2019-2020年高中化学4.1.1单质硅与半导体材料二氧化硅与光导纤维课时作业鲁科版必修

点燃 △
要点突破讲练互动
要点1 硅及其化合物的特性
非金属单质都不能与非氧化性
探究导引1
酸反应，这一说法对吗？
【提示】 不对。硅与氢氟酸能发生反应.
探究导引2 法正确吗？ 【提示】
酸性氧化物不与酸反应，这种说 不正确。SiO2是酸性氧化物，但
SiO2与HF反应。 探究导引3 盛碱液的试剂瓶为什么用橡胶塞
第四章 材料家族中的元素
第四章 材料家族中的元素
第一节 硅
无机非金属材料
第1课时 单质硅与半导体材料
二氧化硅与光导纤维
课程标准导航 1.了解硅和二氧化硅的结构、性质和用途. 2．掌握硅在半导体工业以及二氧化硅在通 讯业方面的主要应用。
新知初探自学导引
自主学习 一、单质硅 1．硅的性质 (1)物理性质
2．二氧化硅的化学性质
3．光导纤维
SiO2 。 (1)主要成分：_________ 光纤通讯 、能量传输、信息 (2)用途：______________
处理等。
想一想 2．根据 CaCO3＋ SiO2=====CaSiO3＋ CO2↑的 反应， 能否说明酸性 H2SiO3>H2CO3？为什么？
颜色
光泽 熔点ຫໍສະໝຸດ 质地 硬而脆导电性 半导体 _______
灰黑 色
金属 高 ____ 光泽
(2)化学性质 常温下，硅的化学性质不活泼，但在加热条件下 非金属 单质(如 O2)发生反应，反应 和某些 ___________ 的化学方程式为： Si＋ O2=====SiO2。 2．硅的制取 焦炭 在电炉中还原二氧化硅可得 _______ 粗硅 ， 用 ______
高温
【提示】 不能。“较强的酸制备较弱的酸”是 根据在溶液中进行的反应得出的结论。 而该反应 不是在溶液中进行的，故不能得出该结论。

2019-2020年高中化学《光导纤维和新型陶瓷材料》教案苏教版选修1教学过程：【复习】陶瓷、玻璃、水泥生产原料及主要化学成分。

【过渡】近年来为适应科技发展而研制出许多新型陶瓷材料，它的化学组成已远远超出硅酸盐范围，在信息科学、航天航天、生物工程、超导研究等领域得到广泛的应用。

【板书】§3.2.3光导纤维和新型陶瓷材料【过渡】今天，我们主要了解其中的两种---光导纤维和新型陶瓷材料。

【板书】1、光导纤维【展示】光缆、光导纤维仪、光导纤维装饰品、玩具等。

上述物品及演示中，可以观察到：光导纤维可以传输光、图像、音乐等。

当然，它的最大用途是，远距离信息传输，构建信息高速公路。

还可以用于医学的肠镜、胃镜、心脏等内窥镜。

【播放】光导纤维的视频。

【阅读】P99“资料卡”---光导纤维的制造与应用【学生概括】光导纤维的主要性能和用途：传导光的能力很强，应用于通信。

【教师小结】对比光纤光缆和普通电缆。

光纤光缆信息量大，每根光缆上理论上可同时通过10亿路电话。

而普通电缆8管同轴电缆每条通话1800路；光纤光缆原料来源广（石英玻璃），节约有色金属。

而普通光缆资源较少；光纤光缆质量小，每km27g，不怕腐蚀，铺设方便。

而普通光缆每km1.6t；光纤光缆成本低，每km 10 ,000元左右。

而普通光缆每km 200 ,000元左右；光纤光缆性能好，抗电磁干扰保密性强，能防窃听，不发生电辐射……【板书】2、新型陶瓷【讲述】结构陶瓷（或工程陶瓷）具有机械功能、热功能和部分化学功能新型陶瓷如纳米陶瓷功能陶瓷具有电、光、磁、化学和生物特性及相互转换功能如生物陶瓷生物陶瓷具有良好的生物兼容性，对肌体无免疫排异反应，无溶血、凝血反应，对人体五毒，不会致癌，适合植入体内，可用于人体器官和组织的修复或再造。

