《2016-2017學(xué)年高中化學(xué)4.1.1單質(zhì)硅與半導(dǎo)體材料二氧化硅與光導(dǎo)纖維課件魯科版必修1.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2016-2017學(xué)年高中化學(xué)4.1.1單質(zhì)硅與半導(dǎo)體材料二氧化硅與光導(dǎo)纖維課件魯科版必修1.ppt（36頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第 4 章 材料家族中的元素 第 1節(jié) 硅 無(wú)機(jī)非金屬材料 第 1課時(shí) 單質(zhì)硅與半導(dǎo)體材料 二氧化硅與光導(dǎo)纖維 基礎(chǔ) 探究學(xué)案 一、半導(dǎo)體材料和單質(zhì)硅 1 半導(dǎo)體材料 導(dǎo)電能力介于 ___ _ __ __ ________ 之間的一類材料。常用的半導(dǎo)體材料有 ________ 等。 2 硅的存在 在地殼里，硅的含量?jī)H次于 ___ ，全部以 ___ ___ 態(tài)存在，主要存在形式為 ___ ___ ___ 和 ___ ___ ___ 。 導(dǎo)體和絕緣體 鍺和硅 氧 化合 二氧化硅 硅酸鹽 3 硅的性質(zhì) (1) 物理性質(zhì) 顏色 光澤 熔點(diǎn) 質(zhì)地 導(dǎo)電性 ________ ________ __ ___
2、_ ________ ________ 灰黑色 金屬光澤 高 硬而脆 半導(dǎo)體 (2)化學(xué)性質(zhì) 4 硅的用途 用于制造 _______ 、 _______ ___ 、硅整流器和太陽(yáng)能電池等，其合金用于制造 變壓器鐵芯和耐酸設(shè)備等。 二、二氧化硅與光導(dǎo)纖維 1 二氧化硅的存在 二氧化硅廣泛存在于自然界中，是 __ _____ _______ 的主要成分。透明的二氧 化硅又稱 _______ 。 晶體管 集成電路 沙子、石英 水晶 2 二氧化硅的物理性質(zhì) 顏色 熔點(diǎn) 硬度 溶解性 導(dǎo)電性 _____ _____ _____ _____ _____ _____ ____ 3. 二氧化硅的結(jié)構(gòu) SiO
3、2 晶體是由 Si 原子和 O 原子按 1 2 構(gòu)成的， 每個(gè) Si 原子結(jié)合 __ _ _ 個(gè) O 原子，每個(gè) O 原子結(jié)合 ___ 個(gè) Si 原子。 無(wú)色 高 大 不溶于水 不導(dǎo)電 4 2 4二氧化硅的化學(xué)性質(zhì) 5 光導(dǎo)纖維 (1) 主要成分： ____ __ 。 (2) 用途： ______ __ __ 、能量傳輸、信息處理等。 SiO2 光纖通訊 開(kāi)放探究 如何由 SiO2制取 H2SiO3? 提示： 先將 SiO2轉(zhuǎn)化為硅酸鹽，再與酸反應(yīng)，如： SiO2 2NaOH=Na2SiO3 H2O Na2SiO3 2HCl=2NaCl H2SiO3 (或 Na2SiO3 CO2 H2O=Na
4、2CO3 H2SiO3) 1 下列關(guān)于硅的敘述中，錯(cuò)誤的是 ( ) 硅廣泛存在于自然界中，天然單質(zhì)硅叫水晶 單質(zhì)硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體 和絕緣體之間 晶體硅具有金屬光澤，故它屬于金屬材料，能導(dǎo)電 含硅的 鋼具有良好的導(dǎo)磁性和耐酸性 A B C D 解析： 硅元素在自然界中含量豐富，但都以化合態(tài)存在，水晶的主要成分 是 SiO 2 。晶體硅具有金屬光澤，但它屬于非金屬，導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間 ， 是良好的半導(dǎo)體材料。 答案： C 2 下列各物質(zhì)的用途 ( 括號(hào)內(nèi)為用途 ) 錯(cuò)誤的是 ( ) A 硅 ( 半導(dǎo)體材料 ) B 二氧化硅 ( 光導(dǎo)纖維 ) C 溴化銀 ( 感光材料 ) D 碳酸鋇 (
5、醫(yī)用 “ 鋇餐 ” ) 解析： 硅為半導(dǎo)體材料；二氧化硅為光導(dǎo)纖維的材料；溴化銀見(jiàn)光分解 (2AgBr = = = = = 光 2Ag Br 2 ) ，故可作感光材料；碳酸鋇與胃酸反應(yīng)，生成 Ba 2 可使 人中毒；醫(yī)用 “ 鋇餐 ” 是不溶于水也不溶于胃酸的硫酸鋇。 答案： D 3 在一定條件下，下列物質(zhì)與硅、二氧化硅均不反應(yīng)的是 ( ) A 氫氟酸 B 濃 H 2 SO 4 C 燒堿 D 氟氣 答案： B 名師 點(diǎn)撥導(dǎo)練 一、硅及其化合物的特性 1 Si 的還原性大于 C ，但 C 卻能在高溫下還原出 Si ： SiO 2 2C = = = = = 高溫 Si 2CO 2 非金屬單質(zhì)跟堿液
