二氧化硅与信息材料
2021-2022学年高一化学苏教版必修1课时作业：3.3.2 二氧化硅与信息材料 Word版含解析
Evaluation Only. Created with Aspose.Words. Copyright 2003-2016 Aspose Pty Ltd.第2课时二氧化硅与信息材料1.(双选)素有“水晶之乡”美称的江苏东海县盛产水晶,现存于国家地质博物馆的水晶大王就出自东海县。
水晶是较纯洁的透亮的石英晶体,石英的主要成分是SiO2。
下列有关石英的叙述正确的是()A.石英都是无色透亮的晶体,可以作装饰品,也可以制作光学仪器B.石英可以用来生产玻璃C.石英晶体可以用来制取金刚砂D.石英不行以用来制取高纯硅,可以制光导纤维解析:纯洁的SiO2晶体——水晶是无色的,而其他的石英晶体具有不同的颜色,如玛瑙。
生产玻璃的原料是石英、纯碱与石灰石。
金刚砂是SiC,可以用SiO2与过量C反应制得。
石英是光导纤维的材料,可以通过石英与单质碳反应得到单质Si,然后再与Cl2反应生成SiCl4,SiCl4与H2反应得到纯洁的Si。
答案:BC2.(双选)晶体硅和二氧化硅具有相像的晶体结构,则下列说法不正确的是()A.晶体硅和二氧化硅都具有较高的熔点B.晶体硅和二氧化硅都具有较大的硬度C.晶体硅和二氧化硅都可用作半导体材料D.晶体硅和二氧化硅都可用于制光导纤维解析:晶体硅和二氧化硅晶体中都只存在原子间的强相互作用,使它们具有熔点高、硬度大的性质,A、B项正确;SiO2不能用作半导体材料,C项错;晶体硅不能用于制光导纤维,D项错。
答案:CD3.如下图为刻蚀在玻璃上的精致的花纹图案,则该刻蚀过程中发生的主要化学反应为()A.CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑B.NaHCO3+HCl NaCl+H2O+CO2↑C.Si+4HF SiF4↑+2H2↑D.SiO2+4HF SiF4↑+2H2O答案:D4.月球表面的不同岩石富含硅、铝、钾、磷、铀、钍和稀土元素。
下列有关月球表面富含元素的叙述正确的是()A.硅既能溶解于氢氧化钠溶液又能溶于氢碘酸B.铝热反应中铝始终作还原剂C.将钾投入到氯化铝溶液中,能置换出单质铝D.磷的最高价氧化物对应的水化物为强电解质解析:硅不能溶于氢碘酸;钾投入氯化铝溶液中,先与水反应放出H2,不会置换出铝;H3PO4为中强酸,属于弱电解质。
二氧化硅在半导体中的应用
二氧化硅在半导体中的应用近年来，随着信息技术的快速发展，半导体技术也得到了日益广泛的应用。
而在半导体的制造过程中，二氧化硅作为一种重要的基础材料，也得到了广泛的应用。
二氧化硅是一种具有高硬度、高熔点、耐高温、化学惰性等优良性能的物质，因此，在半导体制造中扮演着不可或缺的角色。
一、二氧化硅在半导体生产中的作用半导体的制造过程可以分为几个主要的步骤，包括晶圆制备、晶体管的形成、掺杂以及金属化等。
而二氧化硅则是在其中起到了关键的作用。
1.氧化晶圆制备中，通过将硅片暴露于氧气的环境下进行氧化处理，可以在硅片表面形成一层氧化物，即二氧化硅。
这一层二氧化硅可以提供硅片在后续工艺中的保护作用，从而保证半导体器件的稳定性和寿命。
2.掺杂在晶圆制备的过程中，还需要将各种杂质掺入到硅片中，从而形成不同的电学性能。
而二氧化硅可以通过其优良的电学特性，为半导体器件的掺杂工艺提供优良的支撑。
在半导体器件的垂直结构中，二氧化硅还可以作为绝缘层来隔离不同的半导体区域，从而实现不同区域的掺杂。
3.光刻在半导体器件的制造过程中，光刻技术是一种重要的工艺。
而二氧化硅在其中起到了关键的作用。
在光刻中，将特殊的光刻胶涂覆在硅片表面，然后利用特定的光照方式，将光刻胶的部分局部硬化。
而在这个过程中，二氧化硅被用作硅片表面的抛光剂和起模板作用，从而形成了电路的图形。
4.金属化在半导体器件制造的最后阶段，需要将金属材料沉积在硅片表面，从而将所有的电路集成到一起。
而二氧化硅可以在这个过程中扮演着关键的角色。
一方面，可以利用二氧化硅的化学性质，通过将金属材料与二氧化硅的表面进行电化学反应，从而实现金属化。
另一方面，二氧化硅的优良机械特性，也使其成为提高金属化工艺的关键因素之一，如在黑白胶等电线电路中的应用。
二、二氧化硅的性能优势二氧化硅能够作为半导体的基础材料得到广泛的应用，其原因在于其具有多种性能优势。
二氧化硅的硬度、熔点和抗腐蚀能力都很高，对于抵抗异构体和对电子器件稳定性的影响非常有效。
二氧化硅制作光导纤维的原因
二氧化硅制作光导纤维的原因
光导纤维是一种能够传输光信号的特殊材料，它在现代通信技术和光学仪器中起着重要作用。
而制作光导纤维的材料之一就是二氧化硅。
下面将介绍二氧化硅成为制作光导纤维的材料的原因。
首先，二氧化硅是一种具有良好光学性能的材料。
它具有高透明度和低光损耗的特点，能够有效地传输光信号。
光信号在二氧化硅纤维中的传输损耗相对较低，能够支持长距离的数据传输。
这使得二氧化硅成为制作大容量通信网络和高速光纤通信系统的理想选择。
其次，二氧化硅具有较高的折射率。