【阅读】P100“拓展视野”栏目---透明陶瓷和纳米陶瓷【资料】透明陶瓷就是用玻璃的生产方法制造出来的陶瓷。

透明陶瓷是利用人工合成的化学原料，诸如氧化铝、氧化镁、氧化钙、氧化铍、氧化锆、氟化镁、氟化钙、氟化镧、硫化锌、硒化锌、碲化镉等，经过原料处理、成型和高温烧结等工序而制成的。

与碳
与水 化 学 与酸 性与 质 NaO
H溶 液 与 CaO
用途
二氧化碳 CO2＋C==高=温==2CO CO2＋H2O
H2CO3 不反应
CO2＋2NaOH=== Na2CO3＋H2O
CO2＋CaO===CaCO3
饮料、制碱
二氧化硅 SiO2＋2C==高=温==Si＋2CO↑ SiO2＋3C==高=温==SiC＋2CO↑
【思路点拨】 解答此题要注意以下两点: (1)熟悉硅及其化合物的化学性质。 (2)找准特殊条件作突破口。
【解析】 由图分析：A 与 O2 反应生成 B，而 B 与碳在高温下反应生成 A 可推知 A 是单质， B 是氧化物，而 A、B 均能与 NaOH 溶液反应， 应确认 A 是硅，B 是二氧化硅，则 D 是硅酸钠， C 是硅酸。
化学方程式为：_S_iO__2＋__2_C__=_=高_=温_=_=_S_i_＋__2_C_O_↑___。
想一想 1．具有金属光泽的物质是否一定是金属 单质？ 【提示】 不一定。如晶体硅具有金属光 泽，却是非金属单质。
二、二氧化硅和光导纤维
1．二氧化硅的结构
SiO2 晶体是由硅原子和氧原子按 1∶2 的比例 构成的，每个硅原子结合__4__个氧原子，每个 氧原子结合__2___个硅原子。
1．Si 的还原性大于 C，但 C 却能在高温下还 原出 Si： SiO2＋2C==高=温==Si＋2CO↑。 2．非金属单质跟碱液的反应一般无 H2 放出， 但 Si 与碱液(如 NaOH 溶液)反应放出 H2： Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。 3．非金属单质一般不跟非氧化性酸反应，但
C．硅燃烧放出的热量大，燃烧产物对环境污 染程度低且容易有效控制 D．自然界中存在大量单质硅

【教学设计】无机非金属材料的主角——硅一、知识与技能1、了解硅在自然界中的含量、存在、用途。

2、了解二氧化硅的物理性质，掌握二氧化硅的化学性质。

二、过程与方法1、自主学习，培养学生自学能力。

2、活动探究，通过硅与碳，二氧化硅与二氧化碳的比较，培养学生的归纳能力、比较能力。

三、情感态度与价值观1、培养学生学习元素化合物的正确方法：结构决定性质，性质决定用途。

2、通过学生对二氧化硅及用途的学习使学生热爱自然、热爱化学。

四、教学重点硅、二氧化硅的性质、用途五、教学难点二氧化硅的性质、结构六、教学过程1、【导入】观看课件和图片，引入本节课内容，一起学习本节课的学习目标2、阅读教材P107—P108,完成学案【基础自学】部分3、通过硅的微课自学单质硅的性质及用途，总结硅的性质（一）单质硅及半导体材料1、物理性质：灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体2、化学性质：常温下，硅的化学性质不活泼；加热加热时，可与某些非金属单质反应Si+O2=SiO23、硅的制备：高温SiO2 +2C=== Si + 2CO4、硅的用途:晶体管、集成电路、计算机芯片、太阳能电池【过渡】硅在自然界中是以化合态存在，主要有二氧化硅和硅酸盐等，我们首先来学习一下（二）二氧化硅的性质及用途。

11、自然界中的存在图片展示石英，沙子，玻璃，玛瑙等2、物理性质固体、熔沸点高、硬度大、不溶于水3、化学性质【学生讨论】根据下列问题，预测SiO2的化学性质:(1)二氧化硅属于哪类物质？(2)这类物质都有哪些化学性质？(3)二氧化硅可以和哪些物质反应?学生黑板展示讨论结果，找其他小组同学评价【总结】a、、酸性氧化物：（1）与强碱发生反应。

