高中化学 4.1.1硅与二氧化硅学案 鲁科版必修1.doc

第1节 硅 无机非金属材料第1课时硅与二氧化硅1.硅元素在地壳中的含量仅次于氧，为第二位。2单质硅用作半导体材料，sio2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重要的化学方程式及应用：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)sio2caocasio3对应学生用书p831画出碳原子和硅原子的结构示意图，碳原子和硅原子在反应中易得电子还是易失电子？提示：(1)c：si：。(2)原子最外层均有4个电子，反应过程中较难得、失电子。2碳单质有哪些典型化学性质？提示：(1)可燃性：co2 co2或2co22co。(2)还原性：cco22co，c2cuo2cuco2，c和浓硝酸或浓硫酸的反应。单质硅与半导体材料新知探究探究1半导体材料特指导电能力介于导体和绝缘体之间的一类材料，最早使用的半导体材料是锗，现在使用最广泛的半导体材料是硅。探究2硅的存在在地壳里，硅的含量仅次于氧，全部以化合态存在，主要存在形式为二氧化硅和硅酸盐。硅单质存在同素异形体是晶体硅和无定形硅。探究3单质硅(1)物理性质：颜色光泽熔点质地导电性灰黑色有金属光泽很高硬而脆半导体(2)化学性质：常温下，硅的化学性质不活泼，但在加热条件下和某些非金属单质(如o2、cl2)反应。sio2sio2。(3)工业制取(4)用途：用于制造晶体管、集成电路、硅整流器和太阳能电池等，其合金用于制造变压器铁芯和耐酸设备等。必记结论(1)硅元素常见价态为4、0、4。(2)工业制粗硅时，焦炭的氧化产物为co，不是co2。(3)常温下单质硅能发生以下反应：si2f2=sif4si4hf=sif42h2si2naohh2o=na2sio32h2成功体验1判断正误。(1)硅在自然界中以游离态和化合态形式存在。()(2)单质硅性质很稳定，常温下与任何物质不反应。()(3)地壳中含量第一和第二的两种元素的单质在加热条件下反应，故该反应吸热。()(4)工业制粗硅的反应为sio2c高温,sico2。()(5)含硅15%的钢可以制造耐酸设备。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)二氧化硅与光导纤维新知探究探究1二氧化硅(1)自然界中的存在：沙子、石英的主要成分是二氧化硅。(2)物理性质：颜色状态熔点硬度水溶性无色固态高大不溶于水(3)化学性质：探究2光导纤维(1)主要成分：sio2。(2)用途：光纤通讯、能量传输、信息处理。必记结论(1)sio2不溶于水，也不与水反应，所以不能用sio2和水制硅酸。(2)sio2与h2so4、hno3等酸类不反应，仅与氢氟酸反应。(3)玻璃中含sio2，盛放碱液的玻璃瓶用磨口玻璃塞时，因生成na2sio3溶液(黏合剂)而发生黏结。(4)氢氟酸能与sio2反应，常用来雕刻玻璃上的花纹。(5)sio2是由si、o原子直接构成的晶体，熔点高，硬度大。成功体验2判断正误。(1)sio2与co2相似，通常状况为气体。()(2)sio2溶于h2o可得硅酸(h2sio3)。()(3)sio2能与氢氟酸反应，说明sio2是一种碱性氧化物。()(4)1 mol sio2中含有6.021023个sio2分子。()(5)不能用玻璃瓶盛放氢氟酸溶液。()(6)sio2与naoh溶液反应的离子方程式为：sio22oh=sioh2o。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)对应学生用书p84考查硅及其化合物的特性1.非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但si却能与氢氟酸作用：si4hf=sif42h2。2非金属单质一般不导电，但si为半导体，有一定的导电能力。3si的还原性大于c，但c却能在高温下还原出si：sio22csi2co。4非金属单质跟碱液的作用一般无h2放出，但si与碱液(如naoh溶液)反应放出h2：si2naohh2o=na2sio32h2。5sio2是h2sio3的酸酐，但sio2不溶于水，也不与水反应，不能直接将sio2与水反应来制取h2sio3。6非金属氧化物的熔、沸点一般较低，但sio2的熔点却很高。7酸性氧化物一般不与酸作用，但sio2能跟氢氟酸作用：sio24hf=sif42h2o。