第1課時硅和二氧化硅[學習目標]1.能從資料構(gòu)成角度對生活中常有的資料進行分類，能依據(jù)使用要求選擇適合的資料。2.知道硅、二氧化硅的性能，主要用途。一、單質(zhì)硅與半導體資料1．硅在自然界中的存在(1)硅在自然界中僅以□01化合態(tài)的形式存在，常有的化合態(tài)的硅有□0203二氧化硅和□硅酸鹽等，它們寬泛存在于各樣礦物和巖石中。04□晶體硅硅的同素異形體05□無定形硅非晶硅2．晶體硅的物理性質(zhì)3．單質(zhì)硅的化學性質(zhì)常溫下，硅的化學性質(zhì)不開朗，它不易與H2、O2、Cl2、H2SO4、HNO3等物質(zhì)發(fā)生反響，在加熱或高溫條件下，硅能與某些非金屬單質(zhì)發(fā)生反響。△如：與Cl2反響：Si＋2Cl2=====SiCl4△10與O2反響：□Si＋O2=====SiO2(加熱時研細的硅能在氧氣中焚燒)。4．粗硅的制備高溫11□SiO2＋2C=====Si＋2CO↑5．硅的用途12(1)□高純硅能夠用來做半導體資料，超高純度的硅芯片寬泛應(yīng)用于大規(guī)模集成電路及相應(yīng)的計算機技術(shù)中。(2)單質(zhì)硅用于制造晶體管、集成電路、硅整流器和太陽能電池等。(3)硅合金的用途也很廣，含硅□134%的鋼擁有優(yōu)秀的導磁性，能夠用來制造□14變壓器鐵1515%左右的鋼擁有優(yōu)秀的耐酸性，能夠用來制造□16耐酸設(shè)施等。芯；含硅□二、二氧化硅與光導纖維1．二氧化硅的存在水晶石英結(jié)晶形SiO2瑪瑙二氧化硅沙子無定形SiO2：硅藻土2．二氧化硅的物理性質(zhì)純凈的二氧化硅晶體□01020304無色，熔點□高，硬度□大，□不溶于水，不溶于其余一般溶劑。3．二氧化硅的化學性質(zhì)05062除外)發(fā)生反響，能與堿溶液遲緩反響，在高溫下能與□07堿性氧化物反響。與堿反響生成鹽和水，如與NaOH反響：08□SiO2＋2NaOH===NaSiO3＋H2O酸性氧化(1)與堿性氧化物反響生成鹽，如高溫時與物的通性高溫09CaO反響：□SiO2＋CaO=====CaSiO3高溫10(2)弱氧化性(與碳反響)：□SiO2＋2C=====Si＋2CO↑(3)與某些鹽反響：高溫11SiO2＋Na2CO3=====□Na2SiO3＋CO2↑高溫12SiO2＋CaCO3=====□CaSiO3＋CO2↑13(4)特征(SiO2能與氫氟酸反響)：□SiO2＋4HF===SiF↑＋2H2O4．二氧化硅的用途二氧化硅常被用來制造石英表中的壓電資料。水晶常被用來制造電子零件和光學儀器等。二氧化硅常被用來制造高性能的現(xiàn)代通信資料——光導纖維。一、硅與半導體資料[溝通商討]1．作為非金屬單質(zhì)Si與前面商討的非金屬單質(zhì)O2、Cl2、S、C、N2、Br2等的性質(zhì)近似嗎？提示：Si

不易與金屬反響而在加熱條件下可與非金屬如：

O2、Cl2等反響，這是

Si

與O2、Cl2、Br2等的不一樣之處。2．硅能夠成為一種重要的半導體資料可能由于它有什么性質(zhì)？提示：擁有導電性介于導體與絕緣體之間的性質(zhì)，也就是介于金屬與非金屬之間的性質(zhì)。[點撥提高]高溫1．反響SiO2＋2C=====Si＋2CO↑是氧化復(fù)原反響，二氧化硅是氧化劑，碳是復(fù)原劑；該反響的產(chǎn)物是CO，不是2CO。2．粗硅在加熱條件下和Cl2反響生成SiCl，SiCl4的沸點較低，受熱簡單轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w，4進而達到和固體物質(zhì)分別的目的，SiCl4和H2在高溫條件下能夠發(fā)生反響生成Si和HCl氣體；這說明硅與HCl不反響，工業(yè)上就是利用這類方式由粗硅制純硅的。知識拓展常溫下，硅能與F2、HF和強堿溶液反響：Si＋2F2===SiF4Si＋4HF===SiF↑＋2H2↑Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑此中

