无机非金属材料的主角硅教案
第四章第一节无机非金属材料的主角——硅
课题：第四章第一节
无机非金属材料的主角------硅(一) 授课班级
课时1课时
教学目的
知识
与
技能
1、了解硅在自然界中的含量、存在、用途
2、了解二氧化硅的物理性质，掌握二氧化硅的化学性质
3、认识物之间既有相似性，又有各自的特性
过程
与
方法
1、自主学习，培养学生自学的能力。
2、活动探究，通过硅与碳、二氧化硅与二氧化碳的比较，培养学生的归纳
能力、比较能力。
情感
态度
价值观
通过了解材料发展的历史与前景，使学生认识化学在材料科学中的重要地位，体会化学的创造性和实用性，激发对化学科学的兴趣。
重点二氧化硅的性质(尤其是作为酸性氧化物的性质)和硅酸的性质难点培养学生对知识的归纳、总结和探究的能力
知识结构与板书设计第四章第一节无机非金属材料的主角------硅(一)
一、二氧化硅和硅酸
1、二氧化硅(SiO2 )
(1) 存在
(2) 用途
(3) 物理性质：熔点高，硬度大的固体、不溶于水，纯净的SiO2晶体无色透明
(4) 结构：空间网状结构
(5) 化学性质：稳定，不活泼
○1具有酸性氧化物的性质：(不溶于水且不和水反应)
与强碱反应：SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
与碱性氧化物反应：SiO2+CaO高温CaSiO3
○2与HF的反应：SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O
2、硅酸(H2SiO3)
硅酸是一种弱酸，它不溶于水，不能使指示剂变色，是一种白色粉末状的固体。
Na2SiO3+2HCl==2NaCl+H2SiO3↓
Na2SiO3+H2SO4==Na2SO4+H2SiO3↓
Na2SiO3+CO2+H2O==Na2CO3+H2SiO3↓H2SiO3△H2O +SiO2
教学过程
教学步骤、内容教学方法、手段、师生
活动
［引入］我们生成的地球，它坚硬的地壳是由什么构成的？
岩石，构成岩石的主要成分是硅酸盐及硅的氧化物。
［问］一提到硅，同学们又能想到什么呢？
硅谷：美国新兴的高技术产业开发区,电子技术研究中心,计算机生产的重要基地,位于加利福尼亚州圣弗朗西斯科南端.
别看它看起来灰溜溜，它自己及它的化合物的作用却是大得很。例：半导体：单晶硅是半导体器材的核心材料,硅半导体是集成电路的主要材料,估计在21世纪,硅仍然会占半导体材料的95%以上. 沙子、石英、水晶：主要成分是硅的氧化物
光导纤维:从石英玻璃熔融体中,拉出直径为100微米的细丝.再把千百根光导纤维组合并增强处理,就制成成光缆,其优点:质轻,体积小,输送距离长,保密性好,成本低.
［导入］从古至今，在无机非金属材料中，硅一直都在扮演着主要的角色。今天，就让我们一同来研究一下硅的氧化物------二氧化硅及硅酸和硅酸盐的性质。
［板书］第四章第一节无机非金属材料的主角------硅(一)［讲］硅在地壳中含量丰富，仅次于氧，排在第二位，约占26.3%。［投影］元素周期表
［讲］位于周期表中的第四长列上的是碳族，这一族可谓是豪门望族。其中具有代表性的是其中的两位兄长。碳，形成了无数种构成人类和其它地球生物等的有机物，“统治了有机界”。其构成的煤、石油等有机化产品和材料是现代化的基石。而它的弟弟------硅，地壳质量的约90%，构成了地壳大部分岩石、沙子和土壤，“统治了地壳”，而当今硅酸盐工业的陶瓷、玻璃、水泥等使人类生活日新月异。
［思考与交流］画出C、Si的原子结构简图，并由此分析：硅的化学性质活不活泼，为什么？硅的化合价主要是多少？配以多媒体图片
从感性上让学生接触要学习的内容，激起学生学习的兴趣。
［讲］Si原子最外层有四个电子,既不易失电子,也不易得电子,所以,硅的化学性质不活泼。主要形成四价的化合物。硅是一种亲氧元素，在自然界它总是与氧相互化合。所以在氧化气氛包围的地球上，硅主要以熔点很高的
氧化物及硅酸盐的形式存在。
［思考］常温下，单质碳、硅的化学性质都不活泼，为什么碳在自然界中有稳定的单质（金刚石）存在，而硅却没有，说明了什么？
单质硅的化学性质虽然稳定，但硅是一种亲氧元素，硅原子和氧原子的结合非常牢固，形成的二氧化硅或硅酸盐中的硅氧化学键非常牢固，硅氧键一旦形成就很难被破坏，所以，自然界中硅都是以二氧化硅或硅酸盐的形式存在，主要存在与地壳的各种矿物和岩石里，没有游离态的硅。
［过］下面我们首先来研究一下二氧化硅的性质和用途。
［板书］一、二氧化硅和硅酸
1、二氧化硅(SiO2 )
(1) 存在
［讲］SiO2是硅的重要化合物。地球上存在的天然二氧化硅约占地壳质量的12％，其存在形态有结晶形和无定形两大类，通称硅石。
［投影］并展示水晶、玛瑙、石英坩埚、一段光缆
［讲］水晶是自然界中六方柱状的透明晶体，玛瑙的成分也是SiO2，它们除了一些常见的可作饰物等用途外，SiO2在工业上用途也非学广泛，例如，以石英为材料而制成的纤维在电信行业的应用等。
［板书］(2) 用途联系生活，激发求知欲。
图片呈现，直观、深刻，加深认识。
硅石
结晶形：玛瑙、石英、
无定形：硅藻土
［投影小结］
①、制光导纤维
②、石英玻璃制化学仪器
③、石英表、石英钟
④、水晶制光学仪器和工艺品
⑤、玛瑙制精密轴承和装饰品
［讲］结合已有的关于水晶、沙子主要成分也是SiO2的知识，思考一下，SiO2的物理性质有哪些，注意与CO2进行比较研究
［板书］(3) 物理性质：熔点高，硬度大的固体、不溶于水，纯净的SiO2晶体无色透明
［思考］为什么SiO2与CO2的性质上有着
这么大的差别呢？
［讲］主要取决于结构的不同。CO2是C与
O通过化学键所连接的分子结构，而SiO2
是Si—O四面体结构
［投影］硅氧四面体结构
［讲］[SiO4]四面体：每1个Si原子周围结合4个O原子，Si在中心,O在四个顶角. 同时每1个O原子周围结合2个Si原子相结合。二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为2：1,通常用SiO2来表示二氧化硅的组成.
