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苏州中学园区高一化学苏教版《二氧化硅与信息材料》学案


高一年级化学学科学案 二氧化硅与信息材料
班级 姓名 学号 【学习目标】 认识硅和二氧化硅的性质 【创设情景】 1.最初的电脑有几十吨,占地 100 多平方米,耗电量大,而性能还不如现在电差的电脑, 硅芯片的使用,大大减小了计算机的体积与质量,加快了计算速率。现在我国的超级计算机 计算速度已进入世界前十名,也拥有了自主开发生产的 CPU。 2005 年 3 月 28 日

,在人民大会堂,邓中翰代表中星微“星光中国芯”研发团队,接受国家主 席胡锦涛为他颁发的共和国最高奖励 ——国家科技进步一等奖。 “中国芯”的诞生彻底改写 了蓬勃发展的中国 IT 业无“芯”的历史。 如今“中国芯”已成功占领了计算机图像输入芯片市场 的世界第一位。从此,中国人可以用上“中国芯”,并且,让世界上其他国家也用上“中国芯”! 如果追溯一下芯片的来历,人们发现,它竟然来自最普通的石头。 2. 展示日常生活中的玛瑙饰品、石英钟、石英眼镜、水晶等 【设问】 1.同学们,关于硅你们还知道什么? 2.从化学的角度看,你知道玛瑙饰品、石英钟、石英眼镜、水晶的主要成分是什么吗? 3.沙子、 石英、 水晶、 硅藻土等都是天然存在的二氧化硅, 关于 SiO2, 你还 知道哪些内容呢? 【归纳小结】 一、SiO2 的性质 1.二氧化硅具有什么样的物理性质?哪些常见的物质主要成分是二氧化硅?

2.从物质分类的角度来看,二氧化硅属于哪类物质,预测它能与哪些物质反应? ① 与强碱溶液反应 (以 NaOH 为例) ② 与碱性氧化物反应 (以 CaO 为例) ③ 弱氧化性 ④ 特性:和 HF 反应 ,应用 3.工业上制硫酸最后一步是 SO3+H2 O=H2SO4,能否用和水反应制取硅酸,说明理由;H2SiO3 是难溶于水的二元弱酸,在实验室中怎样制取硅酸?列举 SiO2 的应用

4.水玻璃是 其中的原因

,盛放氢氧化钠溶液的玻璃试剂瓶为什么不能使用磨口玻璃塞,试解释

5.SiO2 有哪些用途?

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【过渡】 1.硅单质用途广泛,但自然界中却没有硅单质。工业上是如何制取硅单质的呢? 【归纳小结】 二、Si 的性质 1.硅的制取