2NaOH+SiO2= Na2SiO3+H2O（2）与碱性氧化物反应：高温SiO2+CaO=CaSiO3（3）与水的反应SiO2不与水反应（沙子不溶于水）b、弱氧化性高温SiO2 +2C=== Si + 2COc、特性:常温与氢氟酸反应，用于刻蚀玻璃4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O(盛HF溶液不能用玻璃瓶）4、二氧化硅的用途阅读课本自学光导纤维【思考】展示玻璃瓶塞NaOH试剂瓶和橡胶塞NaOH试剂瓶，思考为什么瓶子打不开呢？学习Na2SiO3的性质及其用途【小结】对比SiO2与CO2的异同点【当堂检测】完成以下题目1、下列物质不属于无机非金属材料的是（）A 陶瓷B 玻璃C 水泥D 铝合金2、下列物质中,不能用玻璃瓶来盛装的是( )A.烧碱溶液B.浓硫酸C.氢氟酸D.碳酸钠溶液3、要除去SiO2中的CaO杂质，最适宜的试剂是（）A.纯碱溶液 B 盐酸 C 硫酸 D 苛性钠溶液4、下列关于碳和硅的叙述中，不正确的是（）A．＋4价氧化物都与氢氧化钠溶液反应 B．单质在加热时都能与氧气反应C．氧化物都能溶于水生成相应的酸 D．碳元素有能导电的单质【学情分析】本节课的教学对象为高一学生，具备一定的收集处理信息的能力，同时又都乐于展示自我。

硅与二氧化硅[课下综合检测]1．下列物质中，导电性介于导体和绝缘体之间的是()①晶体硅②金属铝③石墨④晶体锗⑤金刚石A．只有①B．只有⑤C．②和③D．①和④解析：选D晶体硅、晶体锗均为半导体材料；铝、石墨均为导体；金刚石为绝缘体。

2．能说明SiO2为酸性氧化物的事实为()A．SiO2与H2SO4、HNO3不反应B．SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2OC．SiO2＋2KOH===K2SiO3＋H2OD．SiO2＋2C高温,Si＋2CO↑解析：选C据酸性氧化物是指与碱反应生成盐和水的氧化物，可知C项正确。

3．在一定条件下，下列物质不能和SiO2反应的是()①焦炭②烧碱③氧气④氢氟酸⑤硝酸⑥氢氧化钾⑦氧化钙A．②⑥⑦B．⑤⑦C．①④⑤D．③⑤解析：选D SiO2＋2C高温,Si＋2CO↑，SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O，SiO2＋2KOH===K2SiO3＋H2O，SiO2＋CaO高温,CaSiO3。

4．下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是()A．CO2→H2CO3B．SiO2→Na2SiO3C．SiO2→H2SiO3D．Na2O2→Na2CO3解析：选C SiO2不能与水直接反应生成H2SiO3。

5．能用带磨砂玻璃塞的试剂瓶盛放的物质是( )①石英砂②过氧化钠③烧碱④纯碱⑤Na2SO4溶液A．①和⑤B．②和③C．④和⑤D．③和④解析：选A强碱或碱性物质不能用带磨砂玻璃塞的试剂瓶盛放。

6．下列关于硅的说法不．正确的是()A．硅是非金属元素，但它的单质是灰黑色有金属光泽的固体B．硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料C ．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质起反应D ．当加热到一定温度时，硅能与氧气、氢气等非金属反应解析：选C 硅既有非金属性，又有金属性，其单质具有金属光泽，具有导电性，是一种半导体材料。

常温下，硅可与氟气、氢氟酸、强碱溶液反应，加热和高温条件下，硅能与氧气、氢气起反应。

2021年高中化学4.1.1单质硅与半导体材料二氧化硅与光导纤维课时作业鲁科版必修A组——知能训练1．常温下能与硅发生反应的气体是( )A．O2B．H2C．F2D．Cl2解析：常温下与Si反应的物质有F2、氢氟酸和强碱溶液。