折射率是光线从一种介质传播到另一种介质时发生折射的程度。
由于二氧化硅的折射率较大，光线在光导纤维中发生多次全反射，从而实现了信号的传输。
这种全内反射的原理使得光能够在光导纤维中保持被束缚，避免信号的漏失，提高了光信号的传输效率。
此外，二氧化硅具有较低的色散特性。
色散是光波在介质中传播时由于频率不同而导致传输速度的差异。
由于二氧化硅的色散相对较低，不同频率的光信号在纤维中能够尽可能保持同步传输，减小了信号的失真和延时。
这对于高速、大容量的光通信具有重要意义。
综上所述，由于二氧化硅具有良好的光学性能、较高的折射率和较低的色散特性，它成为制作光导纤维的理想材料之一。
其在通信技术和光学仪器中的广泛应用推动了光通信技术的发展，实现了信息传输的高效率和高容量。
二氧化硅的应用和前景
二氧化硅的应用和前景二氧化硅（SiO2）是一种无机化合物，由硅（Si）和氧（O）元素组成。
它在自然界中广泛存在，如石英、石英砂和硅藻土等。
二氧化硅有着广泛的应用领域和巨大的发展前景，下面将从材料、电子、医疗、环境和能源等方面探讨其应用和前景。
首先，二氧化硅在材料领域有着广泛的应用。
由于其高硬度、高熔点、化学稳定性和良好的绝缘性，二氧化硅被广泛应用于陶瓷、玻璃、光纤和复合材料等领域。
在陶瓷制造中，二氧化硅可以提高陶瓷制品的硬度和耐热性，使其具备更好的机械性能和耐用性。
在光纤制造中，二氧化硅是制备高纯度光纤的关键材料，其优异的光学和电学性能使得光纤传输成为现代通信技术的支撑。
此外，二氧化硅还可以作为催化剂、填料、涂料和涂层等材料的添加剂，为这些材料赋予特定的性能。
其次，二氧化硅在电子领域的应用前景广阔。
随着信息技术的发展，人们对电子器件的需求越来越高。
二氧化硅作为一种具备良好电绝缘性的材料，被广泛应用于半导体和微电子器件制造。
在半导体工业中，二氧化硅常用作绝缘层或电介质，用于制造金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）、金属板石英晶体管（MISFET）和同质结等器件。
在微电子器件制造中，二氧化硅可以作为薄膜或光刻胶的材料，用于制造电路板，提高电路的集成度和性能。
未来，随着电子器件的微型化和高集成度的需求，二氧化硅在电子制造中将扮演更重要的角色。
同时，二氧化硅在医疗领域也有着广泛的应用。
由于其无毒、无害、生物相容性好的特点，二氧化硅常被用于制备医用材料和药物传输系统。
在医疗器械中，二氧化硅可以用于制备人工关节、植入物和牙科材料等，以提高其生物相容性和耐用性。
在药物传输中，二氧化硅可以作为纳米药物传输系统的基础材料，通过改变其表面性质来调控药物的释放速率和稳定性。
此外，二氧化硅还具备吸附性能，可以用于吸附和去除水中的重金属离子和有机污染物，为环境治理提供一种新的解决途径。
最后，二氧化硅在能源领域的应用前景也十分广阔。
学案导学苏教化学一导学案：专题4 硫、氮和可持续发展 第二单元含硅矿物与信息材料 含答案
第二单元含硅矿物与信息材料[学习目标定位]1。
知道硅在自然界的存在形式和硅酸盐产品的重要应用，会用氧化物的形式表示复杂硅酸盐的组成.2.知道硅及其重要化合物二氧化硅的性质及其应用。
一、硅酸盐1．硅元素的存在形式2．硅酸盐的组成与性质用氧化物形式表示硅酸盐的组成（1)氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物―→较活泼金属氧化物―→二氧化硅―→水。
(2)氧化物之间以“·”隔开。
(3)在氧化物前面按化学式中的比例添加数字。
(4)若出现分数时应化为整数.3．最简单的硅酸盐4．三种常见的硅酸盐产品产品原料主要设备主要成分水泥石灰石、黏土水泥回转窑3CaO·SiO2，2CaO·SiO2,3CaO·Al2O3玻璃纯碱、石灰石、石英砂玻璃窑Na2O·CaO·6SiO2陶瓷黏土硅酸盐例1下列叙述正确的是（)A．硅酸钠是硅酸盐，但不能溶于水B．电影银幕用水玻璃浸泡,主要是为了防腐C．建筑工业常用水玻璃作黏合剂D．用水玻璃浸泡铁道的木制枕木，主要是为了防火答案C解析Na2SiO3既是硅酸盐，又是钠盐，硅酸盐大多难溶于水，而钠盐均易溶于水;浸泡银幕主要是为了防火，而浸泡枕木主要是为了防腐；水玻璃有黏合作用,常作黏合剂。
【考点】硅酸盐【题点】硅酸盐的性质及应用例2用氧化物的形式表示硅酸盐的组成，其中正确的是() A．钙沸石［CaAl2Si3O10·3H2O]表示为Al2O3·CaO·3SiO2·3H2O B．镁橄榄石（Mg2SiO4)表示为MgO·错误!SiO2C．钾云母（K2Al6Si6H4O24）表示为K2O·2H2O·3Al2O3·6SiO2 D．滑石（Mg3H2Si4O12）表示为3MgO·4SiO2·H2O答案D解析根据硅酸盐改写氧化物的要求可以判断，A中Al2O3和CaO 的排列顺序有误；B中化学计量数出现了分数；C中正确的写法应为K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O;D的写法符合要求。
