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鲁科版高中化学必修一《硅的转化》精品教学课件
硅的转化（1）
一、硅的广泛存在
硅是构成岩石和许多矿物的基本元素
2
4
+14
8
主要是形成四价的化合物
一、光导纤维-----二氧化硅
石英石
水晶
硅藻土
1.二氧化硅的存在形式
二、二氧化硅
玛瑙
玛瑙
玛瑙
玛瑙
玛瑙
光导纤维
玻璃仪器
建筑材料
石英坩埚
SiO2
2.二氧化硅的用途
SiO2晶体中，立体网状结构。熔、沸点高，硬度很大。
3.二氧化硅的结构
玛瑙研钵
请你思考
为什么实验室盛装氢氧化钠溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？
防止玻璃中的SiO2与NaOH溶液反应生成粘稠的Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘在一起
雕刻玻璃
思考
为什么实验室中装氢氟酸要用塑料瓶而不用玻璃瓶？
Si的亲氟性：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
三、半导体材料--------单质硅（Si）
单质硅有晶形和无定形,金属光泽的灰黑色固体。与金刚石碳相似，熔点高，硬度大有脆性。
硅芯片
硅太阳能电池
神奇的转化
从沙滩到用户
SiO2+ 2C
2CO↑+Si
（粗）
Si+
SiCl4
+ H2
SiCl4
（g）
Si+
HCl
2
Cl2
2
4
四、硅酸盐
普通玻璃
钢化玻璃
五、干燥剂硅胶---硅酸（H2SiO3）
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
Si+O2
SiO2
2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O
Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl 或
Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3
H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2O
SiO2+ 2C Si+2CO↑
H2SiO3 SiO2+H2O
Si+2NaOH+H2O= Na2SiO3+2H2↑登陆21世纪教育 助您教考全无忧
§4—1 硅的转化（1）
【学习目标】
1.体会组成材料的物质性质与材料性能的密切关系；认识新材料的开发对社会生产生活的重要影响。
2.了解硅的元素化合物的主要性质及这些性质在材料中的应用。能书写相关的化学反应方程式。
3.能举例说明硅在半导体工业、二氧化硅在现代通讯业、传统的硅酸盐制品在生产、生活中的主要应用。
【导学过程】
资料1： SiO2又称硅石，白色或无色，在自然界 ( http: / / baike. / view / 262972.htm" \t "_blank )分布很广，约占地壳质量的12%，根据其存在形态分为结晶形二氧化硅和无定形二氧化硅两大类。结晶二氧化硅因晶体结构 ( / view / 591665.htm" \t "_blank )不同，大而透明棱柱状的石英叫水晶，若含有彩色环带状或层状的称为玛瑙。普通的沙是细小的石英晶体，有黄沙(较多的铁杂质)和白沙(杂质少、较纯净)。自然界存在的硅藻土 ( / view / 106352.htm" \t "_blank )是无定形二氧化硅，为白色固体或粉末状，多孔、质轻、松软的固体，吸附性强。
一、光导纤维———二氧化硅（SiO2）
1、二氧化硅的存在：天然二氧化硅约占地壳质量的12%，其存在形态有 和 两种，统称 。存在形式有沙子、石英、水晶、玛瑙等。石英是结晶的二氧化硅，无色透明的石英晶体叫 水晶，具有彩色环带状或层状的石英晶体叫玛瑙 。根据颜色，沙子可分为黄沙和白沙。他们的主要成分都是 ，其中黄沙含有较多的铁 。
2、二氧化硅的结构：二氧化硅晶体是由Si和O按 的比例所组成的 结构的晶体。
3、二氧化硅的化学性质：
类比——CO2 和SiO2
物质性质 CO2 SiO2
特性 与酸
资料2：谁是二氧化硅的“克星”？
二氧化硅的熔点高、硬度大，化学性质也很稳定。水晶制品上的精美图案是怎样雕刻上去的呢？原来氢氟酸是二氧化硅的“克星”。常温下，氢氟酸能与二氧化硅反应，此反应常被用来刻蚀玻璃。
