第一节 硅 无机非金属材料学案
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高一化学第四章 元素与材料世界
第一节 硅 无机非金属材料
【自主学习】
半导体材料与单质硅
半导体材料
（1）半导体材料的特点：特指导电能力 的一类材料。
（2）常见的半导体材料：最早使用的半导体材料是 ，现在最广泛使用的半导体材料是 。
（3）为什么现在广泛使用的半导体材料是硅而不是锗？
硅的性质
物理性质：
①单质硅有 和 两种；
②晶体硅是 的固体；
③单质硅的导电性 。
硅的化学性质：
常温下：
高温或加热条件下：
硅的制备：
制备粗硅：
制备纯硅：
硅的用途
（1）
（2）
（3）
二氧化硅和光导纤维
1．二氧化硅的存在： 。
2．二氧化硅的物理性质：当你吃饭时不小心咬到一粒砂子，感觉如何？你能从中体会出二氧化硅的哪些物理性质？
。
3．二氧化硅的化学性质：
①二氧化硅是一种酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性
②弱氧化性
③特性：常温下能与氢氟酸反应，此反应 。
4．二氧化硅的用途：
。
硅酸盐与无机非金属材料
用氧化物的形式表示下列硅酸盐的组成：金
表示方法：金属氧化物在前，二氧化硅在后，氧化物之间加“·”，金属氧化物把活泼的写在前面，如果有氢元素，写成水的形式，放在最后。（如硅酸钠Na2SiO3表示成Na2O·SiO2）
硅酸钙：CaSiO3
高岭石：Al2（Si2O5）（OH）4
钠长石：NaAlSi3O8 。
2硅酸钠硅酸钠：Na2SiO3 ，水溶液俗称水玻璃，具有碱性。
贮存：盛Na2SiO3 溶液的试剂瓶不能用玻璃塞。
碱溶液及水解成碱性的溶液都不能用带玻璃塞的试剂瓶贮存
变质：SiO32-+CO2+H2O=CO32-+H2SiO3↓
3．玻璃工业
（1）制造普通玻璃的主要原料是 。
（2）制造玻璃的设备为 。
（3）制造玻璃的反应原理：
（4）普通玻璃的主要成分： 。
（5）玻璃的特点：
。
4水泥工业
（1）普通水泥的主要成分： 。
（2）水泥的特点： 。
（3）混凝土是指 。
5.几种新型的无机非金属材料
（1）高温结构陶瓷：包括 。
（2）生物陶瓷：特点： 。
（3）压电陶瓷：具有 的陶瓷称为压电陶瓷，目前广泛应用的压电陶瓷主要成分为 。
压电陶瓷特点： 。
压电陶瓷常用于 。
【练习】
1.导纤维能够传递光的性质，可以把光信号传到远方，构成光的“有线通信”系统，这就是光纤通信。下列关于制光导纤维的原料及传递光信号的物理原理均正确的是
A．CaCO3 ，光的折射 B．SiO2 ，光的全反应射
C．CaO，光的干涉 D．Na2CO3 ，光的衍射
2下列过程中，不发生化学变化的是
A．石墨变成金刚石 B．原硅酸变成硅酸
C．干冰变成二氧化碳气体 D．用石英坩埚熔化烧碱
3工业上由粗硅制取纯硅有以下反应：
Si (s) + 3HCl (g) SiHCl3 (g) + H2 (g) ；△H=-381kJ/mol
SiHCl3 (g) + H2 (g) Si (s) + 3HCl (g) ，对上述反应的说法中正确的是
A．均为置换反应和氧化还原反应
B．反应①、②实际上互为可逆反应
C．由于反应①放热，则反应②一定吸热
D．提高SiHCl3产率，应采用加压和升温的办法
4新型无机非金属材料碳化钛（TiC）、碳化硼（B4C）、氮化硅（Si3N4）等称为非氧化物陶瓷，合成这些物质需要在高温条件下进行，在合成工艺中必须注意
A．通入充足的氧气 B．避免与氧气接触
C．可在氮的气氛中合成 D．通入少量氧气
5（1）将下列硅酸盐改写成氧化物的形式（改写时注意金属氧化物在前，非金属氧化物在后，低价在前，高价在后，H2O一般写在最后）。
镁橄榄石（Mg2SiO4）____________；②高岭石[Al2Si2O5(OH)4]_____________。
（2）许多含氧酸及其盐类均可以类似地改写成氧化物形式，请继续改写下列物质：
HNO3___________；HCOOH__________。通过以上改写可知，HNO3的酸酐为______，HCOOH与浓H2SO4反应可制_________气体。
（3）已知在一定条件下，铁在氯气中燃烧可以生成Fe3Cl8 ，它可以看作是________（化学式）。生成该物质的条件可能是_______________________。
6如下图所示的物质的转化关系中，A是一种固体单质，E是一种白色沉淀。据图填写：
B的化学式是_________，目前B已被用作___________的主要原料。
B和a溶液反应的离子方程式是_____________________________。
A和a溶液反应的化学方程式是_____________________________。
C和过量盐酸反应的离子方程式是____________________________。
