高中化学 第四章 材料家族中的元素 鲁科版必修1
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第4章 材料家族中的元素
第1节 硅 无机非金属材料 第1课时 硅 二氧化硅 第2课时 硅酸盐和无机非金属材料 第2节 铝 金属材料 第1课时 铝与铝合金 第2课时 铝的重要化合物
第4章 材料家族中的元素
第3课时 金属与金属材料 第3节 复合材料 本章总结提升
第4章 材料家族中的元素
第1节 硅 无机非金属材料
A．硅的化学性质很稳定，常温下不能与其他物质发生 反应
B．硅在自然界中的含量很大，自然界中存在大量的单 质硅
C．高纯度的硅被用于制做计算机芯片 D．高纯度的硅常被用来制造光导纤维
第1课时│ 新课探究
C [解析] 硅的化学性质很稳定，但在常温下能与强碱 溶液、HF、F2等反应。A错误；自然界中硅以化合态形式存 在，没有单质硅，B错误；高纯度的硅常被用来制造太阳能 电池等，D错误。
A [解析] A项，在常温下，Si能与氢氟酸反应，错误； Si在常温下能与强碱溶液反应，加热条件下也能与Cl2、O2等 反应，B、C正确；单质硅有晶体硅和无定形硅两种，D正 确。
第1课时│ 新课探究
例2 科学家提出硅是“21世纪的能源”，这主要是由于 做为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。 下列关于硅的说法中正确的是( )
第1课时 硅 二氧化硅
第1课时 硅 二氧化硅
第1课时│ 学习目标
学习目标
1．了解硅、二氧化硅的性质及用途；初步了解无机非金属材 料。 2．初步了解半导体材料、光导纤维等。
第1课时│ 新课探究
新课探究
知识点一 单质硅 1．存在 自然界中没有_游__离_____态的硅，全部以__化__合____态的形式 存在，在地壳中硅的含量居第_二___位，仅次于_氧___。 2．物理性质 晶体硅是__灰__黑___色、有__金__属___光泽、_硬__而__脆___的固体。 3．化学性质 (1)与非金属单质反应 ①硅与氟气反应：_____S__i＋__2_F_2_=_=_=_S__iF_4____________。 ② ③硅 硅与 与氯 氧气 气反 反应 应： ：__S__S__ii＋__＋__O__2__2C=__l=__2△==__==__△==__=__S=__iO__S__2iC____l4_____________。___。
第1课时│ 新课探究
【规律小结】 硅的特殊性
1.硅化学性质不活泼，但自然界中没有游离态的硅。 2．非金属单质一般为非导体，但Si为半导体。 3．Si的还原性大于C，但C能在高温下还原出Si。 4．非金属单质跟强碱溶液作用一般无H2放出，但Si能与 强碱溶液反应放出H2。 5．非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但硅能与氢氟 酸反应。
物反应
SiO2
SiO2＋2NaOH ＝Na2SiO3＋H2O
SiO2＋CaO=高==温==
CaSiO3
CO2
CO2＋2NaOH ＝Na2CO3＋H2O
CO2＋CaO =高==温==
CaCO3
第1课时│ 新课探究
与某些盐反应
Na2CO3＋ SiO2=高==温== Na2SiO3
＋CO2↑
CO2＋Na2CO3＋H2O ===2NaHCO3
提示：①由于玻璃中的SiO2跟碱溶液反应生成Na2SiO3， Na2SiO3具有黏合性，会将瓶口和玻璃塞黏为一体不易打开。 ②玻璃的成分中含有SiO2，SiO2与氢氟酸反应常被用来刻蚀 玻璃，因而氢氟酸不能用玻璃瓶盛放，可以放在塑料瓶或铅 制器皿中。
第1课时│ 新课探究
例3 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．制备粗硅时，发生的反应为：C＋SiO2=高==温==Si＋CO2↑
第1课时│ 新课探究
(2)与氢氧化钠溶液反应 化学方程式：_S_i＋__2_N__a_O__H_＋__H__2_O_=_=__=_N_a_2_S_i_O_3_＋__2_H__2↑__。 (3)与氢氟酸反应 化学方程式： __________S_i_＋__4_H__F_=_=_=__S_iF_4_↑__＋__2_H__2_↑_______。 4制．粗硅硅的：制__取___2_C__＋__S_i_O_2_=_高=_=_温=_=_S_i_＋__2_C_O__↑__________。 制SiC纯l4硅＋：2HS2i=＋高==2温=C=l2_=S_=_i△＋=_=_4=_H__S__Ci_Cl__l4___ 5．用途 除用做制造_硅__芯__片___外，还用于制造_太__阳__能___电池，硅 合金等。