［板书］(4) 结构：空间网状结构
［讲］我们说，结构决定性质，SiO2的网状结构不仅决定了其物理性质的特殊性，还决定了其化学性质的稳定性。
［板书］(5) 化学性质：稳定，不活泼
○1具有酸性氧化物的性质：(不溶于水且不和水反应)
与强碱反应：SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
与碱性氧化物反应：SiO2+CaO高温CaSiO3抽象思维，初步建立SiO2空间立体结构。通过视频呈现，使学生对SiO2的结构的理解更深刻。
[SiO]
［讲］SiO2除了具有酸性氧化物的通用性之外，还具有特性。比如酸性氧化物一般不与酸反应，而SiO2却能与HF反应，这也是工业上雕刻玻璃的反应原理
［板书］○2与HF的反应：SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O
［讲］除此之外，SiO2在制水泥、玻璃、纯硅时，还有一些特殊反应
［投影小结］
○3弱氧化性：SiO2+2C高温Si +2CO↑(工业上制粗硅)
○4与某些盐反应：Na2CO3+SiO2高温Na2SiO3+CO2↑
CaCO3+SiO2高温CaSiO3+CO2↑(工业上制玻璃的主要反应) ［思考与交流］1、实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？
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。
2、实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞？
NaOH溶液能与玻璃中的SiO2反应生成Na2SiO3，使瓶塞部分粘结而无法打开。因此盛装NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡胶塞。
［过］刚才我们提到SiO2不能溶于H2O得到相应的酸，但它对应的酸叫硅酸，那么硅酸是一种怎样制得的酸呢？
［板书］2、硅酸(H2SiO3)
［讲］H2SiO3是一种比H2CO3还要弱的酸，它不溶于水，不能使指示剂褪色，是一种白色粉末状的固体。
［板书］硅酸是一种弱酸，它不溶于水，不能使指示剂变色，是一种白色粉末状的固体。
［问］SiO2不溶于水且不和水反应，那么要如何制备硅酸呢？结合初中制备CO2的方法来设想一下？
［讲］初中制备CO2是利用碳酸盐与强酸反应，是强酸制弱酸的原理。H2SiO3也是一种很弱的酸，我们是否也可以用硅酸盐来制备呢？提高学生信息处理能力，
［投影实验］P76 实验4-1
实验4-1：向饱和Na2SiO3溶液中滴入酚酞，再滴入稀盐酸现象滴入酚酞溶液显红色，再滴入盐酸红色消失，并
有透明胶状物质生成
结论Na2SiO3溶液呈碱性，与酸反应生成了H2SiO3且H2SiO3难溶于水
化学方程
式
Na2SiO3+2HCl==H2SiO3↓+2NaCl
［问］若改向Na2SiO3溶液中滴加H2SO4会有什么现象呢？
［板书］Na2SiO3+2HCl==2NaCl+H2SiO3↓
Na2SiO3+H2SO4==Na2SO4+H2SiO3↓
［讲］所生成的硅酸逐渐聚合而形成胶体－硅酸溶胶，硅酸浓度较大时，则形成软而透明的、胶冻状的硅酸凝胶。硅酸凝胶经干燥脱水就形成硅酸干胶，称为“硅胶”。硅胶多孔，吸附水分能力强，常用做实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体。
［讲］如果对硅酸加热，其可以分解生成SiO2
［板书］H2SiO3△
H2O +SiO2
［活动与探究］硅酸是一种比碳酸还要弱的酸，请利用中学实验室常见的仪器及药品，设计一个简单实验，证明硅酸的酸性比碳酸弱，并完成一份实验报告。
［分析］利用CO2溶于水产生H2CO3，而H2CO3的酸性比H2SiO3的酸性强，可以将CO2通入到Na2SiO3的溶液中。
［板书］Na2SiO3+CO2+H2O==Na2CO3+H2SiO3↓
［总结］本节课我们学习了一种重要的非金属元素硅的化合物SiO2和H2SiO3，了解了SiO2的重要性质及用途。知道了晶莹透明的水晶、五彩斑斓的玛瑙与普通沙子的化学成分并没有什么两样。知道了SiO2在当前信息时代、IT产业中的重要作用。化学知识可以帮助我们认识，了解世界，我们也可以用学过的知识进行发明、创造，造福人类。提高学生科学精神
课题：第四章第一节
无机非金属材料的主角------硅(二) 授课班级
课时
教学目的
知识
与
技能
1、了解硅酸盐、硅的主要性质
2、认识硅酸盐、硅等在生产、信息技术、材料科学等领域的应用
过程
与
方法
通过硅与碳的比较学习，引导学生学会运用对比的方法来认识物质。情感
态度
价值观
通过对硅酸盐材料及硅的用途学习，使学生了解新型无机非金属材料，培养学生热爱科学的情感。
重点硅、硅酸盐的丰富性和多样性
难点通过学习，掌握研究非金属元素单质及化合物的一般方法
知识结构与板书设计二、硅酸盐(silicate)
1、定义：硅酸盐是由硅、氧、金属所组成的化合物的总称。
2、硅酸钠
(1) 物理性质：白色固体，易溶于水，水溶液俗称水玻璃或泡花碱，是一种泡花碱
(2) 化学性质：相对稳定，不能燃烧，不易被腐蚀，
热稳定性强
3、表示方法：
原则：金属氧化物（较活泼------较不活泼）
方法：○1找组成元素○2写成氧化物的形式
○3原子个数比不变○4检查有无遗漏
三、硅( silicon) 单质
1、存在形态：有晶体硅和无定形硅两种同素异形体
2、晶体结构：正四面体形
3、物理性质：灰黑色具有金属光泽的固体、熔点高、硬度大、质脆、导电性介于导体和绝缘体之间，是好的半导体材料。
4、化学性质
(1) 常温下的反应：
Si+2F2==SiF4Si+4HF==SiF4↑+2H2↑
Si+2NaOH +H2O == Na2SiO3+2H2↑
(2) 高温下的反应：
Si+O2高温SiO2Si+2Cl2高温SiCl4
5、硅的制备
(1) 工业上制粗硅
SiO2 + 2C 高温Si+2CO ↑
石英砂焦炭电炉中粗硅
(2) 由粗硅制纯硅
Si+2Cl2高温SiCl4SiCl4+2H2高温Si+4HCl
教学过程
教学步骤、内容教学方法、手段、师生
活动
［思考］SiO2与CO2在物理、化学性质方面有哪些相似性和不同之处
［投影回顾］
CO2SiO2
物理性质无色无味气体，熔沸点都
很低，微溶于水，存在于
空气中灰黑色固体，熔沸点都很高，不溶于水，存在于岩石中，俗名硅石、石英、水晶，纤维、玻璃、硅藻土中都大量含有
化学性质和碱
性氧
化物
CO2+CaO==CaCO3
SiO2+CO2高温
CaSiO3
和碱CO2+2NaOH==Na2CO3+
H2O
SiO2+2NaOH==Na2SiO3+
H2O
和酸-------- SiO2+4HF==SiF4↑
+2H2O
和水CO2+H2O===H2CO3--------