8无机酸一般易溶于水，但h2sio3却难溶于水。特别提醒(1)硅属于非金属元素，但具有一定的金属性，如可导电、具有金属光泽等。(2)导电性：硅石墨。(3)酸性强弱：h2co3h2sio3；还原性：sic。例1下列关于硅和二氧化硅的说法中，不正确的是()a晶体硅呈灰黑色，是具有金属光泽、硬而脆的固体b硅的化学性质很稳定，但自然界里无游离态的硅存在，常温下可与其他物质发生反应c硅和二氧化硅都能与naoh溶液反应d工业上用焦炭在高温条件下还原二氧化硅来制备硅说明通常情况下还原性csi解析自然界中硅只以化合态形式存在，硅可与hf、f2等反应。硅与naoh溶液反应生成h2，sio2是酸性氧化物能与碱反应。反应sio2csi2co，在高温下进行只能说明在此条件下还原性csi。答案d碳和硅性质的比较性质碳硅与o2反应co2co2sio2sio2与氧化物反应c2cuo高温co22cu2csio22cosi与氧化性酸反应c4hno3(浓)co24no22h2oc2h2so4(浓) co22so22h2o不与硝酸、浓硫酸反应，但能与氢氟酸反应：si4hf=sif42h2与水或碱溶液反应ch2o(气)高温coh2si2naohh2o=na2sio32h2在高温下，碳与硅可形成sic。对于化学反应sio23csic2co，有关叙述正确的是()a反应中sio2是氧化剂，c是还原剂b硅元素被还原了，碳元素被氧化了c在反应中c既是氧化剂又是还原剂d在反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为21解析：选c由sio23 si2o可知，反应中c元素化合价既升高又降低，则单质碳既是氧化剂又是还原剂；据si、22o可知，氧化剂与还原剂物质的量之比为12。考查sio2、co2化学性质的差异sio2与co2性质的比较化学式sio2co2类型硅酸酸酐、酸性氧化物碳酸酸酐、酸性氧化物与碱(naoh)sio22naoh=na2sio3h2oco22naoh=na2co3h2o与碱性氧化物反应sio2caocasio3co2cao高温caco3与某些盐反应na2co3sio2高温na2sio3co2co2na2co3h2o=2nahco3与水反应不反应co2h2oh2co3与氢氟酸反应sio24hf=sif42h2o不反应例2一定条件下，下列物质与二氧化碳、二氧化硅均不反应的是()a氧气b氢氟酸c澄清石灰水 d碳解析b项，sio24hf=sif42h2o；c项，co2ca(oh)2=caco3h2o或2co2ca(oh)2=ca(hco3)2, ca(oh)2sio2=casio3h2o；d项，co2c高温,2co，sio22c高温,si2co。答案a下列说法中，正确的是()asio2和co2均由分子直接组成bco2、sio2均能和氢氟酸反应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分别是h2co3、h2sio3的酸酐，因而均可由co2、sio2与水反应制得相应的酸解析：选ca项，sio2由si、o原子组成；b项，co2不能与氢氟酸反应；d项sio2不能与水反应生成硅酸。对应学生用书p85课堂双基落实1下列关于硅的叙述中，错误的是()硅广泛存在于自然界中，天然单质硅叫水晶单质硅的导电性介于导体和绝缘体之间晶体硅具有金属光泽，故它属于金属材料，能导电含硅的钢具有良好的导磁性和耐酸性abc d解析：选c透明的石英晶体叫水晶，错误；晶体硅属于无机非金属材料，错误。2(好题共享选自苏教版教材p82t2)光导纤维的主要成分是()asi bsio2csic dna2sio3解析：选b光导纤维的主要成分是sio2。3(好题共享选自人教版教材p81t4)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c烧碱 d纯碱解析：选b玻璃中的sio2与氢氟酸反应：sio24hf=sif42h2o，因消耗sio2而使玻璃受到腐蚀。4(好题共享选自苏教版教材p82t3)石英沙(主要成分为sio2)是一种常用工业原料，其中常混有少量碳酸钙。要除去石英沙中的少量碳酸钙，应采用的方法是()a用水溶解后过滤分离b用稀硫酸溶解后过滤分离c用酒精灯加热d用稀盐酸溶解后过滤分离解析：选dcaco3能溶于稀盐酸，sio2不溶于稀盐酸，故将混合物溶于盐酸；过滤后可得到sio2。5完成下列反应的化学方程式，是离子反应的写出离子方程式。(1)