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1、第4章 材料家族中的元素第1节 硅 无机非金属材料第1课时 硅和二氧化硅学习目标1能记住硅、二氧化硅的主要性质及这些性质在材料中的应用。2能说出硅在半导体工业，二氧化硅在现代通讯业中的重要应用。学习重点二氧化硅的性质(尤其是作为酸性氧化物的性质)。学习难点硅及二氧化硅的性质和作用。学习探究一、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 之间的一类材料。(2)常见的半导体材料：最早使用的是 ，现在最广泛使用的是 。3
2、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(填写相应的化学方程式)(3)制取与提纯2CSiO2 2COSi（粗硅）Si2Cl2SiCl4SiCl42H2Si(纯)4HCl(4)用途：半导体材料，太阳能电池，硅合金。二、二氧化硅与光导纤维1存在沙石、石英、水晶、硅藻土等都含有天然存在的二氧化硅。2物理性质熔沸点： ，硬度： ，溶解度： 于水。3化学性质(1)常温下性质 、不与水、酸(氢氟酸除外)反应。(2)酸性氧化物(填化学方程式)(3)特性SiO2与氢氟酸反应的化学方程式： 。4用途用于制光学镜片、石英坩埚、 。三、二氧化硅和
3、二氧化碳1二氧化硅的结构在SiO2晶体中，每个Si原子与4个O原子相连(如图)，形成四面体结构，Si原子位于四面体的中心，O原子位于四面体的4个顶点。同时，每个O原子与2个Si原子相连，所以，SiO2晶体是Si原子和O原子按12的比例构成的立体网状结构的晶体，不存在单个的SiO2分子。2二氧化硅与二氧化碳的比较二氧化硅二氧化碳化学式存在物理性质色态熔沸点硬度水溶性化学性质与水反应与NaOH溶液反应与CaO反应与氢氟酸反应氧化性学习小结(1)硅化学性质不活泼，但自然界中没有游离态的硅。(2)非金属单质一般为非导体，但Si为半导体。(3)Si的还原性强于C，但C能在高温下还原出Si：SiO22CS
4、i2CO。(4)非金属单质跟强碱溶液作用一般无H2放出，但Si能与强碱溶液反应放出H2：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2。(5)非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但硅能与氢氟酸反应：Si4HF=SiF42H2。当堂检测1. 下列说法正确的是()A硅材料广泛应用于光纤通讯B工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品C水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品D粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应2. 硅是无机非金属材料王国中的“国王”，以硅为中心的“臣民”应用于社会的各个角落，随着科技的发展，新型无机非金属材料更是备受瞩目。水晶是一种重要的饰品，其主要成分是SiO2，下列有关水晶的说法中正确的是()A水晶
5、的主要成分是酸性氧化物，因此不能被任何酸腐蚀B水晶的性质非常稳定，但在一定条件下可表现出氧化性C水晶可以溶于NaOH溶液，并产生氢气D水晶既能与NaOH反应，又能与HCl反应3. 请用两种常见的不同方法来鉴别Na2CO3和SiO2两种固体：_；_。参考答案学习探究一、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) Si + 2F2 = SiF4 Si + 4HF = SiF4 + 2H2 Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2 Si + O2 SiO2二、2
6、. 高 大 难溶3. (1) 不活泼(2)(3)SiO24HF=SiF42H2O4. 光导纤维三、2.二氧化硅二氧化碳化学式SiO2CO2存在存在于岩石中，硅石、石英、水晶、硅藻土中都含SiO2空气物理性质色态无色晶体无色气体熔沸点很高很低硬度大小水溶性不溶于水能溶于水化学性质与水反应不反应CO2H2OH2CO3与NaOH溶液反应SiO22NaOH=Na2SiO3H2OCO22NaOH=Na2CO3H2O，CO2NaOH=NaHCO3与CaO反应SiO2CaOCaSiO3CO2CaO=CaCO3与氢氟酸反应SiO24HF=SiF42H2O不反应氧化性SiO22CSi2COCO2C2CO当堂检测1. 【解析】B项，工艺师刻蚀石英利用的是氢氟酸；C项，水晶的成分是SiO2；D项，粗硅制备单晶硅的反应：Si2Cl2SiCl4，SiCl42H2Si4HCl。【答案】A2. 【答案】B3. 【答案】焰色反应法：焰色反应为黄色的是Na2CO3，余者为SiO2酸液产气法：分别取少许待测粉末，滴加稀盐酸，有气泡出现的是Na2CO3；无明显现象的是SiO2。Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2水溶法：分别用小烧杯取少许待测粉末，加足量的水，固体溶解的是Na2CO3，不能溶解的是SiO2第 5 页