［回顾］上节课我们提到，用可溶性硅酸盐Na2SiO3来制备H2SiO3。事实上，在自然界中，硅酸盐是构成地壳岩石的主要成
分，大多数硅酸盐是不溶于水的。自然界中存在的各种天然硅酸盐矿物约占地壳总质量的5%。
［板书］二、硅酸盐(silicate)
1、定义：硅酸盐是由硅、氧、金属所组成的化合物的总称。［讲］硅酸盐结构复杂，一般不溶于水，性质很稳定。最简单的硅酸盐是硅酸钠，下面我们主要研究一下硅酸钠的性质
［板书］2、硅酸钠
(1) 物理性质：白色固体，易溶于水，水溶液俗称水玻璃或泡花碱，是一种泡花碱
［投影实验］P77 实验4-2、
放入蒸馏水放入Na2SiO3饱和溶液
现象当水分蒸发后燃烧当水分蒸发后不易燃烧
结论用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火
［板书］(2) 化学性质：相对稳定，不能燃烧，不易被腐蚀，
热稳定性强
［讲］硅酸盐的种类很多，结构复杂，为了方便记忆和计算，常用氧化物的形式表示硅酸盐的组成
［板书］3、表示方法：
原则：金属氧化物（较活泼------较不活泼）
方法：○1找组成元素○2写成氧化物的形式
○3原子个数比不变○4检查有无遗漏
［投影］例、请用氧化物的形式表示下列硅酸盐的组成：
硅酸钠（Na2SiO3）————————————
镁橄榄石（Mg2SiO4）————————————
高岭土{Al2(Si2O5)(OH)4} ————————————
［讲］硅酸盐材料具有很多优良的性能，为我们的生活、为人类的科技进步作出了很大的贡献。受传统陶瓷某些特殊性能的启发，科技工作者在此基础上进行了一次又一次的创新，又研制出了许多种组成不同、性能更特殊的新型陶瓷。请大家阅读教材P77上的科学视野。
［投影］传统硅酸盐材料：
(1) 陶瓷：日用器皿、建筑饰材、卫生洁具
(2) 玻璃：
(3) 水泥：以黏土和石灰石为主要原料
具有特殊功能的含硅物质：
(1) 碳化硅（金刚砂）
(2) 硅钢：导磁性良好，用作变压器铁芯
(3) 硅橡胶
(4) 分子筛：具有均匀微孔结构的铝硅酸盐
(5) 生物陶瓷：人造骨
［过］虽然硅的化合物很多，随处可见，而且从远古时期人类就已经学会加工和使用陶瓷，但是硅的单质却到很晚------18世纪上半叶才制备出来。
硅别看起来灰溜溜的，它自己及化合物的作用却大得很，大到高科技领域，小到我们的周围，到处都有Si及其化合物的踪影，当今电子工业的飞速发展，更是人们对Si的性质的认识息息相关，本节我们就来学习Si及其化合物的有关知识。
［板书］三、硅( silicon) 单质
1、存在形态：有晶体硅和无定形硅两种同素异形体
［投影］展示晶体Si和晶体Si的结构模型
［板书］2、晶体结构：正四面体形
［讲］晶体Si的结构类似于金刚石的正四面体型，因此物理性质与金刚石类似。
［板书］3、物理性质：灰黑色具有金属光泽的固体、熔点高、硬度大、质脆、导电性介于导体和绝缘体之间，是好的半导体材料。［讲］因为Si在元素周期表中的位置仅次于金属与非金属分界线附近，因此硅有些性质与金属相似。硅的化学性质不活泼，常温下硅的化学性质很稳定，除F2、HF和NaOH外，Si不跟其他物质起反应。
［板书］4、化学性质
(1) 常温下的反应：
Si+2F2==SiF4
Si+4HF==SiF4↑+2H2↑
Si+2NaOH +H2O == Na2SiO3+2H2↑
［讲］在高温下，Si能与O2等非金属单质发生反应
［板书］(2) 高温下的反应：
Si+O2高温SiO2
Si+2Cl2高温SiCl4
［讲］硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制成太阳能电池，可制成有良好导磁性、耐酸性的合金。半导体晶体管及芯片的出现,促进了信息技术革命。请大家阅读教材P79-80上的内容，了解一下硅的用途。
［投影小结］
○1信息技术的关健材料，——半导体、晶体管、芯片。
○2半导体性能——将太阳能转换为光能的重要材料——光电池
○3硅合金
［板书］5、硅的制备
(1) 工业上制粗硅
SiO2 + 2C 高温Si+2CO ↑
石英砂焦炭电炉中粗硅
(2) 由粗硅制纯硅
Si+2Cl2高温SiCl4
SiCl4+2H2高温Si+4HCl
［总结］本节课我们学习了硅酸盐的重要用途及性质，了解了硅酸钠的特性------耐火。知道了Si单质的重要用途。从结构上、从周期表的位置，进一步理解了Si的性质。21世纪人类所面临的重大问题之一是能源危机。而从书上我们了解到Si是具发展前景的新能源材料。同学们，随着人类对Si及其化合物的认识越来越深刻，随着科学技术的不断发展，我们有理由相信Si及其化合物对人类作出更大的贡献，给人类带来更大的惊喜!
无机非金属材料的主角——硅重点知识归纳及典型习题
重 点 突 破 锁定高考热点 探究规律方法 熔沸点高，硬度大，其中金刚石为硬度最大的物质。 2．一般情况，非金属元素单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。 3．一般情况，较强氧化剂＋较强还原剂===较弱氧化剂＋较弱 还原剂，而碳却能还原出比它更强的还原剂：SiO 2＋2C===== 高温Si ＋2CO ↑，FeO ＋C===== 高温Fe ＋CO ↑。 4．硅为非金属，却可以和强碱溶液反应，放出氢气： Si ＋2NaOH ＋H 2O===Na 2SiO 3＋2H 2↑。 5．一般情况，较活泼金属＋酸===盐＋氢气，然而Si 是非金属，却能与氢氟酸发生反应：Si ＋4HF===SiF 4↑＋2H 2↑。 6．一般情况，碱性氧化物＋酸===盐＋水，SiO 2是酸性氧化物，却能与氢氟酸发生反应：SiO 2＋4HF===SiF 4↑＋2H 2O 。 7．一般情况，较强酸＋弱酸盐===较弱酸＋较强酸盐。虽然酸 性：H 2CO 3＞H 2SiO 3，却能发生如下反应：Na 2CO 3＋SiO 2===== 高温Na 2SiO 3＋CO 2↑。 8．一般情况，非常活泼金属(Na 、K 等)才能够置换出水中的氢， 但C ＋H 2O(g)=====高温CO ＋H 2 。 9．一般情况，非金属氧化物与水反应生成相应的酸，如SO 3＋H 2O===H 2SO 4，但SiO 2不溶于水，不与水反应。 题组训练
