2022年人教版化学高一 上学期同步必修一4.1节无机非金属硅的性质教学案 练习含答案
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ｂ．与碱性氧化物反响：SiO2CaOCaSiO3
②与 HF 的反响：SiO24HF===SiF4 ↑2H2O
HF 能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。NaOH 溶液能与玻璃中的 SiO2 反响生成 Na2SiO3，使瓶塞局部粘结而无法翻开。因此盛装 NaOH 溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡胶塞。 除此之外，SiO2 在制水泥、玻璃、纯硅时，还有一些特殊反响：
思考练习： 1．1 碳与硅的最外层均为 4 个电子，且碳比硅活泼，但碳在自然界中有稳定的单质，硅却没有，为什么？ 2 实验室盛装 NaOH 溶液的试剂瓶为什么用橡皮塞，而不用玻璃塞？ 【提示】1 硅为亲氧元素，在自然界中不能稳定存在。 2 玻璃中含有 SiO2，SiO2 与 NaOH 反响生成有黏性的 Na2SiO3，会使瓶塞与瓶口粘在一起，不易翻开。 2 ①为什么 CO2 和 SiO2 在化学性质上具有一定的相似性而物理性质差异很大？ ②CO2 与酸不反响，SiO2 是否与酸反响？ 【提示】 ①SiO2 和 CO2 均属于酸性氧化物，故化学性质相似。CO2 是由分子构成的，而 SiO2 是空间立体网状
结构，故二者物理性质差异大。 ②SiO2 只能与氢氟酸反响。
主要存在环境
构成
物理性质
化学性质
与碱 与水 与碳
二氧化碳
二氧化硅
空气
CO2 分子 熔、沸点低，常温下是气体，能
溶于水
岩石中，石英、沙子和硅藻土都含有 SiO2
Si 原子、O 原子，无 SiO2 分子
硬度大，熔点高的固体，不溶于水
2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O CO2＋H2O===H2CO3 C＋CO2错误!
D．三个反响的反响物中硅元素均被复原
练习稳固 1 易：硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大局部的岩石、沙子和土壤。在无机非金属材料中，硅一直扮演着
主角。下面几种物质中含有硅单质的是 C
A．玛瑙 B．光导纤维 C 太阳能电池板 D．水晶
练习稳固 2 易：有些科学家提出硅是“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。以下关于硅的说法不正确的选项是 B
A．自然界中硅元素的贮量丰富
B．自然界中存在大量的单质硅
C．高纯度的单质硅被广泛用于制作计算机芯片
D．可用 H2 在高温下复原 SiCl4 的方法得到高纯硅 练习稳固 3 中：硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的 90%以上。
1 以下物质不属于硅酸盐的是________。
D．生石灰
2SiO2 是玻璃的主要成分之一，SiO2 与氢氧化钠溶液反响的化学方程式为________，工艺师常用________填物质
请再观察下面的图片：
新课讲解一．硅元素的存在与二氧化硅
1 硅元素的存在 1 含量：在地壳中的含量为%，仅次于氧。 2 存在：全部以化合态形式存在，主要是氧化物和硅酸盐。 2．二氧化硅 1 存在：SiO2 存在形态有结晶形和无定形两大类，统称硅石。石英、水晶、玛瑙、沙子、光导纤维的主要成分均 是二氧化硅。地球上存在的天然二氧化硅约占地壳质量的 12%。纯洁的二氧化硅晶体无色透明，称为水晶〔如左以 下图〕；具有彩色环带状或层状的石英晶体，称为玛瑙〔如右以下图〕。
③弱氧化性：SiO22CSi 2CO↑ 工业上制粗硅 ④与某些盐反响：Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2↑ CaCO3SiO2CaSiO3CO2 ↑ 工业上制玻璃
的主要反响 5 用途 ①沙子是根本的建筑材料。 ②纯洁的 SiO2 是现代光学及光纤制品的根本材料，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。
SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O 不反响
ol 电子
D．高温下将石英砂、焦炭、氯气、氢气按一定比例混合可得高纯硅
【例 2】硅被誉为无机非金属材料的主角，以下物品用到硅单质的是 C
A．陶瓷餐具
B．石英钟表
C．计算机芯片
D．光导纤维
【例 3】单晶硅是制作电子集成电路的根底材料。科学家预计，到 2021 年一个电脑芯片上将会集成 10 亿个晶体管，
其功能远比我们想象的要大得多，这对硅的纯度要求很高。用化学方法可制得高纯度硅，其化学方程式为：
①SiO2＋2C错误!Si＋2CO↑ ②Si＋2Cl2错误!SiCl4 ③SiCl4＋2H2错误!Si＋4HCl。 以下对上述三个反响的表达中，不正确的选项是 D
A．①③为置换反响
B．②为化合反响
C．①②③均为氧化复原反响
正是 SiO2 这种网状结构〔如右图〕决定 了它具有优良的物理性质 和化学性质。 （3）二氧化硅的物理性质 二氧化硅是一种熔点高、硬度大、不溶于水的固体，纯洁的 SiO2 晶体无色透明。 （4）二氧化硅的化学性质
①具有酸性氧化物的性质不溶于水也不和水反响：
ａ．与强碱反响 ：SiO22NaOH===Na2SiO3H2O
（2）二氧化硅的结构——空间网状结构 二氧化硅晶体中，每个 Si 周围连着 4 个 O，
每个 O 连着 2 个 Si，即每个硅原子位于正四面 体的中心，四个氧位于 4 个顶角，而每个 O 被 两个正四面体共用。所以 SiO2 晶体是由 Si 和 O 按 1∶2 的比例所组成的立体网状结构的晶体， 故 SiO2 不是分子式。
无机非金属材料中的主角--硅
课题
无机非金属材料中的主角--硅
1 了解硅在自然界中的存在及硅的亲氧性；
教学目的
2 了解二氧化硅的网状结构，掌握二氧化硅的化学性质； 3 掌握硅酸的化学性质及其制法；
4 了解硅酸盐及硅酸盐材料，掌握重要的硅酸盐——硅酸钠的化学性质； 5 了解硅单质的性质和用途。
教学内容
本节重难点
1 二氧化硅的化学性质 2 硅酸盐的化学性质及硅酸的制备
新课导入
202160 年代，随着集成电路的研制成功，电子工业得到了飞速开展，各种电子产品相继出现，收音机、电视机、 DVD、计算机、 等越来越多的电子及信息产品进入我们的生活。在电子工业的开展过程中，硅起到了非常重要的 作用，硅芯片的使用使计算机的体积缩小到笔记本一样大小。而自然界却没有单质硅供我们直接去使用，那么人们又 是如何去制取硅单质的呢？在半导体工业中有一句行话：“从沙滩到用户〞，你能理解这句话的涵义吗？
②与 HF 的反响：SiO24HF===SiF4 ↑2H2O
HF 能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。NaOH 溶液能与玻璃中的 SiO2 反响生成 Na2SiO3，使瓶塞局部粘结而无法翻开。因此盛装 NaOH 溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡胶塞。 除此之外，SiO2 在制水泥、玻璃、纯硅时，还有一些特殊反响：
思考练习： 1．1 碳与硅的最外层均为 4 个电子，且碳比硅活泼，但碳在自然界中有稳定的单质，硅却没有，为什么？ 2 实验室盛装 NaOH 溶液的试剂瓶为什么用橡皮塞，而不用玻璃塞？ 【提示】1 硅为亲氧元素，在自然界中不能稳定存在。 2 玻璃中含有 SiO2，SiO2 与 NaOH 反响生成有黏性的 Na2SiO3，会使瓶塞与瓶口粘在一起，不易翻开。 2 ①为什么 CO2 和 SiO2 在化学性质上具有一定的相似性而物理性质差异很大？ ②CO2 与酸不反响，SiO2 是否与酸反响？ 【提示】 ①SiO2 和 CO2 均属于酸性氧化物，故化学性质相似。CO2 是由分子构成的，而 SiO2 是空间立体网状
结构，故二者物理性质差异大。 ②SiO2 只能与氢氟酸反响。
主要存在环境
构成
物理性质
化学性质
与碱 与水 与碳
二氧化碳
二氧化硅
空气
CO2 分子 熔、沸点低，常温下是气体，能
溶于水
岩石中，石英、沙子和硅藻土都含有 SiO2
Si 原子、O 原子，无 SiO2 分子
硬度大，熔点高的固体，不溶于水
2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O CO2＋H2O===H2CO3 C＋CO2错误!
