高中化学 专题3 从矿物到基础材料 第二单元 含硅矿物及信息材料（第2课时）二氧化硅与信息材料课件 苏教版必修1.ppt

目标导航 预习导引 目标导航 预习导引 1 2 3 4 1 sio2的物理性质和用途二氧化硅是一种熔沸点很高 硬度很大的氧化物 除可用于制作光学镜片 石英坩埚外 还可用于制造光导纤维 目标导航 1 2 3 4 2 sio2的化学性质二氧化硅的化学性质不活泼 不与水 酸 氢氟酸除外 发生反应 能耐高温 耐腐蚀 sio2是酸性氧化物 能与碱性氧化物和强碱溶液反应 1 与碱反应在常温下 sio2与强碱溶液反应 生成硅酸盐 例如sio2与naoh溶液反应 化学方程式为sio2 2naohna2sio3 h2o 2 与碱性氧化物反应在高温下 sio2能与碱性氧化物反应生成盐 例如sio2与cao反应 化学方程式为sio2 caocasio3 预习导引 目标导航 1 2 3 4 预习交流1保存naoh溶液时能使用玻璃塞吗 为什么 答案 不能 因naoh会与玻璃塞磨口处的sio2反应 生成的na2sio3会使瓶塞与瓶壁黏合在一起 3 弱氧化性在高温下 sio2还能被焦炭还原 反应的方程式为sio2 2csi 2co 4 与氢氟酸反应反应的化学方程式为sio2 4hfsif4 2h2o 预习交流2盛装氢氟酸能否使用玻璃试剂瓶 应如何盛放氢氟酸 答案 不能 因为氢氟酸能与玻璃中的sio2反应而腐蚀玻璃 应用铅皿容器或塑料瓶盛装氢氟酸 预习导引 目标导航 1 2 3 4 3 硅的物理性质和用途硅晶体的熔点和沸点都很高 硬度很大 其导电性介于导体和绝缘体之间 是重要的半导体材料 广泛应用于电子工业的各个领域 预习导引 目标导航 1 2 3 4 4 硅的化学性质 1 在常温下 单质硅的化学性质比较稳定 除氟气 氢氟酸和强碱外 硅很难与其他物质反应 与氟气反应 si 2f2sif4 与氢氟酸反应 si 4hfsif4 2h2 与氢氧化钠溶液反应 si 2naoh h2ona2sio3 2h2 2 加热时 硅能与氧气 氯气等反应 与o2反应 si o2sio2 与cl2反应 si 2cl2sicl4 预习导引 目标导航 1 2 3 4 预习交流3是不是只有活泼金属与酸反应才能生成氢气 如果不是 你能想到哪些反应还能生成氢气 答案 不是 除了活泼金属与酸反应生成氢气外 碳在高温下与水蒸气反应也能生成氢气 c h2o g co h2 另外硅与氢氧化钠溶液 硅与氢氟酸反应也都能生成氢气 si 2naoh h2ona2sio3 2h2 si 4hfsif4 2h2 还有铝与氢氧化钠溶液反应也能生成氢气 2al 2naoh 2h2o2naalo2 3h2 预习导引 问题导学 即时检测 一 二 一 探究硅的制备活动与探究1晶体硅是一种重要的非金属材料 制备纯硅的主要步骤如下 高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅 粗硅与干燥的hcl气体反应制得sihcl3 si 3hclsihcl3 h2 sihcl3与过量的h2在1000 1100 下反应制得纯硅 已知sihcl3能与h2o剧烈反应 在空气中易自燃 请回答下列问题 1 第 步制备粗硅的化学方程式为 2 粗硅与hcl反应完全后 经冷凝得到的sihcl3 沸点33 0 中含有少量sicl4 沸点57 6 和hcl 沸点 84 7 提纯sihcl3采用的方法为 问题导学 即时检测 一 二 3 用sihcl3与过量h2反应制备纯硅的装置如下图所示 热源及夹持装置略去 装置b中的试剂是 装置c中的烧瓶需要加热 其目的是 反应一段时间后 装置d中观察到的现象是 装置d不能采用普通玻璃管的原因是 装置d中发生反应的化学方程式为 问题导学 即时检测 一 二 为保证制备纯硅实验的成功 操作的关键是检查实验装置的气密性 控制好反应温度以及 为鉴定产品硅中是否含微量铁单质 将试样用稀盐酸溶解 取上层清液后需再加入的试剂是 填写字母代号 a 碘水b 氯水c naoh溶液d kscn溶液e na2so3溶液 问题导学 即时检测 一 二 解析 由于sihcl3极易自燃 极易和水反应 因此用一般的化学方法难以提纯 又由于sihcl3的沸点和所含杂质的沸点相差较大 故可以采用分馏 