高中化学 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）导学案1 鲁科版必修1（通用）

第4章材料家族中的元素第1节硅无机非金属材料第1阶段【学习目标】1 .能记住硅、二氧化硅的主要性质及其在材料中的应用。2 .硅是半导体工业，二氧化硅可以说是现代通信业的重要应用。【学习过程】一、一、单体硅和半导体材料1 .地壳中硅的含量是.2 .单质硅分为晶体硅和非晶硅。(1)晶体硅结构与图像形成装置的结构类似，如下所示：(2)结晶硅是具有_灰色固体，具有结晶硅的熔点_硬度，脆性。(3)晶体硅的导电性介于_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _之间，是良好的材料。3 .硅原子的最外层有4个电子，得失电子很难，化学性质是_。 在常温下，除了F2、HF与强碱溶液反应以外，硅不与强酸或强氧化剂等其他物质反应。 加热后，与O2、Cl2、c化合反应。4 .编写硅参与反应的化学方程式。(1)与非金属单体反应硅与氟气的反应： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _硅和氯气之间的反应： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _硅与氧的反应： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(2)与氢氧化钠溶液反应化学方程式： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(3)与氢氟酸反应化学方程式： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _5 .高纯硅的制备、反应方程式分别为：制造硅。 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _精制(与Cl2反应):_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _恢复(以H2进行恢复):_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _二、二氧化硅和光纤硅的氧化物是二氧化硅，广泛存在于自然界中，与其他矿物一起构成岩石。 砂是含有_ _ SiO2的石英是含有_的SiO2的石英是透明的_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _结晶，玛瑙是含有颜色杂质的石英结晶，硅藻土是非晶SiO 2。 以日常生活的例子为依据，说明二氧化硅的物理性质。 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _2 .用清单比较二氧化碳和二氧化硅的性质。CO2SiO2物理性质与碱性氧化物反应与碱性溶液反应与H2O反应与酸反应同一点3 .问题讨论(从CaCO3 SiO2CaSiO3 CO2的反应可以说明酸性H2SiO3H2CO3吗？ 为什么？(2)装有碱液的试剂瓶为什么橡胶塞不用玻璃塞？氟酸为什么不能装在玻璃瓶里？三、硅、二氧化硅性质的特性1 .硅的还原性大于碳，但碳在高温下能够还原硅。2 .非金属单质和碱液的作用一般没有氢释放，但硅可与氢氧化钠等强碱溶液反应释放氢的双曲馀弦值。3 .非金属单体一般与酸不起作用，但硅可与氢氟酸反应。4 .二氧化硅是硅酸的酸酐，虽然不能与水直接反应生成硅酸，但二氧化硅可以与氢氟酸反应的双曲馀弦值。四、【总结】1 .二氧化硅的特殊性：二氧化硅作为非金属氧化物； 是酸性氧化物的一种，但不反应，容易反应。 这些特性是调查的重点，也是解决问题的依据。2 .二氧化硅用于生产高性能的现代通信材料，简称“”。 光纤具有信息容量大、抗噪性能好、耐腐蚀等特点，是可利用光全反射作用的透明度极高的灯丝。领导方案参考了答案一、一.氧游离二氧化硅硅酸盐2.(1)正四面体金刚石(2)金属光泽高(3)导体和绝缘体半导体3 .惰性4.(1)si2f2=SIF 4si2c l2sicl 4si o2SiO 2(2)Si 2NaOH H2O=Na2SiO3 2H2(3) si4HF=SIF4h 25.SiO2 2CSi (粗)2CO Si (粗)2Cl2SiCl4SiCl4 2H2Si (纯)4HCl二、一.