高中化学 硅和硅的化合物

“硅元素单质及其化合物”的组织构造型复习一、学前分析1、授课内容分析纵观人教版高中化学教材，硅元素单质及其化合物是人教版必修一第四章非金属及其化合物中一部分。

这章内容涉及了非金属及其化合物的组成、结构、性质以及变化，是构建宏观辨识与微观探析素养的知识载体。

通过该专题的学习，学生还将了解这些常见非金属及其化合物在改善生活质量、促进社会发展、保护生态环境等方面做出的巨大贡献，并形成良好的科学态度与创新意识素养。

在考试大纲中也强调了该专题的地位，考试大纲要求学生了解常见元素的单质及其重要化合物的制备及其对环境的影响，掌握其重要性质和用途。

2、学情分析这是高三的复习课，学生对于相关知识已不再陌生。

但是该专题涉及的物质种类较多，学生需要掌握大量的物质性质及化学反应方程式，往往会出现记忆不牢，知识的组织结构不良等问题，导致其化学学科核心素养的发展受阻。

二、教学目标1、知识与技能（1）了解硅元素及其化合物的制备及对环境的影响。

（2）掌握硅元素及其化合物的重要性质和用途。

2、过程与方法通过思维导图构建知识网络的方法，帮助学生巩固硅元素及其化合物的相关知识，并优化其知识组织结构。

3、情感态度价值观深刻认识化学在改善人类生活质量，促进社会物质文明发展以及保护生态环境方面做出的重大贡献。

三、教学重难点1、教学重点：巩固硅元素及其化合物的相关知识，并优化其知识的组织结构。

2、教学难点学生形成良好的硅元素及其化合物知识的组织结构。

四、教学过程设计：教师活动【新课导入】PPT投影含有硅元素的物质，吸引学生的注意力，并让学生感受到硅元素与我们的生活息息相关，激发学生的学习兴趣。

【讲述】我们在高一上学期时已经对非金属及其化合物的内容进行了系统的学习，在该专题中，我们主要学习了硅、氯、氮、硫四种非金属元素及其化合物的相关知识。

但是很多同学的知识记忆比较零散，不成体系，因此，我们这段时间将通过思维导图的方法对该专题的知识进行梳理，去构建出知识网络。

高中化学：硅及硅的化合物考点一：硅的存在例1：下列叙述中，正确的是（）A．自然界中存在大量的单质硅B．石英、水晶、硅石的主要成分都是二氧化硅C．二氧化硅的化学性质活泼，能跟酸或碱的溶液发生化学反应D．自然界中二氧化硅都存在于石英中解析：自然界中硅的含量很高，但都是以化合态形式存在，A选项错误；硅是亲氧元素，在自然界中主要以氧化物及硅酸盐形式存在，如石英、水晶、硅石等主要成分都是二氧化硅，C项正确，D项错误；二氧化硅的性质很稳定，C项错误。

答案：B点评：二氧化硅虽然能够和碱性氧化物、碱溶液反应，但不能说明二氧化硅的化学性质就活泼。

变式训练1：下列物质中，主要成分不是SiO2的是（）A．刚玉B．玛瑙C．水晶D．石英考点二：SiO2的性质例2：下列叙述正确的是( )A．因为有反应Na2CO3+SiO2=高温=Na2SiO3+ CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸强B．碳和硅都是ⅣA族的元素，所以二氧化碳和二氧化硅的物理性质相似C．二氧化硅既溶于氢氧化钠溶液又能溶于氢氟酸，所以二氧化硅是两性氧化物D．二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物，但二氧化硅不能和水反应生成硅酸解析：根据酸盐之间复分解反应进行的方向判断酸性强弱一般是在常温湿态下适用，在高温干态下不适用，事实上碳酸酸性比硅酸强，故A项错误；CO2和SiO2属不同类型晶体，在物理性质方面有很大差异，故B项错误；SiO2与氢氟酸反应，不属于酸性氧化物的通性，故C项错误；SiO2虽属于酸性氧化物，但不能直接与H2O反应生成H2SiO3，D项正确。

答案：D点评：Si02高温下能与碳酸盐反应，不能说明硅酸的酸性比碳酸强，而是遵循高沸点物质制低沸点物质的原理，又由于CO2是气体，生成后脱离反应体系，使反应向右进行彻底。

