高一化學(xué)第四章知識點梳理：第一節(jié)第一課時

1、魯教版高一化學(xué)第四章知識點梳理：第一節(jié)第一課時知識點1?半導(dǎo)體材料與單質(zhì)硅1.半導(dǎo)體材料半導(dǎo)體材料特指導(dǎo)電才能介于導(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，但因其含量低，提煉工藝復(fù)雜，價格昂貴，而不合適廣泛使用。目前廣泛使用的半導(dǎo)體材料是硅元素，在地殼中含量居第二位，該元素全部以化合態(tài)存在于自然界中，儲量豐富。常見的有晶體硅和無定形硅等形式存在。2.單質(zhì)硅1存在：自然界中無單質(zhì)硅，硅元素全部以化合態(tài)存在，如二氧化硅、硅酸鹽等。化合態(tài)的硅是構(gòu)成地殼的礦石和巖石的主要成分，硅在地殼中的含量居第二位。2物理性質(zhì)：單質(zhì)硅有晶體硅和無定形硅兩種。晶體硅呈灰黑色，有金屬光澤，硬而脆，熔點很高1

2、410，是良好的半導(dǎo)體材料。3化學(xué)性質(zhì)：在常溫下，硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，不與O2、Cl2、H2SO4、HNO3等發(fā)生反響，但能與F2、HF和強(qiáng)堿反響。例如：Si + 2NaOH + H2O?=Na2SiO3?+ 2H2;Si + 2F2?=SiF4;Si + 4HF?=?SiF4+ 2H2。在加熱時純硅與某些非金屬單質(zhì)發(fā)生反響。如研細(xì)的硅能在氧氣中燃燒：Si + O2?SiO24硅的制備由于自然界中沒有單質(zhì)硅的存在，因此我們使用的硅，都是從它的化合物中提取的。在工業(yè)上，用碳在高溫下復(fù)原二氧化硅的方法可制得含有少量雜質(zhì)的粗硅，將粗硅提純后，可以得到半導(dǎo)體材料的高純硅。制粗硅：?SiO2+2C?Si

3、+2CO?制高純硅：?Si+2Cl2?SiCl4?SiCl4+2H2?Si+4HCl5硅的用處：硅可用來制造集成電路，太陽能電池，硅整流器等。硅合金可用來制造變壓器鐵芯，耐酸設(shè)備等。典例1：以下有關(guān)硅的表達(dá)中，正確的選項是A.硅只有在高溫下才能跟氫氣起化合反響。B.硅是構(gòu)成礦物和巖石的主要元素，硅在地殼中的含量在所有的元素中居第一位。C.硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，在常溫下不與任何物質(zhì)反響。D.硅在電子工業(yè)中，是最重要的半導(dǎo)體材料。研析：A正確?因為硅的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，常溫下除了少數(shù)物質(zhì)外，它不易與其他物質(zhì)如氫氣、氧氣、氯氣等反響。B不正確?氧元素在地殼中的含量居第一位。C不正確?硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，但

4、可與F2、HF和強(qiáng)堿等反響。D?正確?硅是常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的半導(dǎo)體材料，廣泛應(yīng)用于計算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。答案：A、D典例2：有科學(xué)家提出硅是“21世紀(jì)的能源、“將來的石油的觀點。假設(shè)硅作為一種普遍使用的新型能源被開發(fā)利用，以下關(guān)于其有利因素的說法中，你認(rèn)為不妥的是A.便于運(yùn)輸、儲存，從平安角度考慮，硅是最正確的燃料?B.自然界的含硅化合物易開采C.硅燃燒放出的熱量大，燃燒產(chǎn)物對環(huán)境污染程度低且容易有效控制?D.自然界中存在大量單質(zhì)硅研析：有些燃料，如氫氣具有發(fā)熱量大，無污染等優(yōu)點，但從運(yùn)輸、儲存角度就不如硅了，硅是固體、常溫下性質(zhì)穩(wěn)定，是非常平安的;另外，硅在自然界存在廣泛，硅化合物易開采，其燃燒

