硅與無(wú)機(jī)非金屬材料

1、第四章 第1節(jié) 硅與無(wú)機(jī)非金屬材料【教學(xué)目標(biāo)】1.知識(shí)技能目標(biāo):掌握硅、二氧化硅的物理化學(xué)性質(zhì)，粗硅的制法。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。2.方法與過(guò)程目標(biāo):學(xué)習(xí)從不同的角度出發(fā)對(duì)常見(jiàn)材料進(jìn)行分類的方法，能根據(jù)同一類別不同物質(zhì)的性質(zhì)歸納出該類物質(zhì)的通性，并能運(yùn)用通性簡(jiǎn)單預(yù)測(cè)其他物質(zhì)的性質(zhì)。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo):通過(guò)對(duì)作為計(jì)算機(jī)、光通信等高科技關(guān)鍵材料的硅、二氧化硅等無(wú)機(jī)非金屬材料的學(xué)習(xí)，利用學(xué)生對(duì)高科技的濃烈興趣，激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)的興趣?！局攸c(diǎn)、難點(diǎn)】硅 、二氧化硅的主要性質(zhì)【預(yù)習(xí)提綱】一、單質(zhì)硅和半導(dǎo)體材料1、無(wú)機(jī)非金屬材料主要包括：、等，、屬于傳統(tǒng)非金屬材料。2、半導(dǎo)

2、體材料指導(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)已成為應(yīng)用廣泛的半導(dǎo)體材料。3、硅的物理性質(zhì)單質(zhì)硅有和兩種。晶體硅是色，有光澤、硬而脆的固體。4、 硅的化學(xué)性質(zhì)：常溫下：加熱條件下：5、硅的用途硅用于制造，此外硅合金可用于制 造。二、二氧化硅與光導(dǎo)纖維1、二氧化硅廣泛存在于自然界中，、的主要成分就是二氧化硅。2、二氧化硅的組成和性質(zhì)（1）二氧化硅晶體由和構(gòu)成，晶體中硅原子和氧原子的個(gè)數(shù)之比是_，它的高，大，透明二氧化硅晶體俗稱水晶，水晶常用來(lái)制造和等。光導(dǎo)纖維的主要成分： （2） 化學(xué)性質(zhì)：酸性氧化物：特性：3、二氧化硅的用途：【教學(xué)過(guò)程】從現(xiàn)實(shí)生活中硅元素的存在引入課題瓷器

3、水晶 太陽(yáng)能電池板 沙灘一、單質(zhì)硅和半導(dǎo)體材料【方法介紹】：研究物質(zhì)主要從存在、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制備、用途等幾個(gè)角度加以考慮?！鹃喿x】107、108頁(yè)教材，了解硅的存在和物理性質(zhì)：1、硅的存在自然界存在形態(tài)：，地殼當(dāng)中元素含量居第位。單質(zhì)硅有和兩種同素異形體。（從組成的角度看，晶體硅和無(wú)定形硅之間是什么關(guān)系？還有哪些物質(zhì)具有相同的關(guān)系？）2、 硅的性質(zhì)：物理性質(zhì)：色，態(tài) ，質(zhì)地，導(dǎo)電性。【討論】利用所學(xué)過(guò)初中原子結(jié)構(gòu)知識(shí)及非金屬元素的性質(zhì)，預(yù)測(cè)硅的化學(xué)性質(zhì)。2、硅的化學(xué)性質(zhì)：常溫下，硅的化學(xué)性質(zhì)，除，之外的物質(zhì)一般不反應(yīng)。【了解】Si+2F2 = SiF4Si+4HF = SiF4+2H2Si+2

4、NaOH+H2O = Na2SiO3+2H2加熱條件下，與氧氣的反應(yīng)方程式。該反應(yīng)轉(zhuǎn)移個(gè)電子，硅的價(jià)態(tài)為?！居懻摗客ㄟ^(guò)以上學(xué)習(xí)，什么原因使硅取代鍺成為廣泛使用的半導(dǎo)體材料？3、 硅的用途：，。4、 粗硅的制備方程式。（從氧化還原角度分析反應(yīng)方程式，注意產(chǎn)物）高溫高溫【小資料】：硅芯片、大規(guī)模集成電路及相應(yīng)的計(jì)算機(jī)技術(shù)都需要有高純度的硅才能實(shí)現(xiàn)，所以需要對(duì)粗硅進(jìn)行提純： Si（粗硅）+2Cl2=SiCl4 SiCl4+2H2=Si（高純硅）+4HCl【引入】生活中最常見(jiàn)的還是二氧化硅即石英、沙子的主要成分水晶 玻璃水晶玻璃石英坩堝二、二氧化硅與光導(dǎo)纖維1、二氧化硅的組成及物理性質(zhì)存在：組成：由和