变式训练2-1：下列有关说法正确的是( )A．CO2与水反应生成碳酸，是酸性氧化物；SiO2不能与水反应生成相应的硅酸，不是酸性氧化物B．NaOH溶液不能用带磨口玻璃塞的玻璃瓶盛放C．除去二氧化硅中少量的碳酸钙杂质应选用水D．粗硅制备时，发生的反应为：SiO2+ C＝Si + CO2↑例2-2：熔融烧碱应选用的器皿是（）A.石英坩埚B.普通玻璃坩埚C.生铁坩埚D.刚玉坩埚解析：石英坩埚和普通玻璃坩埚中都含有SiO2，烧碱能与SiO2发生如下反应：SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O；刚玉坩埚的主要成分是Al2O3，也能与NaOH 反应：Al2O3+2NaOH＝2NaAlO2+H2O。

非金属及其化合物一、硅及其化合物 Si硅元素在地壳中的含量排第二，在自然界中没有游离态的硅，只有以化合态存在的硅，常见的是二氧化硅、硅酸盐等。

硅的原子结构示意图为，硅元素位于元素周期表第三周期第ⅣA族，硅原子最外层有4个电子，既不易失去电子又不易得到电子，主要形成四价的化合物。

1、单质硅（Si）：（1）物理性质：有金属光泽的灰黑色固体，熔点高，硬度大。

（2）化学性质：①常温下化学性质不活泼，只能跟F2、HF和NaOH溶液反应。

Si＋2F2＝SiF4Si＋4HF＝SiF4↑＋2H2↑Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑②在高温条件下，单质硅能与O2和Cl2等非金属单质反应。

（3）用途：太阳能电池、计算机芯片以及半导体材料等。

（4）硅的制备：工业上，用C在高温下还原SiO2可制得粗硅。

SiO2＋2C＝Si(粗)＋2CO↑Si(粗)＋2Cl2＝SiCl4SiCl4＋2H2＝Si(纯)＋4HCl2、二氧化硅（SiO2）：（1）SiO2的空间结构：立体网状结构，SiO2直接由原子构成，不存在单个SiO2分子。

（2）物理性质：熔点高，硬度大，不溶于水。

（3）化学性质：SiO2常温下化学性质很不活泼，不与水、酸反应（氢氟酸除外），能与强碱溶液、氢氟酸反应，高温条件下可以与碱性氧化物反应：①与强碱反应：SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O（生成的硅酸钠具有粘性，所以不能用带磨口玻璃塞试剂瓶存放NaOH溶液和Na2SiO3溶液，避免Na2SiO3将瓶塞和试剂瓶粘住，打不开，应用橡皮塞）。

②与氢氟酸反应[SiO2的特性]：SiO2＋4HF＝SiF4↑+2H2O（利用此反应，氢氟酸能雕刻玻璃；氢氟酸不能用玻璃试剂瓶存放，应用塑料瓶）。

③高温下与碱性氧化物反应：SiO2＋CaO CaSiO3（4）用途：光导纤维、玛瑙饰物、石英坩埚、水晶镜片、石英钟、仪器轴承、玻璃和建筑材料等。

3、硅酸（H2SiO3）：（1）物理性质：不溶于水的白色胶状物，能形成硅胶，吸附水分能力强。

高中化学——非金属及化合物知识点总结一、硅及其化合物（一）硅1、硅的存在和物理性质（1）存在：只以化合态存在，主要以SiO2和硅酸盐的形式存在于地壳岩层里，在地壳中含量居第二位。

（2）物理性质：晶体硅是一种灰黑色固体，具有金属光泽，硬而脆的固体，熔沸点较高，能导电，是良好的半导体材料。

2、硅的化学性质3、用途：制造半导体、计算机芯片、太阳能电池。

（二）CO2和SiO2的比较（三）硅酸及硅酸盐1、硅酸（1）物理性质：与一般的无机含氧酸不同，硅酸难溶于水。

（2）化学性质：①弱酸性：是二元弱酸，酸性比碳酸弱，与NaOH溶液反应的化学方程式为：②. 不稳定性：受热易分解，化学方程式为：（3）制备：通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得，如Na2SiO3溶液与盐酸反应：（4）用途：硅胶可用作干燥剂、催化剂的载体等。

2、硅酸盐定义：硅酸盐是由硅、氧、金属所组成的化合物的总称。

（1）硅酸盐结构复杂，一般不溶于水，性质很稳定。

通常用氧化物的形式来表示其组成。

例如：硅酸钠Na2SiO3（Na2O·SiO2），高岭石Al2Si2O5(OH)4（Al2O3·2SiO2·2H2O）。

书写顺序为：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。

注意事项：① 氧化物之间以“·”隔开；②计量数配置出现分数应化为整数。

（2）硅酸钠：Na2SiO3，其水溶液俗名水玻璃，是一种无色粘稠液体，是一种矿物胶，用作黏合剂和木材防火剂。

（四）常见无极非金属材料及其主要用途（五）总结提升1、硅（1）硅的非金属性弱于碳，但碳在自然界中既有游离态又有化合态，而硅却只有化合态。

（2）硅的还原性强于碳，但碳能还原SiO2产生，但Si能跟碱溶液作用放出（3）非金属单质跟碱溶液作用一般无H2H：2（4）非金属单质一般不跟非氧化性酸反应，但硅能跟氢氟酸反应。