多杂质少石英为硬固体，不溶于水，熔点高2.(从左至右、从上至下)气体熔融、沸点低、溶解于水固体、熔融、沸点高、硬度大水Cao co2=CaCO3Cao SiO2casio 32 NaOH co2=na2co3h2o (co 2少量) SiO2 2NaOH=na2SiO3 h2o2 h2o2co3不与水反应，仅与HF反应的SiO2 4HF=SiF4 2H2O是酸性氧化物(酸酐)，与碱反应生成盐和水(1)不能。 可以得出强酸制弱酸是通过在溶液中进行的反应得出的结论，但该反应不是在溶液中进行的。(2)玻璃中的SiO2与碱溶液反应生成Na2SiO3，Na2SiO3具有粘接性，因此瓶口和玻璃塞难以一体化打开。(3)玻璃的成分中含有SiO2，SiO2与氢氟酸反应，氢氟酸经常用于蚀刻玻璃，因此氢氟酸不能放入玻璃瓶中，可以放入塑料瓶或铅制容器中。三、1. SiO2 2CSi 2CO2. Si 2NaOH H2O=Na2SiO3 2H2si4HF=SIF 42 h 24.SiO2 4hh=sif4h2o四、1 .硬高熔点氢氟酸2 .光纤传导光五、检查问题1 .关于下一个硅的说法不正确的是()a .硅虽然是非金属元素，但其单体是灰色的黑色、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 .硅的化学性质是惰性的，常温下与任何物质都不反应d .加热到一定温度时，硅与氧、氢等非金属单体反应2 .焦炭还原SiO2制造粗硅，精制粗硅得到高纯度硅的正确方法是()a .粗硅与Cl2反应的物质分馏后用H2还原b .粗硅和HF反应物用H2还原c .粗硅与NaOH的反应产物，加热分解d .上述方法不正确3 .以下描述是正确的()由于a.na2co3 SiO2sio3 co2，硅酸的酸性强于碳酸由于碳和硅都是iva族元素，二氧化碳和二氧化硅的物理性质相似c .二氧化硅同时溶于氢氧化钠溶液和氢氟酸中，因此二氧化硅也能与其他酸和碱反应d .二氧化硅是硅酸的酸酐，具有较弱的氧化性4 .地壳中的含量是由第一和第二两种元素形成的化合物不具有的性质是()a .熔点高b .是酸性氧化物，与水反应生成对应的酸c .可与纯碱反应d .通过与碳在高温下反应，可以取出两种元素中的一种5 .以下关于硅的描述正确的是()a .硅原子不易失去电子，不易得到电子，主要形成4价化合物，自然界中存在游离态硅b .硅是构成矿物和岩石的主要元素，地壳中硅的含量在所有元素中居首位c .硅的化学性质是惰性的，在常温下什么也不反应，加热到一定的温度时与O2、Cl2等非金属单体反应d .硅是电子工业中最重要的半导体材料6 .热碱燃烧应该选择的设备是()a .石英坩埚b .普通玻璃坩埚c .生铁坩埚d .陶瓷坩埚7 .在下列反应中指出二氧化硅显示的化学性质和作用，用AE选项选择正确答案填入括号内。2NaOH SiO2=Na2SiO3 H2O ()SiO2 2CSi 2CO()SiO2 3CSiC 2CO()sio2 4hh=sif42h2o ()SiO2 Na2CO3Na2SiO3 CO2()a .作为玻璃的成分被消耗，玻璃被蚀刻b .氧化性c .酸性氧化物的通性d .与挥发性酸性氧化物的盐反应得到挥发性酸性氧化物e .氧化还原反应中Si的价数不变智力测验以答案为参考本问题是考察硅的化学性质和反应条件，认识记忆内容的考察。【回答】c2 .【解析】精硅精制的反应是si 2CSiCl2SiCl4、SiCl4 2H2Si 4HCl。【回答】a3 .【解析】a项的反应原理是，SiO2为难挥发性酸酐，CO2为挥发性酸酐，不是因为硅酸的酸性强于碳酸的b项中，CO2常温为气体，SiO2常温为固体，因此，在两者的物理性质不类似的c项中，SiO2溶解于氢氟酸是其特性， 在SiO2也不能说溶于其他酸的d项中，由反应SiO2 2C2CO Si可知，SiO2具有较弱的氧化性。【回答】d4 .【解析】该化合物为SiO2。 SiO2熔点高，硬度大，是酸性氧化物，但与水反应不生成对应的酸，与Na2CO3反应，与c反应生成粗硅。【回答】b5 .【解析】硅是一种亲氧元素，自然界中不存在游离状态的硅，a不正确的地壳中含量最多的元素是o，b不正确的常温下Si与F2、HF、NaOH溶液等反应，c不正确。【回答】d6 .【解析】石英的主要成分是SiO2，普通的玻璃，陶瓷中含有SiO2，可以与NaOH