第1節(jié)硅無(wú)機(jī)非金屬材料第4章材料家族中的元素本節(jié)課學(xué)習(xí)目標(biāo)：①硅的存在、性質(zhì)、制備和用途②二氧化硅的存在、性質(zhì)和用途③認(rèn)識(shí)新材料的開(kāi)發(fā)對(duì)人類生產(chǎn)、生活的重要影響，學(xué)會(huì)關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。一、單質(zhì)硅與半導(dǎo)體材料1.硅元素在自然界中全部以

態(tài)存在，硅元素在地殼中的含量居第

位僅次于

。2.最早使用的半導(dǎo)體材料

，現(xiàn)在最廣泛使用的半導(dǎo)體材料

。化合鍺硅二氧硅3.硅的物理性質(zhì)a.單質(zhì)硅有

和

兩種,它們都是硅元素的

。b.晶體硅是

色、有

光澤、

硬而脆的固體，單質(zhì)硅的導(dǎo)電性介于

和

之間，故用來(lái)作

材料?；液诮饘賹?dǎo)體

絕緣體半導(dǎo)體晶體硅無(wú)定形硅同素異形體分組討論：

硅屬于哪類物質(zhì)？這類物質(zhì)都具有那些化學(xué)性質(zhì)？請(qǐng)大膽猜想硅可能具有那些化學(xué)性質(zhì)？實(shí)驗(yàn)探究：（1）常溫下，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定例如，常溫下，不易與H2、O2、Cl2、硫酸、硝酸、鹽酸等物質(zhì)反應(yīng)（2）常溫下只與堿、氫氟酸、氟氣反應(yīng)4.硅的化學(xué)性質(zhì)

（3）加熱，Si能與某些非金屬單質(zhì)反應(yīng)（燃燒，放出大量的熱）Si+O2=====SiO2△①②Si+2Cl2======SiCl4高溫5.硅的制備SiO2+2C====Si+2CO↑

（粗硅）高溫思考：①指出上反應(yīng)中的氧化劑和還原劑。②上述反應(yīng)屬于哪種基本反應(yīng)類型?提純：Si+2Cl2==SiCl4高溫SiCl4+2H2==Si+4HCl高溫（高純硅）5、硅的用途②制集成電路、晶體管、硅整流器等半導(dǎo)體材料③含硅4%的鋼可制變壓器鐵芯④含硅15%的鋼具有耐酸性，制耐酸設(shè)備①硅芯片；半導(dǎo)體材料水晶制品二、二氧化硅1.存在：沙子、石英（透明的石英即水晶）2.二氧化硅的物理性質(zhì)晶體硬度

,熔點(diǎn)

,

溶于水大高難實(shí)驗(yàn)探究：分組討論：（1）二氧化硅屬于哪類物質(zhì)？（2）這類物質(zhì)都有那些化學(xué)性質(zhì)？（3）二氧化硅可以和那些物質(zhì)反應(yīng)？3.二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)（1）酸性氧化物的通性①與強(qiáng)堿反應(yīng)SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O結(jié)論：盛放堿液的試劑瓶不能用玻璃塞，可用橡膠塞。③與某些鹽反應(yīng)CaCO3+SiO2====CaSiO3+CO2↑高溫Na2CO3+SiO2====Na2SiO3+CO2↑高溫②與堿性氧化物反應(yīng)SiO2+CaO=====CaSiO3高溫二氧化硅的注意點(diǎn)：不與水反應(yīng)SiO2+H2O≠H2SiO3④特性：與氫氟酸反應(yīng)SiO2+4HF====SiF4↑+2H2O用途：刻蝕玻璃花紋結(jié)論：氫氟酸不能用玻璃瓶盛裝，而盛在塑料瓶。4.二氧化硅的用途注意：硅和二氧化硅的用途易混淆①制造光導(dǎo)纖維

和石英表中的壓電材料②水晶：制造電子部件和光學(xué)儀器三、硅酸鹽與無(wú)機(jī)非金屬材料玻璃水泥陶瓷原料反應(yīng)原理主要成分特性CaCO3+SiO2====CaSiO3+CO2↑高溫Na2CO3+SiO2====Na2SiO3+CO2↑高溫純堿、石灰石、石英粘土、石灰石粘土高溫下發(fā)生復(fù)雜的物理、化學(xué)變化燒結(jié)時(shí)發(fā)生復(fù)雜物理、化學(xué)變化SiO2CaSiO3Na2SiO32CaO·SiO23CaO·SiO23CaO·Al2O3硅酸鹽非晶體，透明、無(wú)固定熔點(diǎn)，可在一定溫度范圍內(nèi)軟化水硬性：無(wú)論在水中還是在空氣中均能硬化（是不可逆過(guò)程）抗氧化、抗酸堿腐蝕、耐高溫、絕緣本節(jié)內(nèi)容小結(jié)：1.硅①硅的存在②硅的化學(xué)性質(zhì)③硅的用途2.SiO2①二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)②二氧化硅的用途3.硅酸鹽及無(wú)機(jī)硅酸鹽材料隨堂訓(xùn)練：1.下列說(shuō)法正確的是：A.晶體硅和無(wú)定形硅是兩種不同的物質(zhì)B.二氧化硅可用做半導(dǎo)體材料C.硅可與氧氣反應(yīng)，單質(zhì)硅不能在空氣中穩(wěn)定存在D.在SiO2+2C====Si+2CO↑高溫反應(yīng)中，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量比為2：12.下列溶液可以盛放在玻璃瓶中，但不能用磨口玻璃塞的是：A.氫氟酸B.濃硝酸C.NaOH溶液D.氯水3.關(guān)于碳和硅的敘述中,不正確的是:A.其最高價(jià)氧化物都能與NaOH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.在常溫下，碳和硅的單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)都不活潑4.如何除去二氧化硅中少量的碳酸