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人教版第一节无机非金属材料的主角硅导学案 (1)


绥化一中 化学组

苍云峰 2013.9

第四章 非金属及其化合物 第一讲 无机非金属材料的主角-----硅 课内探究学案 [导课]问题: 1、结合元素周期表回答:非金属元素种类?在周期表中的位置? 2、地壳中氧和硅的含量? 3、影响大气质量的气态氧化物主要有哪些? 硅在地壳中的含量仅次于 ,为 ,硅的 和 构成了地壳中大部分的 、 和

。 约占地壳质量的 以上。硅在元素周期表第 族,原子结 构示意图为 。在化学反应中原子既不易 又不易 电子,主要形成 化合物。 碳和硅的比较 碳 原子结构示意图 主要化合价 一 硅单质 1:硅单质有 和 两种。晶体硅的结构类似 是带有 的 固体。 、 、 常温下化学性质 。 2: 硅在元素周期表中处于 与 的 , 是一种 , 是良好的 材料。 3:20 世纪中叶开始,硅成了信息技术的 ,半导体晶体管及芯片的出现, 促成了 的革命。 4:利用高纯硅的半导体性能,可以制成 ,将光能转换为 。 光电池可作 、 、 、 。等动力。 二:二氧化硅和硅酸 硅是一种 元素,主要以 1:二氧化硅 (1):SiO2 是硅最重要的 的 ,存在状态有 和 二氧化硅的结构( 代表硅原子; 硅

及 ,天然二氧化硅称为 。

形式存在。 ,约占地壳

代表氧原子)

(2):SiO2 是原子晶体。1 个 Si 原子与周围的 4 个 O 原子形成 4 个共 价键,每 1 个 O 原子与两个 Si 原子相结合。实际上,二氧化硅晶体 是由硅原子和氧原子按 1: 的比率所组成的立体网状原子晶体, 2 我们 通常用“SiO2”的式子表示二氧化硅的组成。
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(3):石英晶体是结晶的 ,具有不同的 和 。 石英中无色透明的晶体叫 ,具有彩色环带状或层状的称 。SiO2 是 原子晶体,是网状结构。 二氧化硅可用来做光导纤维;石英可用来做石英钟、石英表,耐高温的石英玻璃;水 晶可以用来制造电子工业中的重要部件、光学仪器、工艺品、眼镜片等,含有有色杂质的 石英,还可用于制造精密仪器轴承,耐磨器皿和装饰品等。 (4) SiO2 的物理性质是是一种坚硬难熔的固体,不溶于水。 氧化硅能与 成相应的盐和水, 是一种 氧化物, 它不能溶于水得到相应的酸—— 硅酸。 酸性氧化物一般不与酸发生化学反应,而二氧化硅却能与 发生反应,这也是工 业上用 雕刻玻璃的反应原理。 二氧化硅的主要化学性质: 不溶于水的 性氧化物,能与 反应 1、酸性氧化物 SiO2+2NaOH= SiO2+CaO= 2、特殊性:SiO2+ HF= [思考]已知玻璃中含有 SiO2,而硅酸钠又是一种粘合剂,回答为什么实验室中盛放 碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞? 2:硅酸 (1):硅酸是一种比碳酸还要 的酸,溶解度 ,硅酸是通过可溶性 与其他酸反应制得,Na2SiO3+H2SO4— 。生成的 H2SiO3 形成 (2):硅胶 的 (3):实睑 4—1 实验 在滴入酚酞的饱和硅酸钠 溶液中逐滴滴入稀盐酸 [演示实验]取两根一样的干燥布条(其中一根在硅酸钠溶液中浸过)在火焰上燃烧。 实验 点燃晾干蒸馏水的布条 点燃晾干的硅酸钠布条 两根布条燃烧的情况一样吗?现象有何不同? 三:硅酸盐 1:硅酸盐是由硅、氧和 组成的 性 。 2:常用的硅酸盐是 ,其水溶液称为 及 。
2

