4.1.1 硅和二氧化硅 學(xué)案

第4章 材料家族中的元素第1節(jié) 硅 無(wú)機(jī)非金屬材料第1課時(shí) 硅和二氧化硅學(xué)習(xí)目標(biāo)1了解硅的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)。2了解二氧化硅的性質(zhì)，認(rèn)識(shí)硅、二氧化硅作為無(wú)機(jī)非金屬材料的特性及其用途。學(xué)習(xí)重點(diǎn)二氧化硅的性質(zhì)。學(xué)習(xí)難點(diǎn)硅及二氧化硅的性質(zhì)和用途。學(xué)習(xí)探究一、單質(zhì)硅與半導(dǎo)體材料1半導(dǎo)體材料特指導(dǎo)電能力介于 和 之間的一類材料，最早使用的半導(dǎo)體材料是 ，現(xiàn)在使用最廣泛的半導(dǎo)體材料是 。2硅元素的存在在地殼里，硅的含量?jī)H次于 ，全部以 態(tài)存在，主要存在形式為二氧化硅和 。3單質(zhì)硅(1)硅的同素異形體有： 和 。(2)物理性質(zhì)：晶體硅是 色、有 光澤、硬而脆的固體。(3)化學(xué)性質(zhì)：加熱條件下與O2反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。(4)制備：用焦炭還原SiO2的化學(xué)方程式為 。(5)用途硅：制造晶體管、集成電路、硅整流器和太陽(yáng)能電池等。硅合金：a含硅4%的鋼可制造變壓器鐵芯。b含硅15%左右的鋼具有耐酸性，制耐酸設(shè)備。注意(1)硅化學(xué)性質(zhì)不活潑，但自然界中沒(méi)有游離態(tài)的硅。(2)非金屬單質(zhì)一般為非導(dǎo)體，但Si為半導(dǎo)體。(3)Si的還原性強(qiáng)于C，但C能在高溫下還原出Si：SiO22CSi2CO。(4)非金屬單質(zhì)跟強(qiáng)堿溶液作用一般無(wú)H2放出，但Si能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)放出H2：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2。(5)非金屬單質(zhì)一般不與非氧化性酸反應(yīng)，但硅能與氫氟酸反應(yīng)：Si4HF=SiF42H2。二、二氧化硅與光導(dǎo)纖維1二氧化硅(SiO2)(1)存在：沙子、石英的主要成分，透明的石英晶體俗稱 。(2)結(jié)構(gòu)：由 和 構(gòu)成。(3)物理性質(zhì)：熔點(diǎn) 、硬度 、 溶于水。(4)化學(xué)性質(zhì)(用化學(xué)方程式填空)注意(1)SiO2不溶于水，也不與水反應(yīng)，不能直接將其與水反應(yīng)來(lái)制取H2SiO3。(2)非金屬氧化物的熔、沸點(diǎn)一般較低，但SiO2的熔、沸點(diǎn)很高。(3)酸性氧化物一般不與酸作用，但SiO2能跟氫氟酸反應(yīng)。2光導(dǎo)纖維(1)主要成分： 。(2)用途：光纖通訊、能量傳輸、信息處理。學(xué)習(xí)小結(jié)1硅元素在地殼中的含量?jī)H次于氧，處于第二位。2單質(zhì)硅用作半導(dǎo)體材料，二氧化硅用于制光導(dǎo)纖維。3晶體硅、二氧化硅均由原子直接構(gòu)成。4二氧化硅是不溶于水也不與水反應(yīng)的酸性氧化物。5重要的化學(xué)方程式：SiO22CSi2CO(制粗硅)SiO24HF=SiF42H2O(雕刻玻璃)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O(貯存NaOH溶液，不能用磨口玻璃塞)當(dāng)堂檢測(cè)1判斷正誤。(1) SiO2能與氫氟酸反應(yīng)，說(shuō)明SiO2是一種堿性氧化物()(2)1 mol SiO2中含有6.021023 個(gè)SiO2分子()(3)不能用玻璃瓶盛放氫氟酸溶液()(4)SiO2與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為SiO22OH=SiOH2O()2下列物質(zhì)屬于半導(dǎo)體材料的是()A金剛石B晶體硅C石墨 D鐵絲3氮化硅(Si3N4)是一種具有耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)良性能的新型陶瓷材料，工業(yè)上可用以下方法制取Si3N4：3SiO26C2N2Si3N46CO。下列說(shuō)法正確的是()A氮化硅陶瓷可用于制造汽車發(fā)動(dòng)機(jī)B氮化硅陶瓷是良好的半導(dǎo)體材料C該反應(yīng)中二氧化硅作氧化劑D該反應(yīng)中氮化硅為氧化產(chǎn)物參考答案學(xué)習(xí)探究一、 1. 導(dǎo)體 絕緣體 鍺 硅2. 氧 化合 硅酸鹽3. (1)晶體硅 無(wú)定形硅 (2)灰黑 金屬 (3)SiO2SiO2(4) 2CSiO2Si2CO二、1. (1) 水晶 (2) 硅原子 氧原子 (3)高 大 不 (4) 2NaOH + SiO2 = Na2SiO3 + H2O SiO2 + CaO CaSiO3 SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O2. (1)SiO2當(dāng)堂檢測(cè)1. 【答案】(1)(2)(3)(4)2. 【解析】金剛石屬于絕緣體，石墨和鐵絲屬于導(dǎo)體?！敬鸢浮緽3. 【解析】由題干可知氮化硅有耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)良性能，所以氮化硅陶瓷可用于制造汽車發(fā)