高中化学：二氧化硅和信息材料
4-1-1二氧化硅和硅酸
●内容概述
本章是高中化学集中介绍非金属知识的首章，它是对初 中化学中的碳、氢、氧知识的总结，同时又以卤素为代 表介绍非金属的典型结构、性质、用途与制法，具有承 上启下的作用。 本章共分四节，分别讨论几种重要的非金属——硅、氯、 硫、氮及其化合物的重要性质，是无机化学的重要内容， 也是与生产、生活及新科技密切联系的内容，是考试中 考查其他理论知识的平台。每一部分都与现实生活联系 密切。
每个Si原子通过O原子与周围的4个Si原子连接着，
形成1个大的正四面体(虚线示型)：
●细品教材
1．存在
二氧化硅广泛存在于自然界中，天然二氧化硅称为硅石， 约占地壳质量的12%，其存在形态有结晶形和无定形两 种，石英晶体和水晶、玛瑙的主要成分都是二氧化硅。 空气中存在体积分数约为0.03%的二氧化碳，近年来空 气中二氧化碳的含量呈上升趋势，主要原因是人类在生 产活动中大量地消耗燃料和破坏森林植被，从而导致了 自然界的“温室效应”。
氢氟酸
SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O 而二氧化硅不能与过氧化
故氢氟酸不能盛放在玻 璃试剂瓶中
钠的反应
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
二氧化硅
二氧化碳 用途：
用做灭火剂(但不能扑灭钠等金属燃烧引 起的火灾)；制纯碱、尿素；制汽水等 碳酸型饮料；干冰作制冷剂和人工降雨 剂；二氧化碳可用做温室中植物的“气 肥”(光合作用)
氯是典型的非金属元素，其特征性质是强氧化性，它能够氧化
除金、铂以外的绝大多数金属，能与水、碱等化合物发生反应， 可以将比它活泼性稍差的非金属从其盐或无氧酸中臵换出来。
硫和氮的氧化物、硫酸和硝酸、氨是生产和生活中重要
二氧化硅和硅酸
• 硅单质的结构和性质；
• 教学方式：
• 引导、探究、自学、对比、练习
一、二氧化硅和硅酸
从沙滩 到用户
晶体硅： 有金属光泽，灰黑色，固体 熔点高，硬度大，脆
主要成份： CaCO3
大 理 石
主要成份： SiO2结晶
石英
玛瑙
水晶
红(蓝)宝石： Al2O3晶体
钻石(金刚石)： 碳
• 教学重、难点:
• 硅单质的结构和性质；
• 教学方式：
• 引导、探究、自学、对比、练习
• 情感态度和价值观目标：
• 体会硅在无机非金属材料中扮演的重要角色，增 强将化学知识应用于生产、生活和科学技术的意 识，赞赏化学科学对信息技术和社会发展的贡献； 主动、有目的地发现信息探究知识，提高参与化 学科技活动的热情；通过创设一个在实际生活学 习中使用信息技术解决问题的学习环境中培养学 生的“信息素养”。
天然二氧化硅的存在形态
结晶形
二
氧 化
统称硅石
硅
无定形
二氧化硅的晶体空间结构
晶体硅
二氧化硅
二氧化硅(silicon dioxide) 的化学性质
① 酸性氧化物
SiO2 + 2NaOH == Na2SiO3 + H2O
X SiO2+H2O=
SiO2 + CaO ==
C高a温SiO3
高温
SiO2+CaCO3==CaSiO3+CO2
教学目标
• 知识与技能目标： • 掌握硅、二氧化硅的存在、结构特点和性质；了
解硅在无机非金属材料中的生产和应用；能通过 互联网查阅有关资料并作归纳概述；重点掌握二 氧化硅的化学性质。 • 过程与方法目标： • 构建“结构——性质——用途”的知识体系；进 一步掌握学习元素及其化合物的一般方法，提高 自主学习能力；提高信息获取的能力，信息分析、 信息加工和信息交流等能力；把信息技术作为获 取信息、探索问题、协作解决问题的认知工具。
