《单质硅及二氧化硅》

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1、第1节 硅 无机非金属材料 第1课时 单质硅与二氧化硅,材料家族中的元素,1了解硅的主要性质和用途。 2了解SiO2性质以及在材料中的应用。,知识清单,半导体材料与单质硅,1半导体材料 半导体材料特指导电能力介于_和_之间的一类材料。最早使用的半导体材料是_，而目前广泛使用的半导体材料是_元素，在地壳中含量居_位，该元素全部以_态存在于自然界中，储量丰富。,导体 绝缘体 锗 硅 第二 化合,2单质硅 (1)物理性质 单质硅有_和_两种； 晶体硅是_的固体； 单质硅的导电性_。,晶体硅 无定形硅(非晶硅) 灰黑色、有金属光泽、硬而脆 介于导体和绝缘体之间,(2)化学性质 在常温下，硅的化学性质不

2、活泼，不与O2、Cl2、H2SO4、HNO3等发生反应，但能与F2、HF和强碱反应。例如：,(3)硅的制备 由于自然界中没有单质硅的存在，在工业上，用碳在高温下还原二氧化硅的方法可制得含有少量杂质的粗硅，将粗硅提纯后，可以得到半导体材料的高纯硅。 制粗硅： _。 制高纯硅：_。 (4)硅的用途 硅可用来制造_、_、_等。_可用来制造变压器铁芯、_设备等。,综合拓展,(10)Na2SiO3的水溶液称水玻璃，但它与玻璃的成分大不相同，硅酸钠水溶液(即水玻璃)俗称泡花碱，但它是盐的溶液，并不是碱溶液。 特别提示：酸酐由酸脱水得到，如CO2、SO2、SO3、SiO2等，但酸酐不一定就能溶于水生成相应的

3、酸，如SiO2难溶于水，当然也就无法与水反应生成硅酸。,尝试应用,1在美国旧金山有一个最大的科技工作园区，称之为“硅谷”，它是现代电子工业和计算机发展的基础。下列说法不正确的是( ) A硅是非金属元素，但它的单质是灰黑色、有金属光泽的固体 B硅的导电性介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料 C硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质起反应 D自然界中存在大量的单质硅，其含量仅次于氧,解析：硅的性质不活泼，但是在常温下，能与F2、HF、强碱溶液发生反应。硅在自然界中主要以硅酸盐和二氧化硅的形式存在，自然界中没有游离态的单质硅。 答案：CD,解析：题中两个反应的条件不同，故不是可逆反应；由于反应符

4、合置换反应的定义，则一定为氧化还原反应；两者的反应热效应必定相反，这是由能量守恒所决定的。 答案：AC,知识清单,二氧化硅和光导纤维,1二氧化硅 存在：广泛存在于自然界中，_的主要成分就是二氧化硅。透明的石英晶体叫做水晶，含有有色杂质的石英晶体叫做_。 物理性质：纯净的二氧化硅为 _的晶体，不溶于水，_ 。,沙子和石英 玛瑙 无色透明 熔点高、硬度大,化学性质： 二氧化硅的化学性质不活泼，属于酸性氧化物，能与碱溶液缓慢反应：_。 SiO2是H2SiO3和H4SiO4的酸酐；硅酸及原硅酸都是不溶于水的弱酸，都比碳酸弱。 _。 高温时，能与碱性氧化物反应：_。 常温下能与氢氟酸反应，此反应常用来刻

5、蚀玻璃：_。,用途：常被用于石英表中的_，高性能的现代通讯材料_，_。 2光导纤维 光导纤维是一种用全反射作用来传导光线的透明度极高的细丝，主要成分是：_ 。 光导纤维除了用于_外，还可用于_、_、_和_等方面。,压电材料 光导纤维 制造电子元器件、光学仪器、精密仪器轴承、石英钟、工艺品、玻璃等 2SiO2 通讯 能量传输 信息处理 遥测遥控 医疗器械(光导纤维内窥镜),综合拓展,CO2 与SiO2化学性质的比较,特别提示：盛装氢氧化钠的试剂瓶不能使用玻璃塞的原因：玻璃是传统硅酸盐产品，在玻璃中含有一定量的SiO2，盛装的NaOH溶液在倾倒时往往在瓶口处残留，这时会发生反应SiO2 2NaOH