答案：C2．科学家提出硅是“21世纪的能源”，这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。

下列关于硅的说法中正确的是( )A．自然界中硅元素的含量最丰富B．自然界中存在大量单质硅C．高纯度的硅被用于制做计算机芯片D．光导纤维的主要成分是Si解析：自然界中含量最丰富的元素是氧元素，A项错误；硅的性质虽然不活泼，但自然界不存在游离态硅，只有化合态硅，B项错误；硅是良好的半导体材料，可用于制造计算机芯片等，C项正确；光导纤维的主要成分是SiO2，不是Si，D项错误。

答案：C3．关于硅的化学性质的叙述中，不正确的是( )A．在常温下，不与任何酸反应B．在常温下，可与强碱溶液反应C ．在加热条件下，能与氧气反应D ．单质硅的还原性比碳的还原性强解析： A 项，在常温下，Si 能与氢氟酸反应，不正确，Si 在常温下能与强碱溶液反应，加热条件下也能与Cl 2、O 2等反应。

B 、C 正确，碳和硅最外层电子数相同，化学性质相似，但硅比碳易失电子，还原性比碳强，D 正确。

答案： A4．能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是( ) A ．CO 2是气体，SiO 2是固体B ．高温下SiO 2与碳酸盐反应生成CO 2C ．CO 2溶于水形成碳酸，SiO 2难溶于水D ．CO 2通入Na 2SiO 3溶液中析出硅酸沉淀解析： 酸性强弱与这种酸的酸酐的状态、物理性质和化学性质均无关，A 、B 、C 都不正确；只有D 项属于较强的酸制取较弱的酸，符合题意。

答案： D5．下列说法不正确的是( )A ．二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟强碱反应B ．根据反应：SiO 2＋Na 2CO 3=====高温Na 2SiO 3＋CO 2↑，可推知硅酸的酸性比碳酸强 C ．将二氧化碳气体通入硅酸钠溶液中可制得硅酸 D ．二氧化硅可以用来制光导纤维解析： 二氧化硅可以跟氢氟酸反应，反应方程式为：SiO 2＋4HF===SiF 4↑＋2H 2O ，故A 错。

2019-2020年高中化学第4章元素与材料世界第1节硅无机非金属材料教案鲁科版必修1课前准备将学生按照学习能力分成六组，每组学生确定一名组长，由组长安排每名成员的分工与合作。

教学过程（上课，师生问好）教师：请同学们想一下我们使用的课桌椅和教室的门有什么共同之处？学生：材料相同，都是用木头做成的。

教师：很好，那么请同学再想一下我们现在用的计算机主要部位——芯片与建筑使用的沙子有什么共同之处？学生：有的显露出迷茫的神情，有的回答含有硅元素。

教师：有些同学通过自学已经了解了沙子的成分中有二氧化硅，而计算机的芯片是硅，因此它们都含有硅元素。

板书：沙子――二氧化硅——硅元素――芯片――计算机过渡：这一节课我们就来学习硅与二氧化硅的有关性质与用途板书：第一节硅无机非金属材料教师：首先请同学们齐读本节课需要掌握的知识技能目标展示多媒体课件：三维目标：知识技能目标掌握硅、二氧化硅的性质，粗硅的制法。

认识硅、二氧化硅作为无机非金属材料的特性及其用途。

方法与过程目标能根据同一类别不同物质的性质归纳出该类物质的通性，并能运用通性简单预测其他物质的性质。

情感态度与价值观目标通过对作为计算机、光通信等高科技关键材料的硅、二氧化硅的学习，利用学生对高科技的浓烈兴趣，激发学生的学习欲望。

培养学生为国争光的精神。

学生：齐声朗读教师：本节课有三个知识在掌握层次：两个知识在认识层次，请同学们看一下其他的三维目标。

学生：看大屏幕，小声阅读方法技能目标和情感态度与价值观目标教师：这一节课我们主要学会这样的学习方法：能根据同一类别不同物质的性质归纳出该类物质的通性，并能运用通性简单预测其他物质的性质。