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_无机非金属材料的主角——硅教学设计学情分析教材分析课后反思
【教学设计】无机非金属材料的主角——硅一、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。
二、过程与方法1、自主学习，培养学生自学能力。
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。
三、情感态度与价值观1、培养学生学习元素化合物的正确方法：结构决定性质，性质决定用途。
2、通过学生对二氧化硅及用途的学习使学生热爱自然、热爱化学。
四、教学重点硅、二氧化硅的性质、用途五、教学难点二氧化硅的性质、结构六、教学过程1、【导入】观看课件和图片，引入本节课内容，一起学习本节课的学习目标2、阅读教材P107—P108,完成学案【基础自学】部分3、通过硅的微课自学单质硅的性质及用途，总结硅的性质（一）单质硅及半导体材料1、物理性质：灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体2、化学性质：常温下，硅的化学性质不活泼；加热加热时，可与某些非金属单质反应Si+O2=SiO23、硅的制备：高温SiO2 +2C=== Si + 2CO4、硅的用途:晶体管、集成电路、计算机芯片、太阳能电池【过渡】硅在自然界中是以化合态存在，主要有二氧化硅和硅酸盐等，我们首先来学习一下（二）二氧化硅的性质及用途。
11、自然界中的存在图片展示石英，沙子，玻璃，玛瑙等2、物理性质固体、熔沸点高、硬度大、不溶于水3、化学性质【学生讨论】根据下列问题，预测SiO2的化学性质:(1)二氧化硅属于哪类物质？(2)这类物质都有哪些化学性质？(3)二氧化硅可以和哪些物质反应?学生黑板展示讨论结果，找其他小组同学评价【总结】a、、酸性氧化物：（1）与强碱发生反应。
2NaOH+SiO2= Na2SiO3+H2O（2）与碱性氧化物反应：高温SiO2+CaO=CaSiO3（3）与水的反应SiO2不与水反应（沙子不溶于水）b、弱氧化性高温SiO2 +2C=== Si + 2COc、特性:常温与氢氟酸反应，用于刻蚀玻璃4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O(盛HF溶液不能用玻璃瓶）4、二氧化硅的用途阅读课本自学光导纤维【思考】展示玻璃瓶塞NaOH试剂瓶和橡胶塞NaOH试剂瓶，思考为什么瓶子打不开呢？学习Na2SiO3的性质及其用途【小结】对比SiO2与CO2的异同点【当堂检测】完成以下题目1、下列物质不属于无机非金属材料的是（）A 陶瓷B 玻璃C 水泥D 铝合金2、下列物质中,不能用玻璃瓶来盛装的是( )A.烧碱溶液B.浓硫酸C.氢氟酸D.碳酸钠溶液3、要除去SiO2中的CaO杂质，最适宜的试剂是（）A.纯碱溶液 B 盐酸 C 硫酸 D 苛性钠溶液4、下列关于碳和硅的叙述中，不正确的是（）A．＋4价氧化物都与氢氧化钠溶液反应 B．单质在加热时都能与氧气反应C．氧化物都能溶于水生成相应的酸 D．碳元素有能导电的单质【学情分析】本节课的教学对象为高一学生，具备一定的收集处理信息的能力，同时又都乐于展示自我。
高中化学《二氧化硅》练习题(附答案解析)