Si

與HF、Si

與強堿溶液反響產(chǎn)生

H2是

Si

的特征。[練習與活動]1．以下物質(zhì)中，導電性介于導體和絕緣體之間的是( )①晶體硅

②金屬鋁

③石墨

④晶體鍺

⑤金剛石A．只有①

B．只有⑤C．②和③

D．①和④答案

D分析Si、Ge導電性介于導體和絕緣體之間，可作半導體資料；Al是電的良導體；石墨也能導電，不可以作半導體資料；金剛石不導電。2．硅谷是世界上最著名的電子工業(yè)集中地，以硅芯片的設(shè)計與制造著稱于世。以下有關(guān)硅的說法中正確的選項是( )A．硅既不易失掉電子又不易獲得電子，因此既不可以做氧化劑，又不可以做復(fù)原劑B．硅是構(gòu)成礦物和巖石的主要元素，硅在地殼中的含量居第一位C．硅的化學性質(zhì)不開朗，在自然界中以游離態(tài)的形式存在D．在電子工業(yè)中，硅是最重要的半導體資料答案

D分析

在必定條件下，硅能夠發(fā)生氧化復(fù)原反響，

A項錯誤；硅在地殼中的含量居第二位，B項錯誤；自然界中只有化合態(tài)的硅，

C項錯誤。二、SiO2的性質(zhì)[溝通商討]從物質(zhì)的分類看SiO2屬于哪一類？可能擁有什么性質(zhì)？提示：SiO2屬于酸性氧化物；它擁有酸性氧化物的通性——能與堿、堿性氧化物反響。[點撥提高]SiO2與CO2的比較知識拓展SiO2和H2SiO3的特征(1)SiO2是HSiO的酸酐，但它不溶于水，不可以直接用它與水反響來制取HSiO。2323非金屬氧化物的熔、沸點一般較低，但SiO2的卻很高。酸性氧化物一般不與酸作用，但SiO2能跟HF作用：SiO2＋4HF===SiF↑＋2H2O。(4)H2CO3的酸性大于H2SiO3，因此有Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，但在高溫下高溫Na2CO3＋SiO2=====Na2SiO3＋CO2↑也能發(fā)生，原由是CO2是低沸點、易揮發(fā)的氣體，SiO2是高沸點、難揮發(fā)的固體。△(5)無機酸一般易溶于水，但

H2SiO3卻難溶于水，且易分解：[練習與活動]

H2SiO3=====SiO2＋H2O。3．對于二氧化硅，以下表達不正確的選項是( )A．水晶的主要成分是二氧化硅B．二氧化硅和二氧化碳在物理性質(zhì)上有很大差異C．二氧化硅不溶于水，也不可以跟水起反響生成酸D．二氧化硅是一種酸性氧化物，它不跟任何酸起反響答案D分析水晶的主要成分為SiO2，A項正確；CO2是由分子構(gòu)成的，而SiO2是Si和O按1∶2構(gòu)成的空間立體網(wǎng)狀構(gòu)造的晶體，兩者物理性質(zhì)差異很大，B正確；SiO2不溶于水也不與水反響，C項正確；SiO2是酸性氧化物，但SiO2能和氫氟酸反響，D項不正確。4．以下物質(zhì)：①水；②氫氟酸；③燒堿溶液；④濃硫酸；⑤氧化鈣；⑥濃硝酸；⑦碳酸鈉固體。此中，在必定條件下能與2反響的是( )SiOA．只有②③⑤⑦B．只有①③⑤⑥C．只有①④⑥D(zhuǎn)．所有答案A分析

SiO2

不與水、濃硫酸、濃硝酸反響，與氫氟酸反響的化學方程式為

Si