或蒸馏 的方法 由 3 中实验装置图可以看出a为制取氢气的装置 b为干燥氢气的装置 由sihcl3的沸点可知其在常温下为液态 对c中烧瓶水浴加热可以使sihcl3汽化 以保证它和氢气充分接触并进入d中 在较高温度下反应得到单质硅 由于是对微量铁单质的检验 三价铁离子遇kscn溶液变色最为灵敏 所以应把铁转变为三价铁离子 问题导学 即时检测 一 二 答案 1 sio2 2csi 2co 2 分馏 或蒸馏 3 浓硫酸使滴入烧瓶中的sihcl3汽化 有固体物质生成在此反应温度下 普通玻璃会软化sihcl3 h2si 3hcl 排尽装置中的空气和水蒸气 bd 问题导学 即时检测 一 二 思考与交流硅有哪些重要应用 为什么要对粗硅进行提纯 答案 硅的用途非常广泛 晶体硅可用来制造集成电路 晶体管 硅整流器等半导体器件 还可制成太阳能电池 硅还可用来制造铝合金 铁合金等多种合金 这些合金都有重要用途 纯度很高的晶体硅 在极低的温度下几乎不导电 但温度升高 受光照射时 硅的电阻迅速减小 成为导电的物质 因此 硅是良好的半导体材料 问题导学 即时检测 一 二 硅单质是由其氧化物制得的 主要分为两个阶段 1 粗硅的制取 化学方程式为sio2 2csi 2co 2 粗硅转变为高纯硅 si 2cl2sicl4 sicl4 2h2si 4hcl注意 c和sio2反应 产物是co不是co2 c是还原剂 粗硅首先和cl2反应生成液态sicl4 sicl4有挥发性 挥发出来的sicl4再和h2反应生成si和hcl 问题导学 即时检测 一 二 二 探究硅和二氧化硅的性质异同活动与探究2常温下单质a溶于强碱溶液 a燃烧生成某高熔点的氧化物b b不溶于强酸而能与强碱反应 b与纯碱在高温下反应能生成c和气体d 气体d通入c溶液可得白色沉淀e e放在干燥空气中易失水变成f f加热再失水可得b 1 写出化学式 abcdef 2 写出下列反应的化学方程式 a与强碱溶液的反应 b与纯碱共熔 c与d反应 f失水 问题导学 即时检测 一 二 答案 1 sisio2na2sio3co2h4sio4h2sio3 2 si 2naoh h2ona2sio3 2h2 sio2 na2co3na2sio3 co2 na2sio3 co2 2h2ona2co3 h4sio4 h2sio3sio2 h2o思考与交流si sio2都可与强碱naoh反应 那么它们是否能与强酸盐酸反应呢 如果不能 那么能与什么酸反应呢 答案 不与盐酸反应 能与氢氟酸反应 问题导学 即时检测 一 二 问题导学 即时检测 一 二 问题导学 即时检测 一 二 问题导学 即时检测 1 2 3 4 1 下列说法不正确的是 a 因为sio2不溶于水 故h2sio3不是sio2对应的酸或者说sio2不是h2sio3对应的酸性氧化物b co2通入水玻璃可以得到硅酸沉淀c sio2晶体的熔点高 硬度大d 氢氟酸能够雕刻玻璃解析 sio2中si呈 4价 h2sio3中si也为 4价 且h2sio3sio2 h2o 故a项错误 b项发生的反应为na2sio3 co2 少量 h2oh2sio3 na2co3 d项发生的反应为4hf sio2sif4 2h2o 答案 a 问题导学 即时检测 1 2 3 4 2 制造太阳能电池需要高纯度的硅 工业上制高纯硅常用以下反应实现 si s 3hcl g sihcl3 g h2 g h 381kj mol 1 sihcl3 h2si 3hcl对上述两个反应的叙述中 错误的是 a 两个反应都是置换反应b 反应 是吸热反应c 两个反应互为可逆反应d 两个反应都是氧化还原反应解析 是逆向进行的反应 放热反应 必然是吸热反应 进行条件不一样 不能称为可逆反应 答案 c 问题导学 即时检测 1 2 3 4 3 现有下列五个转化 其中不可能通过一步反应实现的是 a b c d 解析 sio2 2naohna2sio3 h2o cuso4 bacl2baso4 cucl2 2na2o2 2h2o4naoh o2 sio2和cuo均不溶于水 因此sio2 cuo不可能通过一步反应分别生成h2sio3 cu oh 2 答案 b 问题导学 即时检测 1 2 3 4 4 在多年使用的厨房里 久未更换的玻璃往往失去光泽 严重的还会形成白色