高中化学《二氧化硅》练习题(附答案解析)学校:___________姓名：___________班级：_____________ 一、单选题1．下面关于硅及其化合物的叙述中，不正确的是（）A．可用氢氟酸在玻璃上雕刻花纹B．玻璃、陶瓷、水泥都属于传统的硅酸盐产品C．硅胶可用作食品干燥剂D．硅元素化学性质不活泼，在自然界中可以游离态形式存在2．制造光导纤维的原料是（）A．硅B．二氧化硅C．硅酸盐D．金属3．下列物质的用途正确的是（）A．无水乙醇可用作医疗消毒剂B．液NH3可用作制冷剂C．SiO2可用作太阳能光电转换材料D．NaClO可用作食品的漂白剂4．能证明SiO2是酸性氧化物的是（）A．SiO2 + 2C = SiC + 2CO↑B．SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2OC．SiO2 + 4HF = SiF4↑+ 2H2OD．SiO2 + CaCO3 = CaSiO3 + CO2↑5．化学与生产、生活密切相关。
下列说法中正确的是（）A．某些金属元素的焰色反应、海水提溴、煤的气化、石油的裂化都是化学变化的过程B．氮氧化物的大量排放，会导致光化学烟雾、酸雨和臭氧层破坏等环境问题C．因为胶体粒子能吸附电荷，所以有的胶体带正电荷，有的胶体带负电荷D．人造纤维、合成纤维和光导纤维都是有机高分子化合物6．硅及其化合物是带来人类文明的重要物质，下列说法正确的是（）A．水晶、玻璃都属于硅酸盐材料B．二氧化硅可用于制造太阳能电池C．高纯硅可用于制造光导纤维D ．某硅酸盐的化学式为38KAlSi O ，可用2232K O Al O 6SiO ⋅⋅表示7．坩埚是实验室用于灼烧或熔融固体物质的常用仪器，材质种类很多，实验时应根据物质的性质加以选择,熔融烧碱应选用（ ）A ．石英坩埚B ．普通玻璃坩埚C ．瓷坩埚D ．铁坩埚8．下列叙述正确的是 （ ）A ．有单质生成的反应一定是氧化还原反应B ．能与酸反应产物中有盐和水的氧化物不一定是碱性氧化物C ．ABS 树脂、光导纤维及碳纤维都是有机高分子D ．酸性条件下，C 2H 5CO 18OC 2H 5的水解产物是C 2H 5CO 18OH 和C 2H 5OH9．下列物质应用错误的是（ ）A ．二氧化硫可用作食品添加剂B ．二氧化硅可用作导电材料C ．甲酸可用作医疗消毒剂D ．丙三醇溶液可用作日用化妆品10．化学在生活中有着广泛的应用，下列对应关系错误的是（ ）A ．AB ．BC ．CD ．D 11．下列有关物质用途的说法中，正确的是（ ）A ．二氧化硅可用来制造半导体材料B ．硅酸钠可用作木材防火涂料C ．氢氧化钠可用于治疗胃酸过多D ．甲醛可用作食品防腐剂 12．下列说法中不正确的有（ ）①卤素单质从上到下熔沸点逐渐升高，碱金属单质从上到下熔沸点逐渐降低②铁的氧化物（Fe x O)1.52 g溶于足量盐酸中，向所得溶液中通入标准状况下112 mLCl2，恰好将Fe完全氧化，x的值为0.80③SiO2有导电性，可用于制备光导纤维④二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⑤金属活动性不同，冶炼方法也有所不同⑥苏打和小苏打焰色反应的现象是相同的，说明灼烧过程中它们发生了相同的化学变化⑦铁在纯氧中燃烧或在氯气中燃烧所得产物中铁的化合价均为+3价⑧镁铝合金的强度和硬度都比纯铝和纯镁的大⑨除去铜器表面铜绿而不损伤器物，可用稀硝酸⑩Al(OH)3药剂适合于胃溃疡患者服用，治疗胃酸过多A．①②③⑤B．④⑥⑦⑧⑨C．①②⑤⑧⑩D．③④⑥⑦⑨二、填空题13．________是制造光导纤维重要原料。