(同步课堂)2014届高中化学 含硅矿物与信息材料章节精细讲解期末专练 苏教版必修1
第三单元 含硅矿物与信息材料1．硅元素在地壳中的含量居第2位，仅次于氧。
2．在冶铁工业中，生成炉渣的主要成分为CaSiO 3，相关反应为：CaCO 3=====高温CaO ＋CO 2↑，CaO ＋SiO 2=====高温CaSiO 3。
一、硅酸盐1．表示方法——氧化物法2.(1)物理性质：可溶于水，其水溶液称“水玻璃”。
(2)化学性质： ①与盐酸反应：Na 2SiO 3＋2HCl===H 2SiO 3＋2NaCl 。
②与H 2CO 3反应：Na 2SiO 3＋CO 2＋H 2O===H 2SiO 3＋Na 2CO 3。
3．用途Na 2SiO 3溶液在建筑行业常用做黏合剂，经Na 2SiO 3溶液浸泡过的产品既耐腐蚀又不易着火。
二、硅酸盐产品三、二氧化硅与信息材料 1．二氧化硅 (1)物理性质：熔、沸点高，硬度大，不溶于水。
(2)化学性质： ①酸性氧化物的通性： 与NaOH 溶液反应：2NaOH ＋SiO 2===Na 2SiO 3＋H 2O 。
与碱性氧化物(CaO)反应：CaO ＋SiO 2=====高温CaSiO 3。
②特性：与氢氟酸反应SiO 2＋4HF===SiF 4＋2H 2O 。
(3)用途：制作光学镜片，石英坩埚，还可用于制作光导纤维。
2．硅 (1)物理性质：熔、沸点都很高，硬度大，导电性介于导体和绝缘体之间。
(2)化学性质：①常温下，性质稳定，与O 2、Cl 2、HNO 3、H 2SO 4都很难发生反应。
(3)工业制法：SiO 2――→C 高温Si(粗)――→Cl 2高温SiCl 4――→H 2高温Si(纯) 反应的化学方程式依次为：SiO 2＋2C=====高温Si ＋2CO ， Si ＋2Cl 2=====高温SiCl 4，SiCl 4＋2H 2=====高温Si ＋4HCl 。
(4)用途：硅用作半导体材料，制造集成电路。
1．光能电池板的原料是什么？答案：高纯度的晶体硅。
二氧化硅的导热系数
二氧化硅的导热系数二氧化硅的导热系数是一个在物理学和工程领域中广泛讨论的主题。
导热系数是一个物质传导热量的特性参数，它描述了在单位时间内，单位面积上的热量传递量。
了解和研究二氧化硅的导热系数对于各行各业的科学家和工程师都至关重要。
本文将着重探讨二氧化硅的导热系数及其在各个领域的应用。
1. 信号与信息处理领域二氧化硅是一种优秀的半导体材料，其导热系数的大小直接影响着电子元件的工作效率和性能稳定性。
在现代电子器件中，产生的热量是一个常见的问题。
太高的温度可能会导致器件的性能下降甚至损坏。
选择合适的导热材料对于电子器件的设计和制造至关重要。
二氧化硅具有较高的导热系数，使其成为热量传导效果良好的材料之一。
在高性能计算机芯片和集成电路中，使用二氧化硅作为散热材料可以有效地降低器件温度，提高电子元件的工作效率。
2. 火箭与航天领域在航空航天工业中，导热系数是一个重要的性能指标。
火箭发动机，在高温和高压力环境下运行，需要具有良好的导热性能的材料来散热。
二氧化硅由于其较高的导热系数，被广泛应用于火箭发动机中的隔热和散热材料。
通过使用二氧化硅，可以有效地将热量传递到外部环境，保证发动机的正常工作。
3. 建筑与材料科学导热系数在建筑与材料科学中也起着重要的作用。
选取合适的建筑材料，使得建筑物能够保持恒定的室内温度和舒适度，是一个重要的考虑因素。
二氧化硅被广泛用作建筑材料中的绝热材料，它具有较低的热传导系数，可以有效地阻止热量的传导，保持室内温度的稳定和节能效果。
4. 其他应用领域除了以上提到的领域，二氧化硅的导热系数还在其他科学和工程领域有广泛的应用。
在能源行业中，二氧化硅作为导热材料用于太阳能电池板的散热；在化学工业中，二氧化硅在催化剂等领域也有应用。
总结：从以上的探讨可以看出，二氧化硅的导热系数在各个领域中具有重要的应用价值。
在电子器件、航天工业、建筑与材料科学以及其他领域中，选择合适的导热材料能够极大地优化设备的性能和工作效率。
电子信息材料知识点总结
电子信息材料知识点总结1. 电子元器件材料电子元器件是电子设备的核心组成部分，它用于控制电子信号的流动和转换，从而实现各种功能。
电子元器件材料是电子元器件的基础材料，它直接影响到电子元器件的性能和可靠性。
常见的电子元器件材料包括导体、绝缘体、半导体等。
（1）导体材料导体是能够允许电子自由流动的材料，它在电子元器件中用于传输电流。
常见的导体材料包括铜、铝、金等金属材料，它们具有良好的导电性能和机械性能，适合用于制造导线、电极、接线等部件。
（2）绝缘体材料绝缘体是对电子具有很强阻止作用的材料，它在电子元器件中用于隔离电路和保护电子设备。
常见的绝缘体材料包括二氧化硅、氧化铝、聚合物等，它们具有良好的绝缘性能和耐高温性能，适合用于制造绝缘层、密封件、外壳等部件。
（3）半导体材料半导体是介于导体和绝缘体之间的材料，它在电子元器件中用于制造晶体管、二极管、集成电路等部件。
常见的半导体材料包括硅、锗、砷化镓等，它们具有良好的半导体性能和光电性能，适合用于制造各种电子器件。