第1课时│ 新课探究
B [解析] A项，酸性氧化物是能与碱反应生成盐和水的 氧化物，而不是能与水反应生成酸的氧化物，虽然SiO2不能 与水反应生成硅酸，但SiO2能与NaOH溶液反应生成硅酸钠和 水，是酸性氧化物，错误；B项，玻璃的成分中含大量二氧 化硅，碱性试剂都不能用带磨口玻璃塞的玻璃瓶盛放，正 确；C项，二氧化硅和碳酸钙都不溶于水，不能用水除去二 氧化硅中少量的碳酸钙杂质，错误；D项，粗硅制备时的反 应原理是2C＋SiO2 =高==温== Si＋2CO↑，产物中生成的是CO， 而不是CO2，错误。
第1课时│ 新课探究
知识点二 二氧化硅与光导纤维
1．二氧化硅广泛存在于自然界中，沙子、石英的主要成分 是_二__氧__化__硅_，__不__溶于水，硬度大____，熔沸点_高___。透明的石英 晶体俗称__水__晶____。
2．从酸性氧化物角度探究SiO2的化学性质，并写出化学方程 式
化学式
与碱(NaOH) 与碱性氧化
第1课时│ 新课探究
【思维拓展】 碳在自然界中有稳定的单质，硅没有，能否说明硅的
化学性质比碳活泼？
提示：不能。硅是一种亲氧元素，自然界中没有游离态 的硅存在。对比硅和碳的化学性质可知，硅的活泼性不如碳 的活泼性强。
第1课时│ 新课探究
例1 关于硅性质的叙述中，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Байду номын сангаас氧气、氯气反应 D．硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体
与水反应
不反应
CO2＋H2O H2CO3
与氢氟酸反应
SiO2＋4HF=== SiF4 ＋2H2O
不反应
相同点
都是酸性氧化物，与碱反应生成盐和水，还可与某 些盐反应。
用途
光导纤维
人工降雨、灭火剂、制碱工业
第1课时│ 新课探究
【思维拓展】 ① 盛碱液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞？ ② 氢氟酸为什么不能用玻璃瓶盛放？
第1节 硅 无机非金属材料 第1课时 硅 二氧化硅 第2课时 硅酸盐和无机非金属材料 第2节 铝 金属材料 第1课时 铝与铝合金 第2课时 铝的重要化合物
第4章 材料家族中的元素
第3课时 金属与金属材料 第3节 复合材料 本章总结提升
第4章 材料家族中的元素
第1节 硅 无机非金属材料
A．硅的化学性质很稳定，常温下不能与其他物质发生 反应
B．硅在自然界中的含量很大，自然界中存在大量的单 质硅
C．高纯度的硅被用于制做计算机芯片 D．高纯度的硅常被用来制造光导纤维
第1课时│ 新课探究
C [解析] 硅的化学性质很稳定，但在常温下能与强碱 溶液、HF、F2等反应。A错误；自然界中硅以化合态形式存 在，没有单质硅，B错误；高纯度的硅常被用来制造太阳能 电池等，D错误。
A [解析] A项，在常温下，Si能与氢氟酸反应，错误； Si在常温下能与强碱溶液反应，加热条件下也能与Cl2、O2等 反应，B、C正确；单质硅有晶体硅和无定形硅两种，D正 确。
第1课时│ 新课探究
例2 科学家提出硅是“21世纪的能源”，这主要是由于 做为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。 下列关于硅的说法中正确的是( )
第1课时 硅 二氧化硅
第1课时 硅 二氧化硅
第1课时│ 学习目标
学习目标
1．了解硅、二氧化硅的性质及用途；初步了解无机非金属材 料。 2．初步了解半导体材料、光导纤维等。
第1课时│ 新课探究
新课探究
知识点一 单质硅 1．存在 自然界中没有_游__离_____态的硅，全部以__化__合____态的形式 存在，在地壳中硅的含量居第_二___位，仅次于_氧___。 2．物理性质 晶体硅是__灰__黑___色、有__金__属___光泽、_硬__而__脆___的固体。 3．化学性质 (1)与非金属单质反应 ①硅与氟气反应：_____S__i＋__2_F_2_=_=_=_S__iF_4____________。 ② ③硅 硅与 与氯 氧气 气反 反应 应： ：__S__S__ii＋__＋__O__2__2C=__l=__2△==__==__△==__=__S=__iO__S__2iC____l4_____________。___。
