高中化學(xué) 4.1.1硅與二氧化硅學(xué)案 魯科版必修1.doc

第1節(jié) 硅 無機(jī)非金屬材料第1課時硅與二氧化硅1.硅元素在地殼中的含量僅次于氧，為第二位。2單質(zhì)硅用作半導(dǎo)體材料，sio2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)方程式及應(yīng)用：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)sio2caocasio3對應(yīng)學(xué)生用書p831畫出碳原子和硅原子的結(jié)構(gòu)示意圖，碳原子和硅原子在反應(yīng)中易得電子還是易失電子？提示：(1)c：si：。(2)原子最外層均有4個電子，反應(yīng)過程中較難得、失電子。2碳單質(zhì)有哪些典型化學(xué)性質(zhì)？提示：(1)可燃性：co2 co2或2co22co。(2)還原性：cco22co，c2cuo2cuco2，c和濃硝酸或濃硫酸的反應(yīng)。單質(zhì)硅與半導(dǎo)體材料新知探究探究1半導(dǎo)體材料特指導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的一類材料，最早使用的半導(dǎo)體材料是鍺，現(xiàn)在使用最廣泛的半導(dǎo)體材料是硅。探究2硅的存在在地殼里，硅的含量僅次于氧，全部以化合態(tài)存在，主要存在形式為二氧化硅和硅酸鹽。硅單質(zhì)存在同素異形體是晶體硅和無定形硅。探究3單質(zhì)硅(1)物理性質(zhì)：顏色光澤熔點(diǎn)質(zhì)地導(dǎo)電性灰黑色有金屬光澤很高硬而脆半導(dǎo)體(2)化學(xué)性質(zhì)：常溫下，硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，但在加熱條件下和某些非金屬單質(zhì)(如o2、cl2)反應(yīng)。sio2sio2。(3)工業(yè)制取(4)用途：用于制造晶體管、集成電路、硅整流器和太陽能電池等，其合金用于制造變壓器鐵芯和耐酸設(shè)備等。必記結(jié)論(1)硅元素常見價態(tài)為4、0、4。(2)工業(yè)制粗硅時，焦炭的氧化產(chǎn)物為co，不是co2。(3)常溫下單質(zhì)硅能發(fā)生以下反應(yīng)：si2f2=sif4si4hf=sif42h2si2naohh2o=na2sio32h2成功體驗(yàn)1判斷正誤。(1)硅在自然界中以游離態(tài)和化合態(tài)形式存在。()(2)單質(zhì)硅性質(zhì)很穩(wěn)定，常溫下與任何物質(zhì)不反應(yīng)。()(3)地殼中含量第一和第二的兩種元素的單質(zhì)在加熱條件下反應(yīng)，故該反應(yīng)吸熱。()(4)工業(yè)制粗硅的反應(yīng)為sio2c高溫,sico2。()(5)含硅15%的鋼可以制造耐酸設(shè)備。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)二氧化硅與光導(dǎo)纖維新知探究探究1二氧化硅(1)自然界中的存在：沙子、石英的主要成分是二氧化硅。(2)物理性質(zhì)：顏色狀態(tài)熔點(diǎn)硬度水溶性無色固態(tài)高大不溶于水(3)化學(xué)性質(zhì)：探究2光導(dǎo)纖維(1)主要成分：sio2。(2)用途：光纖通訊、能量傳輸、信息處理。必記結(jié)論(1)sio2不溶于水，也不與水反應(yīng)，所以不能用sio2和水制硅酸。(2)sio2與h2so4、hno3等酸類不反應(yīng)，僅與氫氟酸反應(yīng)。(3)玻璃中含sio2，盛放堿液的玻璃瓶用磨口玻璃塞時，因生成na2sio3溶液(黏合劑)而發(fā)生黏結(jié)。(4)氫氟酸能與sio2反應(yīng)，常用來雕刻玻璃上的花紋。(5)sio2是由si、o原子直接構(gòu)成的晶體，熔點(diǎn)高，硬度大。成功體驗(yàn)2判斷正誤。(1)sio2與co2相似，通常狀況為氣體。()(2)sio2溶于h2o可得硅酸(h2sio3)。()(3)sio2能與氫氟酸反應(yīng)，說明sio2是一種堿性氧化物。()(4)1 mol sio2中含有6.021023個sio2分子。()(5)不能用玻璃瓶盛放氫氟酸溶液。()(6)sio2與naoh溶液反應(yīng)的離子方程式為：sio22oh=sioh2o。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)對應(yīng)學(xué)生用書p84考查硅及其化合物的特性1.非金屬單質(zhì)一般不跟非氧化性酸作用，但si卻能與氫氟酸作用：si4hf=sif42h2。2非金屬單質(zhì)一般不導(dǎo)電，但si為半導(dǎo)體，有一定的導(dǎo)電能力。3si的還原性大于c，但c卻能在高溫下還原出si：sio22csi2co。4非金屬單質(zhì)跟堿液的作用一般無h2放出，但si與堿液(如naoh溶液)反應(yīng)放出h2：si2naohh2o=na2sio32h2。5sio2是h2sio3的酸酐，但sio2不溶于水，也不與水反應(yīng)，不能直接將sio2與水反應(yīng)來制取h2sio3。6非金屬氧化物的熔、沸點(diǎn)一般較低，但sio2的熔點(diǎn)卻很高。7酸性氧化物一般不與酸作用，但sio2能跟氫氟酸作用：sio24hf=sif42h2o。8無機(jī)酸一般易溶于水，但h2sio3卻難溶于水。