2. 半导体材料半导体材料是一类具有半导体性能的材料，它在电子领域中具有重要应用价值。
半导体材料的性能直接决定了电子器件的性能和功能，因此对其进行深入研究具有重要意义。
（1）硅材料硅是一种常见的半导体材料，它在电子器件制造中占据着重要地位。
硅材料具有良好的稳定性、加工性和可靠性，适合用于制造各种集成电路、光伏电池、振荡器等器件。
（2）化合物半导体材料化合物半导体材料是由两种或多种元素化合而成的半导体材料，它具有比硅更优秀的性能和应用潜力。
常见的化合物半导体材料包括砷化镓、硒化锌、氮化镓等，它们在光电子器件、微波器件、光伏器件等领域中有着广泛的应用。
（3）有机半导体材料有机半导体材料是一类新型的半导体材料，它具有良好的柔韧性、可加工性和低成本性，因此在柔性电子器件、有机光电子器件等领域中备受青睐。
常见的有机半导体材料包括聚合物、小分子有机物等，它们在柔性显示器、柔性传感器、有机太阳能电池等领域中有着广泛的应用。
光电材料及器件在信息传输中的应用
光电材料及器件在信息传输中的应用随着信息技术的快速发展，光电器件和材料在信息传输中的应用越来越广泛，作为光学与电子学的结合体，它们已经成为现代通讯领域的重要组成部分。
本文将从光电材料和器件的角度来讲述它们在信息传输中的应用。
一、光电材料在信息传输中的应用1. 光纤传输在光纤传输系统中，光纤材料是非常重要的一部分。
现在常用的光纤材料主要是硅酸盐玻璃和氟化物玻璃。
它们基本上是由二氧化硅为主要成分，其他的材料包括氧、铝、氟等。
其中，氟化物玻璃具有低色散和高透明度，是用于高速长距离传输的理想材料。
而硅酸盐玻璃则适用于短距离传输。
2. 光存储光存储技术是指通过将信息以光的形式存储在材料中，用于数据的保留和管理。
硅基光存储材料具有速度快、存储容量大、长久稳定等优点，已被广泛应用于存储器、光盘等方面。
同时，新型光电材料如有机/无机杂化复合材料、光致变色材料等也具有良好的光存储性能，正逐渐成为研究热点。
3. 光电显示光电材料还可用于各种显示器和显示设备的制造，例如平板显示器、LED背光显示器、OLED显示器等。
现在常用的光电显示材料主要是有机材料和半导体材料，由于它们的发光效果好、响应速度快、色彩鲜艳等优点，已经成为现代显示技术的主流。
二、光电器件在信息传输中的应用1. 光电转换器光电转换器是指将光能量转换为电能量或者将电能量转换为光能量的器件，具有高速、低噪音、高灵敏度等优点，广泛应用于光通信、光电检测等领域。
光电转换器包括光电倍增管、光敏二极管、光电二极管、光电晶体管等。
2. 光电开关光电开关是一种可以通过光信号开关电路的器件，其工作原理是利用光控制半导体材料的电阻，通过控制光强度来实现电路开关。
光电开关已被广泛应用于光通信、光纤传输、光学光电子器件等领域。
3. 光电传感器光电传感器是一种将光能量转换为电能量或者电能量转换为光能量的器件，能够检测光信号的变化，具有灵敏、快速、稳定等优点。
光电传感器是现代传感技术中不可缺少的一部分，广泛应用于环境、医疗、工业等领域。
二氧化硅材料的发展前景
二氧化硅材料的发展前景
二氧化硅材料是一种重要的无机材料，具有优异的物理化学性质和广泛的应用领域。
随着科学技术的不断进步，二氧化硅材料在工业、电子、光学等领域的应用将会有更广阔的发展前景。
首先，在工业领域，二氧化硅材料被广泛应用于制备陶瓷、玻璃等材料。
由于二氧化硅具有高熔点、硬度大等优点，使得制备的陶瓷和玻璃具有优异的耐高温、耐腐蚀性能，因此在航空航天、化工等领域有着重要的应用。
其次，在电子领域，二氧化硅材料是制备半导体材料的重要原料之一。
现代电子器件中晶体管、集成电路等元件都需要二氧化硅作为基底材料。
随着电子科技的不断发展，对于高性能半导体材料的需求也在不断增加，这将促进二氧化硅材料的发展和改进。
在光学领域，二氧化硅材料被广泛应用于制备光学元件。
其特殊的光学性质使得二氧化硅在制备激光器、光纤等方面具有独特优势。
随着信息技术的飞速发展，光通信、光存储等领域对于光学元件的需求将会越来越大，这将带动二氧化硅材料在光学领域的进一步发展。
总的来说，二氧化硅材料作为一种重要的无机材料，在工业、电子、光学等领域有着广泛的应用前景。
随着科学技术的不断进步和产业的不断发展，相信二氧化硅材料将会在更多领域展现其重要作用，并取得更大的发展成就。
2021-2022学年高一化学苏教版必修1课时精练：3.3.2 二氧化硅与信息材料 Word版含解析
