硅与无机非金属材料

1、第四章 第1节 硅与无机非金属材料【教学目标】1.知识技能目标:掌握硅、二氧化硅的物理化学性质，粗硅的制法。认识硅、二氧化硅作为无机非金属材料的特性及其用途。2.方法与过程目标:学习从不同的角度出发对常见材料进行分类的方法，能根据同一类别不同物质的性质归纳出该类物质的通性，并能运用通性简单预测其他物质的性质。3.情感态度与价值观目标:通过对作为计算机、光通信等高科技关键材料的硅、二氧化硅等无机非金属材料的学习，利用学生对高科技的浓烈兴趣，激发学生对化学的兴趣。【重点、难点】硅 、二氧化硅的主要性质【预习提纲】一、单质硅和半导体材料1、无机非金属材料主要包括：、等，、属于传统非金属材料。2、半导

2、体材料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，现已成为应用广泛的半导体材料。3、硅的物理性质单质硅有和两种。晶体硅是色，有光泽、硬而脆的固体。4、 硅的化学性质：常温下：加热条件下：5、硅的用途硅用于制造，此外硅合金可用于制 造。二、二氧化硅与光导纤维1、二氧化硅广泛存在于自然界中，、的主要成分就是二氧化硅。2、二氧化硅的组成和性质（1）二氧化硅晶体由和构成，晶体中硅原子和氧原子的个数之比是_，它的高，大，透明二氧化硅晶体俗称水晶，水晶常用来制造和等。光导纤维的主要成分： （2） 化学性质：酸性氧化物：特性：3、二氧化硅的用途：【教学过程】从现实生活中硅元素的存在引入课题瓷器

3、水晶 太阳能电池板 沙滩一、单质硅和半导体材料【方法介绍】：研究物质主要从存在、结构、性质、制备、用途等几个角度加以考虑。【阅读】107、108页教材，了解硅的存在和物理性质：1、硅的存在自然界存在形态：，地壳当中元素含量居第位。单质硅有和两种同素异形体。（从组成的角度看，晶体硅和无定形硅之间是什么关系？还有哪些物质具有相同的关系？）2、 硅的性质：物理性质：色，态 ，质地，导电性。【讨论】利用所学过初中原子结构知识及非金属元素的性质，预测硅的化学性质。2、硅的化学性质：常温下，硅的化学性质，除，之外的物质一般不反应。【了解】Si+2F2 = SiF4Si+4HF = SiF4+2H2Si+2

4、NaOH+H2O = Na2SiO3+2H2加热条件下，与氧气的反应方程式。该反应转移个电子，硅的价态为。【讨论】通过以上学习，什么原因使硅取代锗成为广泛使用的半导体材料？3、 硅的用途：，。4、 粗硅的制备方程式。（从氧化还原角度分析反应方程式，注意产物）高温高温【小资料】：硅芯片、大规模集成电路及相应的计算机技术都需要有高纯度的硅才能实现，所以需要对粗硅进行提纯： Si（粗硅）+2Cl2=SiCl4 SiCl4+2H2=Si（高纯硅）+4HCl【引入】生活中最常见的还是二氧化硅即石英、沙子的主要成分水晶 玻璃水晶玻璃石英坩埚二、二氧化硅与光导纤维1、二氧化硅的组成及物理性质存在：组成：由和

5、组成，个数比为 。2、 二氧化硅的性质物理性质：状态 ，溶解性 ，硬度 ，导电性。【讨论】从物质分类角度，预测二氧化硅的化学性质总结：酸性氧化物的通性： * 与水反应； * 与碱反应： 与碱性氧化物反应： 与部分盐反应：特性：与氢氟酸反应此反应的用途：【讨论】1、 实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸(HF)? 实验室盛放NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞,你知道是为什么吗? 2、 二氧化硅和二氧化碳同为正四价非金属的氧化物，他们的性质存在哪些差异二氧化碳二氧化硅物质分类与碱性氧化物的反应与碱的反应与水的反应与酸的反应【阅读】教材109页了解光导纤维回答以下问题（1）光导纤维概念（2)成分（

6、3)原理3、光导纤维（了解）（1） 光导纤维概念（2) 成分（3)原理【课堂小结】 本节课重点介绍了硅及二氧化硅的存在、结构、性质、用途及制备的相关问题。单质硅：硅元素在自然界化合态；常温很稳定，高温与氧气反应；用在半导体及合金工业上。 二氧化硅：自然界形式多样；具有酸性氧化物的通性和自己的特性；用途很广泛。当堂巩固1常温下不能与硅反应的是（    ） （A）氢氟酸  （B）氟气      （C）氢氧化钠溶液      （D）氯气2不能直接由氧化物和水生成

7、的酸是（    ）（A） H2SO4 （B） H2SO3     （C） H2SiO3     （D）H2CO33、生石灰中往往含有杂质CaCO3和SiO2，要检验是否存在这两种杂质，最好选用（   ）（A）水 （B）盐酸（C）烧碱浓溶液 （D）硫酸钠4、下列物品或设备：水泥路桥、门窗玻璃、水晶镜片、石英钟表、玛瑙手镯、硅太阳能电池、光导纤维、计算机芯片。所用材料为SiO2或要用到SiO2的是（ ）A B C D全部5作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作

8、用。下面关于硅的叙述中，正确的是（）A硅的活泼性比碳强，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，在自然界中可以以游离态存在D硅在电子工业中，是重要的半导体材料6 关于硅的说法不正确的是 A晶体硅是非金属元素，它的单质是灰黑色的有金属光泽的固体B晶体硅的导电性介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体C硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应D加热到一定温度时，硅能与氧气反应7.光纤通信70年代后期发展起来的一种新型通信技术，目前长距离光纤通信系统已投入使用，光纤通信的光学纤维是由下列哪种物质经特殊工艺制成的 ( )

9、A碳 B石英 C锗 D硅8硅、二氧化硅的化学性质很不活泼，几乎所有的酸都不与其反应，但有一种酸能够和二者发生反应，这种酸是（ ） A浓盐酸 B硫酸 C硝酸 D氢氟酸课后拓展1.下列关于碳和硅的叙述中,不正确的是 ( )A.+4价氧化物都与氢氧化钠溶液反应 B.单质在加热时都能与氧气反应C.氧化物都能溶于水生成相应的酸 D.碳和硅两种元素都有能导电的单质2下列关于SiO2和CO2的叙述中不正确的是（ ）A都能溶于水，所得溶液呈酸B都是酸性氧化物，都能与强碱溶液反应C都能与固体碳酸钠及焦炭反应DSiO2可用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨3能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是ACO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水     BCO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀C高温下SiO2与碳酸盐反应生成CO2D氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀4盐酸、浓硫酸、氧气、氢氟酸、氢氧化钾溶液中，能与地壳中含量第一和第二的两元素形成的化合物起化学反应的是（ ）A B C D5实验室可用广口瓶贮存固体试剂，细口瓶中存放液体试剂，但是有些试剂必须贮存在具有橡胶塞的玻璃试剂瓶中。以下物质必须贮存在具有橡胶塞的玻璃试剂瓶中的是：KOH溶液 盐酸水玻璃（硅酸