二氧化硅的用途高中化学
高中化学最易错考点系列考点硅和二氧化硅新人教必修
考点13 硅和二氧化硅【考点定位】本考点考查硅和二氧化硅的性质与应用，明确二氧化硅是酸性氧化物，但能溶于HF酸的特殊性、硅的半导体性质及二氧化硅作光导纤维的应用。
【精确解读】1．硅的物理性质和化学性质：（1）物理性质：晶体硅是灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体，它的结构类似金刚石，具有较高的沸点和熔点，硬度也很大，它的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料．（2）化学性质：化学性质不活泼①常温下，除与氟气、氢氟酸及强碱溶液反应外，与其他物质不反应Si+2F2═SiF4、Si+4HF═SiF4↑+2H2↑、Si+2NaOH+H2O═Na2SiO3+2H2↑；②在加热条件下，能与氧气、氯气等少数非金属单质化合Si+O2△SiO2、Si+2Cl2△4；（4）制备：在电炉里用碳还原二氧化硅先制得粗硅SiO2+2C 高温Si+2CO↑，将制得的粗硅，再与Cl2反应后，蒸馏出SiCl4，然后用H2还原SiCl4可得到纯硅．有关的反应为：Si+2Cl2△SiCl4，SiCl4+2H2高温Si+4HCl；2．硅的用途：高纯硅可作半导体材料，制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制造太阳能电池．硅的合金用途也很广，如含硅4%的钢具有良好的导磁性，可用来制造变压器的铁芯；含硅15%左右的钢具有良好的耐酸性，可用来制造耐酸设备．3．二氧化硅的物理性质和化学性质：（1）物理性质：无色透明或白色粉末，原子晶体，熔沸点都很高，坚硬难熔，不溶于水，天然的二氧化硅俗称硅石，是构成岩石的成分之一．（2）化学性质：常温下性质不活泼；①不与水反应，不能跟酸(氢氟酸除外)发生反应．SiO2+4HF═SiF4↑+2H2O(氢氟酸不能盛放在玻璃容器中)；②具有酸性氧化物的性质，能跟碱性氧化物或强碱反应，SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O (实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞的原因)CaO+SiO 2高温CaSiO 3、Na 2CO 3+SiO 2高温Na 2SiO 3+CO 2↑(制玻璃)③具有弱氧化性 SiO 2+2C高温Si+2CO↑、SiO 2+2Mg高温Si+2MgO↑，SiO 2+3C高温SiC(金刚砂)+2CO↑；（3）二氧化硅的用途：①光导纤维的主要原料；②石英的主要成分是SiO 2，纯净的石英可用来制造石英玻璃；③玛瑙石含有有色杂质的石英晶体，可用于制造精密仪器轴承，耐磨器皿和装饰品。
高中化学 第四章 第一节第1课时单质硅与半导体材料 二氧化硅与光导纤维课件 鲁科版必修1
与碳
与水 化 学 与酸 性与 质 NaO
H溶 液 与 CaO
用途
二氧化碳 CO2＋C==高=温==2CO CO2＋H2O
H2CO3 不反应
CO2＋2NaOH=== Na2CO3＋H2O
CO2＋CaO===CaCO3
饮料、制碱
二氧化硅 SiO2＋2C==高=温==Si＋2CO↑ SiO2＋3C==高=温==SiC＋2CO↑
【思路点拨】 解答此题要注意以下两点: (1)熟悉硅及其化合物的化学性质。 (2)找准特殊条件作突破口。
【解析】 由图分析：A 与 O2 反应生成 B，而 B 与碳在高温下反应生成 A 可推知 A 是单质， B 是氧化物，而 A、B 均能与 NaOH 溶液反应， 应确认 A 是硅，B 是二氧化硅，则 D 是硅酸钠， C 是硅酸。
化学方程式为：_S_iO__2＋__2_C__=_=高_=温_=_=_S_i_＋__2_C_O_↑___。
想一想 1．具有金属光泽的物质是否一定是金属 单质？ 【提示】 不一定。如晶体硅具有金属光 泽，却是非金属单质。
二、二氧化硅和光导纤维
1．二氧化硅的结构
SiO2 晶体是由硅原子和氧原子按 1∶2 的比例 构成的，每个硅原子结合__4__个氧原子，每个 氧原子结合__2___个硅原子。