第1课时│ 新课探究
【规律小结】 硅的特殊性
1.硅化学性质不活泼，但自然界中没有游离态的硅。 2．非金属单质一般为非导体，但Si为半导体。 3．Si的还原性大于C，但C能在高温下还原出Si。 4．非金属单质跟强碱溶液作用一般无H2放出，但Si能与 强碱溶液反应放出H2。 5．非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但硅能与氢氟 酸反应。
物反应
SiO2
SiO2＋2NaOH ＝Na2SiO3＋H2O
SiO2＋CaO=高==温==
CaSiO3
CO2
CO2＋2NaOH ＝Na2CO3＋H2O
CO2＋CaO =高==温==
CaCO3
第1课时│ 新课探究
与某些盐反应
Na2CO3＋ SiO2=高==温== Na2SiO3
＋CO2↑
CO2＋Na2CO3＋H2O ===2NaHCO3
提示：①由于玻璃中的SiO2跟碱溶液反应生成Na2SiO3， Na2SiO3具有黏合性，会将瓶口和玻璃塞黏为一体不易打开。 ②玻璃的成分中含有SiO2，SiO2与氢氟酸反应常被用来刻蚀 玻璃，因而氢氟酸不能用玻璃瓶盛放，可以放在塑料瓶或铅 制器皿中。
第1课时│ 新课探究
例3 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．制备粗硅时，发生的反应为：C＋SiO2=高==温==Si＋CO2↑
第1课时│ 新课探究
(2)与氢氧化钠溶液反应 化学方程式：_S_i＋__2_N__a_O__H_＋__H__2_O_=_=__=_N_a_2_S_i_O_3_＋__2_H__2↑__。 (3)与氢氟酸反应 化学方程式： __________S_i_＋__4_H__F_=_=_=__S_iF_4_↑__＋__2_H__2_↑_______。 4制．粗硅硅的：制__取___2_C__＋__S_i_O_2_=_高=_=_温=_=_S_i_＋__2_C_O__↑__________。 制SiC纯l4硅＋：2HS2i=＋高==2温=C=l2_=S_=_i△＋=_=_4=_H__S__Ci_Cl__l4___ 5．用途 除用做制造_硅__芯__片___外，还用于制造_太__阳__能___电池，硅 合金等。
第1课时│ 新课探究
B [解析] A项，酸性氧化物是能与碱反应生成盐和水的 氧化物，而不是能与水反应生成酸的氧化物，虽然SiO2不能 与水反应生成硅酸，但SiO2能与NaOH溶液反应生成硅酸钠和 水，是酸性氧化物，错误；B项，玻璃的成分中含大量二氧 化硅，碱性试剂都不能用带磨口玻璃塞的玻璃瓶盛放，正 确；C项，二氧化硅和碳酸钙都不溶于水，不能用水除去二 氧化硅中少量的碳酸钙杂质，错误；D项，粗硅制备时的反 应原理是2C＋SiO2 =高==温== Si＋2CO↑，产物中生成的是CO， 而不是CO2，错误。
第1课时│ 新课探究
知识点二 二氧化硅与光导纤维
1．二氧化硅广泛存在于自然界中，沙子、石英的主要成分 是_二__氧__化__硅_，__不__溶于水，硬度大____，熔沸点_高___。透明的石英 晶体俗称__水__晶____。
2．从酸性氧化物角度探究SiO2的化学性质，并写出化学方程 式
化学式
与碱(NaOH) 与碱性氧化
第1课时│ 新课探究
【思维拓展】 碳在自然界中有稳定的单质，硅没有，能否说明硅的
化学性质比碳活泼？
提示：不能。硅是一种亲氧元素，自然界中没有游离态 的硅存在。对比硅和碳的化学性质可知，硅的活泼性不如碳 的活泼性强。
第1课时│ 新课探究
例1 关于硅性质的叙述中，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Байду номын сангаас氧气、氯气反应 D．硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体
与水反应
不反应
CO2＋H2O H2CO3
与氢氟酸反应
SiO2＋4HF=== SiF4 ＋2H2O
不反应
相同点
都是酸性氧化物，与碱反应生成盐和水，还可与某 些盐反应。
用途
光导纤维
人工降雨、灭火剂、制碱工业
第1课时│ 新课探究
【思维拓展】 ① 盛碱液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞？ ② 氢氟酸为什么不能用玻璃瓶盛放？