二氧化硅和信息材料
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
二氧化硅二氧化硅粉末SiO2又称。
在分布很广，如石英、等。
白色或无色，含铁量较高的是淡黄色。
2.2 ～2.66，1670℃（鳞）、1710℃（方石英），沸点2230℃，为3.9。
不溶于水微溶于一般的酸，但溶于氢氟酸及热浓磷酸，能和熔融碱类起作用。
用于制、、陶器、、耐火材料、、型砂、单质硅等。
中文名称：二氧化硅化学式：SiO2 相对分子质量：60.08 化学品类别：非金属氧化物是否管制：否二氧化硅简介管制信息本品不受管制，但不可带入飞机。
名称中文名称：二氧化硅中文别名：硅氧，硅土，硅石，硅酐，砂英文别名：Silicon dioxide SiO₂ ,Silicon(IV)oxide ,Silicic anhydride ,Quartz sand：14808-60-7[1]储存密封保存。
用途硅标准液。
水玻璃，硅的的制备材料。
在晶体管和集成电路中作杂质扩散的掩蔽膜和保护层，制成二氧化硅膜作集成电路器件。
玻璃工业。
AR质检信息指标值水可溶物，% ≤0.2(以Pb计)，% ≤0.005钙(Ca)，% ≤0.005铁(Fe)，% ≤0.005(Cl)，% ≤0.005硫酸盐(SO4)，% ≤0.005中不挥发物，% ≤1.0干燥失量，% ≤3.0性质物理性质[1]二氧化硅又称，式SiO₂。
中存在有结晶二氧化硅和无定形二氧化硅两种。
沙状二氧化硅结晶二氧化硅因不同，分为石英、鳞石英和方石英三种。
纯为无色晶体，大而透明棱柱状的石英叫水晶。
若含有微量杂质的水晶带有不同颜色，有、、等。
普通的砂是细小的石英晶体，有黄砂(较多的铁杂质)和白砂(杂质少、较纯净)。
二氧化硅晶体中，硅的4个价与4个氧原子形成4个，硅原子位于正四面体的中心，4个原子位于正四面体的4个顶角上，SiO₂是表示组成的最简式，仅是表示二氧化硅晶体中硅和氧的原子个数之比。
二氧化硅是原子晶体。
SiO₂中Si—O键的键能很高，、较高（熔点1723℃，沸点2230℃）。
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。
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。
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。
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Si ＋ 4HF ＝ SiF4 ↑ ＋ 2H2 ↑
Si＋2NaOH ＋ H2O ＝ Na2SiO3 ＋ 2H2↑ 在加热条件下，能跟一些非金属反应。 高温 Si+O2==SiO2 Si+2H2===SiH4
4、硅的工业制法
工业制粗硅： SiO2+2C===Si+2CO↑
高温
高温
粗硅提纯：
Si+2Cl2===SiCl4 SiCl4+2H2===Si+4HCl
沙子、石英、水晶、玛瑙、硅藻土
硅石 结晶形（石英） 无定形（硅藻土）
水晶
玛瑙
石
英
制 品
一、二氧化硅（SiO2）
１、物理性质
二氧化硅是一种熔沸点很高、硬度很大的氧化 物。耐高温，耐腐蚀，不溶于水。 2、化学性质（很不活泼）
SiO2是酸性氧化物能与碱性氧化物及强碱反应 但不能与水、酸（氢氟酸除外）反应
2、硅的物理性质
• 硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅是灰 黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。
• 硅的结构类似于金刚石，熔点和沸点都很
高，硬度大。 • 导电性介于导体和绝缘体之间，具有良好
的半导性。(良好的半导体材料)
3、硅的化学性质
常温下，化学性质不活泼，除氟气、氢氟酸 和强碱外，硅不跟其他物质（如氧气、氯气、 硫酸、硝酸等）起反应。 Si+2F2=SiF4
专题三 从矿物到基础材料 第三单元 含硅矿物与信息材料 二氧化硅与信息材料
你知道吗
1、为什么在实验室中盛放NaOH 溶液 的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？
2、二氧化硅有哪些用途？ 3、硅是如何制得的？
二氧化硅 (SiO2)
硅矿山
硅石
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 然二氧化硅也叫 硅石，是一种坚 硬难熔的固体。
高温
SiO2+CaO ===CaSiO3
SiO2 + 2C === Si + 2CO↑
高温
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
3、二氧化硅的用途
二氧化硅的用途
光导纤维
光 学 纤 维 胃 镜
光导纤维的应用
（1）光纤通信（光缆）： 是利用激光作载波由光导纤维传送 信息的有线通信方式。 (2)医生的好助手： 光导纤维可以用于食道﹑胃等深 部探查内窥镜的光学元件和外科 手术激光刀。 （3）在国防军事上，可以用光导纤维来制成纤维光 学潜望镜，装备在潜艇﹑坦克和飞机上， 用于侦察复 杂地形或深层屏蔽的敌情。
高温
5、硅的用途
高纯硅：半导体材料。（集成电路、晶体管、硅 整流器、太阳能电池等） 变压器铁芯（含硅4%的钢有导磁性） 合金： 耐酸设备（含硅15%左右的钢有耐酸性）
硅的用途
半导体 光电池（将光能转化为电能） 硅芯片（用于计算机）
半导体晶体管及芯片的出现， 促进了信阳能电池
物
质
CO2
CO2+H2O = H2CO3
SiO2 不反应
SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O SiO2+2NaOH= Na2SiO3 +H2O
与水反应 与酸反应
不反应
Na2CO3 +H2O
与碱反应 CO2+2NaOH=
与碱性氧化 物反应
CO2+Na2O == Na2CO3 CO2 + C == 2CO
石 英 制 品
(1)SiO2是制造光导纤维的主要原料。 (2)石英制作石英玻璃、石英电子表、石英钟等。 (3)水晶常用来制造电子工业的重要部件、光学 仪器、工艺品等。 (4)石英砂常用作制玻璃和建筑材料。
二、硅单质
1、存在和状态：
存在：没有游离态，只有化合态；在地 壳中含量居第二位。
状态：两种同素异形体：晶体硅和无 定形硅。
② E .二氧化硅____
水玻璃（有粘性）
为什么在实验室中盛放NaOH溶液的试剂瓶用 橡皮塞而不用玻璃塞？
（4）弱氧化性 SiO2 +2C === Si + 2CO （5）与盐反应 SiO2 + CaCO3== CaSiO3 + CO2 ↑ SiO2 +Na2CO3 == Na2SiO3 + CO2 ↑
高温 高温
高温
SiO2与CO2的比较
在太阳能方面的利用
卫星的翅膀
汽车的尾巴
考考你！
实验室现提供下列试剂瓶:
①细口磨口塞玻璃瓶瓶 ③细口橡皮塞玻璃瓶 ⑤细口塑料瓶 ②广口瓶 ④棕色广口瓶
如果你是实验室管理员,你将如何存放下 列药品?你的依据是什么? ① ③ B .浓硫酸______ A .氢氧化钠溶液____ ④ ⑤ C .硝酸银晶体_____ D .氢氟酸___
（1）与HF的反应 （SiO2的特性） SiO2 ＋ 4HF = SiF4↑＋ 2H2O *用途：雕刻玻璃 （2）与碱性氧化物反应生成盐（酸性氧化物的性质）
SiO2＋ CaO === CaSiO3
（3）与强碱反应生成盐和水 SiO2 ＋ 2NaOH = Na2SiO3 ＋H2O 硅酸钠
高温
你知道吗