1．Si 的还原性大于 C，但 C 却能在高温下还 原出 Si： SiO2＋2C==高=温==Si＋2CO↑。 2．非金属单质跟碱液的反应一般无 H2 放出， 但 Si 与碱液(如 NaOH 溶液)反应放出 H2： Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。 3．非金属单质一般不跟非氧化性酸反应，但
C．硅燃烧放出的热量大，燃烧产物对环境污 染程度低且容易有效控制 D．自然界中存在大量单质硅
高中化学-硅及二氧化硅
实验室有六种试剂，根据 它们各自的性质，必须选择适 当的试剂瓶盛放，请在对应的 各种试剂瓶和所装试剂之间进 行连线。
试剂 二氧化硅 氢氧化钠溶液 硝酸银晶体 氢氟酸 浓硫酸 氯水
试剂瓶 细口磨口塞 广口瓶 棕色细口磨口塞 细口橡皮塞 棕色广口瓶 细口塑料瓶
3、二氧化硅的用途
制光导纤维
石英制品
硅酸及硅酸盐
(1)硅酸：硅酸、原硅酸都不溶于水，属 于弱酸，其酸性比碳酸弱：
Na2SiO3+2HCl+H2O=2NaCl+H4SiO4↓
H4SiO4===H2SiO3+H2O(易) Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H4SiO4↓
（2）硅酸盐
结构复杂 种类繁多 用二氧化硅和金属氧化
物的形式表示其组成
5、工业制粗硅：
高温
SiO2+2C===Si+2CO
粗硅提纯 Si+2Cl2===SiCl4
*
SiCl4+2H2===Si+4HCl
能溶解硅且能放出氢气的是
（ C、D ）
A、浓盐酸
B、稀硫酸
C、氢氟酸
D、浓烧碱
6、用途：
高纯硅：半导体材料。 变压器铁芯
合金 （含硅4%的钢有导磁性） 耐酸设备
（含硅15%左右的钢有耐 酸性）
有三种元素X、Y、Z。X和Y位于周期表的同 一周期，可形成共价化合物XY2，此化合物在常 温下为气态。 Z和 X为同族元素，Z和 Y可形成 共价化合物 ZY2，此化合物在常温下为固态。 X 的单质跟 ZY2反应可生成Z的单质。Z的一种晶体 是很好的半导体材料。根据以上事实判断X、Y、 Z各为什么元素，写出上述有关反应的化学方程 式。
高中化学-硅和二氧化硅-教材分析
教材分析
1、教材的内容
本节教材由两部分内容组成。
依次按“硅单质和二氧化硅→硅酸、硅酸盐→”顺序编排，重点介绍SiO2的性质和用途。
本节教材可用两个课时完成，本课内容为第一课时。
从内容安排来看，两部分知识都强调先让学生根据身边的例子和书本大量的彩图感性认识相关的性质，作出猜测，然后通过实验或例子得出性质，有利于吸引学生的兴趣和接受新的知识。
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、通讯以及宇宙航行、卫星等方面大显身手，因此它们的应用前景十分广阔；硅酸盐工业在经济建设和日常生活中有着非常重要的地位。
因此选取硅作为材料家族中的元素的开篇。
硅是地壳的基本骨干元素，硅及其化合物在材料科学和信息技术等领域的应用前景十分广阔，硅酸盐工业在经济建设和日常生活中有着非常重要的地位，所以介绍硅及其化合物，突出了它在社会发展历程中、在科学现代化中的重要性和应用价值。
学生通过对硅的学习为以后学习元素化合物知识内容打下良好的基础。
2、教材的地位与作用
《硅无机非金属材料》是鲁科版高中化学必修一第四章第一节的内容，本节是常见无机物及其性质等知识的继续，通过本节的学习也为学习元素周期律奠定了基础。
硅及其化合物是学生在日常生活中所熟悉的物质，硅在非金属材料、信息技术、光电技术等领域有着十分广泛的应用；这就更加突出了它在社会发展历程中、信息化社会中的重要性、广泛性和应用的前瞻性；通过硅及其化合物知识的学习，学生对生活中常见的物质有了进一步的了解与认识，开阔了眼界，更加密切了化学与生活，化学与社会的联系。
3、教学重点和难点：
硅、二氧化硅的化学性质，硅材料的发展对人类进步的贡献。
人教版高中化学第一册必修二氧化硅
二氧化硅
一、教案设计思路：
本节课的内容与学生生活联系比较紧密，教师用含二氧化硅的实物、光导纤维、“中国芯”等，创设贴近学生生活的教学情竟，激发学生的学习热情和兴趣。
