5.3无机非金属材料 学案-2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

该高中化学导学案围绕无机非金属材料展开，核心知识点包括硅的存在形式、物理化学性质及用途，二氧化硅的结构与性质，硅酸、硅酸盐的性质及表示方法，以及高纯硅的制备。课堂导入通过“常见材料有哪些类别”提问，衔接硅在自然界的存在形式，再逐步展开性质、反应及应用，形成从基础到应用的学习支架。 该资料特色在于问题驱动的探究设计，如“SiO₂是否为两性氧化物”“试剂瓶塞选择原因”等思考环节，结合当堂检测中的实验探究题，体现化学观念（结构决定性质）、科学思维（证据推理）和科学探究与实践（实验验证），帮助学生构建知识网络，提升解决实际问题的能力。

无机非金属材料 一、常见的材料有哪些类别 二、硅在自然界中主要以_____________和____________的形式存在,原因________________ 三、Si的物理化学性质 1、物理性质 晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体，___________结构， 熔沸点_____、硬度________，导电能力介于导体和绝缘体之间， 是良好的______________材料。1mol Si含有 mol硅硅键 2、化学性质 (1)Si与F2反应：_________________________________________________________ (2)Si与O2反应：_________________________________________________________ (3)Si与Cl2反应：_________________________________________________________ (4)Si与NaOH溶液反应：__________________________________________________ (5)Si与氢氟酸反应：_______________________________________________________ (6)Si有哪些用途? 四、SiO2 的物理化学性质 1、物理性质 有____________形和__________形两大类，通称硅石 ________结构，硬度______，熔点_____，_____溶于水 每1个Si原子周围结合________个O原子，Si原子和O原子比例 ________， 1mol SiO2含有 mol硅氧键 SiO2表示的意义？ 2、化学性质 (1)SiO2与C：_________________________________________ (2)SiO2与HF：________________________________________ (3)SiO2与NaOH：_____________________________________ (4)利用石灰石、纯碱、石英为原料制取玻璃 思考 (1)SiO2既能与强碱反应，又能与HF反应，SiO2是两性氧化物吗？ (2)能否通过反应SiO2＋2CSi＋2CO↑证明C、Si的还原性强弱？ (3)为什么实验室盛放碱溶液的试剂瓶使用橡胶塞，而不用玻璃塞？加热熔融NaOH时，为什么不能使用陶瓷坩埚，石英坩埚和铝坩埚，只能使用铁坩埚？ (4)二氧化硅的用途 五、H2SiO3与Na2SiO3 H2SiO3 H2SiO3__________溶于水，酸性比碳酸____________ (1) H2SiO3不稳定，受热易分解______________________________________ (2) H2SiO3与NaOH反应____________________________________________ Na2SiO3 Na2SiO3__________溶于水，其水溶液俗称_____________ (1)Na2SiO3与HCl__________________________________________ (2)Na2SiO与CO2___________________________________________ 硅酸盐的表示： 长石(KAlSi3O8) 蛇纹石(Mg3H4Si2O9)：_________ 高岭石(Al2H4Si2O9)：_________ 橄榄石(Mg2Fe2SiO6)：_________ 常见的硅酸盐产品有哪些 六、如何制备高纯硅 当堂检测 1．二氧化硅是一种化工原料，可以制备一系列物质。下列说法正确的是 A．图中所有反应都不属于氧化还原反应 B．硅酸盐的化学性质稳定，常用于制造光导纤维 C．可用盐酸除去石英砂(主要成分为SiO2)中少 量的碳酸钙 D．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的， 其熔点很高 2．“中国芯”的发展离不开高纯单晶硅。从石英砂(主要成分为 SiO2)制取高纯硅涉及的主要反应用流程图表示如下： 下列说法正确的是 A．流程图中的 X 是 CO2 B．流程中 HCl 和 H2可以循环利用 C．步骤②③互为可逆反应 D．硅太阳能电池、光导纤维用的材料都是 Si 3.某同学为了验证碳和硅两种元素非金属性的相对强弱，用下图所示装置进行实验(夹持仪器已略去，气密性已检验)。 实验操作步骤： Ⅰ.打开弹簧夹1，关闭弹簧夹2，并打开活塞a，滴加盐酸。 Ⅱ.A中看到白色沉淀时，…，关闭活塞a。 请回答： (1)B中反应的离子方程式是_________________________________________________。 (2)通过步骤Ⅰ、Ⅱ得知盐酸具有的性质是__________(填字母)。 A．挥发性 B．还原性 C．氧化性 D．酸性 (3)C装置的作用是________________，X是__________________(写化学式)。 (4)为了验证碳的非金属性强于硅，步骤Ⅱ中未写的操作和现象是__________________， D中反应的化学方程式是____________________________________。 4.晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：请回答下列问题： ①高温下用炭还原二氧化硅制得粗硅；300 ℃ ②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：Si＋3HCl ====== SiHCl3＋H2； ③SiHCl3与过量H2在1 000～1 100 ℃反应制得纯硅。 已知SiHCl3能与H2O强烈反应，在空气中易自燃。 (1)第①步制备粗硅的化学方程式为_____________________________________。 (2)粗硅与HCl反应完全后，经冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0 ℃)中含有少量SiCl4(沸点57.6 ℃)和HCl(沸点－84.7 ℃)，提纯SiHCl3采用的方法为_____________________________ (3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下(热源及夹持装置略去): ①装置B中的试剂是___________。装置C中的烧瓶需要加热，其目的是_______________ ②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是________________装置D中发生反应的化学方程式为_______________________________ ③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及_________________________________________ ④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的试剂是________(填写字母代号)。 a．碘水　b．氯水　c．NaOH溶液　d．KSCN溶液 e．Na2SO3溶液 1 学科网（北京）股份有限公司 $