第2课时 二氧化硅与信息材料1．下列关于硅的叙述中，错误的是( )①硅广泛存在于自然界中，自然 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 ．①②B ．②③C ．①③D ．②④2．在自然界中，硅存在于地壳中的各种矿物和岩石中的主要形式是( ) A ．晶体硅 B ．硅酸 C ．二氧化硅和硅酸盐 D ．SiC 3．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 4．下列说法不正确的是( )A ．由于SiO 2不溶于水，故H 2SiO 3不是SiO 2对应的酸或者说SiO 2不是H 2SiO 3对应的酸酐B ．CO 2通入Na 2SiO 3溶液中可以得到硅酸沉淀C ．SiO 2是一种空间立体网状结构的晶体，熔点高、硬度大D ．氢氟酸能够雕刻玻璃5．30 g SiO 2和足量的焦炭在高温下反应：SiO 2＋2C=====高温Si ＋2CO ↑，下列叙述正确的是( ) A ．反应中有12 g C 被还原B ．反应生成了22.4 L CO(标准状况)C ．反应中有3.01×1023个电子发生转移D ．反应中有0.5 mol SiO 2被氧化 6．下列离子方程式不正确的是( )A ．石英与烧碱反应：SiO 2＋2OH －===SiO 2－3＋H 2OB ．硅与烧碱反应：Si ＋2OH －＋H 2O===SiO 2－3＋2H 2↑ C ．向小苏打溶液中加入过量的石灰水：2HCO －3＋Ca 2＋＋2OH －===CaCO 3↓＋2H 2O ＋CO 2－3D ．往水玻璃中加入盐酸：SiO 2－3＋2H ＋===H 2SiO 3↓ 7．下列说法正确的是( )A ．二氧化硅是酸性氧化物，它可以与碱反应，但不能与任何酸反应B ．依据反应SiO 2＋CaCO 3=====高温CaSiO 3＋CO 2↑可以推知，硅酸的酸性比碳酸的酸性强 C ．二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸 D ．晶体硅常被用来制造光导纤维8．下列关于SiO 2和Si 的叙述中错误的是( ) A ．SiO 2是一种酸性氧化物，Si 是一种非金属单质B ．常温下，SiO 2与Si 均不与盐酸、硫酸、硝酸、碳酸反应C ．常温下，SiO 2与Si 均能与HF 、NaOH 溶液发生反应D ．SiO 2溶于水显酸性9．素有“水晶之乡”美称的江苏东海县盛产水晶，现存于国家地质博物馆的水晶大王就出自东海县。
苏教版必修1高中化学专题三第三单元第二课时二氧化硅与信息材料备课参考
第二课时二氧化硅与信息材料
教学片断:二氧化硅的性质
教学活动学生活动
让学生谈谈准备如何学习二氧化硅的性质。
组织学生分析各种学习方法的利弊。
学生交流自己的学习思路(①看教材、资料,②上网了解,③进行实验,④从酸性氧化物类推,⑤与二氧化碳比较),从而丰富和完善自己的学习方法。
让学生自主选择可行的方法进行相关学习。
学生自主进行相关学习。
(可以事先准备一些学生可能需要的实验仪器和药品)
交流学习成果。
学生汇报交流各自的学习心得,总结归纳出二氧化硅的性质。
1。
硅与二氧化硅的应用
硅与二氧化硅的应用硅（硅元素）是地壳上第二丰富的元素，其化学符号为Si，原子序数为14。
硅具有非常广泛的应用领域，其中最重要的是二氧化硅（SiO2），也称为硅石。
以下是硅和二氧化硅在各个领域的应用的详细介绍。
1. 电子行业硅是电子行业中最重要的原材料之一。
硅晶体是制造半导体器件的关键材料，如晶体管、集成电路芯片等。
这些器件广泛应用于计算机、通讯设备、智能手机等电子产品中。
此外，二氧化硅还用作电子元器件上的绝缘材料，可有效减小电子元器件之间的干扰和噪音。
2. 光学领域硅是一种优秀的光学材料。
二氧化硅透明度高，折射率低，使其成为光学镜片、光纤和光学薄膜的理想材料。
光纤的应用使得光通信可以在长距离传输数据，使得信息传输速度更快更稳定。
此外，硅还用于制造激光器、光电探测器和光学器件等高性能光学元件。
3. 材料科学硅是一种理想的结构材料。
硅具有优异的力学性能和化学稳定性，因此广泛应用于制造陶瓷、耐火材料和表面涂层等材料。
硅橡胶是一种高弹性、抗老化的材料，被广泛用作密封圈、管道和橡胶制品中。
另外，反应烧结硅碳材料被广泛应用于高温结构材料、瞬变电磁枪材料和火箭喷管等领域。
4. 化妆品和医药领域二氧化硅在化妆品和医药领域有广泛应用。
二氧化硅粉末被用作某些化妆品的成分，如防晒霜和矿物质粉底。
其微细粒子能够均匀涂布在皮肤表面，具有保护和遮盖的效果。
此外，二氧化硅纳米粒子具有较大的表面积和活性，可用作药物传递系统，具有加强用药效果和减少不良反应的潜力。
5. 能源领域硅在太阳能光电池领域有重要作用。
硅是光伏电池的基本材料，其具有良好的光电转换效率和稳定性。
光伏电池将太阳能转化为电能，被广泛应用于太阳能发电和户用光伏系统中，具有环保和可再生的特点。
此外，硅还是锂离子电池的主要组成部分，是电动汽车和移动设备等电池驱动型产品的重要材料。
总之，硅和二氧化硅作为一种重要的材料，应用范围非常广泛。
它们在电子、光学、材料科学、化妆品和医药、能源等领域都有重要的地位和作用。
二氧化硅和信息材料
小结: 比较二氧化碳和二氧化硅
化合物 二氧化碳 化学性质 (CO2) 酸 与强碱 CO2+2NaOH = Na2CO3+H2O 性 反应 相 氧 与碱性 CO +CaO=CaCO 同 2 3 氧化 点 化 物反应 物
与水反 CO2+H2O 应
H2CO3 高温
二氧化硅 (SiO2)
SiO2+2NaOH = Na2SiO3+H2O