教师：请同学们阅读课文107页，完成学案中第一部分的自主学习内容。

板书：一、单质硅和半导体材料1、半导体材料2、硅的物理性质学生：认真阅读课本，填写学案教师：巡回指导、检查学生学习情况教师：大多数学生已经读完课文知识并填完学案，哪个小组展示一下自己填写的学案知识？学生：两个小组主动要求展示答案。

第一节无机非金属材料的主角——硅课时1二氧化硅和硅酸目标与素养：1.了解硅的结构、存在形式及其制备。

(宏观辨识与微观探析)2.了解二氧化硅、硅酸的主要性质及应用。

(宏观辨识与变化观念)3.了解硅酸的制备和用途。

(科学探究与社会责任)一、二氧化硅1．硅元素的存在及原子结构2．SiO2的组成、结构、性质与用途(1)存在SiO2的存在形式有结晶形和无定形两大类，水晶、玛瑙的主要成分是结晶的二氧化硅。

(2)结构SiO 2晶体是由Si 和O 按原子数之比为1∶2的比例组成的立体网状结构的晶体。

每个硅原子周围结合4个O ，每个O 周围结合2个Si 。

(3)物理性质 熔点高；硬度大；溶解性：不溶于水。

(4)化学性质①具有酸性氧化物的通性a ．可与NaOH 溶液反应，其反应方程式为SiO 2＋2NaOH===Na 2SiO 3＋H 2O 。

b ．可与氧化钙反应，其反应方程式为SiO 2＋CaO=====高温CaSiO 3。

②特性除氢氟酸外，SiO 2一般不与其他酸反应，SiO 2与HF 溶液反应，反应的化学方程式为SiO 2＋4HF===SiF 4↑＋2H 2O 。

(5)用途①沙子是基本的建筑材料。

②纯净的SiO 2是现代光学及光纤制品的基本原料，可以制作光导纤维。

③石英和玛瑙制作饰物和工艺品。

④实验室中使用石英坩埚。

二、硅酸1．物理性质颜色：白色；状态：胶状；溶解性：难溶于水。

2．化学性质3．制备1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)硅在自然界中既有游离态又有化合态。

()(2)SiO2是一种三原子分子，属于酸性氧化物。

()(3)SiO2与H2O反应可生成硅酸。

()(4)硅酸难溶于水，可溶于NaOH溶液。

() [答案](1)×(2)×(3)×(4)√2．下列关于碳和硅的比较，正确的是()A．碳和硅在自然界的存在形式都是既有游离态也有化合态B．碳和硅的最高正价都是＋4价C．硅元素在地壳中的含量占第二位，碳元素占第一位D．硅与碳一样均含有两种常见价态的氧化物：SiO和SiO2[答案] B3．写出由SiO2制备H2SiO3的有关化学方程式____________________________________________________。

第1节硅无机非金属材料第1课时单质硅与二氧化硅1.掌握Si、SiO2的性质。

重点2.认识Si和SiO2在生产中的应用。

1．硅的分布与存在(1)分布：硅在自然界中分布广泛，在地壳中居第二位，仅次于氧，是构成矿物和岩石的基本元素。

(2)存在：自然界中没有游离态的硅，全部以化合态的形式存在。

2．半导体材料(1)特点：特指导电能力介于导体和绝缘体之间的一类材料。

(2)常见的半导体材料：最早使用的是锗(Ge)，现在最广泛使用的是硅。

3．硅单质(1)物理性质①单质硅有晶体硅和无定形硅两种。

②晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。

③导电性介于导体和绝缘体之间。

(2)化学性质(填写相应的化学方程式，下同)(3)制取与提纯粗硅：2C ＋SiO 2=====高温Si ＋2CO↑ Si ＋2Cl 2=====△SiCl 4SiCl 4＋2H 2=====高温Si(纯)＋4HCl(4)用途：半导体材料，太阳能电池，硅合金。

[探究·升华][认知升华]硅的特性(1)Si 的还原性大于C ，但C 却能在高温下还原出Si ： SiO 2＋2C=====高温Si ＋2CO↑。

(2)非金属单质跟碱液的作用一般无H 2放出，但Si 与碱液(如NaOH 溶液)反应放出H 2：Si ＋2NaOH ＋H 2O===Na 2SiO 3＋2H 2↑。