高中化学人教版(2019)必修第二册课件：第五章第三节 无机非金属材料
第1讲 第描五述章运动的化基工本生概产念中的重要非金属元素
2.新型陶瓷 (1)新型陶瓷在组成上不一定是硅酸盐,在光学、热学、电学、磁学等方面具有很 多新的特性和功能。 (2)碳化硅(SiC)俗称金刚砂,碳原子和硅原子通过共价键连接,具有类似金刚石的结 构,硬度很大,用作砂纸和砂轮的磨料;碳化硅还耐高温,可用作耐高温结构材料、耐 高温半导体材料等。
第1讲 第描五述章运动的化基工本生概产念中的重要非金属元素
2.常见传统硅酸盐材料
产品
主要原料
陶瓷
黏土(主 要成分为 含水的铝 硅酸盐)
普通 玻璃
纯碱、 石灰石、 石英砂
水泥
石灰石、 黏土
主要设备 ——
玻璃窑
水泥 回转窑
主要成分 硅酸盐
Na2SiO3、 CaSiO3、 SiO2 硅酸盐
用途
用于生产建筑材 料、绝缘材料、 日用器皿、卫生 洁具等
用于生产建筑材 料、光学仪器和 各种器皿,还可制 造玻璃纤维
用于建筑材料、 水利工程
第1讲 第描五述章运动的化基工本生概产念中的重要非金属元素
2 |新型无机非金属材料 1.硅和二氧化硅 (1)晶体硅的物理性质:晶体硅是一种带有① 金属光泽 的灰黑色固体,导电性介 于② 导体与绝缘体 之间,是良好的③ 半导体 材料,高纯度硅广泛应用于信 息技术和新能源技术等领域。
高纯硅,反应的化学方程式为SiHCl3+H2
Si+3HCl。
第1讲 第描五述章运动的化基工本生概产念中的重要非金属元素
人教版高中化学必修一课件：第四章 第一节第1课时 二氧化硅和硅酸
分盐反应,如
①SiO2+Na2CO3 ②SiO2+CaCO3
Na2SiO3+CO2↑。 CaSiO3+CO2↑。
归纳总结
化学式 状态
溶沸点、硬度 水溶性 与水反应
与碱 反应
与碱性氧化物反应 与酸
用途
二氧化碳与二氧化硅比较
CO2 气态 熔沸点很低 能溶于水 CO2+H2O H2CO3
点击进入 课时作业
归纳总结
1.实验室常用可溶性硅酸盐与酸反应制取硅酸。 2.硅酸浓度小时可形成硅酸溶胶,浓度大时可形成硅酸凝胶。硅酸凝胶 经干燥脱水后得到硅胶(或硅酸干凝胶),具有较强的吸水性,常用作干 燥剂及催化剂的载体。
题组例练
1.下列关于硅酸的说法正确的是( D )
A.硅酸可以通过SiO2和水的化合反应直接制得
• 8、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就 都不能在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。下午1时7分4 1秒下午1时7分13:07:4121.11.16
(3)性质 ①物理性质 熔点 高 ,硬度 大
B)
解析:二氧化硅是由硅原子和氧原子按1∶2的比例形成的具有立体网状 结构的晶体,是熔点高、硬度大的固体;二氧化硅是一种不溶于水的酸性 氧化物,与水不反应;磨口玻璃塞中的二氧化硅能与氢氧化钠溶液反应, 生成具有黏性的硅酸钠,容易使玻璃塞与瓶口黏结在一起;氢氟酸能腐蚀 玻璃,不能用玻璃瓶盛装氢氟酸,常用塑料瓶盛装氢氟酸。
无定
形两大类,水晶、玛瑙的主要成分
高中化学人教版必修一《第四章第一节无机非金属材料的主角-硅》课件
说文解字
二氧化硅
硅酸盐
硅
硅酸盐
硅 酸 盐
第一关
（合作-交流）
学习二氧化硅的物理性质
你见过二氧化硅吗？请举几个例子， 并说说他们的用途。 分析二氧化硅的存在形态。
归纳二氧化硅具有哪些物理性质?