1．某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半，该元素() A．在自然界中只以化合态的形式存在 B．单质常用作半导体材料和光导纤维 C．最高价氧化物不与酸反应 D．气态氢化物比甲烷稳定 解析该短周期非金属元素为Si，硅在自然界中只以化合态形式存在，A项正确；单质硅可用作半导体材料，而光导纤维的主要成分是SiO2，B项错误；Si的最高价氧化物为SiO2，其可以与氢氟酸反应，C项错误；由于非金属性Si 时间：45分钟分值：100分 一、选择题(每小题4分，共48分) 1 .我国成功地发射了嫦娥一号探测卫星，用来对月球土壤中14种元素的分布及含量进 行探测等。月球的矿产资源极为丰富，仅月球表层5cm厚的沙土中就含铁单质上亿吨，月 球上的主要矿物有辉石［CaMgSi 2O6卜斜长石［KAISi 3O8］和橄榄石［(Mg , Fe)2 SiO4 ］等，下列说法或分析不正确的是() A .辉石、斜长石及橄榄石均属于硅酸盐矿 B .斜长石的氧化物形式可表示为：K2O ? Al 2O3 ? 6SiO 2 C .辉石、斜长石和橄榄石都可用于冶炼金属 D .月球上有游离态铁是因为月球上铁的活动性比地球上铁的活动性弱 ［解析］铁的活动性是不会改变的，只是月球上没有氧气，故在月球上存在游离态铁。 ［答案］D 2 .下列关于硅及其化合物的叙述中，错误的是 A .硅是良好的半导体材料 咼温 B .二氧化硅能与石灰石反应：SiO2 + CaCO 3 =====CaSiO 3 + CO 2 f 咼温 C .可以用焦炭还原二氧化硅生产硅：SiO2 + 2C=====Si + 2CO f D .水泥的主要成分是Na2SiO3、CaSiO 3和SiO 2 ［解析］本题考查硅及其化合物。水泥的主要成分为硅酸三钙(3CaO ? SiO 2)、硅酸二钙(2CaO ? SiO 2)、铝酸三钙(3CaO ? Al 2O3)，而Na z SiO 3、CaSiO 3 和SiO 2 为玻璃的主要成分。 ［答案］D 3 .下列叙述中正确的是() A .进行H20和H 2S的热分解实验，可确定S、O两种元素的非金属性强弱 B .根据同浓度的NaCI和NaF溶液的pH，可确定F、CI两元素的非金属性强弱 第四章非金属及其化合物 第一讲无机非金属材料的主角——硅 (计时：45分钟满分：100分) 一、选择题(本大题共10小题，每小题5分，共50分) 1．下列说法中，不正确的是() A．SiO2是酸性氧化物，但不与水反应 B．泡花碱属于盐类 C．明矾和漂白粉均可用于自来水的杀菌、消毒 D．玻璃和陶瓷都属于传统硅酸盐材料 解析明矾中的铝离子水解得到氢氧化铝胶体，其具有吸附作用，可以净水但不能杀菌、消毒；漂白粉具有强氧化性，具有杀菌、消毒作用。 答案 C 2．下列关于硅的说法中，不正确的是() A．硅是非金属元素，晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体 B．硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，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，硅能与氯气、氧气等非金属反应 解析晶体硅虽然外形像金属(有金属光泽)，但实际上属于非金属；硅既有金属性，又有非金属性，其导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。硅的化学性质不活泼(尤其是在常温下)，但常温下仍能与氟气、氟化氢和NaOH溶液等发生反应，加热至一 定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属发生反应。 答案 C 3．下列离子方程式不正确的是() A．向烧碱溶液中通入过量的二氧化碳：2OH－＋CO2===CO2－3＋H2O B．向纯碱溶液中通入足量的二氧化碳：CO2－3＋CO2＋H2O===2HCO－3 C．向水玻璃中通入少量二氧化碳：SiO2－3＋CO2＋2H2O===H4SiO4↓＋CO2－3 D．向氢氧化钠溶液中加入硅：Si＋2OH－＋H2O===SiO2－3＋2H2↑ 解析向烧碱溶液中通入过量的CO2的离子方程式为OH－＋CO2===HCO－3，A项错误。 答案 A 4．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。下列关于硅的说法不正确的是() A．高纯度的单质硅被广泛用于制作计算机芯片 B．硅可由二氧化硅还原制得 C．低温时硅与水、空气、盐酸、硝酸、硫酸不反应，但能与氢氟酸反应 D．自然界硅元素的贮量丰富，并存在大量的单质硅 解析自然界中无单质硅存在。 答案 D 无机非金属材料的主角——硅 硅元素简介 ?在元素周期表的位置：ⅣA族，在碳的下方 ?硅的化学性质：不易失也不易得电子，主要形成四价的化合物。亲氧元素 一、二氧化硅和硅酸 ?1、二氧化硅 （1）二氧化硅在自然界的多种存在形态水晶玛瑙 （2）二氧化硅晶体的结构flash动画 （2）物理性质熔点很高，质地坚硬，纯二氧化硅的透明度很高。 （3）化学性质很不活泼酸性氧化物 SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O（用HF刻蚀玻璃） SiO2+CaO ====（条件高温）CaSiO3SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O ?2、硅酸 （1）实验室制取硅酸Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl 思考：根据所观察的现象判断硅酸钠溶液有什么性质？ 硅酸具有什么物理、化学性质？ 为什么盐酸能与硅酸盐反应制取硅酸？ ?（2）硅酸的性质 物理性质不溶于水，浓度较小时形成硅酸溶胶， 浓度较大时形成软而透明、胶冻状的硅酸凝胶。 化学性质一种极弱的含氧酸，可溶于强碱溶液生成硅酸盐。 硅胶的形成及用途硅酸凝胶干燥脱水形成硅胶。 多孔——催化剂的载体吸水能力强——干燥剂 二、硅酸盐 ?1、硅酸盐概述 主要由硅、氧和金属组成的化合物的总称。一般不溶于水，化学性质稳定。 ?2、硅酸钠水溶液俗称水玻璃。可做肥皂填料、木材防火剂及黏胶剂。 实验：Na2SiO3的防火作用 ?3、土壤胶体胶体颗粒表面积大，带负电，有保肥作用 ?4、传统的硅酸盐材料陶瓷 ?玻璃主要原料：石英、碳酸钠、石灰石 ?水泥主要原料：粘土、石灰石 5、具有特殊功能的含硅材料 ?碳化硅：硬度大——砂轮、砂纸的磨料 ?硅钢：高导磁性——变压器铁芯 ?硅橡胶：在高温或低温下都能保持良好的弹性——制造火箭、导弹、飞机的零件；绝缘材料?分子筛：具有均匀微孔结构——吸附剂和催化剂 三、硅单质分无定形硅和晶体硅 1、晶体硅的性质结构类似金刚石灰黑色固体，有金属光泽 熔点高、硬度大、脆，导电性介于导体和绝缘体之间 常温下化学性质、不活泼 2、用途良好的半导体材料——计算机芯片、光电池（太阳能电池） 1 第一节无机非金属材料的主角—硅（B） 一、选择题：（本小题共11小题，每小题5分，共55分） 1．下列说法正确的是（） A．SiO2溶于水显酸性 B．CO2通入水玻璃可得硅酸 C．SiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸 D．SiO2晶体中不存在单个SiO2分子 2．