高中二氧化硅与信息材料学案教案

高中二氧化硅与信息材

料学案教案

Document number【980KGB-6898YT-769T8CB-246UT-18GG08】

专题3 从矿物到基础材料

第二单元含硅矿物与信息材料

二氧化硅与信息材料

编写：陈日义审核：胡冰

班级学号姓名

【学习目标】

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。

【知识梳理】

1．晶体硅是色、有金属光泽、硬而脆的固体，导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的材料，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。硅单质化学性质在常温下较不与

等反应。

2.工业上用在高温下还原可制得含有少量杂质的，将粗硅在高温下与反应生成，四氯化硅经提纯后再用氢气还原，就可以得到高纯度的硅（硅含量可达 %以上）。涉及到的方程

式：、

、

。

3.硅的用途：（1）用于制造硅芯片、集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件；（2）制造太阳能；（3）制造合金，如含硅4％（质量分数）的钢导磁性好制造变压器的铁芯；含硅15%(质量分数)的钢有良好的耐酸性等。

4.二氧化硅是一种熔沸点很，硬度很大（因为它的结构类似于金刚石）的氧化物，难溶于水。广泛存在于自然界中（天然二氧化硅的矿物有硅石、水晶、石英、玛瑙、石英砂等），可用于制玻璃、钟表部件、耐磨材料，是光导纤维的主要原料，在光学仪器、电子工业等方面广泛应用。二氧化硅化学性质，常温下性质稳定不与水、酸（氢氟酸除外）发生反应，只与单质氟、氢氟酸和强碱溶液反应。

的用途：制石英玻璃，是光导纤维的主要原料；制钟表部件；可制耐5．SiO

2

磨材料；用于玻璃的生产；在光学仪器、电子工业等方面广泛应用。

【典例分析】

1.地壳中含量第一和第二的两种元素形成的化合物,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

2.二氧化硅是酸性氧化物，酸性氧化物具有哪些主要的化学性质实验室能否用带玻璃塞的玻璃瓶盛放氢氧化钠溶液

3.实验室能否用玻璃瓶盛放HF溶液在玻璃上雕花用氢氧化钠溶液好还是用氢氟酸好

4.将30gSiO

2和足量的碳在高温下发生反应SiO

2

+2C ==Si+2CO↑，下列叙述

中

正

确

的

是

(

)

A.有参加反应

B.反应中有12g碳被还原

C.反应中生成了(标准状况)

D.反应中有××1023个电子发生转移

5.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与烧碱反应生成A和水；（4）B在空气中燃烧生成D；（5）D在高温下与碳酸钙反应生成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。

【思维训练】

1.下列关于硅和二氧化硅的叙述不正确的是

( )

A.晶体硅和二氧化硅的结构相似

B.晶体硅和二氧化硅晶体都常用来制造电子部件

C.硅和二氧化硅都不与酸（氢氟酸除外）反应

D.硅和二氧化硅都广泛存在于自然界中，天然单质硅叫硅石

2.玻璃的主要成分之一是二氧化硅，常温下，能跟二氧化硅反应的物质是( )

A．纯碱溶液 B．浓硫酸 C．氢氟酸 D．浓硝酸

3.生石灰中往往含有杂质CaCO

3和SiO

2

，要检验是否存在这两种杂质，最好选

用( )

A．水 B.盐酸 C.硫酸 D.烧碱

4.二氧化硅是一种熔沸点很高的、硬度很大的氧化物，下列有关二氧化硅用途的说法不正确的是

( )

A.用于制作光学镜片 B．制造光导纤维 C．制石英坩埚 D．与水直接反应制硅酸

是一种高熔点的化合物，不溶于盐酸、硝酸中，A与纯碱在高温下反应生成化合物B和气体C；将C通入到B的溶液中得到化合物D，D在干燥的空气中又转变成化合物E，将E加热时又生成A。则各物质的分子式为A 、

B 、

C 、

D 、

E 。

【课后巩固】

1.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。下列关于硅的说法中正确的是

( )

A.自然界硅的贮量丰富 B．自然界中存在大量单质硅C．高纯度的二氧化硅被用于制作计算机芯 D．光导纤维的主要成分是Si 2.下列离子方程式书写不正确的是

（）

A．石英与烧碱反应：SiO

2+2OH-=SiO

3

2-+H

2

O

B．往烧碱溶液中通入CO

2：CO

2

+ 2OH-= H

2

O+ CO

3

2-

C．向小苏打溶液中加入过量的石灰水：2HCO

3-+Ca2++2OH-=CaCO

3

↓+H

2

O+ CO

3

2-

D．往水玻璃中加入盐酸：2H++SiO

32-+H

2

O=H

4

SiO

4

↓

3.下列反应中属于氧化还原反应的是( )

+2NaOH+H

2O=Na

2

SiO

3

+2H

2

↑ B．PbO+H

2

SO

4

=PbSO

4

+H

2

O

C．Na

2SiO

3

+6HF=Na

2

SiF

6

+3H

2

O D．SiO

2

+4HF=SiF

4

+2H

2

O

4.下列物质的主要成分不是SiO

2

的是

（）

A.水晶

B.石英

C.沙子

D.干冰

5.制备硅单质时，主要化学反应如下：

（1）SiO

2＋2C高温Si＋2CO↑ (2)Si＋2Cl

2

高温SiCl

4

（3）SiCl

4

＋2H

2

高温Si

＋4HCl

下列对上述三个反应的叙述中，不正确的是

（）

A.（1）（3）为置换反应

B.（1）（2）（3）均为氧化还原反应

C.（2）为化合反应

D.三个反应的反应物中硅元素均被还原

6.将石英与60g石灰石在高温下反应，产生的气体在标况下的体积为

( )