（5）非金属单质一般为非导体，但硅为半导体。

2、二氧化硅（1）非金属氧化物的熔沸点一般较低，但SiO2的熔点却很高。

第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角——硅第一课时主备人：于小凤时间：2009年11日课程标准: 知道硅在自然界以SiO2及硅酸盐的形式存在了解SiO2与HF、碱性氧化物、强碱的反应省教学要求：掌握SiO2的存在形式和SiO2的性质掌握H2SiO3的弱酸性、制备方法及硅胶的应用教学目标：知识与技能使学生了解硅在自然界中的含量及存在形式。

使学生了解硅的两种重要化合物——二氧化硅及硅酸的主要性质。

过程与方法引导学生对比学习硅的化合物（二氧化硅及硅酸）与碳的化合物（二氧化碳及碳酸），培养学生联系、对比、归纳总结的学习方法。

情感、态度与价值观使学生了解二氧化硅和硅酸在日常生活、生产中的应用，感受化学的实用性，增强学习化学的兴趣。

教学重点：二氧化硅及硅酸的性质教学难点：二氧化硅的结构及二氧化硅、硅酸的主要性质Ⅰ课前检测:阅读教材P74第1、2、3自然段及资料卡片内容，完成知识整理：1、硅在地壳中的含量仅次于，硅原子和碳原子的最外层均有个电子，二者既相似又不同。

碳和硅的原子结构示意图分为、主要形成四价的化合物。

是构成有机物的主要元素，硅主要以熔点很高的及的形式存在。

是构成岩石与许多矿物的基本元素。

Ⅱ课堂新授【新课导入】在上一章我们研究了金属及其化合物的性质，在已发现的一百多种元素中，金属占了绝大多数，非金属只有二十几种（包括稀有气体）。

但是，与金属相比，非金属的性质要复杂得多。

金属只有正价，单质只有还原性；而非金属有多种化合价（举例：S），化合物中一定含有非金属元素，C就是构成有机物的主要元素，没有C就没有生命。

总之非金属与人类息息相关，现在我们就来学习第四章非金属及其化合物。

本节课首先来学习无机非金属材料的主角——硅【板书】第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角——硅【思考】碳和硅在自然界中的存在形式不同的原因是什么？SiO2+4HF＝SiF4↑+2H2O②酸性氧化物的通性与碱性氧化物反应：SiO2+CaO＝CaSiO3（炼铁造渣）与碱反应：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O（Na2SiO3水溶液俗名水玻璃，有粘结性）⑸SiO2的用途二、硅酸(H2SiO3)1、物理性质：白色胶状沉淀2、化学性质：酸性：H2SiO3 < H2CO33、制法：①可溶性硅酸盐与酸反应：②将CO2通入Na 2SiO3溶液中：Na2SiO3+CO2+H2O = H2SiO3↓+Na2CO34、用途：【练习】1、下列叙述中，正确的是（）A、自然界中存在大量单质硅B、石英、水晶、硅石的主要成分都是二氧化硅C、二氧化硅的化学性质活泼，能跟酸、碱发生化学反应D、自然界中二氧化硅都存在于石英矿中2、下列关于二氧化硅的用途说法正确的是（）①制造水泥；②制光导纤维；③制造手表；④制坩埚；⑤制首饰Ａ、②④⑤Ｂ、①②④Ｃ、①②③④⑤Ｄ、①③⑤3、下列仪器的使用正确的是（）A、用石英坩埚熔化NaOH固体B、用玻璃试剂瓶保存HF溶液C、用磨口玻璃试剂瓶保存NaOH溶液D、用磨口玻璃试剂瓶保存浓HNO3教后反思：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