下列关于碳和硅的叙述中不正确的是（） A．金刚石和晶体硅都是原子晶体 B．地壳中硅元素比碳元素含量多 C．自然界里碳元素化合物比硅元素化合物种类多 D．碳和硅的氧化物都是分子晶体 3．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原硅酸 C．SiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸 D．因高温时SiO2与Na2CO3反应放出CO2，所以硅酸的酸性比碳酸强4．10g含有杂质的CaCO3和足量的盐酸反应，产生CO20.1mol，则此样品中可能含有的杂质是（） A．KHCO3和MgCO3B．MgCO3和SiO2 C．K2CO3和SiO2D．无法确定 5．下列物质中不与二氧化硅反应的是（） A．烧碱B．氢氟酸C．硝酸D．生石灰6．石墨炸弹爆炸时，能在方圆几百米范围内撒下大量的石墨纤维，造成输电线、电厂设备损坏。这是由于石墨（） A．有剧毒B．易燃、易爆C．能导电D．有放射性7．下列关于二氧化硅的说法中，错误的是（） A．二氧化硅也叫硅酐 B．二氧化硅分子由一个硅原子和两个氧原子构成 C．不能用二氧化硅跟水直接作用制取硅酸 D．二氧化硅既能与氢氟酸反应，又能与烧碱反应，所以它是两性氧化物8．纯净的碳酸氢钙试样在高温下分解，当剩余的固体物质质量为原试样质量一半时，碳酸氢钙的分解率是（） A．50％B．75％C．92.7％D．100％ 9．二氧化硅是酸酐的原因是（） A．它溶于水得相应的酸 B．它对应的水化物是可溶性强酸 C．它与强碱溶液反应只生成盐和水 D．它是非金属氧化物 10．下面关于硅的叙述中，正确的是（） A．硅的非金属性比碳强，只有在高温下才能跟氢气起化合反应 B．硅是构成矿物和岩石的主要元素，硅在地壳中的含量在所有的元素中居第一位 C．硅的化学性质不活泼，在自然界中可以以游离态存在 D．硅在电子工业中，是重要的半导体材料 11．证明生石灰中既混有石英，又混有石灰石的正确方法是（） A．加入过量的盐酸，观察是否有气泡冒出 B．加入过量的烧碱溶液，观察是否有固体溶解 C．加热至高温，观察是否有气泡冒出，是否有硅酸钙生成 D．先加过量的盐酸搅拌，观察是否有不溶物剩余及气泡出现；若有不溶物则滤出，投入到氢氧化钠溶液中看其是否溶解 二、填空题：（40分） 12．实验室中盛放碱液的试剂瓶不能用玻璃塞，是因为（用化学方程式表示）___________________________。 13．物质A是一种高熔点化合物，不溶于H 2SO4、硝酸，却溶于氢氟酸；C 是一种气体；D是白色胶状沉淀；E是白色固体。A、B、C、D、E之间的转化 如右图，试推断： A．________；B．_______；C．_______；D．________；E．________。 14．有A、B、C、D四种含硅元素的物质，它们能发生如下反应： （1）C与烧碱溶液反应生成A和水；（2）A溶液与钙盐溶液反应生成白色沉淀D；（3） 2019高一化学无机非金属材料的主角硅知识点总结 硅（台湾、香港称矽xī）是一种化学元素，它的化学符号是Si，旧称矽。接下来我们大家一起了解高一化学无机非金属材料的主角硅知识点。 2019高一化学无机非金属材料的主角硅知识点总结 对于硅，化学符号为Si，旧称矽，有无定形硅和晶体硅两种同素异形体，属于元素周期表上第三周期，IVA族的类金属元素。硅也是极为常见的一种元素，然而它极少以单质的形式在自然界出现，而是以复杂的硅酸盐或二氧化硅的形式，广泛存在于岩石、砂砾、尘土之中。硅在宇宙中的储量排在第八位。在地壳中，它是第二丰富的元素，构成地壳总质量的26.4%，仅次于第一位的氧(49.4%)。 硅是人体必需的微量元素之一。占体重的0.026%。硅与骨软骨及结蒂组织的代谢有密切的关系，对于骨质疏松症具有很好的治疗作用。硅不仅能够促进骨软骨胶原、蛋白多糖的合成，而且还促进结蒂组织的形成，并作为结蒂组织的组分起着结构的作用。硅的缺乏对生长发育及骨的代谢都有一定的影响。 硅是维持人体正常生命活动不可缺少的必需微量元素，主要存在于高纤维食物、谷类皮中以及根茎类蔬菜中。 食物来源:硅存在于高纤维食物、谷类皮中以及根茎类蔬菜，而肉、鱼和乳类含量较少。食物在精制时易丢失，如全燕麦含量为460mg/100g，而精制后仅有13mg/100g。全大米含 36mg/100mg，精制后为7mg/100g，水也是硅的主要摄入来源，水中硅含量为2～12mg/L。科学研究表明，硅的平均摄取数值仍然是20 - 30毫克/天。 硅主要经过消化和呼吸道进入人体。一般人群主要通过饮食及含硅的药物(如抗酸剂三硅化镁)摄入硅，而一些职业人群主要通过呼吸道吸入硅。在自然界不存在游离的元素硅，硅的吸收率依不同的结合形式而有很大不同。硅酸铝和二氧化硅都不易吸收，吸收率约1%。而一些有机硅吸收率可达30%～50%。一些因素如衰老和雌激素减少可明显降低吸收硅的能力。进入消化道的硅，可经胃肠黏膜吸收入血和淋巴系统，但吸收过程尚不清楚。硅随血液循环分布到全身各组织，然后主要通过尿液排出，在尿液中可能以正硅酸镁的形式存在。脱落的皮肤细胞、毛发、指(趾)甲也是硅丢失的途径。通过呼吸道进入体内的硅，只有细微的硅粉尘可达肺泡，其可溶性部分迅速被吸收，不可溶的部分可被吞噬，或进入淋巴系统，或穿过肺泡壁进入肺间质，未被吞噬的部分可长期留存肺泡内，而引起矽肺。 矽肺(silicosis)又称硅肺，是尘肺中最为常见的一种类型，是由于长期吸入大量含有游离二氧化硅粉尘所引起，以肺部 无机非金属材料的主角——硅专题训练及答案 一、选择题 (本题包括 8小题,每题 6分,共 48分) 1.大多数物质的俗名是根据其特殊的物理性质或用途得来的。下列物质的俗名与化学式或用途不相符的一组是 ( ) 【解析】选 A。石英主要用于生产玻璃和光导纤维等 , 晶体硅才用于制作集成电路。【加固训练】下列关于硅及其化合物的叙述错误的是 ( ) A.硅是良好的半导体材料 , 二氧化硅可用于制造光导纤维 B.二氧化硅能与石灰石反应 :SiO 2+CaCO3 CaSiO3+CO2↑ C.可以用焦炭还原二氧化硅生产硅 :SiO 2+2C Si+2CO↑ D.水泥的主要成分是 Na2SiO3、 CaSiO3和 SiO2 【解析】选 D。水泥的主要成分是硅酸二钙、硅酸三钙和铝酸三钙,普通玻璃的主要成分是 Na2SiO3、 CaSiO3和SiO2,D 错误。 2.气凝胶是一种世界上最轻的固体 ,也被称为“固态烟” ,非常坚固耐用 ,它可以承受相当于自身重量几千倍的压力 , 最高能承受 1 400 摄氏度的高温 , 绝热性能十分优越 , 其主要成分是二氧化硅等。下列说法正确的是 ( ) A.Si →SiO2→ H2SiO 3可以通过一步反应实现 B.可以用陶瓷坩埚熔融烧碱 C.二氧化硅溶于氢氧化钠溶液又溶于氢氟酸, 所以二氧化硅是两性氧化物 D.气凝胶与豆浆具有相似的性质 【解析】选 D。