主要采用了学生讨论、自学、教师引导、归纳，并同已学知识相比较的教学方法，目的是为了让学生更多地参予教学，并在学习的过程中培养学生对知识的归纳、总结和探究的能力。
由于在初中已学过有关碳及其化合物的知识，采用对比的学习方法，可以使学生温故而知新。
二、教学目标：
知识与技能：
1、了解硅在自然界的存在形式，了解硅及二氧化硅的重要性质。
2、了解工业上高纯硅的制备方法。
3、了解硅、二氧化硅在信息技术、材料科学等领域的应用和与人类文明发展的关系，激发学生研究、开发新材料的意识。
过程与方法目标：
通过碳与硅，二氧化碳与二氧化硅的对比学习，培养学生的推理、归纳、迁移能力。
情感与态度目标：
通过硅和二氧化硅的用途的学习，让学生体会到化学与社会的紧密联系，增强学生学习化学的情感需要。
三、教学重点：
硅和二氧化硅的化学性质
四、教学难点：
硅和二氧化硅的化学性质
五、教学用具：
多媒体辅助教学
玛瑙饰品、石英钟、石英眼镜，盐酸、硅酸钠溶液、试管、胶头滴管。
六、教学方法：
自主学习教学和探究式教学相结合
七、教学过程。
高中化学必修一第四章第一节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——硅教学目标：1.了解硅在自然界中的含量、存在；2.了解硅单质、二氧化硅的物理性质，掌握二氧化硅的化学性质，了解两者的用途；3．了解硅酸的性质，掌握硅酸钠的用途；了解传统硅酸盐产品的用途；4．了解新型无机非金属材料的用途及开展前景；5.通过硅酸的制备，硅酸钠的性质实验，学习实验设计的思维方式。
教学重难点：重点：硅、二氧化硅和硅酸的主要性质，硅酸盐的表示难点：硅、二氧化硅的化学性质，硅酸盐的表示教学过程：同学们，我们在第三章学习了金属及其化合物，也知道在我们自然界和日常生活中，金属广泛存在，那么除了金属以外，还有非金属，从今天这节课开始，我们将学习非金属。
第四章第一节无机非金属材料的主角——硅。
地壳中的元素有哪些，同学们还记得吗？请同学们回想一下。
我们在已经学习了氧元素，那么硅元素有哪些我们要学习掌握的呢？【硅元素在自然界中的存在】〔PPT展示图片〕硅在地壳中的含量为26.3％，仅次于氧。
硅的化合物构成了地壳中大局部的岩石、沙子和土壤,约占地壳质量的90%以上。
硅在自然界的存在形态：——没有游离态，只有化合态，以二氧化硅和硅酸盐的形式存在于岩石和矿物中。
【硅和碳的比拟】我们再来看一下硅元素在元素周期表中的位置，在碳的下面，请同学们画出碳和硅的原子结构示意图〔PPT 展示另个原子结构示意图〕，硅原子和碳原子的最外电子层均有4个电子，其原子既不易失去也不易得到电子，主要形成四价的化合物。
二者的电子层数不同，所以其性质也有差异性。
碳是构成有机物的主要元素，硅是构成岩石与许多矿物的根本元素。
我们按照前面学习的顺序，了解一下硅单质。
展示图片——单质硅，归纳单质硅的物理性质。
1.物理性质：〔1〕灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体〔2〕熔、沸点高、硬度大〔3〕晶体硅是良好的半导我们了解到硅原子最外层为4个电子，既不易失去也不易得到电子，常温下硅单质的化学性质不活泼。
那硅单质具有哪些化学性质呢？〔1〕常温下只和F2、HF、强碱反响Si + 2F2 === SiF4Si + 4 HF === SiF4 + 2H2Si + 2NaOH + H2O ===Na2SiO3 + 2H2〔2〕加热时能和O2反响△Si + O2====SiO23.用途：半导体材料、制合金、制太阳能电池等4.硅的制备〔1〕SiO2+2C == Si+2CO ↑〔粗硅〕假设C过量：SiO2+3C == SiC + 2CO ↑〔2〕 Si+2Cl2 == SiCl4〔3〕SiCl4+2H2 == Si+4HCl 〔高纯硅〕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？请同学们阅读教材第74页。
高中化学复习知识点：二氧化硅的用途
参考答案
1．A
【解析】
【详解】
A. SiO2很稳定，与大多数酸都不反应，但能与HF反应生成四氟化硅和水，故A错误；
B.水晶、玛瑙的主要成分都是SiO2，故B正确；
