《化学鲁科必修1 第4章第1节硅无机非金属材料 学案 Word含解析.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化学鲁科必修1 第4章第1节硅无机非金属材料 学案 Word含解析.doc（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第1节硅无机非金属材料学习目标重点难点1.了解硅单质的结构、组成和主要的化学性质及用途；2掌握二氧化硅和硅酸盐的主要化学性质；3了解二氧化硅、硅酸盐制品和新型无机非金属材料的应用1.掌握硅和二氧化硅的主要性质及这些性质在材料中的应用，能书写相关反应的化学方程式；2能举例说明硅在半导体工业以及二氧化硅在现代通讯业、传统的硅酸盐制品和一些新型无机非金属材料方面的主要应用一、单质硅与半导体材料1硅的分布与存在（1）分布：硅在自然界中分布广泛，在地壳中居第_位，仅次于_，是构成矿物和岩石的基本元素。（2）存在：自然界中没有_态的硅，全部以_态的形式存在。2半导体材料（1）特点：特指导电能力介于_和_之
2、间的一类材料。（2）常见的半导体材料：最早使用_，现在最广泛使用的是_。3硅单质（1）物理性质单质硅有_和_两种。晶体硅是_色、有_光泽、_的固体。导电性介于_和_之间。（2）化学性质（3）硅的制取与提纯粗硅：_纯硅：Si2Cl2 SiCl4SiCl42H2高温Si4HCl（4）硅的主要用途：作半导体材料；制造太阳能电池；制造硅合金等。预习交流请同学们思考交流以下问题：（1）在SiO22C高温Si2CO反应中，氧化剂是什么？还原剂是什么？（2）在SiO23C高温SiC2CO反应中，氧化剂是什么？还原剂是什么？二、二氧化硅与光导纤维1存在：广泛存在于自然界中，沙子、石英的主要成分是_。透明的石英
3、晶体俗称_。2构成：SiO2晶体是由_和_构成的氧化物。3性质：（1）物理性质：_于水的固体，硬度_，熔沸点_。（2）化学性质：4光导纤维（1）主要成分：_。（2）用途：用于光纤通讯、能量传输、信息处理等方面。预习交流保存氢氟酸、NaOH溶液时应该注意什么问题？三、硅酸盐与无机非金属材料玻璃水泥陶瓷原料_、_、_、_反应原理高温下发生复杂的物理、化学变化烧结时发生复杂的物理、化学变化反应条件主要成分_、_、_硅酸二钙：2CaOSiO2、硅酸三钙：3CaOSiO2、铝酸三钙：3CaOAl2O3硅酸盐特性非晶体，透明、无固定熔点，可在一定温度范围内软化水硬性：无论在水中还是在空气中均能硬化（不可逆
4、过程）耐酸碱腐蚀预习交流为什么玻璃没有固定的熔点？答案：一、1.（1）二氧（2）游离化合2（1）导体绝缘体（2）锗（Ge）硅3（1）晶体硅无定形硅灰黑金属硬而脆导体绝缘体（2）Si2F2=SiF4Si4HF=SiF42H2Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2SiO2SiO2（3）2CSiO2Si2CO预习交流：答案：（1）在SiO22CSi2CO反应中，SiO2是氧化剂，C是还原剂。（2）在SiO23CSiC2CO反应中，C既是氧化剂又是还原剂。二、1.SiO2水晶2硅原子氧原子3（1）不溶大高（2）SiO22NaOH=Na2SiO3H2OCaSiO3CaSiO3CO2Na2SiO3CO
5、2SiO22CSi2COSiO24HF=SiF42H2O4（1）SiO2预习交流：答案：氢氟酸不能保存在玻璃瓶中，应保存在塑料瓶中。NaOH溶液不能保存在玻璃塞的玻璃瓶中，应保存在橡胶塞的玻璃瓶中或塑料瓶中。三、纯碱石灰石石英黏土石灰石黏土CaCO3SiO2CaSiO3CO2Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2高温高温高温SiO2CaSiO3Na2SiO3预习交流：答案：因为玻璃是混合物，所以玻璃没有固定的熔点，只是在某一温度范围内逐渐软化。 在预习中还有哪些问题需要你在听课时加以关注？请在下列表格中做个备忘吧！我的学困点我的学疑点一、H2SiO3的制备实验操作实验现象结论及化学方程式硅酸
6、钠溶液显_性溶液的红色逐渐直至_，有_生成酸性：盐酸_硅酸有_生成酸性：碳酸_硅酸1将CO2通入CaCl2溶液中，是否有白色沉淀生成？2能否用SiO2和水反应来制取H2SiO3?1.硅酸的性质（1）弱酸性（比H2CO3的酸性弱）向Na2SiO3溶液中通入足量的CO2时有H2SiO3生成：Na2SiO32CO22H2O=H2SiO32NaHCO3。（2）热不稳定性H2SiO3受热易分解：H2SiO3SiO2H2O。2硅酸的制备可溶性的硅酸盐与较强的酸反应可制得硅酸，如：Na2SiO32HCl=H2SiO32NaCl。二、SiO2和CO2的性质比较（1）SiO2和CO2都是酸性氧化物，它们的物理性