(3)非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但Si 却能与HF 作用：Si ＋4HF===SiF 4↑＋2H 2↑。

(4)非金属单质一般不导电，但Si 为半导体，有一定的导电能力。

[题组·冲关]1．下列关于碳和硅的叙述中，不正确的是( ) A ．氧化物都能与碱溶液反应B ．单质在加热时都能与氧气反应C ．碳和硅两种元素都有能导电的单质D ．常温下，碳和硅的单质化学性质都不活泼【解析】 碳的氧化物有CO 和CO 2，CO 不能与碱溶液反应。

【答案】 A2．在高温下，碳与硅可形成SiC 。

第2课时硅酸盐和硅单质课程目标，1. 了解硅酸盐的性质及组成的表示方法。

2. 了解硅的性质和用途。

3•了解几种重要无机非金属材料的生产及用途。

图说考点,―:” 学辱<11----■卢-E.--- _ -曲」 二-方- _ -yy_ 一乐- -- 一 -表|| 二 - - __V -- - -- -汗料T 材一- _一- - - -- -一［新知预习］一、硅酸盐1. 硅酸盐的组成和性质(1) 概念：由 硅、氧和金属组成的化合物的总称 (2) 性质：固态，大多不溶于水，化学性质很稳定一⑶表示方法：如 Na 2SiO 3、Na /OSiO ?2. 最简单的硅酸盐 —— Na 2SiO 3盐酸离子方程式屈Si (片+211—TbSiO ：. 4 过北 离子方程式:⑨2CO +5i(£— + % 2H 2()-= 2HCX5 +H> Si( \ j-制备硅胶和木材0防火利等的原料物理-白色固体*⑥昼溶于水 —水溶液俗称UJ 水玻璃 \a 2Si(>4化学准质 与酸反应1. 形态及结构形态有®晶体硅和E3无足形硅两大类-I 具有正四面休构型的牢间立休网状结构, 结构— ——与金刚石结构类似2. 性质 (1) 物理性质(2)化学性质：在常温下化学性质不活泼，但能与氢氟酸、强碱发生反应。

① Si 与 NaOH 溶液：P 9Si + 2NaOH + H 2O===Na 2SiO 3+ 2出 f 。

② Si 与氢氟酸：^30 Si + 4HF===SiF 4 f + 2出匸。

3. 用途⑴半导体材料，如硅芯片等。

(2) 新型能源，如光电池等。

［即时性自测］1. 判断正误，正确的打错误的打“X” (1) 晶体硅与金刚石的结构相似。

( ) (2) 硅是活泼的非金属元素。

( )(3) 自然界中存在单质硅。

()⑷硅酸钠可以改写为 Na 2O ・SiO 2,故硅酸钠是混合物，含有 Na 2O 和SiO 2。

第四章 非金属及其化合物
第四章
第一节 无机非金属材料的主角 ——硅(共 2 课时)
第一节 第 1 课时 二氧化硅和硅酸
新情境·激趣入题
当你拿起手机或电话机进行通话时，无论是连接的距离、 速度，还是通话语音的清晰度都令你惊讶不已。无线电波传送 信号容易受干扰，也不会有如此好的效果，那么，这种现代化 的通信方式是通过什么传递信号的呢？制备这种物质的主要 原料是什么呢？传递光信号的物理原理是什么？
新思维·名师讲堂
二氧化硅 ●思维导图
●细品教材 1．二氧化硅的存在 (1)硅元素在自然界中的存在 ①含量：在地壳中，硅的含量在所有的元素中居第二位(质 量分数 26.3%)，仅次于氧。 ②存在形态：自然界中无游离态的硅。硅的化合物几乎 全部是二氧化硅和硅酸盐，它们广泛地存在于地壳的各种矿 物和岩石中。硅是构成矿物和岩石的主要元素。
Mg 等还原。SiO2＋2C=====Si＋2CO↑，SiO2＋2Mg=====Si
高温 ＋2MgO，在反应 SiO2＋2C=====Si＋2CO↑中，SiO2 是氧化
剂，表现氧化性，C 为还原剂，表现还原性，根据氧化性，
还原性强弱判断方法知还原性：什么呢？因为在高温条 件下反应生成了气态的 CO，促进了反应的进行，所以高温下 硅单质可以用碳来制取。
新知识·预习探究
●学习目标 1．了解 SiO2 的结构、性质和用途。 2．了解硅酸的制备和化学性质。
●新知预习
1．硅是一种亲氧元素，主要以熔点很高的□1 ______及 □2 ________的形式存在。
2．二氧化硅通常用□3 ________表示其组成，实际上，
晶体中不存在单个的分子，而是由 Si 和 O 按 1:2 的比例所组 成的立体网状结构的晶体。

