2018高中化學 第四章 材料家族中的元素 第1節(jié) 硅 無機非金屬材料 第一課時學案魯科版必修1.doc

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第四章 材料家族中的元素 第1節(jié) 硅 無機非金屬材料 第1課時 學習目標： 1、掌握硅、二氧化硅的物理化學性質，粗硅的制法。 2、認識硅、二氧化硅作為無機非金屬材料的特性及其用途。 學習過程： 一、半導體材料與單質硅 1、半導體材料 （1）半導體材料的特點：特指導電能力 的一類材料。 （2）常見的半導體材料：最早使用的半導體材料是 ，現(xiàn)在最廣泛使用的半導體材料是 。 （3）為什么現(xiàn)在廣泛使用的半導體材料是硅而不是鍺？ 2、非金屬單質的一般性質有哪些？ 3、硅的性質 （1）硅的存在 在地殼里,硅的含量僅次于 ,全部以 存在,主要存在形式為 和 。 （2）物理性質： ①單質硅有 和 兩種； ②晶體硅是 色、有 、 的固體； ③單質硅的導電性 。 （3）硅的化學性質： ①在常溫下，硅的化學性質 ；在加熱條件下，硅能與 發(fā) 生反應。完成下列化學反應的方程式： 硅在氧氣中燃燒： 硅與氟氣反應： 硅與氯氣反應： ②粗硅的制備： ③硅與酸反應： 硅很穩(wěn)定,不與濃硫酸、濃硝酸等強酸反應，但硅能和氫氟酸反應。方程式為： ④硅與堿反應： 硅與氫氧化鈉溶液反應： 4、硅的用途用途有哪些？ 二、二氧化硅和光導纖維 1、二氧化硅廣泛存在于 ，是 和 的主要成分。 2．二氧化硅的物理性質： 當你吃飯時不小心咬到一粒砂子，感覺如何？你能從中體會出二氧化硅的哪些物理性質？ 3、二氧化硅的化學性質 （1） 氧化物，能與堿溶液緩慢反應生成鹽，在高溫條件下，能與堿性氧化物反應生成鹽。 ①二氧化硅和氫氧化鈉溶液反應： ；在化學實驗室中，盛裝強堿的玻璃瓶不能用玻璃塞。 ②二氧化硅和生石灰反應： 。 （2）與氫氟酸反應 思考：該反應為什么可以發(fā)生？它滿足復分解反應的哪個條件？ 盛放氫氟酸，可以用玻璃試劑瓶嗎？ （3）二氧化硅和鹽發(fā)生反應 ①二氧化硅和純堿反應 。 ②二氧化硅和石灰石反應 。 （4）二氧化硅和木炭粉反應： 。 4．二氧化硅的用途： 。 反饋練習： 1、下列說法正確的是（ ） A.半導體材料是指在某一溫度下，電阻為零的導體 B.半導體材料是指在某某一溫度下，電阻為無窮大的導體 C.半導體材料是指導電能力介于導體與絕緣體之間的一類材料 D.使用最早、最廣泛的半導體材料是硅 2、下列關于硅和二氧化硅說法正確的是（ ） A.硅是一種親氧元素，在自然界中總是與氧相互化合，沒有游離態(tài) B.硅用途廣泛，常被用來制造光導纖維 C.二氧化硅常被用來制造石英表中的壓電材料和太陽能電池 D.硅是構成礦物巖石的主要原料,其化合態(tài)硅幾乎全部是二氧化硅 3、下列說法正確的是（ ） A.氫氟酸能用于刻蝕玻璃，所以氫氟酸是強酸 B.氫氟酸與二氧化硅反應生成硅酸 C.非金屬氧化物的熔沸點一般較低, SiO2的卻很高 D.二氧化硅既能與氫氟酸反應又能和氫氧化鈉反應，所以二氧化硅是兩性氧化物 4、下列化學反應方程式書寫不正確的是（ ） A. SiO2 + 2NaOH Na2SiO3 +H2O B. SiO2 + CaO 高溫 CaSiO3 C. SiO2 + C 高溫 Si + CO2↑ D. SiO2 + 4HF SiF4↑ + 2H2O 課時作業(yè)： 1、下面有關硅的敘述中正確的是(　) A.硅原子既不易失去電子又不易得到電子,主要形成4價的化合物,自然界中存在游離態(tài)的硅 B.硅是構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.硅的化學性質不活潑,常溫下不與任何物質反應,當加熱到一定溫度時,能與O2、Cl2等非金屬單質反應 D.