高中化学 《硅 无机非金属材料》学案4 鲁科版必修1

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1、第一节硅无机非金属材料【教材分析】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。【学习目标】1、掌握硅、二氧化硅的物理、化学性质，粗硅的制法。2、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。【重点、难点】硅单质及其化合物的性质，硅

2、的制法【学法指导】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。【知识梳理】一、二氧化硅：是熔点最高的非金属氧化物，具有弱氧化性和酸性氧化物的通性1、与氢氟酸反应：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O（氢氟酸腐蚀玻璃）（二氧化硅的特性）2、高温与碳反应：SiO2+2C高温=====Si+2CO↑、SiO2+3C高温=====SiC+2CO↑（二氧化硅的弱氧化性）3、高温和碳酸盐反应：SiO2+Na2CO3高温=====Na2SiO3+CO2↑

3、、SiO2+CaCO3高温=====CaSiO3+CO2↑（工业制玻璃）4、SiO2+CaO高温=====CaSiO3（炼铁中除炉渣）5、SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O（盛碱性溶液的试剂瓶不能用玻璃塞）　二、硅酸盐:硅酸钠：Na2SiO3，水溶液俗称水玻璃，具有碱性。贮存：盛Na2SiO3溶液的试剂瓶不能用玻璃塞。碱溶液及水解成碱性的溶液都不能用带玻璃塞的试剂瓶贮存变质：SiO32-+CO2+H2O=CO32-+H2SiO3↓表示：组成较复杂,通常用氧化物形式表示,表示方法：金属氧化物.mSiO2.nH2O如：

4、Na2SiO3（水玻璃）——Na2O·SiO2试一试：高岭石Al2(Si2O5)(OH)4【自学探究】探究1、①硅在自然界的存在；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：Si+2F2===SiF4Si+4HF===SiF4↑+2H2↑Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑③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↑制高纯硅：Si+2Cl2高温=====SiCl4S

5、iCl4+2H2高温=====Si+4HCl④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。探究2：①二氧化硅的存在及其物理性质：②化学性质：③二氧化硅的用途：探究3：无机非金属材料①玻璃、水泥玻璃水泥原料原理高温下复杂物理化学变化高温下复杂物理化学变化化学方程式主要成分及特性普通玻璃钠玻（Na2O·CaO·6SiO2）玻璃是非晶体，称为玻璃态物质无固定熔点，在某一温度范围内软化可加工成制品3CaO·SiO2硅酸三钙、2CaO·SiO2硅酸二钙、3CaO·Al2O3铝酸三钙②几种新型陶瓷材料：、、【典例剖析】例1有科

6、学家提出硅是“21世纪的能源”“未来的石油”的观点。假如硅作为一种普通使用的新型能源被开发利用，下列关于其有利因素的说法中，你认为不妥的是（）A．便于运输、储存，从安全角度考虑，贵是最佳的燃料B．自然界的含硅化合物易开采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．自然界存在大量单质硅【解析】D有些燃料具有发热量大、无污染等优点，但从运输、储存角度却不如硅，硅是固体、常温下性质稳定，是非常安全的；另外，硅在自然界广泛存在，硅化合物易开采，其燃烧产物为SiO2，对环境污染程度低。但需要注意的是，自然界没有游离态

7、的硅，因此，D项是错误的。例2．下列说法正确的是（　　）　　　　A．SiO2溶于水显酸性　　　　B．CO2通入水玻璃中可得到硅酸　　　　C．SiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸　　　　D．因为SiO2不溶于水，故H2SiO3不是SiO2对应的酸或者说SiO2不是H2SiO3对应的酸酐。【解析】BSiO2是一种难溶于水的固体，故A是不正确的。SiO2可与HF作用，故保存氢氟酸时不能使用玻璃瓶。SiO2中Si呈+4价，H2SiO3中Si呈+4价，且，故D项错误。例2、下图中A、B、C、D分别代表有关反应中的一种化合物，其中物质A是一

8、种高熔点化合物，不溶于硫酸、硝酸，却溶于氢氟酸。请填写以下空白：（1）A、B、C、D的化学式分别为、、、。（2）A→B的化学方程式（3）C→D的离子方程式【解析】本体主要考查SiO2的特性。其突破口应从“A是一种高熔点的化合物，不溶于硫酸、硝酸，却溶于氢氟酸”推