2.硅的物理性质

3.硅的化学性质: 单质硅在常温比较稳定,与氧气、氯气、硝酸、硫酸等物质都很难发生反应,但能与氟气、 氢氟酸、强碱反应。在加热时能跟 O2 等物质发生反应。 ⑴ 与非金属反应:① F2 反应 与 ② O2 反应 与 ⑵ 与碱液(NaOH 溶液)反应 ⑶ 与酸反应:与 HF 反应 4.硅的用途 【巩固练习】 1.下列关于 SiO2 和 Si 的叙述中,正确的是 ( ) A.都能跟强碱溶液反应,都不会跟酸反应 B.SiO2 和 Si 的熔点和沸点都比较高 C.Si 能跟某些非 金属反应,SiO2 跟任何非金属都不反应 D.都能跟烧碱反应,都不会跟纯碱反应 2.根据右图所示变化关系,请回答下列问题。 ⑴ 写出 A、B、C、D 物质的化学式 A. B. C. D. ⑵ 写出 C→A 的化学方程式: ⑶ 写出下列变化的离子方程式 A→B: C→B: 【课外练习】 一、选择题 1.下列物质的主要成分不是 SiO2 的是 ( ) A.石英 B.水晶 C.金刚砂 D.玛瑙 2.下列物质不与水反应的是 ( ) A.SiO2 B.SO2 C.CO2 D.CaO 3.将固态的氢氧化钠加热至熔融状态,不可选用的器皿是 ( ) A.铁坩埚 B.石英坩埚 C.石墨坩埚 D. 氧化铝坩埚 4.二氧化硅是一种熔沸点很高的、硬度很大的物质的氧化物,下列有关二氧化硅用途的说法 不正确的是 ( ) A.用于制作光学镜片 B.制造光导纤维 C.制石英坩埚 D.与水直接反应制 硅酸
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5.玻璃的主要成分之一是二氧化硅,能在玻璃上进行蚀刻,将其制成毛玻璃和雕花玻璃的物 质是 ( ) A.烧碱 B.纯碱 C.氢氟酸 D.盐酸 6.地壳中含量第一和第二的两种元素形成的化合物,不具有的性质是 ( ) A.熔点很高 B.是酸酐,与水反应生成对应的酸 C.可与生石灰反应 D.与碳在高温下反应可制取两元素中的一种单质 7.关于晶体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、硬而脆的非金属固体 B.硅的化学性质比较稳定,因此在自然界里有游离的硅存在 C.硅的化学性质很稳定,常温下不与任何物质发生反应 D.工业上用碳在高温下还原二氧化硅来制备粗硅 8.下列说法正确的是 ( ) A.在硅酸钠溶液中加入盐酸产生沉淀 B.水玻璃在空气中存放易变质 C.因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳,所以硅酸的酸性比碳酸强 D.二氧化硅是酸性氧化物,它不溶于任何酸 9.下列变化需要加入氧化剂才能实现的是: ( ) A.SiO2→SiO32B.Si→SiO32C.SiO2→Si D.SiCl4→Si 10.下列变化不能一步实现的是: ( ) A.Na2SiO3→H2SiO3 B.H2SiO3→SiO2 C.SiO2→H2SiO3 D.SiO2→Na2SiO3 11.下列说法正确的是: ( ) A.因 SiO2 不溶于水,故 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 通入饱和的氯化钙溶液中能生成白色沉淀 D.SiO2 的俗名叫水晶 12.下列溶液可以盛放在玻璃试剂瓶中,但不能用磨口 玻璃塞的是: ( ) A.硅酸钠溶液 B.氢氟酸 C. 氢 氧 化 钠 溶 液 D. 氯 化 钠 溶液 13.在 SiO2+3C===SiC+2CO 的反应中,氧化剂与还原 剂质量之 比是 ( ) A.35∶ 60??B .60∶ 36??C 2??D 3 .1∶ .1∶ ( ) 14.下列物质的反应过程符合所示过程的是 A.向 CaCl2 溶液中通人过量 CO2 B.向水玻璃溶液中通人过量 CO2C.向澄清石灰水中通人过量 CO2 D.向水玻璃溶液中加入过量盐酸 二、填空题 1.下列反应中,SiO2 表现什么化学性质?在 A~D 选项中选出正确答案。 高温 (1)SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O (2)SiO2+Na2CO3 Na ==== 2SiO3+CO2↑ 高温 (3)SiO2+2C ==== Si+2CO↑ (4)SiO2+4HF=SiF4+2H2O A.作为玻璃的成分与氢氟酸反应而使玻璃能被雕刻 B.将挥发性的酸酐从其中代换出来 C.弱氧化性 D.酸性氧化物的通性 2.实验室现提供下列试剂瓶, ① 细口磨口塞玻璃瓶瓶② 细口橡皮塞玻璃瓶③ 细口塑料瓶④ 广口瓶 ⑤ 棕色广口瓶,如果你是实验室管理员,你将如何存放下列药品?你 的依据是什么? a.二氧化硅___ _ b.氢氧化钠溶液___ _ c.硝酸银晶体___ __ d.氢氟酸__ _ e.浓硫酸___ _ 3.A 和 B 两种元素的原子最外层电子数相等,但差一个电子层。A、B 的单质在常温 下是同一状态;A 和 C 两元素电子层数相等,并能形成化合物 AC2,每个 AC2 分子中共有 22 个电子,回答:
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(1)A、B、C 是(元素符号填写) :A ,B ,C ; A、B、C 的原子结构示意图分别为 。 (2)A 与 B 最高价氧化物相对应的水化物的酸性比较(用化学式表示) , 用化学方程式说明 。 (3)写出 B 的氢化物在空气中自燃的化学方程式,并注明电子转移的方向和数目 三、计算题 1.已知硅与强碱溶液反应:Si+2OH-+H2O=SiO32-+2H2↑,现把 11.5g 钠和 4.2g 硅投入 100g 水 中,在标准状况下,收集到氢气的体积是多少?溶液中各溶质的质量分数是多少?

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