二氧化硅不与水反应 ,A 错误;陶瓷坩埚的成分中含二氧化硅 ,与烧碱反应 ,B 错误;二氧化硅是酸性氧化物,C错误;气凝胶与豆浆都属于胶体 ,具有相似的性质 ,D 正确。 【加固训练】 硅是构成无机非金属材料的一种主要元素 , 下列有关硅的化合物的叙述错误的是 ( ) A.氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料 , 其化学式为 Si3N4 B.碳化硅(SiC) 的硬度大 ,熔点高 ,可用于制作砂纸、砂轮的磨料 C.祖母绿的主要成分为 Be3Al 2Si 6O18,用氧化物形式表示为 3BeO· Al 2O3·6SiO2 D.二氧化硅为立体网状结构 , 其晶体中硅原子和硅氧单键的个数之比为1∶2 【解析】选 D。二氧化硅晶体中 , 一个硅原子可形成 4 个硅氧单键 , 故硅原子和硅氧单键的个数之比为1∶4,D 错误。 3.(2018 ·石嘴山模拟 ) 纵观古今 ,化学与生活皆有着密切联系。下列有关说法正确的是( ) A.陶瓷是中华民族祖先的一项伟大发明 , 烧结黏土制陶瓷的过程不涉及化学反应 B.晶体硅熔点高硬度大 , 可用作芯片 C.石英坩埚耐高温 , 可用来加热熔化烧碱、纯碱等固体 D.工业生产玻璃、水泥、漂白粉 , 均需要用石灰石为原料 【解析】选 D。陶瓷的成分是硅酸盐 , 烧结黏土制陶瓷的过程涉及化学变化,A 错误; 晶体硅可用作芯片 ,是因为硅是良好 的半导体材料 ,与熔点高低无关 ,B 错误;石英的成分是 SiO2,SiO 2在加热条件下能与烧碱、纯碱反应 ,C 错误;工业 无机非金属材料的主角——硅练习题(含答案) 第四第一节第1时一、选择题 1．(2013•嘉峪关市一中高一期末)下列物质中主要成分不是二氧化硅的是() A．硅胶B．水晶 ．玛瑙D．光导纤维 【解析】硅胶的成分是H2Si3。 【答案】 A 2．(2013•桐城十中高一期末)下列试剂中，能用带玻璃塞的细口瓶贮存的是() A．氢氟酸B．氢氧化钠溶液 ．盐酸D．水玻璃 【解析】氢氟酸腐蚀玻璃，A项错误；玻璃塞的外面和瓶口都是经打磨过的，能和NaH溶液反应生成粘合剂NaSi3，时间长了玻璃塞粘住打不开试剂瓶，B、D两项错误。 【答案】 3．(2014•经典习题选萃)下列关于Si2的说法，正确的是() A．Si2是制造光导纤维的重要材料 B．Si2溶于水生成硅酸 ．Si2对应水化物酸性比碳酸强 D．Si2是酸性氧化物，不跟任何酸反应 【解析】Si2不溶于水；硅酸酸性比碳酸弱；Si2是酸性氧化物，但可与氢氟酸反应。 【答案】 A 4．(2014•试题调研)下列变化不能一步实现的是() A．Na2Si3→H2Si3 B．H2Si3→Si2 ．Si2→H2Si3 D．Si2→Na2Si3 【解析】Na2Si3＋2Hl===H2Si3↓＋2Nal；H2Si3=====△Si2＋H2；Si2＋2NaH===Na2Si3＋H2。 【答案】 ．下列物质：①氢氟酸；②浓H2S4；③烧碱溶液；④Na23固体；⑤氧化钙；⑥浓HN3，其中在一定条下能与Si2反应的有() A．①②⑥B．②③⑥ ．①③④⑤D．全部 【解析】Si2是酸性氧化物，除HF酸外，不与其他任何酸发生反应。 【答案】 6．下列各实验操作中，能证明生石灰中可能既混有石英，又混有石灰石的是() A．加入过量盐酸，观察是否有气泡冒出 B．加入过量烧碱溶液，观察是否有固体溶解 无机非金属材料的主角 硅时教学设计 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】 化学必修1第4章第1节 《无机非金属材料的主角——硅》第一课时 一、教学目标 1．知识与技能 （1）了解硅元素在自然界的存在方式。 （2）了解二氧化硅和硅酸的物理性质，掌握二氧化硅的化学性质和硅酸的制备及酸性强弱。 （3）培养学生观察能力，发现、分析和解决问题的能力，动手操作和实验设计的能力。 （4）使学生了解硅产品的性能、用途，加深对化学与生产、生活实际的认识进而帮助学生树立民族自豪感，增强学好化学的自信心。 2．过程与方法 （1）学会利用物质的分类观来指导元素化合物的学习 （2）通过对硅的化学性质稳定性以及二氧化硅结构与性质关系的思考，形成结构决定性质的科学思维品质。 （3）充分利用课本和课外有关硅及其化合物在生活、信息技术中应用的图片，增加学生的感性认识。 3．情感态度与价值观 （1）认识硅及其化合物的广泛用途，体会化学的创造性与实用性，并关注与化学有关的实际问题。 （2）了解化学与大自然的关系，培养学生热爱化学的情绪，激发学生学习化学的兴趣。 二、教材分析 1．教学重点 二氧化硅的性质、硅酸的制取与酸性强弱 2．教学难点 二氧化硅的化学性质 三、教学方法 多媒体演示、对比探究、实验探究 四、教学过程 第一课时 教师活动 学生活动 设计意图 【引入新课】硅以大量的硅酸盐矿和石英矿存在于自然界中。如果说碳是组成生物界的主要元素，那么，硅就是构成地球上矿物界的主要元素。硅在地壳中的含量为26.3%，在所有的元素中居第二位，地壳中含量最多的元素氧和硅结合形成的化合物，约占地壳总质量的75%。我们脚下的泥土、石头和沙子，我们使用的砖、瓦、水泥、玻璃和陶瓷等等，这些我们在日常生活中经常遇到的物质，都是硅的化合物。 【投影】生活中硅及化合物应用图片 【结论】硅是无机非金属材料的主角 【板书】硅——无机非金属材料的主角 【过渡】请在元素周期表中找到硅，并且画出硅和碳的原子结构示意图。 无机非金属材料的主角—硅 说 课 稿 化学教师 江宝桃 无机非金属材料的主角—硅 我的说课题目是无机非金属材料的主角——硅第一课时。下面我将主要从指导思想与理论依据、教材分析、学情分析、教法和学法、教学过程设计等五个方面对本堂课进行说明。 一、指导思想与理论依据 高中化学新课程着眼于学生发展、社会发展和学科发展的需要，强调密切联系社会生活实际，关注化学发展的前沿，注重化学与生活、社会、技术之间的相互影响和相互联系，高度重视实验与探究，倡导自主、探究、合作的学习方式。 因此，本节课在内容安排上突破传统的物质中心模式，不再追求元素化合物知识系统（存在、组成、结构、性质、制法、用途）的完整，而是从学生已有的生活经验出发，引导学生学习身边的常见物质，将物质性质的学习融入有关的生活现象和社会问题的分析解决活动中，体现其社会应用价值。这样的学习顺序符合学生的认知规律，有利于学生的学习。 二、教材分析 1、主要内容 《无机非金属材料的主角-硅》是人教版高中化学必修一第四章第一节的内容。本节课的主线是：首先从硅的亲氧性引出硅主要存在的两种形式──二氧化硅和硅酸盐，接着介绍二氧化硅的性质，再介绍硅酸、硅酸凝胶的制取方法，接着再介绍硅酸盐的一些性质，最后介绍硅单质。本节课分两个课时完成，说课内容为第一课时，本课时的主要内容是硅单质和二氧化硅。 