【思考与 讨论 】 1、为什么实验室中盛放碱 液的试剂瓶用橡皮塞而不用 玻璃塞？(玻璃中含有SiO2)
防止玻璃中的SiO2与NaOH溶液反应 生成有粘性的Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘 在一起。
2、HF气体用什么瓶收集？氢氟酸该如何储存？
玻璃中的可以与氟化氢反应，所以， HF气体一般 用塑料瓶收集，氢氟酸只能用塑料瓶或铅制容器盛放。
1）与氟气反应 SiO2 + 2F2 = SiF4 + O2 2)与氢氟酸反应 SiO2 + 4HF = SiF4 ↑ + 2H2O(雕刻玻璃) 3）与碱反应 SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O
4）与碱性氧化物反应 SiO2 ＋ CaO = CaSiO3 5）与盐反应 SiO2+Na2CO3 = Na2SiO3+CO2 SiO2+CaCO3 = CaSiO3+CO2 （工业制玻璃）
沙漠
玛瑙项链
你知道这些东西 有什么共同点吗?有什 么关系吗?
水晶
你知道这些东西是由什么制备的吗?
一、二氧化硅 1.存在形式：沙子、石英、水晶、硅藻土ຫໍສະໝຸດ 2、空间结构：立体网状结构
结构单元：正四面体
3、 物理性质
二氧化硅与信息材料
N20a202/S6/9iO3＋CO2 ＋H2O ＝ 2NaCl＋ H2SiO3
巩固练习
下列变化中不能一步实现的是
C
A、Na2SiO3
H2SiO3
B、H2SiO3
SiO2
C、SiO2
H2SiO3
D、 SiO2
Na2SiO3
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三、硅酸盐
§3.3.3 含硅矿物与信息材料
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石英坩埚
问题:地壳中元素含量排在前三位的分别
是
、
、 元素。
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硅是良好的半导体材料，硅可用来制造集成电路、晶体管 含硅4％（质量分数）的钢具有良好的导磁性，可用来制 左右的钢具有良好的耐酸性，可用来制造耐酸设备等
4、硅的用途
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5、硅的制取：
工业上制取单质硅是先在电炉里高温下用碳还原二 氧化硅制得粗硅，然后将粗硅在高温下跟氯气 反应生 成一种液态物质。经蒸馏提纯后，再用氢气还原制得 纯硅。（写出上述反应的化学方程式）
SiO2＋2C ＝高温 Si＋2CO↑ （粗硅） Si＋2Cl2 高＝温 SiCl4（液体，易挥发） SiCl4 ＋2H2 ＝高温 Si ＋4HCl
高温
CaCO3＋SiO2=====CaSiO3＋CO2↑ SiO2 、Na2SiO3 、CaSiO3 在一定温度范围内软化
种类： 普通玻璃、有色玻璃（如，蓝玻璃、红玻 璃）、石英玻璃、光学玻璃、钢化玻璃。
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古 埃 及 玻 璃 制 品
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2019苏教版高中化学必修一课件：专题3 第3单元 含硅矿物与信息材料
(1)写出A、D的名称： A________，D________。 (2)写出B→A的化学方程式：______________________。 (3)写出下列反应的离子方程式： B→E：_______________________________________________________； E→D：_______________________________________________________。
石英坩埚 外，还可用于制造_________ 光导纤维 。SiO2 存在于沙子、石英、水晶、硅藻 _________
土中。
时 分 层 作 业
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自 主 预 习 • 探 新 知
当 堂 达 标 • 固 双 基
合 作 探 究 • 攻 重 难
课 时 分 层 作 业
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自 主 预 习 • 探 新 知
石膏：调节水泥的硬化速率 玻璃 陶瓷
纯碱、石灰石、石英 __________________
黏土 _____
玻璃熔炉 _________
Na2SiO3· CaSiO3· 4SiO2 或 Na2O· CaO· 6SiO2 —
课 时 分 层 作 业
—
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自 主 预 习 • 探 新 知