特別提醒(1)硅屬于非金屬元素，但具有一定的金屬性，如可導(dǎo)電、具有金屬光澤等。(2)導(dǎo)電性：硅石墨。(3)酸性強(qiáng)弱：h2co3h2sio3；還原性：sic。例1下列關(guān)于硅和二氧化硅的說法中，不正確的是()a晶體硅呈灰黑色，是具有金屬光澤、硬而脆的固體b硅的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，但自然界里無游離態(tài)的硅存在，常溫下可與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)c硅和二氧化硅都能與naoh溶液反應(yīng)d工業(yè)上用焦炭在高溫條件下還原二氧化硅來制備硅說明通常情況下還原性csi解析自然界中硅只以化合態(tài)形式存在，硅可與hf、f2等反應(yīng)。硅與naoh溶液反應(yīng)生成h2，sio2是酸性氧化物能與堿反應(yīng)。反應(yīng)sio2csi2co，在高溫下進(jìn)行只能說明在此條件下還原性csi。答案d碳和硅性質(zhì)的比較性質(zhì)碳硅與o2反應(yīng)co2co2sio2sio2與氧化物反應(yīng)c2cuo高溫co22cu2csio22cosi與氧化性酸反應(yīng)c4hno3(濃)co24no22h2oc2h2so4(濃) co22so22h2o不與硝酸、濃硫酸反應(yīng)，但能與氫氟酸反應(yīng)：si4hf=sif42h2與水或堿溶液反應(yīng)ch2o(氣)高溫coh2si2naohh2o=na2sio32h2在高溫下，碳與硅可形成sic。對于化學(xué)反應(yīng)sio23csic2co，有關(guān)敘述正確的是()a反應(yīng)中sio2是氧化劑，c是還原劑b硅元素被還原了，碳元素被氧化了c在反應(yīng)中c既是氧化劑又是還原劑d在反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為21解析：選c由sio23 si2o可知，反應(yīng)中c元素化合價既升高又降低，則單質(zhì)碳既是氧化劑又是還原劑；據(jù)si、22o可知，氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為12?？疾閟io2、co2化學(xué)性質(zhì)的差異sio2與co2性質(zhì)的比較化學(xué)式sio2co2類型硅酸酸酐、酸性氧化物碳酸酸酐、酸性氧化物與堿(naoh)sio22naoh=na2sio3h2oco22naoh=na2co3h2o與堿性氧化物反應(yīng)sio2caocasio3co2cao高溫caco3與某些鹽反應(yīng)na2co3sio2高溫na2sio3co2co2na2co3h2o=2nahco3與水反應(yīng)不反應(yīng)co2h2oh2co3與氫氟酸反應(yīng)sio24hf=sif42h2o不反應(yīng)例2一定條件下，下列物質(zhì)與二氧化碳、二氧化硅均不反應(yīng)的是()a氧氣b氫氟酸c澄清石灰水 d碳解析b項(xiàng)，sio24hf=sif42h2o；c項(xiàng)，co2ca(oh)2=caco3h2o或2co2ca(oh)2=ca(hco3)2, ca(oh)2sio2=casio3h2o；d項(xiàng)，co2c高溫,2co，sio22c高溫,si2co。答案a下列說法中，正確的是()asio2和co2均由分子直接組成bco2、sio2均能和氫氟酸反應(yīng)cco2和sio2都是酸性氧化物，在一定條件下都能和氧化鈣反應(yīng)dco2、sio2分別是h2co3、h2sio3的酸酐，因而均可由co2、sio2與水反應(yīng)制得相應(yīng)的酸解析：選ca項(xiàng)，sio2由si、o原子組成；b項(xiàng)，co2不能與氫氟酸反應(yīng)；d項(xiàng)sio2不能與水反應(yīng)生成硅酸。對應(yīng)學(xué)生用書p85課堂雙基落實(shí)1下列關(guān)于硅的敘述中，錯誤的是()硅廣泛存在于自然界中，天然單質(zhì)硅叫水晶單質(zhì)硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間晶體硅具有金屬光澤，故它屬于金屬材料，能導(dǎo)電含硅的鋼具有良好的導(dǎo)磁性和耐酸性abc d解析：選c透明的石英晶體叫水晶，錯誤；晶體硅屬于無機(jī)非金屬材料，錯誤。2(好題共享選自蘇教版教材p82t2)光導(dǎo)纖維的主要成分是()asi bsio2csic dna2sio3解析：選b光導(dǎo)纖維的主要成分是sio2。3(好題共享選自人教版教材p81t4)賞心悅目的雕花玻璃是用下列物質(zhì)中的一種對玻璃進(jìn)行刻蝕而制成的。這種物質(zhì)是()a鹽酸 b氫氟酸c燒堿 d純堿解析：選b玻璃中的sio2與氫氟酸反應(yīng)：sio24hf=sif42h2o，因消耗sio2而使玻璃受到腐蝕。4(好題共享選自蘇教版教材p82t3)石英沙(主要成分為sio2)是一種常用工業(yè)原料，其中?；煊猩倭刻妓徕}。要除去石英沙中的少量碳酸鈣，應(yīng)采用的方法是()a用水溶解后過濾分離b用稀硫酸溶解后過濾分離c用酒精燈加熱d用稀鹽酸溶解后過濾分離解析：選dcaco3能溶于稀鹽酸，sio2不溶于稀鹽酸，故將混合物溶于鹽酸；過濾后可得到sio2。5完成下列反應(yīng)的化學(xué)方程式，是離子反應(yīng)的寫出離子方程式。(1)