5、組成，個(gè)數(shù)比為 。2、 二氧化硅的性質(zhì)物理性質(zhì)：狀態(tài) ，溶解性 ，硬度 ，導(dǎo)電性。【討論】從物質(zhì)分類角度，預(yù)測(cè)二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)總結(jié)：酸性氧化物的通性： * 與水反應(yīng)； * 與堿反應(yīng)： 與堿性氧化物反應(yīng)： 與部分鹽反應(yīng)：特性：與氫氟酸反應(yīng)此反應(yīng)的用途：【討論】1、 實(shí)驗(yàn)室為什么不用玻璃瓶盛裝氫氟酸(HF)? 實(shí)驗(yàn)室盛放NaOH溶液的試劑瓶用橡皮塞而不用玻璃塞,你知道是為什么嗎? 2、 二氧化硅和二氧化碳同為正四價(jià)非金屬的氧化物，他們的性質(zhì)存在哪些差異二氧化碳二氧化硅物質(zhì)分類與堿性氧化物的反應(yīng)與堿的反應(yīng)與水的反應(yīng)與酸的反應(yīng)【閱讀】教材109頁(yè)了解光導(dǎo)纖維回答以下問(wèn)題（1）光導(dǎo)纖維概念（2)成分（

6、3)原理3、光導(dǎo)纖維（了解）（1） 光導(dǎo)纖維概念（2) 成分（3)原理【課堂小結(jié)】 本節(jié)課重點(diǎn)介紹了硅及二氧化硅的存在、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途及制備的相關(guān)問(wèn)題。單質(zhì)硅：硅元素在自然界化合態(tài)；常溫很穩(wěn)定，高溫與氧氣反應(yīng)；用在半導(dǎo)體及合金工業(yè)上。 二氧化硅：自然界形式多樣；具有酸性氧化物的通性和自己的特性；用途很廣泛。當(dāng)堂鞏固1常溫下不能與硅反應(yīng)的是（    ） （A）氫氟酸  （B）氟氣      （C）氫氧化鈉溶液      （D）氯氣2不能直接由氧化物和水生成

7、的酸是（    ）（A） H2SO4 （B） H2SO3     （C） H2SiO3     （D）H2CO33、生石灰中往往含有雜質(zhì)CaCO3和SiO2，要檢驗(yàn)是否存在這兩種雜質(zhì)，最好選用（   ）（A）水 （B）鹽酸（C）燒堿濃溶液 （D）硫酸鈉4、下列物品或設(shè)備：水泥路橋、門(mén)窗玻璃、水晶鏡片、石英鐘表、瑪瑙手鐲、硅太陽(yáng)能電池、光導(dǎo)纖維、計(jì)算機(jī)芯片。所用材料為SiO2或要用到SiO2的是（ ）A B C D全部5作為半導(dǎo)體材料的硅在太陽(yáng)能發(fā)電過(guò)程中具有重要的作

8、用。下面關(guān)于硅的敘述中，正確的是（）A硅的活潑性比碳強(qiáng)，只有在高溫下才能跟氫氣起化合反應(yīng)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，在自然界中可以以游離態(tài)存在D硅在電子工業(yè)中，是重要的半導(dǎo)體材料6 關(guān)于硅的說(shuō)法不正確的是 A晶體硅是非金屬元素，它的單質(zhì)是灰黑色的有金屬光澤的固體B晶體硅的導(dǎo)電性介于金屬和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體C硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)反應(yīng)D加熱到一定溫度時(shí)，硅能與氧氣反應(yīng)7.光纖通信70年代后期發(fā)展起來(lái)的一種新型通信技術(shù)，目前長(zhǎng)距離光纖通信系統(tǒng)已投入使用，光纖通信的光學(xué)纖維是由下列哪種物質(zhì)經(jīng)特殊工藝制成的 ( )

9、A碳 B石英 C鍺 D硅8硅、二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)很不活潑，幾乎所有的酸都不與其反應(yīng)，但有一種酸能夠和二者發(fā)生反應(yīng)，這種酸是（ ） A濃鹽酸 B硫酸 C硝酸 D氫氟酸課后拓展1.下列關(guān)于碳和硅的敘述中,不正確的是 ( )A.+4價(jià)氧化物都與氫氧化鈉溶液反應(yīng) B.單質(zhì)在加熱時(shí)都能與氧氣反應(yīng)C.氧化物都能溶于水生成相應(yīng)的酸 D.碳和硅兩種元素都有能導(dǎo)電的單質(zhì)2下列關(guān)于SiO2和CO2的敘述中不正確的是（ ）A都能溶于水，所得溶液呈酸B都是酸性氧化物，都能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)C都能與固體碳酸鈉及焦炭反應(yīng)DSiO2可用于制光導(dǎo)纖維，干冰可用于人工降雨3能證明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的實(shí)驗(yàn)事實(shí)是ACO2溶于水形成碳酸，SiO2難溶于水     BCO2通入可溶性硅酸鹽中析出硅酸沉淀C高溫下SiO2與碳酸鹽反應(yīng)生成CO2D氯化氫通入可溶性碳酸鹽溶液中放出氣體，通入可溶性硅酸鹽溶液中生成沉淀4鹽酸、濃硫酸、氧氣、氫氟酸、氫氧化鉀溶液中，能與地殼中含量第一和第二的兩元素形成的化合物起化學(xué)反應(yīng)的是（ ）A B C D5實(shí)驗(yàn)室可用廣口瓶貯存固體試劑，細(xì)口瓶中存放液體試劑，但是有些試劑必須貯存在具有橡膠塞的玻璃試劑瓶中。以下物質(zhì)必須貯存在具有橡膠塞的玻璃試劑瓶中的是：KOH溶液 鹽酸水玻璃（硅酸