硅在電子工業(yè)中,是最重要的半導體材料 2、有科學家提出硅是“21世紀的能源”“未來的石油”的觀點。假如硅作為一種普遍使用的新型能源被開發(fā)利用,下列關于其有利因素的說法中,你認為錯誤的是(　) A.硅便于運輸、貯存,從安全角度考慮,硅是最佳的燃料 B.自然界中存在大量單質硅 C.硅燃燒放出的熱量大,且燃燒產物對環(huán)境污染程度低,容易有效控制 D.地殼中硅的儲量豐富 3、下列有關Si及SiO2的用途說法不正確的是(　　) A.SiO2用于制造光導纖維 B.水晶、瑪瑙和石英的主要成分都是SiO2 C.在自然界中不存在單質硅 D.因為Si是導體,所以可以用于制造集成電路 4、下列敘述錯誤的是（ ） A．氦氣可用于填充飛艇 B．氯化鐵可用于硬水的軟化 C．石英砂可用于生產單晶硅 D．聚四乙烯可用于廚具表面涂層 5、下列有關試劑的保存方法中錯誤的是(　) A.氫氧化鈉溶液盛裝在用橡膠塞的試劑瓶中 B.氫氟酸盛裝在細口玻璃瓶中 C.硫酸亞鐵溶液存放在加有少量鐵粉的試劑瓶中 D.金屬鈉保存在石蠟油或煤油中 6、要除去SiO2中混有的少量CaO雜質,最適宜的試劑是(　　) A.純堿溶液 B.鹽酸 C.硫酸 D.氫氧化鈉溶液 7、有一粗硅中僅混有鐵這一種雜質,取等質量的兩份樣品分別投入足量的稀鹽酸和足量的稀氫氧化鈉溶液中,放出等量的氫氣,則該粗硅中鐵和硅的關系正確的是() A.物質的量之比為1∶1 B.物質的量之比為2∶1 C.質量之比為3∶2 D.質量之比為2∶1 8、 在給定的條件下，下列選項所示的物質間轉化均能實現(xiàn)的是（　 ） A． B． C． D． 9、在高溫下,碳與硅可形成SiC。對于化學反應SiO2 + 3C 高溫 SiC + 2CO2↑,有關敘述正確的是() A.反應中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.在反應中C既是氧化劑又是還原劑 D.在反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為2∶1 10、如圖所示，A是有金屬光澤的非金屬固體單質,A、B、D、E的變化關系如下,回答下列問題:(1)寫出A、D的名稱 A:　　　　 D:　　　 　 (2)寫出B→A的化學方程式:　 D→B的化學方程式: (3)寫出下列反應的離子方程式 E→D:　 B→E:　 11、制備硅半導體材料必須先得到高純硅。三氯甲硅烷（SiHCl3）還原法是當前制備高純硅的主要方法，生產過程示意圖如下： (1)寫出由純SiHCl3制備高純硅的化學反應方程式： (2)整個制備過程過程必須嚴格控制無水無氧。SiHCl3與水劇烈反應生成H2SiO3、HCl和另一種物質，寫出配平的化學反應方程式： 氫氣還原SiHCl3過程中若混入O2，可能引起的后果是： 。 12、晶體硅是一種重要的非金屬材料，制備純硅的主要步驟如下: ①高溫條件下碳還原二氧化硅制備粗硅；②粗硅與干燥的HCl氣體反應制得SiHCl3； ③SiHCl3與過量的H2在1000℃-1100℃下反應的到純硅。已知SiHCl3能與H2O強烈反應，在空氣中自燃。請回答下列問題： （1）第①步制備粗硅的化學反應方程式為 （2）粗硅與HCl反應完全后，經冷凝得到SiHCl3（沸點33℃）中含有少量的SiCl4（沸點57.6℃）和HCl（沸點84.7℃），提純SiHCl3采用的方法為 。 （3）用SiHCl3與過量的H2反應制備純硅的裝置圖如下（熱源和加持裝置略去）： ①裝置A中進行的是實驗室制備氫氣的反應， 請寫出化學反應方程式： 。 ②裝置B的作用是 ，其中盛裝的試 劑是 。 A B C D ③裝置C為SiHCl3液體的汽化裝置，裝置D為制備純硅的反應裝置，請寫出裝置D中所發(fā)生化學反應的方程式 。 ① 為保證實驗的成功，操作的關鍵是檢查裝置的氣密性和 。