2CO，SiO2+2C
高温
====
Si+2CO↑。
1.下列关于硅的叙述中，错误的是( D )
①硅广泛存在于自然界中，天然单质硅叫水晶
②单质硅的导电性介于导体和绝缘体之间
③晶体硅具有金属光泽，故它属于金属材料，能导电
④含硅的钢具有良好的导磁性和耐酸性
A.①②
B.②③
C.①③
D.②④
解析:石英的主要成分是二氧化硅，透明的石英晶体叫水晶， ①错误；晶体硅属于无机非金属材料，③错误。
+H2O。( √ )
探究一 碳和硅性质的比较
【对点训练1】在高温下，碳与硅可形成SiC。对于化学反
应：SiO2+3C
高温
====
SiC+2CO↑，有关叙述正确的是(
C)
A.反应中SiO2是氧化剂，C是还原剂
B.硅元素被还原了，碳元素被氧化了
C.在反应中C既是氧化剂又是还原剂
D.在反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
4.光导纤维 (1)主要成分:_S_iO__2 。 (2)用途:光纤通讯、能量传输、信息处理。
1.下列说法正确的是( C ) A.硅在自然界中以游离态和化合态形式存在 B.单质硅性质很稳定，常温下不与任何物质反应 C.含硅15%左右的钢可以制造耐酸设备 D.工业制粗硅的反应为SiO2+C =高==温= Si+2CO2↑
_S_iO__2 。
用于制造晶体管、集成电路、硅整流器和太阳能电池等，
其合金用于制造变压器铁芯和耐酸设备等。
四、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.物理性质
3.化学性质
SiO2与NaOH反应：S_i_O_2_+_2_N__a_O_H__=_=_=_=_N__a_2S_i_O__3+_H__2_O__。 SiO2与CaO反应：_S_iO__2+__C_a_O__=高_=_=温_=_C__a_S_iO__3。 SiO2与HF反应：_S_iO__2_+_4_H_F_=__=_=_=_S_i_F_4_↑_+_2_H_2_O___。

第四章元素与材料世界硅无机非金属材料一、教材分析<一）知识脉络本节教材以无机非金属材料和硅单质及其化合物的性质两条线索相互交叉而展开，介绍了硅、二氧化硅的性质，硅单质的制法，硅、二氧化硅在计算机及通信等高技术领域的应用，常见的硅酸盐材料玻璃、水泥、陶瓷和新型无机硅酸盐材料的主要成分和用途。

与旧教材相比，本教材加大了各种材料在社会日常生活中应用介绍的力度。

tGy8Z7xwrU<二）知识框架1．半导体材料与单质硅①单质硅的物理性质：②硅的化学性质：常温下不活泼，除氟气、氢氟酸和强碱外，一般不与其他物质反应。

加热条件下，可与氧气反应。

tGy8Z7xwrUSi + O2 加热===== SiO2 Si + 2F2 === SiF4 Si + 4HF === SiF4 ↑+ 2H2↑tGy8Z7xwrU③硅的工业制法：工业上，用焦炭在电炉中还原SiO2得到含有少量杂质的粗硅后再提纯。

SiO2 + 2C 高温===== Si + 2CO↑④硅的主要用途：作半导体材料；制造太阳能电池；制造硅合金等。

2．二氧化硅与光导纤维①物理性质②化学性质SiO2 + 2NaOH == Na2SiO3 + H2O SiO2 + CaO 高温===== CaSiO3tGy8Z7xwrUSiO2 + 4HF == SiF4↑ + 2H2O③二氧化硅的用途：制造电子元器件、光学仪器、精密仪器轴承、光导纤维、石英钟、工艺品、玻璃等。