2、地位与作用 硅及其化合物作为非金属元素知识的开端，是在第三章“金属及其化合物”内容的基础上，继续进行关于元素化合物知识的学习和研究方法的训练，通过本节的学习为元素族概念的形成、元素性质的递变规律、元素周期律的形成积累感性材料。 从硅及其化合物在国民经济中的地位来看，硅及其化合物在材料科学和信息技术等领域有广泛的用途，在半导体、计算机、建筑、通信及宇宙航行、卫星等方面大显身手，而且它们的应用前景十分广阔；从物质存在和组成多样性的角度来看，硅是无机非金属的主角，是地壳的基本骨干元素。自然界中的岩石、土壤、沙子主要以二氧化硅或硅酸盐的形式存在，地壳的95%是硅酸盐矿。所以，介绍硅及其化合物，体现了硅元素存在的普遍性和广泛性；从认知规律来看，硅元素的主要化合价只有+4价，硅单质比较稳定，硅的化合物知识也比较简单。因此，学生的学习负担比较轻，有利于学习积极性的保护和培养。 通过本节的学习，有利于贯彻STS教育的观点，激发学生学习的兴趣，促进学生科学素养的提高。 3、教学目标 1、知识与技能： (1)了解硅在自然界的含量、存在、用途、了解硅的重要用途，了解硅单质的物理性质； (2)能说出二氧化硅的物理性质；认识二氧化硅的主要化学性质。 (3)了解二氧化硅在生产、生活、信息技术、材料科学等领域的应用。 2、过程与方法： (1)通过对二氧化硅性质的研究，学习利用事实研究物质性质的方法。 新课标高一化学同步测试（A） 第一节无机非金属材料的主角—硅 一、选择题：（本小题共6小题，每小题3分，共18分，每小题只有一个正确答案） 1．下列物质中主要成分不是二氧化硅的是（）A．硅胶B．水晶C．玛瑙D．硅石 2．NaOH、KOH等碱性溶液可以贮存在下列哪种试剂瓶中（）A．具有玻璃塞的细口瓶B．具有玻璃塞的广口瓶 C．带滴管的滴瓶D．具有橡胶塞的细口瓶 3．可以用来制取半导体材料（如大规模集成电路）的是（）A．二氧化硅B．粗硅C．高纯硅D．硅酸盐 4．下列不是水玻璃用途的是（）A．肥皂填料B．木材防火剂C．纸板黏胶剂D．建筑装饰材料 5．下列不属于传统硅酸盐产品的是（）A．玻璃B．水泥C．光导纤维D．陶瓷 6．钢筋混凝土强度大，常常用来建造高楼大厦、桥梁涵洞、高速公路等，在现代社会中发挥着举足轻重的作用，下面是钢筋混凝土的主要成分的是（） A．水泥、沙子和钢筋B．水泥、沙子、碎石和钢筋 C．水泥、碎石和钢筋D．水泥、沙子和碎石 二、选择题（共10小题，每小题4分，计40分，每小题有1—2个正确答案，只有一个正确选项 的，多选不给分；有两个正确选项的，选对一个给2分，选错一个该小题不给分。） 7．构成地壳基本骨架的非金属元素的是（）A．Al B．O C．Si D．C 8．二氧化硅的化学性质很不活泼，几乎所有的酸都不与其反应，但有一种酸能够和二氧化硅发生反应，这种酸是（） A．浓盐酸 B．硫酸C．硝酸D．氢氟酸 9．能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是（）A．CO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水 B．CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀 C．高温下SiO2与碳酸盐反应生成CO2 D．氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀 10．二氧化硅属于酸性氧化物，理由是（）A．Si是非金属元素B．SiO2对应的水化物是可溶性弱酸 C．SiO2与强碱反应生成盐和水D．SiO2不能与酸反应 11．下列物质中，能够与NaOH溶液反应的是（）A．碳酸钠B．硅酸钠C．二氧化硅D．氢氧化铝 12．下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是（）A．CO2→H2CO3B．SiO2→Na2SiO3C．Na2O2→Na2CO3D．SiO2→H2SiO3 13．某无色溶液中加入过量盐酸有沉淀产生，过滤后向滤液中加入过量氨水又有沉淀产生，下列溶液中符合此条件的是（） A．Ag+、Al3+、K+ B．SiO32-、AlO2-、K+ C．Ag+、Cu2+、Na+ D．Ag+、Ba2+、Na+ 14．下列离子方程式，正确的是（）A．澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca2+ +2OH- +CO2 ===CaCO3↓+H2O B．碳酸钠溶液中加入二氧化硅：CO32- +SiO2==SiO32- +CO2↑ C．二氧化硅与烧碱溶液反应：SiO2 +2OH- === SiO32-+H2O↑ D．硅酸与烧碱溶液中和：H2SiO3+2OH- === SiO32-+2H2O 15．现代建筑的门窗框架常用电解加工成的古铜色硬铝制造。取硬铝样品进行如下实验（每一步试剂均过量），由此可以推知硬铝的组成为（） A．Al、Cu、Mg、Si、Mn B．Al、Mg、Si、Zn 第一节无机非金属材料的主角——硅 1．了解SiO2的结构、性质和用途。(重点) 2．了解硅酸的制备和化学性质。 3．了解硅酸盐的性质及组成的表示方法。 4．了解硅的性质和用途。(重点) 5．了解几种重要无机非金属材料的生产及用途。 教材整理1 二氧化硅 1．硅元素的存在 2．二氧化硅(SiO2) (1)存在 SiO2的存在形式有结晶形和无定形两大类，水晶、玛瑙的主要成分是结晶的二氧化硅。 (2)结构 SiO2晶体是由Si和O按原子数之比为1∶2的比例组成的立体网状结构的 晶体。每个硅原子周围结合4个O原子，每个O周围结合2个Si原 子。 (3)物理性质 熔点高；硬度大；溶解性：不溶于水。 (4)化学性质(写出有关化学方程式) (5)用途 ①沙子是基本的建筑材料。 ②纯净的SiO 2是现代光学及光纤制品的基本原料，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。 教材整理2 硅酸(H 2SiO 3) 1．物理性质 硅酸是一种难溶于水的白色胶状物。 2．化学性质 (1)弱酸性 向Na 2SiO 3溶液中通入CO 2，生成白色沉淀，反应的化学方程式为Na 2SiO 3＋CO 2＋H 2O===Na 2CO 3＋H 2SiO 3↓。 结论：H 2SiO 3酸性比H 2CO 3酸性弱。 (2)不稳定性 H 2SiO 3不稳定，受热易分解，反应的化学方程式为H 2SiO 3=====△ H 2O ＋SiO 2。 3．制备 Na 2SiO 3溶液中加入盐酸，反应的化学方程式为Na 2SiO 3＋2HCl===2NaCl ＋H 2SiO 3(胶体)。 4．存在及用途 (1)浓度小且边加边振荡时，形成硅酸溶胶(胶体)；浓度大时，形成硅酸凝胶。 (2)硅胶 硅酸凝胶经干燥脱水得到的硅酸干凝胶，称为“硅胶”，具有很强的吸水性，常用作干燥剂或催化剂的载体。 [探究·升华] [思考探究] 第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角——硅 一、选择题 1．地壳中含量占第一、二位的元素之间形成的化合物不具有的性质 是（） A．常温下与苛性钠反应 B．常温下与水反应 C．常温下与氢氟酸反应 D．高温下与氧化钙反应 2．被誉为“光纤之父”的华裔科学家高锟曾荣获诺贝尔化学奖。下 列叙述正确的是（） A．CO2与SiO2都能跟H2O反应生成相应的酸 B．CO2与SiO2都属于酸性氧化物，都不能与酸反应 C．SiO2与CO2（干冰）都能与氢氧化钠溶液反应 D．水晶的主要成分是SiC 3．下列关于硅酸的说法中，正确的是（） A．硅酸可以通过SiO2和水的化合反应直接制得 B．可用反应：Na2SiO3+2HCl= H2SiO3↓+2NaCl制取硅酸 C．因为硅酸难溶于水，所以它不能与NaOH溶液反应 D．干燥剂“硅酸”的主要成分是二氧化硅 4．下列关于硅单质及其合物的说法正确的是（） ①硅是非金属元素，但硅单质能导电；②水泥、沙子、玻璃都是硅酸盐制品；③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维；④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料 A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 5．大多数物质的俗名是根据其特殊的物理性质或用途得来的。下列 物质的俗名与化学式或用途不相符的一组是（） 俗名主要成分用途 A 石英SiO2集成电路板 B 纯碱Na2CO3制备玻璃 C 水玻璃Na2SiO3制备硅胶 D 铁红Fe2O3作油漆和涂料6．如下图为刻蚀蚀在玻璃上的精美花纹图案,则该 刻蚀过程中发生的主要化学反应为（ ） A ．CaCO 3+2HCl=CaCl 2+H 2O+CO 2↑B ．NaHCO 3+ HCl = NaCl+H 2O+CO 2↑ C ．Si+4HF=SiF 4↑+2H 2↑ D ．SiO 2+4HF= SiF 4↑+2H 2O 7．下列说法中，不正确的是( ) A ．SiO 2是酸性氧化物，但不与水反应 B ．泡花碱属于盐类 C ．明矾和漂白粉均可用于自来水的杀菌、消毒 D ．玻璃和陶瓷都属于传统硅酸盐材料8．下列关于硅的说法中，不正确的是 ( ) A ．硅是非金属元素，晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体 B ．硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，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，硅能与氯气、氧气等非金属反应9．下列离子方程式不正确的是( ) A ．向烧碱溶液中通入过量的二氧化碳： 2OH － ＋CO 2===CO 2－3 ＋H 2O B.向纯碱溶液中通入足量的二氧化碳： CO 2－3 ＋CO 2＋H 2O===2HCO －3 C.向水玻璃中通入少量二氧化碳： SiO 2－3 ＋CO 2＋H 2O===H 2SiO 3↓＋CO 2－3 D.向氢氧化钠溶液中加入硅： Si ＋2OH － ＋H 2O===SiO 2－ 3 ＋2H 2↑ 10．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。下列关于硅的说法 不正确的是( ) A ．高纯度的单质硅被广泛用于制作计算机芯片 B ．硅可由二氧化硅还原制得 C ．低温时硅与水、空气、盐酸、硫酸不反应，但能与氢氟酸反应 D ．自然界硅元素的贮量丰富，并存在大量的单质硅 《无机非金属材料的主角──硅》教学设计 １.指导思想与理论依据 高中化学新课程着眼于学生发展、社会发展和学科发展的需要，强调密切联系社会生活实际,关注化学发展的前沿,注重化学与生活、社会、技术之间的相互影响和相互联系,高度重视实验与探究,倡导自主、探究、合作的学习方式。 因此，本节课在内容安排上突破传统的物质中心模式，不再追求元素化合物知识系统(存在、组成、结构、性质、制法、用途)的完整，而是注重STＳ教育，从学生已有的生活经验出发，引导学生学习身边的常见物质,将物质性质的学习融入有关的生活现象和社会问题的分析解决活动中，体现其社会应用价值。这样的学习顺序符合学生的认知规律,有利于学生的学习。 2．教学内容分析 （1）主要内容 本课时位于化学必修1的第四章第一节，主要内容是二氧化硅和硅酸。本节课的主线是： 本节课重点介绍了硅酸凝胶的制取方法、硅胶的用途以及二氧化硅的重要性质和用途。 （２)地位与作用 硅及其化合物作为非金属元素知识的开端,是在第三章“金属及其化合物”内容的基础上，继续进行关于元素化合物知识的学习和研究方法的训练,本节教学采用主线为“硅酸盐──硅酸──二氧化硅(硅的亲氧性)──硅单质(应用)”的纵向学习方法，有别于第三章的横向对比学习法，丰富了元素族概念及元素性质的递变规律的形成,为元素周期律、元素周期表的学习积累了丰富的感性材料,同时，也为以后学习选修模块2 “化学与技术”中的第三单元“化学与材料的发展”奠定了知识基础。 本节内容与生产生活、材料科学、信息技术等联系较为密切，知识面广，趣味性强,能使学生真正认识化学在促进社会发展，改善人类的生活条件方面所起的重要作用，全面地体现了化学学科的社会应用价值。通过本节的学习,有利于贯彻STS教育的观点,激发学生学习的兴趣，促进学生科学素养的提高。 (3)教材处理 本节课从生活中常见的干燥剂入手,创设问题情景,激发学生的学习兴趣和求知欲,进而主动接受学习任务;通过探究实验,体验硅酸的制取,进一步了解硅胶和变色硅胶；通过对比碳和硅原子结构的相同点和不同点,认识二氧化硅的结构,采用比较的方法学习SiO２的化学性质，并把硅及其化合物在信息技术、材料化学等领域的应用和发展融合在性质的介绍中,从而让生活在信息技术时代的学生体会到常见硅及其化合物知识的价值,深刻理解硅成为无机非金属材料的主角的原因，激发学生对材料科学的兴趣和求知欲望，全面体现化学课程的科学教育功能。 本节课也为不同层次的学生设计了不同的教学目标，基础较弱的学生把重点放在课前的预习和课堂上的性质对比教学中,而学有余力的优秀学生可以在课后对课堂上没有深入研究的一些问题进行挖掘和拓《无机非金属材料的主角——硅》
无机非金属材料的主角硅习题及答案
无机非金属材料的主角硅
无机非金属材料的主角硅题目及答案
高一化学无机非金属材料的主角硅知识点总结
无机非金属材料的主角——硅专题训练及答案
无机非金属材料的主角——硅练习题(含答案)
无机非金属材料的主角硅时教学设计完整版
无机非金属材料的主角 硅说课稿
2951高一化学无机非金属材料的主角硅测试
2018版 第4章 无机非金属材料的主角——硅。知识点
无机非金属材料的主角——硅习题及答案
《无机非金属材料的主角──硅》 教学设计