5、產(chǎn)物為SiO2，對環(huán)境污染程度低。但需注意的是，自然界沒有游離態(tài)的硅，因此，D是錯誤的。答案：D知識點2?二氧化硅與光導(dǎo)纖維1、二氧化硅的存在二氧化硅廣泛存在與自然界中，天然二氧化硅叫硅石。石英的主要成分為二氧化硅晶體，透明的石英晶體叫做水晶，含有有色雜質(zhì)的石英晶體叫做瑪瑙。另外二氧化硅也是構(gòu)成巖石的重要成分。2、二氧化硅的物理性質(zhì)純潔的二氧化硅晶體呈無色，熔點高，硬度大，不溶于水，也不溶于其他一般的溶劑。3、二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)1二氧化硅是一種酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性二氧化硅在常溫時可以與堿溶液緩慢反響生成鹽和水：SiO2+ 2NaOH?=?Na2SiO3?+ H2?O二氧化硅在高溫下

6、可與堿性氧化物反響：SiO2?+?CaO?CaSiO32特性SiO2不溶于水，也不與水反響。二氧化硅在常溫下與氫氟酸反響：?Si O2+4HF?=?SiF4+2H2O二氧化硅中的硅為+4價，具有弱的氧化性，如在高溫時，二氧化硅中的硅可以被碳置換出來?？紤]：1.如何制取硅酸?2.保存氫氟酸、NaOH溶液時應(yīng)該注意什么問題?提示：1.不能通過SiO2與H2O反響的方法來制取其對應(yīng)的水化物硅酸H2SiO3.制取H2SiO3的方法如下：?Na2SiO3?+ 2HCl?=2NaCl + H2SiO3或?Na2SiO3?+ CO2?+ H2O?=Na2CO3?+ H2SiO3硅酸H2SiO3不溶于水，其酸

7、性比H2CO3還弱。2.氫氟酸不能保存在玻璃瓶中，應(yīng)保存在塑料瓶中。NaOH?溶液不能保存在玻璃塞的玻璃瓶中，應(yīng)保存在橡膠塞的玻璃瓶中或塑料瓶中。4、SiO2與CO2的比較CO2SiO2與堿性氧化物反響CaO+CO2?CaCO3CaO+SiO2?CaSiO3與堿液的反響2NaOH+CO2=Na2CO3+H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O與鹽反響Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3CaClO2+CO2+H2O=CaCO3+2HClOSiO2+CaCO3?CaSiO3+?CO2SiO2+Na2CO3?Na2SiO3+CO2與碳反響C+CO2=2CO2C+SiO

8、2?Si+2CO與H2O作用CO2+H2O=H2CO3不與水化合與酸反響不反響只與HF反響SiO2+4HF=SiF4+H2O5、二氧化硅的用處1石英可用于制作石英表和石英玻璃。2石英砂常用作制薄玻璃和建筑材料。3水晶常用來制造電子部件、光學(xué)儀器、工藝品和眼鏡片等。4瑪瑙用于制造精細(xì)儀器軸承、耐磨器皿和裝飾品。5SiO2?被用于制造高性能的現(xiàn)代通訊材料光導(dǎo)纖維。6、光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維，簡稱“光纖，就是一種能利用光的全反射作用來傳導(dǎo)光線的透明度極高的玻璃細(xì)絲。假如將許多根經(jīng)過技術(shù)處理的光纖繞在一起，就得到我們常說的光纜。光導(dǎo)纖維是用石英玻璃制造的，制作時需要較高的技術(shù)，它傳導(dǎo)光的才能非常強(qiáng)。如1000米長的單模光纖，重量只有27克，傳送波長為1.55微米的激光時，每傳播1000米，光能的損耗不到0.2分貝.假設(shè)利用光纜通訊，能同時傳輸大量信息。光纖通信的優(yōu)點有：1信息容量大，一條光纜通路可同時包容10億人通話，也可同時傳送多套電視節(jié)目。2光纖的抗干擾性能好，不發(fā)生電輻射，通訊質(zhì)量高，能防竊聽。3光纜質(zhì)量小而且細(xì)，不怕腐蝕，鋪設(shè)方便。4光纖通信損耗低，合適遠(yuǎn)間隔 信息傳輸。另外，光導(dǎo)纖維在醫(yī)學(xué)上也有很重要的應(yīng)用。目前在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，普遍使用著一種連接著許多光纖的胃鏡，光纖胃鏡的光源是在體外由光纖傳進(jìn)去的，它不產(chǎn)生熱輻射，能減輕病人的痛苦。在光導(dǎo)纖維的一頭裝著精致小巧的微型鏡頭，可將胃內(nèi)