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1、第四章 材料家族中的元素 第1节 硅 无机非金属材料 第1课时 学习目标：1、掌握硅、二氧化硅的物理化学性质，粗硅的制法。2、认识硅、二氧化硅作为无机非金属材料的特性及其用途。学习过程：一、半导体材料与单质硅1、半导体材料（1）半导体材料的特点：特指导电能力 的一类材料。（2）常见的半导体材料：最早使用的半导体材料是 ，现在最广泛使用的半导体材料是 。（3）为什么现在广泛使用的半导体材料是硅而不是锗？2、非金属单质的一般性质有哪些？3、硅的性质（1）硅的存在在地壳里,硅的含量仅次于 ,全部以 存在,主要存在形式为 和 。（2）物理性质：单质硅有 和 两种；晶体硅是 色、有 、 的固体；单质硅的
2、导电性 。（3）硅的化学性质：在常温下，硅的化学性质 ；在加热条件下，硅能与 发生反应。完成下列化学反应的方程式：硅在氧气中燃烧： 硅与氟气反应： 硅与氯气反应： 粗硅的制备： 硅与酸反应：硅很稳定,不与浓硫酸、浓硝酸等强酸反应，但硅能和氢氟酸反应。方程式为： 硅与碱反应：硅与氢氧化钠溶液反应： 4、硅的用途用途有哪些？二、二氧化硅和光导纤维1、二氧化硅广泛存在于 ，是 和 的主要成分。2二氧化硅的物理性质：当你吃饭时不小心咬到一粒砂子，感觉如何？你能从中体会出二氧化硅的哪些物理性质？ 3、二氧化硅的化学性质（1） 氧化物，能与碱溶液缓慢反应生成盐，在高温条件下，能与碱性氧化物反应生成盐。二氧
3、化硅和氢氧化钠溶液反应： ；在化学实验室中，盛装强碱的玻璃瓶不能用玻璃塞。二氧化硅和生石灰反应： 。（2）与氢氟酸反应 思考：该反应为什么可以发生？它满足复分解反应的哪个条件？盛放氢氟酸，可以用玻璃试剂瓶吗？ （3）二氧化硅和盐发生反应二氧化硅和纯碱反应 。二氧化硅和石灰石反应 。（4）二氧化硅和木炭粉反应： 。4二氧化硅的用途： 。反馈练习：1、下列说法正确的是（ ）A.半导体材料是指在某一温度下，电阻为零的导体B.半导体材料是指在某某一温度下，电阻为无穷大的导体C.半导体材料是指导电能力介于导体与绝缘体之间的一类材料D.使用最早、最广泛的半导体材料是硅2、下列关于硅和二氧化硅说法正确的是（
4、 ）A.硅是一种亲氧元素，在自然界中总是与氧相互化合，没有游离态B.硅用途广泛，常被用来制造光导纤维C.二氧化硅常被用来制造石英表中的压电材料和太阳能电池D.硅是构成矿物岩石的主要原料,其化合态硅几乎全部是二氧化硅3、下列说法正确的是（ ）A.氢氟酸能用于刻蚀玻璃，所以氢氟酸是强酸B.氢氟酸与二氧化硅反应生成硅酸C.非金属氧化物的熔沸点一般较低, SiO2的却很高D.二氧化硅既能与氢氟酸反应又能和氢氧化钠反应，所以二氧化硅是两性氧化物 4、下列化学反应方程式书写不正确的是（ ）A. SiO2 + 2NaOH Na2SiO3 +H2OB. SiO2 + CaO 高温 CaSiO3C. SiO2
5、+ C 高温 Si + CO2D. SiO2 + 4HF SiF4 + 2H2O课时作业：1、下面有关硅的叙述中正确的是()A.硅原子既不易失去电子又不易得到电子,主要形成4价的化合物,自然界中存在游离态的硅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,常温下不与任何物质反应,当加热到一定温度时,能与O2、Cl2等非金属单质反应D.硅在电子工业中,是最重要的半导体材料2、有科学家提出硅是“21世纪的能源”“未来的石油”的观点。假如硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用,下列关于其有利因素的说法中,你认为错误的是()A.硅便于运输、贮存,从安全角
6、度考虑,硅是最佳的燃料B.自然界中存在大量单质硅C.硅燃烧放出的热量大,且燃烧产物对环境污染程度低,容易有效控制D.地壳中硅的储量丰富3、下列有关Si及SiO2的用途说法不正确的是()A.SiO2用于制造光导纤维 B.水晶、玛瑙和石英的主要成分都是SiO2C.在自然界中不存在单质硅 D.因为Si是导体,所以可以用于制造集成电路4、下列叙述错误的是（ ）A氦气可用于填充飞艇 B氯化铁可用于硬水的软化C石英砂可用于生产单晶硅 D聚四乙烯可用于厨具表面涂层5、下列有关试剂的保存方法中错误的是()A.氢氧化钠溶液盛装在用橡胶塞的试剂瓶中 B.氢氟酸盛装在细口玻璃瓶中C.硫酸亚铁溶液存放在加有少量铁粉的
7、试剂瓶中 D.金属钠保存在石蜡油或煤油中6、要除去SiO2中混有的少量CaO杂质,最适宜的试剂是()A.纯碱溶液 B.盐酸 C.硫酸 D.氢氧化钠溶液7、有一粗硅中仅混有铁这一种杂质,取等质量的两份样品分别投入足量的稀盐酸和足量的稀氢氧化钠溶液中,放出等量的氢气,则该粗硅中铁和硅的关系正确的是()A.物质的量之比为11 B.物质的量之比为21C.质量之比为32 D.质量之比为218、 在给定的条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是（ ）ABCD9、在高温下,碳与硅可形成SiC。对于化学反应SiO2 + 3C 高温 SiC + 2CO2,有关叙述正确的是() A.反应中SiO2是氧化剂,C
8、是还原剂 B.硅元素被还原了,碳元素被氧化了C.在反应中C既是氧化剂又是还原剂 D.在反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2110、如图所示，A是有金属光泽的非金属固体单质,A、B、D、E的变化关系如下,回答下列问题:(1)写出A、D的名称A: D: (2)写出BA的化学方程式: DB的化学方程式: (3)写出下列反应的离子方程式ED: BE: 11、制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷（SiHCl3）还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：(1)写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式： (2)整个制备过程过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3与水剧烈反应生成H2
9、SiO3、HCl和另一种物质，写出配平的化学反应方程式： 氢气还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引起的后果是： 。12、晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下:高温条件下碳还原二氧化硅制备粗硅；粗硅与干燥的HCl气体反应制得SiHCl3；SiHCl3与过量的H2在1000-1100下反应的到纯硅。已知SiHCl3能与H2O强烈反应，在空气中自燃。请回答下列问题：（1）第步制备粗硅的化学反应方程式为 （2）粗硅与HCl反应完全后，经冷凝得到SiHCl3（沸点33）中含有少量的SiCl4（沸点57.6）和HCl（沸点84.7），提纯SiHCl3采用的方法为 。（3）用SiHCl3与过量的H2反应制备纯硅的装置图如下（热源和加持装置略去）：装置A中进行的是实验室制备氢气的反应，请写出化学反应方程式： 。装置B的作用是 ，其中盛装的试剂是 。 A B C D装置C为SiHCl3液体的汽化装置，装置D为制备纯硅的反应装置，请写出装置D中所发生化学反应的方程式 。 为保证实验的成功，操作的关键是检查装置的气密性和 。