D．三个反响的反响物中硅元素均被复原
练习稳固 1 易：硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大局部的岩石、沙子和土壤。在无机非金属材料中，硅一直扮演着
主角。下面几种物质中含有硅单质的是 C
A．玛瑙 B．光导纤维 C 太阳能电池板 D．水晶
练习稳固 2 易：有些科学家提出硅是“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。以下关于硅的说法不正确的选项是 B
A．自然界中硅元素的贮量丰富
B．自然界中存在大量的单质硅
C．高纯度的单质硅被广泛用于制作计算机芯片
D．可用 H2 在高温下复原 SiCl4 的方法得到高纯硅 练习稳固 3 中：硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的 90%以上。
1 以下物质不属于硅酸盐的是________。
D．生石灰
2SiO2 是玻璃的主要成分之一，SiO2 与氢氧化钠溶液反响的化学方程式为________，工艺师常用________填物质
请再观察下面的图片：
新课讲解一．硅元素的存在与二氧化硅
1 硅元素的存在 1 含量：在地壳中的含量为%，仅次于氧。 2 存在：全部以化合态形式存在，主要是氧化物和硅酸盐。 2．二氧化硅 1 存在：SiO2 存在形态有结晶形和无定形两大类，统称硅石。石英、水晶、玛瑙、沙子、光导纤维的主要成分均 是二氧化硅。地球上存在的天然二氧化硅约占地壳质量的 12%。纯洁的二氧化硅晶体无色透明，称为水晶〔如左以 下图〕；具有彩色环带状或层状的石英晶体，称为玛瑙〔如右以下图〕。
③弱氧化性：SiO22CSi 2CO↑ 工业上制粗硅 ④与某些盐反响：Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2↑ CaCO3SiO2CaSiO3CO2 ↑ 工业上制玻璃
的主要反响 5 用途 ①沙子是根本的建筑材料。 ②纯洁的 SiO2 是现代光学及光纤制品的根本材料，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。
SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O 不反响
ol 电子
D．高温下将石英砂、焦炭、氯气、氢气按一定比例混合可得高纯硅
【例 2】硅被誉为无机非金属材料的主角，以下物品用到硅单质的是 C
A．陶瓷餐具
B．石英钟表
C．计算机芯片
D．光导纤维
【例 3】单晶硅是制作电子集成电路的根底材料。科学家预计，到 2021 年一个电脑芯片上将会集成 10 亿个晶体管，
其功能远比我们想象的要大得多，这对硅的纯度要求很高。用化学方法可制得高纯度硅，其化学方程式为：
①SiO2＋2C错误!Si＋2CO↑ ②Si＋2Cl2错误!SiCl4 ③SiCl4＋2H2错误!Si＋4HCl。 以下对上述三个反响的表达中，不正确的选项是 D
A．①③为置换反响
B．②为化合反响
C．①②③均为氧化复原反响
正是 SiO2 这种网状结构〔如右图〕决定 了它具有优良的物理性质 和化学性质。 （3）二氧化硅的物理性质 二氧化硅是一种熔点高、硬度大、不溶于水的固体，纯洁的 SiO2 晶体无色透明。 （4）二氧化硅的化学性质
①具有酸性氧化物的性质不溶于水也不和水反响：
ａ．与强碱反响 ：SiO22NaOH===Na2SiO3H2O
（2）二氧化硅的结构——空间网状结构 二氧化硅晶体中，每个 Si 周围连着 4 个 O，
每个 O 连着 2 个 Si，即每个硅原子位于正四面 体的中心，四个氧位于 4 个顶角，而每个 O 被 两个正四面体共用。所以 SiO2 晶体是由 Si 和 O 按 1∶2 的比例所组成的立体网状结构的晶体， 故 SiO2 不是分子式。
无机非金属材料中的主角--硅
课题
无机非金属材料中的主角--硅
1 了解硅在自然界中的存在及硅的亲氧性；
教学目的
2 了解二氧化硅的网状结构，掌握二氧化硅的化学性质； 3 掌握硅酸的化学性质及其制法；
4 了解硅酸盐及硅酸盐材料，掌握重要的硅酸盐——硅酸钠的化学性质； 5 了解硅单质的性质和用途。
教学内容
本节重难点
1 二氧化硅的化学性质 2 硅酸盐的化学性质及硅酸的制备
新课导入
202160 年代，随着集成电路的研制成功，电子工业得到了飞速开展，各种电子产品相继出现，收音机、电视机、 DVD、计算机、 等越来越多的电子及信息产品进入我们的生活。在电子工业的开展过程中，硅起到了非常重要的 作用，硅芯片的使用使计算机的体积缩小到笔记本一样大小。而自然界却没有单质硅供我们直接去使用，那么人们又 是如何去制取硅单质的呢？在半导体工业中有一句行话：“从沙滩到用户〞，你能理解这句话的涵义吗？