提醒：硅酸盐的表示方法 (1)将硅酸盐中所有元素都写成氧化物(二氧化硅和氧化物组合)。氧化物的 书写顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。 (2)氧化物之间用“· ”隔开。 (3)在氧化物前面按化学式中的比例添加数字。 (4)书写原则：硅酸盐中各元素化合价及原子个数比保持不变。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)硅酸钠可以改写为Na2O· SiO2，故硅酸钠是混合物，含有Na2O和SiO2。 ( (2)硅酸钠俗称水玻璃，是一种防火剂。( (3)硅酸盐是一大类结构复杂的固态物质。( ) ) ) )
二氧化硅与信息材料课件
坚硬难熔的固体, 熔沸点比较高, 不溶 于水, 硬度比较大。
基本结构单元为硅氧四面体[Si2O4], 晶体中不存在二氧化硅分子, SiO2是化学式不是分子式。
Si
o
180º
109º28´
二氧化硅粉尘的危害
二氧化硅在日常生活、生产和科研等方面有着重要的用途, 但有时也会对人体造成危害。如果人长期 吸入含有二氧化硅的粉尘, 就会患硅肺病（因硅旧称为矽, 因此硅肺病旧称为矽病）。硅肺是一种职业病, 它的发生及严重程度, 取决于空气中粉尘的含量和粉尘中二氧化硅的含量, 以及与人的接触时间长短等。 长期在二氧化硅粉尘含量较高的地方, 如采矿、翻砂、喷砂、制陶瓷、制耐火材料等场所工作的人易患此 病。
3MgO·CaO·4SiO2 K2O·Al2O3·6SiO2 Na2O ·CaO·6SiO2
的现 装代 饰建 和筑 采离 光不
开 玻 璃
雄伟的古建筑离不开陶瓷砖瓦
原料:
二、玻璃
纯碱、石灰石、石英
设备: 原理:
成分: 性质:
玻璃窑或玻璃熔炉
高温
Na2CO3＋SiO2 ==== Na2SiO3＋CO2↑
硅的制取
高温
SiO2＋2C ＝ Si＋2CO↑
（4）与盐反应
高温
SiO2+CaCO3 ==== CaSiO3+CO2
能否写出SiO2和Na2CO3的反应方程式?
所以，不能用磨口玻璃塞 盛碱性溶液， 如NaOH、KOH、 Na2CO3.Na2SiO3等溶液。
三、硅酸 不溶于水, 不稳定, 弱酸
H2SiO3 == SiO2 + H2O 制取: 强酸制弱酸
§3.3.3 含硅矿物与信息材料
二氧化硅
非金属元素在地壳中的含量
硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳 硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳 构成了 中大部分的岩石、沙子和土壤、 中大部分的岩石、沙子和土壤、 约占地壳总量的90%以上。 以上。 约占地壳总量的 以上
硅的结构
一、硅（Si） ）
１、物理性质 沸点高，硬度大， 熔、沸点高，硬度大，常作为半导体 以化合态存在于自然界，有两种同素异形体： 以化合态存在于自然界，有两种同素异形体： 晶体硅和无定形硅． 晶体硅和无定形硅． ２、化学性质 碳单质在常温下化学性质稳定， 碳单质在常温下化学性质稳定，高温时可与氧 气等活泼非金属反应．常作为还原剂． 气等活泼非金属反应．常作为还原剂． 硅单质在常温下化学性质稳定． 硅单质在常温下化学性质稳定．
水晶
玛瑙
石 英 光 导 纤 维
高温
3、硅的制法 、 高温 SiO2 + 2C == Si + 2CO↑ 4、硅的用途 半导体 、 光电池（将光能转化为电能） 光电池（将光能转化为电能） 硅芯片（用于计算机） 硅芯片（用于计算机） 半导体晶体管及芯片的出现 的出现， 半导体晶体管及芯片的出现， 促进了信息技术革命
集成电路
晶体管
二、二氧化硅（SiO2） 二氧化硅（
与碱反应 CO2+2NaOH=
与碱性氧化 物反应
CO2+Na2O = Na2CO3 CO2 + C == 2CO
高温
与碳反应
SiO2是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应 是不溶于水的酸性氧化物，
一、二氧化硅 **小知识：自然界的二氧化硅（水晶、玛瑙） 小知识： 小知识 自然界的二氧化硅（水晶、玛瑙）
SiO2＋ CaO == CaSiO3
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二氧化硅与信息材料
专题3：第三单元含硅矿物与信息材料――二氧化硅与信息材料【学海导航】 1、知道二氧化硅的物理性质和化学性质。
了解二氧化硅制品在高科技信息产业中的应用。
2、认识单晶硅的使用给人类文明进程所带来的重大影响。
【主干知识】一、二氧化硅（SiO2） 1、存在：二氧化硅广泛存在于自然界中，与其他矿物共同构成了岩石。
天然二氧化硅的矿物有：硅石、水晶、石英、玛瑙、石英砂等。
2、物理性质：①状态：；②熔、沸：；③硬度：；
④水溶性。
3、化学性质：（1）结构：二氧化硅晶体与金刚石结构相似，具有高硬度、高熔沸点特征。