4、应用：
盛碱性溶液的试剂瓶一般用 塞，不能用 塞。
因玻璃中含有二氧化硅，所以盛氢氟酸的试剂瓶应保存在 瓶中。（玻璃瓶还是塑料瓶）
二、半导体材料———单质硅（Si）
资料3：硅是从哪里来的？为什么被用作半导体材料？
自然界没有游离态的硅，工业上用焦炭还原二氧化硅得到含有少量杂质的粗硅。粗硅经提纯后可得到高纯度的硅。最早使用的半导体材料是锗（Ge），但锗在地壳中含量很低、价格昂贵，不适于广泛使用。而硅在地壳中储量丰富，导电性介于导体与绝缘体之间，因此现已成为应用广泛的半导体材料。在常温下，硅的化学性质不活泼，除了氟气（F2）、氢氟酸（HF）和强碱外，它不易与其他物质反应。在加热条件下，硅能与某些非金属单质发生反应。例如，加热时研细的硅能在氧气中燃烧，生成二氧化硅并放出大量的热。
1、硅的化学性质——亲氧性： ；亲氟性： 。
2、如何制备高精硅（从沙滩到用户）：
三、防火材料——————硅酸钠（Na2SiO3）
硅酸盐大多数不溶于水，Na2SiO3 易溶于水，其水溶液称为 ，往Na2SiO3溶液中滴加几滴酚酞试液因溶液呈_____色，故Na2SiO3俗称泡花 。
【防火实验】硅酸钠除具有防腐性外还具有_______性。
四、干燥剂硅胶———硅酸（H2SiO3）
问题1：如何制备硅酸？
问题2：硅酸与碳酸谁的酸性强？
【探究实验】现提供以下试剂及反应装置图：大理石、2mol/L盐酸、Na2CO3固体、Na2SiO3溶液
任务 策略 试剂 化学反应方程式
1．制硅酸
2．比强弱
H2CO3___________H2SiO3
(1) (2) (3) (4)
【归纳总结】领悟硅的转化
【课堂达标】
1.下列叙述中，错误的是（ ）
A．硅是构成岩石和许多矿物的基本元素 B．硅胶可用作催化剂的载体和袋装食品的干燥剂
C．水玻璃可用作制备木材防火剂的原料 D.二氧化硅的化学性质很不活泼，不能与强碱反应生成盐
2．下列变化需要加入氧化剂才能实现的是（ ）
A、SiO2→SiO32— B、Si→SiO32— C、SiO2→Si D、SiCl4→Si
3．现有下列五个转化，其中不可能通过一步反应实现的是www.ks5u
①SiO2Na2SiO3 ②CuSO4CuCl2 ③SiO2H2SiO3 ④CuOCu(OH)2 ⑤Fe(OH)2 Fe(OH)3
A、①② B、③④ C、②③④ D、③④⑤
4．下列说法中，正确的是（ ）
A．二氧化硅溶于水显酸性
B．二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸
C．水玻璃露置空气中发生反应：Na2SiO3+H2O+CO2= Na2CO3+H2SiO3↓，所以碳酸酸性比硅酸酸性强
D．高温时纯碱和石英发生反应：Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+ CO2↑，所以硅酸酸性比碳酸酸性强
【课外练习】
一、选择题
1、下列物品或设备：①水泥路桥、②门窗玻璃、③水晶镜片、④石英钟表、⑤玛瑙手镯、⑥硅太阳能电池、⑦光导纤维、⑧计算机芯片。所用材料为SiO2或其组成成分含SiO2的是
A．⑥⑧ B．①②⑦⑧ C．①②③④⑤⑦ D．全部
2、下列物质属于纯净物的是①水玻璃 ②水泥 ③玻璃 ④漂白粉 ⑤胆矾 ⑥氯水 ⑦液氯
A、①④ B、①⑤ C、①⑤⑥ D、⑤⑦
3．硅及其化合物在材料领域中应用广泛。下列叙述不正确的是
A．硅单质可用来制造太阳能电池 B．二氧化硅是制造光导纤维的材料
C．二氧化硅是制造玻璃的主要原料 D．硅酸盐可用来制作水晶、玛瑙等工艺品
4、关于晶体硅的说法中不正确的是
A、晶体硅呈灰黑色，是具有金属光泽、硬而脆的非金属固体
B、硅的化学性质比较稳定，因此在自然界里有游离的硅存在
C、硅的化学性质很稳定，常温下与大多数物质不发生反应
D、工业上用碳在高温下还原二氧化硅来制备粗硅
5、下列说法正确的是
A、因SiO2不溶于水，故SiO2不是H2SiO3的酸酐 B、CO2通入水玻璃（Na2SiO3溶液）可以得到硅酸
C、CO2通入饱和的氯化钙溶液中能生成白色沉淀 D、SiO2的俗名叫水晶
6、下列溶液可以盛放在玻璃试剂瓶中，但不能用磨口玻璃塞的是
A、硅酸钠溶液 B、氢氟酸 C、盐酸溶液 D、氯化钠溶液
7、目前被广泛用于信息传输方面的最好材料为