7、质相似吗？ （2）在一定条件下，下列物质能和SiO2反应的是_，能和CO2反应的是_。焦炭纯碱碳酸钙氢氟酸硝酸氢氧化钾氧化钙氟气水下列关于SiO2和CO2的说法中正确的是（）。ACO2、SiO2都能与碱及碱性氧化物反应 BCO2和SiO2与水反应分别生成相应的酸CCO2是酸性氧化物，SiO2是两性氧化物 DCO2和SiO2都是由相应的分子构成的二氧化碳与二氧化硅的比较CO2SiO2存在空气岩石、石英、水晶、硅藻土化学式意义表示其分子组成晶体内没有SiO2分子，仅表示硅原子和氧原子以12结合不同点物理性质熔沸点低，常温时是气体，可溶于水熔沸点高、硬度大的固体，不溶于水物理性质与水反应CO2H2O
8、=H2CO3与水不反应与水反应与酸反应不反应只与氢氟酸反应SiO24HF=SiF42H2O相同点与碱性氧化物反应CO2CaO=CaCO3CaOSiO2高温CaSiO3与碱反应CO22NaOH=Na2CO3H2OCO2NaOH=NaHCO3SiO22NaOH=Na2SiO3H2O与C反应CO2C高温2COSiO22C高温Si2CO与盐反应Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO32CONa2CO3SiO2高温Na2SiO3CO2三、硅酸盐的表示方法2009年夏天，台湾发生了强烈地震，地震是由于地下深处岩石破裂、错动把长期积累起来的能量急剧释放出来，以地震波的形式向四面八方传播出去，传到
9、地面会引起房摇地动，再引起一系列的变化从而造成破坏性的自然灾害。地球的表层大多是岩石，而大多数岩石的主要成分都是硅酸盐，下面用盐或氧化物的形式表示岩石的组成，其中不正确的是（）。A钙沸石Ca（Al2Si3O10）3H2O表示为CaOAl2O33SiO23H2OB镁橄榄石Mg2SiO4可表示为2MgOSiO2C北京奥运会奖牌所用玉的主要成分透闪石Ca2Mg5Si8O22（OH）2表示为2CaSiO35MgSiO3H2OD高岭石Al2Si2O5（OH）4可表示为Al2O32SiO22H2O物质的组成可用不同形式表示：（1）将下列硅酸盐改写成氧化物的形式（改写时注意金属氧化物在前，非金属氧化物在后，
10、低价在前，高价在后，H2O一般写在最后）。镁橄榄石（Mg2SiO4）_；高岭石Al2Si2O5（OH）4_。（2）许多含氧酸及其盐类均可以类似地改写成氧化物形式，请继续改写下列物质：HNO3_；HCOOH_。通过以上改写可知，HNO3的酸酐为_，HCOOH与浓硫酸反应可制_气体。（3）已知在一定条件下，铁在氯气中燃烧可以生成Fe3Cl8，它可以看做是_（化学式）。生成该物质的条件可能是_。硅酸盐由于组成比较复杂，通常用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成，改写时的规律为：（1）氧化物的排列顺序：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水。（2）氧化物之间以“”隔开。（3）氧化物前的化学计量数配置
11、原则：各元素原子总个数比符合原来的组成。（4）化学计量数配置出现分数应化为整数，例如：钠长石NaAlSi3O8不能写成Na2OAl2O33SiO2，应写成Na2OAl2O36SiO2。答案：活动与探究1：溶液显红色碱变浅消失白色胶状沉淀白色胶状沉淀思考与交流：1.答案：因为盐酸的酸性比碳酸强，所以将CO2通入CaCl2溶液中，不会有CaCO3白色沉淀生成。2答案：SiO2不溶于水，也不与水反应，所以不能用SiO2和水反应来制取H2SiO3，制取H2SiO3的方法如下：Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3或Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3。活动与探究2：（1）答案：
12、SiO2和CO2的结构不同，SiO2是由Si原子和O原子直接构成的空间网状结构的原子晶体，硬度大，熔沸点高；而CO2是由CO2分子构成的分子晶体，常温下为气体，所以二者的物理性质差别较大。（2）答案：迁移与应用：A解析：CO2、SiO2都是酸性氧化物，都能与碱及碱性氧化物反应，故A正确，C不正确；SiO2不溶于水，也不能和水反应生成硅酸，B不正确；CO2是由分子构成的，SiO2是由Si、O原子直接构成的，故D不正确。活动与探究3：C解析：2CaSiO35MgSiO3H2O中Ca与Si的原子个数比为27，而Ca2Mg5Si8O22（OH）2中Ca与Si原子个数比为28，故选C。思考与交流：答案：（1）2MgOSiO2Al2O32SiO22H2O（2）N2O5H2OCOH2ON2O5CO（3）FeCl22FeCl3氯气的量不足（或铁过量）1将足量的CO2通入下列溶液中，能产生沉淀的是（）。A硅酸钠溶液 B石灰水C氯化钡溶液 D氯化钙溶液2现有下列五个转化，其中不能通过一步反应实现的是（）。SiO2Na2SiO3CuSO4CuCl2SiO2H2SiO3CuOCu（OH）2Na2O2Na2SO4A BC D3生