6、 Na2SiO3 H2O，得到的Na2SiO3是一种矿物胶，当塞入塞子时能使得瓶塞与瓶口粘连，故盛装时应选用塑料塞。,尝试应用,3证明生石灰中既混有石英，又混有石灰石的正确方法是( ) A加入过量盐酸，观察是否有气泡冒出 B加入过量烧碱溶液，观察是否有固体溶解 C加热至高温，观察是否有气体冒出，是否有硅酸钙生成 D先加过量盐酸搅拌，观察是否有不溶物剩余及气泡出现，若有不溶物则滤出，投入到氢氧化钠溶液中看其是否溶解,解析：CaO和CaCO3均溶于盐酸，但只有CaCO3与盐酸作用产生气泡，故用盐酸可以验证石灰石的存在；SiO2不溶于盐酸能溶于NaOH溶液，所以D选项满足题意。 答案：D,4下列说法

7、正确的是( ) A因SiO2不溶于水，故H2SiO3不是SiO2对应的酸，或者说SiO2不是H2SiO3 的酸酐 BCO2通入水玻璃(Na2SiO3溶液)可以得到硅酸 CCO2通入饱和氯化钙溶液中能生成白色沉淀 DSiO2的俗名叫水晶,硅的化学性质,下列有关硅的叙述中，正确的是( ) A硅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，在常温下不与任何物质反应 D硅在电子工业中，是最重要的半导体材料,解析：A选项正确，因为硅的化学性质稳定，常温下除了少数物质外，它不易与其他物质如氢气、氧气、氯气等反应。B选项不正确

8、，氧元素在地壳中的含量居第一位。C选项不正确，硅的化学性质不活泼，但可与F2、HF和强碱等反应。D选项正确，硅是常温下化学性质稳定的半导体材料，广泛应用于计算机技术领域。 答案：AD 名师点睛：地壳中的各元素含量的高低顺序为氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、氢等，记忆的口诀为洋(氧)鬼(硅)子铝铁盖(钙)，哪(钠)家(钾)没(镁)请(氢)。,变式训练,1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，你认为不妥的是( ) A便于运输、储存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料 B自然界的含硅化合物易开采 C硅燃烧放出的热

9、量大，燃烧产物对环境污染程度低且容易有效控制 D自然界中存在大量单质硅,解析：有些燃料，如氢气具有发热量大、无污染等优点，但从运输、储存角度就不如硅，硅是固体、常温下性质稳定，是非常安全的；另外，硅在自然界存在广泛，硅化合物易开采，其燃烧产物为SiO2，对环境污染程度低。但需注意的是，自然界没有游离态的硅，因此，D是错误的。 答案：D,二氧化硅的化学性质,下列说法正确的是( ) A二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟碱反应，但不能与任何酸反应 B根据SiO2CaCO3 CaSiO3CO2的反应，可推知硅酸酸性比碳酸酸性强 C二氧化碳气体通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸 D二氧化硅可以制取光导纤维,解析：

10、常温下SiO2可与氢氟酸反应，SiO24HF SiF4 2H2O，所以A错；B反应只有在高温条件下才能进行，由于CO2 是气体，生成后脱离反应体系使反应得以继续进行，但不能说明硅酸的酸性比碳酸酸性强；C正确，化学反应方程式为：Na2SiO3CO2H2O Na2CO3H2SiO3；D正确，SiO2是光导纤维的主要成分，光导纤维可由二氧化硅制取。 答案：CD 名师点睛：在分析解答问题时，首先要明确反应规律是有条件的，不能不问条件任意套用；其次要掌握反应原理，并注意硅及其化合物的特殊性，如硅与氢氟酸、碱溶液的反应，二氧化硅的溶解性，二氧化硅与氢氟酸、碳酸盐、碳单质及其化合物的反应等均具有特殊性。,变式训练,2指出下列反应中二氧化硅所表现的化学性质或作用，在选项中选择正确的答案填入括号内。,A作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀 B氧化性 C酸性氧化物的通性 D将挥发性的酸酐从其盐中“置换”出来 E未参加氧化还原反应,解析：反应是SiO2与NaOH反应，体现了SiO2酸性氧化物的性质；反应的原理是难挥发性酸酐制挥发性酸酐；反应用于工业制取硅，其中C为还原剂，SiO2作氧化剂；反应是工业制硅的副反应，在此反应中SiO2既不是氧化剂，又不是还原剂，单质碳既是氧化剂，又是还原剂；利用反应可用氢氟酸刻蚀玻璃。 答案：C D B E A,