的化学性质稳定 常温下除了少数物质外 它不易与其他物质如氢气 氧气 氯气等反应 b选项不正确 氧元素在地壳中的含量居第一位 c选项不正确 硅的化学性质不活泼 但可与f2 hf和强碱等反应 d选项正确 硅是常温下化学性质稳定的半导体材料 广泛应用于计算机技术领域 答案 ad名师点睛 地壳中的各元素含量的高低顺序为氧 硅 铝 铁 钙 钠 钾 镁 氢等 记忆的口诀为洋 氧 鬼 硅 子铝铁盖 钙 哪 钠 家 钾 没 镁 请 氢 变式训练 1 有科学家提出硅是 21世纪的能源 未来的石油 的观点 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 自然界中存在大量单质硅 解析 有些燃料 如氢气具有发热量大 无污染等优点 但从运输 储存角度就不如硅 硅是固体 常温下性质稳定 是非常安全的 另外 硅在自然界存在广泛 硅化合物易开采 其燃烧产物为sio2 对环境污染程度低 但需注意的是 自然界没有游离态的硅 因此 d是错误的 答案 d 二氧化硅的化学性质 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 但不能与任何酸反应b 根据sio2 caco3casio3 co2 的反应 可推知硅酸酸性比碳酸酸性强c 二氧化碳气体通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸d 二氧化硅可以制取光导纤维 解析 常温下sio2可与氢氟酸反应 sio2 4hfsif4 2h2o 所以a错 b反应只有在高温条件下才能进行 由于co2是气体 生成后脱离反应体系使反应得以继续进行 但不能说明硅酸的酸性比碳酸酸性强 c正确 化学反应方程式为 na2sio3 co2 h2ona2co3 h2sio3 d正确 sio2是光导纤维的主要成分 光导纤维可由二氧化硅制取 答案 cd名师点睛 在分析解答问题时 首先要明确反应规律是有条件的 不能不问条件任意套用 其次要掌握反应原理 并注意硅及其化合物的特殊性 如硅与氢氟酸 碱溶液的反应 二氧化硅的溶解性 二氧化硅与氢氟酸 碳酸盐 碳单质及其化合物的反应等均具有特殊性 变式训练 2 指出下列反应中二氧化硅所表现的化学性质或作用 在选项中选择正确的答案填入括号内 a 作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀b 氧化性c 酸性氧化物的通性d 将挥发性的酸酐从其盐中 置换 出来e 未参加氧化还原反应 解析