高中硅知识点总结1. 硅的性质硅是一种非金属元素，化学性质和碳相似，常温下处于固态。

硅不溶于水，但可溶于浓盐酸和氢氟酸。

硅具有良好的导热性和导电性，因此被广泛应用于半导体行业。

2. 硅的存在形式硅是地壳中最丰富的元素之一，主要以二氧化硅（SiO2）的形式存在于矿物中。

硅也广泛存在于许多天然物质中，如玻璃、水晶、水泥等。

3. 硅的化合物硅主要形成了许多氧化物和硅酸盐。

常见的硅化合物包括二氧化硅、三氧化二硅、硅酸镁、硅酸铝等。

4. 硅的制备硅的制备主要通过还原二氧化硅来实现。

传统的方法是用碳还原法，即在高温下通过碳还原二氧化硅。

近年来，高纯度硅的制备也采用了其他先进的制备方法，如氢气还原法、熔融盐电解法等。

5. 硅的物理性质硅是典型的半导体材料，具有一些特殊的物理性质。

硅的晶体结构属于钻石型结构，具有稳定的晶格和特定的电子能带结构。

此外，硅对光的透射性和折射性也具有特殊的表现，广泛应用于光电子器件中。

6. 硅的化学性质硅在化学反应中表现出一定的反应性，但相对于其他金属元素来说，它的反应性较低。

硅能与氢气、氯气等发生置换和加成反应，产生氢化硅、氯化硅等化合物。

7. 硅的应用硅是现代技术中的重要材料之一，在电子、通讯、光电子、太阳能等领域都有广泛的应用。

硅材料主要应用于半导体器件、太阳能电池、集成电路板等高科技领域。

8. 硅的环境影响硅在环境中的排放和使用会对环境造成一定的影响。

硅的制备和应用过程中会产生高温排放和石棉尘等有害物质，对环境造成污染。

因此，在硅的生产和应用过程中，需要采取有效的环保措施，减少对环境的影响。

综上所述，硅是一种重要的非金属元素，具有广泛的应用价值和发展潜力。

随着技术的不断进步，硅材料在现代科技领域的应用将会越来越广泛，对经济和社会发展都将产生重要的影响。

同时，也需要持续关注硅材料在生产和应用过程中对环境和生态系统的影响，并采取有效的措施加以控制。

复习专题七硅无机非金属材料【复习目标】1.了解硅在自然界的存在形式和性质。

2.知道二氧化硅的物理性质和化学性质。

3.知道硅酸盐的性质和用途。

4．了解硅酸盐工业。

【知识归纳】一．硅的性质1．硅的物理性质：_________2．硅的化学性质：①常温下，只能与氟气、氢氟酸（HF）和烧碱反应②加热条件下，能和一些非金属单质反应Si + O2 ＝Si + Cl2 ＝Si + C ＝3．硅的制备：【典型例题】例1．在自然界里，硅存在于地壳的各种矿物和岩石中的形式是（）A．晶体硅B．二氧化硅C．硅酸D．硅酸盐例2．关于硅的说法不正确的是( ) A．晶体硅是非金属元素，它的单质是灰黑色的有金属光泽的固体B．晶体硅的导电性介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体C．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应D．加热到一定温度时，硅能与碳、氧气等非金属反应二．二氧化硅的性质1．物理性质2．化学性质：二氧化硅的化学性质不活泼不与水反应也不与酸﹙HF除外﹚反应①具有酸性氧化物的性质SiO2 + H2O ≠SiO2 + CaO ＝SiO2 + NaOH ＝[思考] 如何保存强碱溶液？②与盐反应SiO2+ Na2CO3＝SiO2+ CaCO3＝③弱氧化性④特性：[思考] 如何保存氢氟酸？制取氢氟酸用什么容器？【典型例题】例3．下列说法正确的是A．二氧化硅溶于水显酸性B．光导纤维传导光的能力非常强，利用光缆通讯，能同时传送大量信息C．因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出CO2，所以硅酸的酸性比碳酸强D．二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸。

例4．下列物质不与二氧化硅反应的是（）A．烧碱B．氢氟酸C．硝酸D．石灰石三．硅酸、硅酸钠1．原硅酸﹙﹚和硅酸﹙﹚均溶于水，其酸性比碳酸弱（注意；不能用水和二氧化硅直接反应制硅酸）原硅酸白色粘稠状物质，很不稳定，在空气中易失去生成反应式是硅酸是白的粉末状的物质，硅酸加热后发生生成和2．硅酸钠（1）物理性质（2）化学性质：（3）保存：【典型例题】例5．能贮存在带磨口塞的玻璃试剂瓶中的试剂是（）A．KOH溶液B．浓H2SO4C．水玻璃D．氢氟酸四．硅酸盐工业1．玻璃（1）原料：、、（2）原理：、普通玻璃的主要成分：CaSiO3、Na2SiO3、SiO2石英玻璃：纯SiO2钢化玻璃：与普通玻璃成分一样有色玻璃：在普通玻璃中加一些金属氧化物CuO－红色；Co2O3－蓝色；MnO2—紫色；Fe2＋－绿色2．水泥：原料：、、3．陶瓷传统陶瓷是以等为主要原料烧成的制品。