300℃
950℃
B
A
D
D
C
F
a溶液
a溶液
△
过量盐酸
第一节 硅 无机非金属材料
【自主学习】
半导体材料与单质硅
半导体材料
（1）半导体材料的特点：特指导电能力 的一类材料。
（2）常见的半导体材料：最早使用的半导体材料是 ，现在最广泛使用的半导体材料是 。
（3）为什么现在广泛使用的半导体材料是硅而不是锗？
硅的性质
物理性质：
①单质硅有 和 两种；
②晶体硅是 的固体；
③单质硅的导电性 。
硅的化学性质：
常温下：
高温或加热条件下：
硅的制备：
制备粗硅：
制备纯硅：
硅的用途
（1）
（2）
（3）
二氧化硅和光导纤维
1．二氧化硅的存在： 。
2．二氧化硅的物理性质：当你吃饭时不小心咬到一粒砂子，感觉如何？你能从中体会出二氧化硅的哪些物理性质？
。
3．二氧化硅的化学性质：
①二氧化硅是一种酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性
②弱氧化性
③特性：常温下能与氢氟酸反应，此反应 。
4．二氧化硅的用途：
。
硅酸盐与无机非金属材料
用氧化物的形式表示下列硅酸盐的组成：金
表示方法：金属氧化物在前，二氧化硅在后，氧化物之间加“·”，金属氧化物把活泼的写在前面，如果有氢元素，写成水的形式，放在最后。（如硅酸钠Na2SiO3表示成Na2O·SiO2）
硅酸钙：CaSiO3
高岭石：Al2（Si2O5）（OH）4
钠长石：NaAlSi3O8 。
2硅酸钠硅酸钠：Na2SiO3 ，水溶液俗称水玻璃，具有碱性。
贮存：盛Na2SiO3 溶液的试剂瓶不能用玻璃塞。
碱溶液及水解成碱性的溶液都不能用带玻璃塞的试剂瓶贮存
变质：SiO32-+CO2+H2O=CO32-+H2SiO3↓
3．玻璃工业
（1）制造普通玻璃的主要原料是 。
（2）制造玻璃的设备为 。
（3）制造玻璃的反应原理：
（4）普通玻璃的主要成分： 。
（5）玻璃的特点：
。
4水泥工业
（1）普通水泥的主要成分： 。
（2）水泥的特点： 。
（3）混凝土是指 。
5.几种新型的无机非金属材料
（1）高温结构陶瓷：包括 。
（2）生物陶瓷：特点： 。
（3）压电陶瓷：具有 的陶瓷称为压电陶瓷，目前广泛应用的压电陶瓷主要成分为 。
压电陶瓷特点： 。
压电陶瓷常用于 。
【练习】
1.导纤维能够传递光的性质，可以把光信号传到远方，构成光的“有线通信”系统，这就是光纤通信。下列关于制光导纤维的原料及传递光信号的物理原理均正确的是
A．CaCO3 ，光的折射 B．SiO2 ，光的全反应射
C．CaO，光的干涉 D．Na2CO3 ，光的衍射
2下列过程中，不发生化学变化的是
A．石墨变成金刚石 B．原硅酸变成硅酸
C．干冰变成二氧化碳气体 D．用石英坩埚熔化烧碱
3工业上由粗硅制取纯硅有以下反应：
Si (s) + 3HCl (g) SiHCl3 (g) + H2 (g) ；△H=-381kJ/mol
SiHCl3 (g) + H2 (g) Si (s) + 3HCl (g) ，对上述反应的说法中正确的是
A．均为置换反应和氧化还原反应
B．反应①、②实际上互为可逆反应
C．由于反应①放热，则反应②一定吸热
D．提高SiHCl3产率，应采用加压和升温的办法
4新型无机非金属材料碳化钛（TiC）、碳化硼（B4C）、氮化硅（Si3N4）等称为非氧化物陶瓷，合成这些物质需要在高温条件下进行，在合成工艺中必须注意
A．通入充足的氧气 B．避免与氧气接触
C．可在氮的气氛中合成 D．通入少量氧气
5（1）将下列硅酸盐改写成氧化物的形式（改写时注意金属氧化物在前，非金属氧化物在后，低价在前，高价在后，H2O一般写在最后）。
镁橄榄石（Mg2SiO4）____________；②高岭石[Al2Si2O5(OH)4]_____________。
（2）许多含氧酸及其盐类均可以类似地改写成氧化物形式，请继续改写下列物质：
HNO3___________；HCOOH__________。通过以上改写可知，HNO3的酸酐为______，HCOOH与浓H2SO4反应可制_________气体。
（3）已知在一定条件下，铁在氯气中燃烧可以生成Fe3Cl8 ，它可以看作是________（化学式）。生成该物质的条件可能是_______________________。
6如下图所示的物质的转化关系中，A是一种固体单质，E是一种白色沉淀。据图填写：
B的化学式是_________，目前B已被用作___________的主要原料。
B和a溶液反应的离子方程式是_____________________________。
A和a溶液反应的化学方程式是_____________________________。
C和过量盐酸反应的离子方程式是____________________________。
300℃
950℃
B
A
D
D
C
F
a溶液
a溶液
△
过量盐酸