（2）具有酸性氧化物的通性；①二氧化硅与氧化钙（高温）： SiO2＋CaO―― ②二氧化硅与氢氧化钠溶液： SiO2＋NaOH―― 〖思考〗实验室盛放碱液的试剂瓶常用塞，不用塞，就是为了防止玻璃受碱液腐蚀生成Na2SiO3而使瓶口和塞子粘在一起。
写出反应的离子方程式：。
③二氧化硅与碳酸钠（高温）： SiO2＋Na2CO3―― （3）不跟酸（除外）反应： SiO2＋HF―― （雕刻玻璃、腐蚀玻璃）（4）与C反应（高温）：①SiO2＋C―― ②SiO2＋C―― 4、用途：即为硅石、水晶、石英、玛瑙、石英砂等的用途。
用于制造光导纤维、石英玻璃、电子光学仪器、精密仪器轴承、耐磨器皿等。
二、硅 1、物理性质：晶体硅是色、有金属光泽、硬而脆的固体，熔点和沸点都很，硬度也很大（因为它的结构类似于金刚石），是良好的材料，广泛应用于电子的各个领域。
2、化学性质：很稳定（1）常温下不与O2、Cl2、H2、浓H2SO4、浓HNO3等反应。
（2）加热或高温时有强还原性： Si ＋ O2�D�D Si＋ C�D�D Si＋ Cl2�D�D （3）常温下能与氟气（F2）、氢氟酸（HF）反应： Si十 F2�D�D Si十 HF�D�D 3、硅的制备工业上用炭自在高温下还原二氧化硅的方法，制得含有少量杂质的粗硅。
将粗硅在高温下跟氯气气反应生成四氯化硅，四氯化硅经提纯后，再用氢气还原，就可以得到高纯度的硅。
工业制法：二氧化硅－→粗硅－→四氯化硅－→精硅（写出化学方程式）（1）SiO2＋ C�D�D （制粗硅）（2） Si＋ Cl2�D�D （分馏、提纯）（3） SiCl4＋ H2�D�D ＋（制纯硅）【课堂练习1】地
壳中含量第一和第二的两元素形成的化合物,不具有的性质 ( ) A、
熔点很高 B、能与水反应生成对应的酸 C、可与纯碱反应 D、与碳在高温下反应可制取两元素中的一种单质【课堂练习2】将30gSiO2
和足量的碳在高温下发生反应SiO2+2C == Si+2CO↑，下列叙述中正确的是 ( ) A.有0.5molSiO2参加反应 B.反应中有12g碳被还原 C.反应中生成了2.24LCO(标准状况) D.反应中有0.5×6.02×1023个
电子发生转移【达标提高】 1下列物质中在一定条件下能与SiO2
起反应的是( ) ①浓H2SO4；②H2O；③浓硝酸；④氢氟酸；⑤KOH
溶液；⑥氧化钙；⑦碳酸钠 A、①②⑥ B、②④ C、④⑤⑥⑦ D、③④⑤⑥ 2下列各组物质间，不能发生反应的是 ( ) A、二氧化硅与氧化钙（高温） B、二氧化硅与氢氧化钠（常温） C、二氧化硅与碳（高温） D、二氧化硅与浓硝酸（常温） 3、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 4、关于硅的说法中，不正确的是 ( ) A、硅是地壳中含量较丰富的元素 B、在自然界里，硅存在于各种矿物质和岩石中的形式是硅酸 C、晶体硅的结构与金刚石相似，都具有较高的熔沸点 D、晶体硅是良好的半导体材料 5、工业上制造金刚砂（SiC）的化学方程式是SiO2＋3C＝＝SiC＋2CO↑，在这个氧化还原反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比是 ( ) A、1�U2 B、2�U1 C、1�U1 D、3�U5 6、用光导纤维制造内窥镜，探视病人内脏疾病，这是利用了光导纤维下列性能中的( ) A.不发生广辐射
B.能传输大量信息，且不怕腐蚀
C.无论怎样绕曲，都能很好的传导
光线 D.熔点高，耐高温 7、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 8、下列物质中，主要成分不是二氧化硅的是
( ) A.金刚砂 B.玛瑙 C.水晶 D.石英 9、要除去SiO2中混有的少量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 10、15gSiO2和足量的C在高温下发生反应：SiO2＋3C＝＝SiC＋2CO↑。
下列叙述正确的（） A、氧化剂和还原剂的质量比为1：2 B、SiO2是还原剂 C、反应中有6gC被氧化D、反应中生成了28gCO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
11、有A、B、C、D、E五种都含硅元素的物质，它们能发生如下变化：（1）C受热后失水生成D；（2）A溶液与钙盐溶液反应生成白色沉淀E；（3）D烧碱反应生成A和水；（4）B在空气中燃烧生成D；（5）D 在高温下于碳酸钙反应生成E和一种气体；（6）A溶液与盐酸反应可生成白色胶状沉淀；（7）D在高温下与碳反应生成单质B。
试推测A、B、C、D、E各为何物？并写出（1）－（7）各个变化的化学方程式。
12、硅可与浓烧碱溶液反应，其化学方程式为：Si＋2NaOH＋H2O＝＝Na2SiO3＋2H2↑ （1）将7克硅跟足量的浓烧碱溶液反应，在标准状况下放出氢气多少升？（2）将上述反应得到的溶液跟足量的盐酸反应，生成的沉淀经高温灼烧，可得到固体多少克？。