,吸附 。也可做

能力强。常用作实验室、

、 。

现象

化学方程式

现象

的总称。一般不溶于 ,可用作

,稳定 、

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3:硅酸盐岩石长期在 的侵蚀下,风化为 ,形成的 带 电,能吸收 、 等营养离子而保证了 。 4:硅酸盐主要产品 、 、 。 5:SiC(俗称金刚砂),具有 的结构, 很大,可用作 的磨料, [例题]Na2SiO3 可以写成 Na2O · 2 SiO [练习]如何用氧化物的形式表示下列硅酸盐 高岭石:Al2(Si2O5)(OH)4 以氧化物形式表示为( 钠长石:NaAlSi3Oa a 为( ) ,若以氧化物形式表示为( ) )

一般



[阅读]新型陶瓷:结构陶瓷、超导陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷、生物陶瓷。 教学过程 一:硅 1:物理性质 是灰黑色 有金属光泽固体 熔点沸点很高 硅是良好的 材料 2:化学性质 (硅最外层 个电子,故化学稳定性很 . ) (1)与强碱 NaOH 反应 (2)与氢氟酸反应 (3)加热和高温下,与一些非金属反应 Si+O2 Si+F2 3:硅的制备 (1) 将石英砂 (SiO2) 和焦碳在电炉中高温反应生成粗硅和一氧化碳,化学方程式为: (2)粗硅转变为纯硅:Si(粗)+2Cl2 (3)SiCl4+2H2 4、硅的用途 二:二氧化硅 (Si 与 O 按 的比例组成的

状原子晶体。 ) 1:物理性质 SiO2 溶于水,熔点 ,硬度 。 2:化学性质 (化学稳定性很 ,与水不反应。 ) (1)与氢氟酸反应 (雕刻玻璃) 【与其它酸不反应】 ★氢氟酸如何盛装?★ (2)具有 性氧化物的通性: ①与生石灰反应: ②与烧碱溶液反应: ★盛 NaOH 溶液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞★原因 3:用途 三:硅酸 1:硅酸的性质 H2CO3。 硅酸在水中的溶解度 ,酸性 2:硅酸的制备 可溶性硅酸盐+酸:如 Na2SiO3+HCl=
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Na2SiO3+CO2+H2O= ★ 用二氧化硅和水行吗?★ 3:用途:“硅胶”干燥剂,催化剂载体等 四:硅酸盐 (大多 溶于水,化学性质稳定。 ) 1:硅酸钠 溶于水,俗称 和 。用于制备硅酸和作 和 。 2:硅酸盐组成的表示: (二氧化硅和氧化物的组合) 【氧化物的书写顺序】 :活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水 如:Na2SiO3 表示为 长石: 3:用途: (陶瓷,玻璃,水泥等) 4:制取水泥、玻璃的原料及反应 当堂检测 1.下列物质中主要成分不是二氧化硅的是 ( ) A.硅胶 B.水晶 C.玛瑙 D.硅石 2.下列不属于传统硅酸盐产品的是 ( ) A.玻璃 B.水泥 C.光导纤维 D.陶瓷 3.NaOH、KOH 等碱性溶液可以贮存在下列哪种试剂瓶中 ( ) A.具有玻璃塞的细口瓶 B.具有玻璃塞的广口瓶 C.带滴管的滴瓶 D.具有橡胶塞的细口瓶 4.可以用来制取半导体材料(如大规模集成电路)的是 ( ) A.二氧化硅 B.粗硅 C.高纯硅 D.硅酸盐 5.能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是 ( ) A.CO2 溶于水形成碳酸,SiO2 难溶于水 B.CO2 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 CO2 D.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 6.下列物质的变化,不能通过一步化学反应完成的是 ( ) A.CO2→H2CO3 B . SiO2→Na2SiO3 C.Na2O2→Na2CO3 D.SiO2→H2SiO3 7.在 SiO2+3C SiC+2CO↑反应中,氧化剂和还原剂的质量比为 ( )

A.36∶30 B.60∶36 C.2∶1 D.1∶2 8.用地壳中某主要元素生产的多种产品在现代高科技中占有重要位置,足见化学对现代物 质文明的重要作用。例如: (1)计算机芯片的主要成分是 ; (2)光导纤维的主要成分是 : (3)目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是 ; (4)用作吸附剂、干燥剂、催化剂或催化剂载体的人造分子筛大多是一类称为 的化合物 ;

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