3．硅酸盐与无机非金属材料①玻璃、水泥②无机非金属材料：高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷等二、教学目标1．知识技能目标掌握硅、二氧化硅的物理化学性质，粗硅的制法。

认识硅、二氧化硅作为无机非金属材料的特性及其用途，了解硅酸盐等无机非金属材料的基本组成、性能、用途。

tGy8Z7xwrU2．方法与过程目标学习从不同的角度出发对常见材料进行分类的方法，能根据同一类别不同物质的性质归纳出该类物质的通性，并能运用通性简单预测其他物质的性质。

SiO2+4HF
SiF4↑+2H2O
3.硅酸的特性
无机酸一般易溶于水,但H2SiO3却难溶于水。
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第1课时 半导体材料 和光导纤维
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【例题1】 下列关于硅及硅的化合物的叙述中不正确的是( )
①硅是地壳中含量最多的非金属元素 ②晶体硅是良好的半导体
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二、硅 1.硅的存在 在地壳中,硅的含量仅次于氧,全部以化合态存在,主要存在形式 为二氧化硅和硅酸盐。 2.单质硅 (1)硅的同素异形体:晶体硅和无定形硅。 (2)物理性质。 晶体硅是灰黑色,有金属光泽,硬而脆的固体,熔点高,能导电,是良 好的半导体材料。
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(4)非金属单质一般不导电,但Si为半导体,有一定的导电能力。
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2.SiO2的特性 (1)SiO2是H2SiO3的酸酐,但它不溶于水,不能直接用它与水反应 来制取H2SiO3。 (2)非金属氧化物的熔沸点一般较低,但SiO2的熔沸点却很高。 (3)酸性氧化物一般不与酸作用,但SiO2能跟HF作用:
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规律方法点拨SiO2和CO2分别为H2SiO3和H2CO3的酸酐,H2CO3的

课时1 单质硅与二氧化硅目标与素养:1.掌握Si、SiO2的性质。

(宏观辨识)2。

认识Si和SiO2在生产中的应用。

（社会责任）一、单质硅与半导体材料1．半导体材料特指导电能力介于导体和绝缘体之间的一类材料，最早使用的半导体材料是锗，现在使用最广泛的半导体材料是硅。

2．硅元素的存在在地壳里，硅的含量仅次于氧，全部以化合态存在,主要存在形式为二氧化硅和硅酸盐。

3．单质硅（1)硅的同素异形体有：晶体硅和无定形硅。

（2)物理性质：晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体.(3）化学性质：加热条件下与O2反应的化学方程式为Si＋O2错误! SiO2。

(4）制备：用焦炭还原SiO2的化学方程式为2C＋SiO2错误!Si＋2CO↑。

(5)用途①硅：制造晶体管、集成电路、硅整流器和太阳能电池等。

②硅合金：a．含硅4%的钢可制造变压器铁芯。

b．含硅15%左右的钢具有耐酸性，可制造耐酸设备.碳在自然界中有稳定的单质，硅却没有，能否说明硅的化学性质比碳活泼？【提示】不能。

对比硅和碳的化学性质可知硅的活泼性不如碳的活泼性强。

二、二氧化硅与光导纤维1．二氧化硅(SiO2)（1)存在：沙子、石英的主要成分，透明的石英晶体俗称水晶。

(2)结构:由硅原子和氧原子构成。

（3）物理性质：熔点高、硬度大、不溶于水。

（4)化学性质（用化学方程式填空)微点拨：（1）非金属氧化物的熔、沸点一般较低,但SiO2的熔、沸点很高。

（2)酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能跟氢氟酸反应。

2．光导纤维（1）主要成分：SiO2.(2)用途：光纤通讯、能量传输、信息处理。

1．判断正误(正确的打“√"，错误的打“×”）(1）硅在自然界中以游离态和化合态形式存在。

( ）（2）地壳中含量第一和第二的两种元素的单质在加热条件下可以反应，故该反应吸热. ( ）（3）工业制粗硅的反应为SiO2＋C错误!Si＋CO2。

（）(4)1 mol SiO2中含有6。