水晶
现代通信用光缆
光
学
光导纤维
纤 维
胃
镜
无用 开光 刀导 手纤 术维
做 光导纤维手术头灯
H2CO3
不与水反应
4、二氧化硅的化学性质（通常很不活泼）
（1）具有酸性氧化物的通性 A、与碱性氧化物反应生成盐
SiO2＋ CaO 高温 CaSiO3
B、与强碱反应生成盐和水
SiO2 ＋ 2NaOH =
Na2SiO3 ＋H2O
硅酸钠
（有粘性，其溶液俗称水玻璃）
迁移应用：
为什么实验室中盛放碱液的 试剂瓶要用橡胶塞而不能用 玻璃塞（玻璃中含SiO2）？
二氧化硅 SiO2
物质分类
酸性氧化物
化 与碱性氧
高温
学 化物反应 CO2＋ CaO 高温 CaCO3 性 （CaO）
SiO2＋ CaO
CaSiO3
质 与碱反应
SiO2 ＋ 2NaOH =
（NaOH）CO2 ＋ 2NaOH = Na2CO3 ＋H2O
Na2SiO3 ＋H2O
硅酸钠
与水反应
CO2＋H2O
第四章第一节 无机非金属材料的主角-硅
第1课时 二氧化硅和硅酸
学习目标： 1、了解二氧化硅的结构、性质和用途 2、了解硅酸的制备和性质
“豪门二杰”
自学
【阅读】教材P74的第1~3自然段，回答
高中必修第二册化学《第三节无机非金属材料》ppt课件
下列叙述正确的是 ( C )
A.CO2与SiO2都能跟H2O反应生成相应的酸 B.SiO2与CO2都不能与酸反应 C.SiO2与CO2(干冰)都能够与氢氧化钠溶液反应 D.水晶的主要成分是SiC
高温
若C过量： SiO2+3C == SiC + 2CO ↑ 碳化硅(俗名：金刚砂)
提纯
高温
⑵Si+3HCl == SiHCl3+H2
高温
⑶SiHCl3+H2 == Si+3HCl （高纯硅）
硅的存在情势
硅是一种亲氧元素,在自然界中它总是与氧相互化合的，因此硅都以化合态存在 于自然界，主要以氧化物及硅酸盐的情势存在。
B．碳化硅
C．硅酸钠
D．二氧化硅
解析 A．硅石的主要成分是二氧化硅，选项A错误；B．碳化硅不是硅酸盐，选项B
错误；C．硅酸钠是硅酸盐，选项C正确；D．二氧化硅不是硅酸盐，选项D错误。
8．制取下列物质，无须用到二氧化硅的是( B )
A．玻璃
B．水泥
C．粗硅
D．光导纤维
解析 玻璃生产的原料是二氧化硅、石灰石、碳酸钠，生产水泥的原料是石灰石和 黏土，生产粗硅的原料是碳和二氧化硅，二氧化硅用于制光导纤维。
解析 A项、氧化铁为红棕色固体，瓷器的青色不可能来自氧化铁，错误；B项、 秦兵马俑是陶制品，陶制品是由粘土或含有粘土的混合物经煅烧而制成的，正确；C 项、陶瓷的主要原料是黏土，其主要成分是硅酸盐，正确；D项、陶瓷的主要成分是硅 酸盐，硅酸盐的化学性质稳定，具有耐酸碱腐蚀、抗氧化的特点，正确。
【高中化学】新型无机非金属材料 高一化学同步精品课件(人教版2019必修第二册)
课时二 新型无机非金属材料
二氧化硅 SiO2的特性
与氢氟酸(唯一的酸)反应
SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O
（在玻璃上雕花刻字）
【思考】HF酸该如何保存？ 答：保存在塑料瓶中
课时二 新型无机非金属材料
二氧化硅
【思考1】实验室盛放碱溶液的试剂瓶使用橡胶塞，而不用玻璃塞？
SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O 答：若使用带玻璃塞的试剂瓶盛放碱液，碱液能与玻璃中SiO2发生反应生成 Na2SiO3，导致玻璃塞与瓶口内侧粘连而无法打开。
高温陶瓷
压电陶瓷
透明陶瓷
超导陶瓷
课时二 新型无机非金属材料
碳纳米材料
富勒烯C60
石墨烯
碳纳米管（单壁）
碳纳米管（多壁）
结构特点
应用
富勒烯 由碳原子构成的一系列笼形分子的总称 代表物C60开启碳纳米材料研究和应用的新时代
碳纳米管
由石墨片层卷成的管状物，具有纳米尺 度的直径
用于生产复合材料、电池和传感器等
SiO2 + 2OH- = SiO32- + H2O
【思考4】SiO2既能与强碱反应，又能与HF反应，SiO2是两性氧化物吗？ 答：不是，二氧化硅和其他酸不反应，只能与HF酸反应，且生成的SiF4不是盐
课时二 新型无机非金属材料
二氧化硅
4、用途
SiO2的网状结构决定了它具有优良的物理和化学性质，加上SiO2在自然界 的广泛存在，从古到今都被人类广泛地应用着。
5.3.2
第二课时：新型无机非金属材料
课时二 新型无机非金属材料 满足科技发展的需要，应用于高端领域
课时二 新型无机非金属材料