5.3.2 硅和二氧化硅（课件）-【思维课堂】2022-2023学年高一化学同步精品备课系列（人教版2019必修第二册）

第五章 化工生产中的重要非金属元素 第三节 无机非金属材料 课时2 硅和二氧化硅 素元化学工作室 思维课堂 学习目标 1. 了解硅、二氧化硅的性能和主要用途； 2. 感受新型无机非金属材料的奇特性能及其在高科技领域所发挥的重要作用。 素元化学工作室 思维课堂 1、半导体工业中，有一句行话：“从沙滩到用户”。你知道其含义吗？ 2、光导纤维被认为是20世纪最伟大的发明之一，它使信息高速公路在全球迅猛发展。光导纤维的主要成分是什么？碱性环境下，光导纤维为什么会失去传播信号的能力？ 思维课堂 素元化学工作室 思维课堂 硅元素的存在与结构 存在 原子结构 示意图 周期表中位置 含量 存在形态 地壳中 居第___位 _________ __________ _______ _______ 二 氧化物 和硅酸盐 第三周期、 第ⅣA族 硅处于金属与非金属过渡位置，其单质的导电性介于导体与绝缘体之间，是应用最为广泛的半导体材料。 素元化学工作室 思维课堂 晶体硅的用途 Si导电性介于导体和半导体之间,是良好的半导体材料,硅是信息技术和新能源技术的关键材料。 硅晶片是生产芯片的基础材料 　　　 硅太阳能电池 资料卡片 素元化学工作室 思维课堂 高纯硅的制备 制备原理 制备流程 反应 方程式   用焦炭还原石英砂，得到含少量杂质的粗硅， 然后转化为三氯硅烷，再经氢气还原。 【思考】能否通过反应SiO2＋2C Si＋2CO↑证明C、Si的还原性强弱？ 高温 素元化学工作室 思维课堂 1、半导体工业中，有一句行话：“从沙滩到用户”。你知道其含义吗？ 2、光导纤维被认为是20世纪最伟大的发明之一，它使信息高速公路在全球迅猛发展。光导纤维的主要成分是什么？碱性环境下，光导纤维为什么会失去传播信号的能力？ SiO2是一种酸性氧化物，能与强碱溶液反应。 思维课堂 素元化学工作室 思维课堂 SiO2的结构 二氧化硅中每个Si周围结合4个O，Si在中心，O在4个顶角； 许多个这样的四面体又通过顶角的O相连，每个O与 2个Si相结合，二氧化硅晶体中Si和O按1:2的比例组成立体网状结构的晶体，二氧化硅的网状结构决定了它的熔点高，硬度大，不导电，不溶于水，化学性质稳定。 资料卡片 素元化学工作室 思维课堂 SiO2的化学性质 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 【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？ Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，具有黏结力强、耐高温等特性，可以用作粘合剂和防火剂。 ①SiO2是一种酸性氧化物。 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。 【思考】②加热熔融NaOH和不能使用陶瓷坩埚，石英坩埚和铝坩埚，只能使用铁坩埚，为什么？ 陶瓷和石英的主要成分都含有SiO2，SiO2能与NaOH反应，铝坩埚的主要成分是氧化铝，也能与NaOH反应 素元化学工作室 思维课堂 你知道玻璃上的图案是如何刻上去的吗？ 氢氟酸是HF的水溶液，可与SiO2发生反应成SiF4和H2O。请写出该反应的化学方程式。 思维课堂 素元化学工作室 思维课堂 SiO2的化学性质 ②SiO2的特性： SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O 【思考】SiO2既能与NaOH溶液反应，又能与氢氟酸反应，据此，某同学认为SiO2是两性氧化物，你同意吗？ 与氢氟酸(唯一的酸)反应 答：不同意。因为二氧化硅跟氢氟酸反应产物不是盐和水，所以不属于两性氧化物，但是属于酸性氧化物。 【思考】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 【思考】HF酸该如何保存？ 答：保存在塑料瓶中 素元化学工作室 思维课堂 二氧化碳 二氧化硅 酸性氧化物 水 碱 碱性氧化物 氧化性 碳 特性 氢氟酸 CO2 和SiO2化学性质比较 CO2+H2O=H2CO3 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O CO2+CaO=CaCO3 SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 +H2O SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O SiO2+CaO CaSiO3 高温 SiO2+2C Si+2CO↑ 高温 CO2+C 2CO 小结 思维课堂 素元化学工作室 思维课堂 1. 判断正误： (1)硅在自然界中