C.玻璃的主要原料是纯碱、石灰石、石英，水泥的主要原料是黏土、石灰石，陶瓷主要原料是黏土，石英主要成分是二氧化硅，黏土属于硅酸盐，故都属于硅酸盐产品，故C正确；
高中化学复习知识点：二氧化硅的用途
一、单选题
1．下列关于硅及其化合物的叙述错误的是
A．SiO2很稳定，与所有的酸都不反应B．水晶、玛瑙的主要成分都是SiO2
C．陶瓷、玻璃、水泥都是硅酸盐产品D．水玻璃是一种常用的矿物胶
2．化学与社会、生产、生活密切相关。下列说法正确的是
A．石英只能用于生产光导纤维
B．复旦大学研究的能导电、存储的二维材料二硫化钼是一种新型有机功能材料
4．下列表述正确并且有因果关系的是
选项
表述I
表述II
A
SiO2有导电性
SiO2可用于制备光导纤维
B
向FeCl2溶液中加入过量的H2O2，溶液颜色由浅绿色变成黄色
氧化性：H2O2>Fe3+
C
溶液中含有大量的NO3-
溶液中一定不存在大量的I-和S2-
D
Al2O3两性氧化物
Al2O3能溶于氨水
A．AB．BC．CD．D
A．水玻璃可做防火材料B．光导纤维的主要成分是高纯硅
C．可用石英坩埚加热熔融氢氧化钠固体D．二氧化硅不和任何酸反应
二、综合题
11．某校化学兴趣小组对以下三种品牌牙膏中摩擦剂成分进行调查，结果如下表：
牙膏品牌
高中化学二氧化硅和硅的用途
高中化学二氧化硅和硅的用途
1、二氧化硅：
（1）它是常见的芯片制造材料，它可以用于制成集成电路和三极管；（2）二氧化硅也常用到电子元器件的制作，比如电阻元件的快速制造；（3）它也可以用来制作光学组件和激光器；
（4）还可以用来制作具有良好抗老化性能的防火材料、乳胶涂料和涂
层材料；
（5）它可以用于制作各种分子过滤器及其他生物技术设备；
（6）二氧化硅可以应用到安全装备的制造中，包括玻璃、复合材料等；（7）此外，它还可以用于制造电池、磁体等。
2、硅：
（1）硅常用于制造过滤器、电力设备，还可以制作像晶体管、滤波器
之类的电子器件；
（2）它可以用于航空航天领域，它是火箭发动机、导弹和衛星的绝缘
材料；
（3）硅还可以用于制造金属电池，铅酸蓄电池等；
（4）它可以用于陶瓷制造，陶瓷制品的着色、形成膜层等；
（5）硅也用于冥具的加工，医疗器械的制造；
（6）硅还有较高的耐热稳定性，它可以用来制作许多抗高温材料，比
如烤炉和热交换器；
（7）此外，硅还可用来制作植入物、芦苇椅等。
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二氧化硅的用途高中化学
二氧化硅的用途是制造玻璃、应时玻璃、水玻璃、光纤、电子工业的重要零件、光学仪器、工艺品和耐火材料，是科学研究的重要材料。
一、二氧化硅的用途。
1、平板玻璃、玻璃制品、铸造用砂、玻璃纤维、陶瓷色釉、喷砂防锈、过滤用砂、熔剂、耐火材料、轻质泡沫混凝土制造。
二氧化硅用途广泛。
自然界中稀有的晶体可用于制造电子工业中的重要元件、光学仪器和工艺品。
2、二氧化硅是制造光纤的重要原料。
一般来说，相对纯的应时可以用来制造应时玻璃。
应时玻璃的膨胀系数很小，相当于普通玻璃的1/18、可以承受剧烈的温度变化，并具有良好的耐酸性(除了HF)。
因此，应时玻璃常被用来制造耐高温的化学仪器。
石英砂常被用作玻璃原料和建筑材料。
二、二氧化硅的化学性质。
1、化学性质相对稳定。
不溶于水，不与水反应。
是一种酸性氧化物，不与普通酸反应。
气态氟化氢与二氧化硅反应生成气态四氟化硅。
与热强碱溶液或熔融碱反应生成硅酸盐和水。
在高温下与各种金属氧化物反应生成硅酸盐。
用于制造应时玻璃、光学仪器、化学器皿、普通玻璃、耐火材料、光纤、陶瓷等。
2、二氧化硅的性质是不活泼的，除热浓磷酸外，不与卤素、卤化氢、硫酸、硝酸、高氯酸反应，氟、氟化氢除外。
常见的浓磷酸(或
焦磷酸)在高温下能腐蚀二氧化硅，产生杂多酸[2]，熔融的硼酸盐或硼酐在高温下也能腐蚀二氧化硅。
鉴于这一特性，硼酸盐可用作陶瓷烧制中的熔剂。
3、此外，氟化氢也可以是能溶解二氧化硅生成水溶性氟硅酸的酸：SiO4HF=SiF42HO。
综上所述，二氧化硅的用途是制造玻璃、应时玻璃、硅酸钠、光纤、电子工业的重要零件、光学仪器、工艺品和耐火材料，是科学研究的重要材料。
二氧化硅，也称为硅石，化学式为SiO。
自然界中有结晶二氧化硅和无定形二氧化硅两种。