A、银 B、铜 C、铝 D、光导纤维
8、下列物质贮存方法，不正确的是
A、氢氧化钠溶液存放在胶塞密封的试剂瓶中 B、硝酸银溶液盛放在棕色瓶中
C、氢氟酸盛放在玻璃瓶中 D、氯水盛放在棕色细口瓶中
9、生产、生活离不开化学。下列说法中不正确的是
A．不需要通过化学反应就能从海水中获得淡水
B．开发和推广新能源汽车是实现低碳生活的途径之一
C．寻找高效催化剂，利用太阳能分解水是制取氢气的较理想方法
D．高纯硅是工业上制造光导纤维的主要原料
10、常温下能与硅发生反应的气体是
A.O2 B.H2 C.F2 D.Cl2
11、在一定条件下，下列物质与硅、二氧化硅均不反应的是
A.氢氟酸 B.浓H2SO4 C.烧碱 D.氟气
12、下列关于水玻璃的性质和用途的叙述中不正确的是
A．这是一种矿物胶，既不燃烧也不受腐蚀
B．在建筑工业上可以作黏合剂、耐酸水泥掺料
C．木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧
D．水玻璃的化学性质稳定，在空气中不易变质
13、对于化学方程式SiO2+3C SiC+2CO↑，有关叙述正确的是
A.反应中SiO2是氧化剂，C是还原剂 B.硅元素被还原了，碳元素被氧化了
C.在反应中C既是氧化剂又是还原剂 D.在反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
14、下列离子方程式书写不正确的是
A.石英砂与烧碱溶液反应制水玻璃 SiO2+2OH— == SiO32—+H2O
B.氢氟酸腐蚀玻璃 SiO2+4HF == SiF4↑+2H2O
C.向水玻璃中通入CO2 Na2SiO3+H2O+CO2 == H2SiO3↓+2Na++CO32—
D.往NaOH溶液中通入少量CO2 CO2+2OH— == CO32—+H2O
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
二、填空题
15.下列反应中SiO2表现的是什么性质或作用？在①～③中选出正确的答案填空（均填序号）。
①酸性氧化物； ②弱氧化性； ③作为玻璃的成分与氢氟酸反应雕刻玻璃
（1）SiO2+4HF == SiF4↑+2H2O________________________
（2）SiO2+2NaOH == Na2SiO3+H2O____________________
（3）SiO2+2C Si（粗硅）+2CO↑_________________
【课后归纳总结】硅及其化合物的“反常”
(1)Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si：SiO2+ 2CSi+2CO↑
(2)非金属单质跟碱液作用一般无H2放出，但Si却放出H2：Si+2NaOH+H2O= Na2SiO3+2H2↑
(3)非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但Si能与HF作用：Si+ 4HF=SiF4↑+2H2 ↑
(4)非金属单质一般为非导体，但Si为半导体。
(5)酸酐一般都溶于水生成相应的含氧化酸，虽然SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接将它与
水作用制备H2SiO3。
(6)酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能跟HF作用：SiO2+ 4HF=SiF4↑+2H2O
(7)无机酸一般易溶于水，但H2SiO3难溶于水。
(8)因H2CO3的酸性大于H2SiO3，所以在Na2SiO3溶液中通入CO2能发生反应生成硅酸沉淀：Na2SiO3+CO2+H2O＝Na2CO3+H2SiO3↓，但在高温下：Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑也能发生（高沸点物制
低沸点物）
(9)Na2SiO3的水溶液称水玻璃，但它与玻璃的成分大不相同，俗称泡花碱，但它是盐溶液，并不是碱溶液。
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
Si SiO2 Na2SiO3 H2SiO3
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