6、的作用一般無(wú) H 2 放出，但 Si 與堿液 ( 如 NaOH 溶液 ) 反應(yīng)放出 H 2 ： Si 2NaOH H 2 O = = Na 2 SiO 3 2H 2 3 非金屬單質(zhì)一般不跟非氧化性酸作用，但 Si 卻能與 HF 作用： Si 4H F = = SiF 4 2H 2 。 4 非金屬單質(zhì)一般不導(dǎo)電，但 Si 為 半導(dǎo)體，有一定的導(dǎo)電能力。 5 SiO 2 是 H 2 SiO 3 的酸酐，但它不溶于水，不能直接將它與水反應(yīng)來(lái)制取 H 2 SiO 3 。 6 非金屬氧化物的熔、沸點(diǎn)一般較低，但 SiO 2 的卻很高。 7 酸性氧化物一般不與酸作用，但 Si O 2 能跟 HF 作用：
7、S iO 2 4H F = = SiF 4 2H 2 O 。 8 無(wú)機(jī)酸一般易溶于水，但 H 2 SiO 3 卻難溶于水。 (1) 硅為非金屬單質(zhì)，但有一定的金屬性； (2) 硅與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成 H 2 常作為推斷題的突破口。 下列關(guān)于碳和硅的敘述中，不正確的是 ( ) A 氧化物都能與 NaOH 溶液反應(yīng) B 單 質(zhì)在加熱時(shí)都能與氧氣反應(yīng) C 氧化物都能溶于水生成相應(yīng)的酸 D 常溫下，碳和硅的單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)都不活潑 CO 與 NaOH 溶液不反應(yīng)，故 A 項(xiàng)不正確；碳、硅與氧氣在 加熱時(shí)都反應(yīng)， B 項(xiàng)正確； SiO 2 與水不反應(yīng)， C 項(xiàng)不正確；碳、硅的化學(xué)性質(zhì)在 常溫下比較穩(wěn)定， D
8、項(xiàng)正確。 答案： AC 名師提醒： SiO2不溶于水， SiO2不能通過(guò)一步反應(yīng)制得 H2SiO3。 1. 下列溶液可以盛放在玻璃試劑瓶中，但不能用磨口玻璃塞的 是 ( ) 硅酸鈉溶液 氫氟酸 氫氧化鈉溶液 氯化鈉溶液 A B C D 解析： 、 項(xiàng)中溶液呈堿性，不能與光滑的玻璃反應(yīng)， 但能與毛玻璃裸露的 SiO2反應(yīng)；氫氟酸能腐蝕玻璃。 答案： A 二、硅及其重要化合物間的轉(zhuǎn)化 根據(jù)下圖所示 A 、 B 、 C 、 D 的變化關(guān)系，回答下列問(wèn)題： (1) 寫出 A 、 C 的名稱： A ： 、 C ： 。 (2) 寫出 B A 的化學(xué)方程式： 。 (3) 寫出下列反應(yīng)的離子方程式： A D
9、： 。 B D ： 。 由圖分析： A 與 O 2 反應(yīng)生成 B ，而 B 與碳在高溫下反應(yīng)生 成 A 可推知 A 是單質(zhì)， B 是氧化物，而 A 、 B 均能與 Na O H 溶液反應(yīng)，應(yīng)確認(rèn) A 是硅， B 是二氧化硅，則 D 是硅酸鈉， C 是硅酸。 答案： (1) 硅 硅酸 (2)SiO 2 2C = = = = = 高溫 Si 2C O (3)Si 2O H H 2 O = = Si O 2 3 2H 2 SiO 2 2O H = = Si O 2 3 H 2 O 規(guī)律方法： 學(xué)習(xí)硅及其化合物知識(shí)時(shí)一定要明確知識(shí)主線非金屬元素及其 化合物的有序?qū)W習(xí)順序是：氣態(tài)氫化物 單質(zhì) 氧化物 氧
10、化物對(duì)應(yīng)的水化物 含氧酸鹽。因此我們可以確定硅及其化合物的知識(shí)主線為： SiH 4 Si SiO 2 H 4 SiO 4 H 2 SiO 3 Na 2 SiO 3 在橫線上依次有序地研究主線所示的單質(zhì)及各類化合物；在縱線上依次按結(jié) 構(gòu)、性質(zhì)、用途、制法、存在、保存等，程序化地研究每種具體物質(zhì)。 2. 下列物質(zhì)的變化，不能通過(guò)一步化學(xué)反應(yīng)完成的是 ( ) A CO 2 H 2 CO 3 B SiO 2 Na 2 SiO 3 C Na 2 O 2 Na 2 CO 3 D SiO 2 H 2 SiO 3 解析： 由于 SiO2不溶于水也不與水反應(yīng)，所以由 SiO2制 取 H2SiO3需先使 SiO2
11、與強(qiáng)堿反應(yīng)制得可溶性硅酸鹽后，再與其 他酸反應(yīng)才能制得 H2SiO3。 答案： D 知能 達(dá)標(biāo)演練 1 下列有關(guān)說(shuō)法中，正確的是 ( ) A 硅單質(zhì)既不能與酸反應(yīng)又不能與堿反應(yīng) B 硅在自然界中以化合態(tài)存在 C 硅與 NaOH 溶液的反應(yīng)中， NaOH 做氧化劑 D 硅元素在地殼中的含量居第一位 解析： 單質(zhì)硅可以與氫氟酸和強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，所以 A項(xiàng) 錯(cuò)誤；硅與 NaOH溶液反應(yīng)時(shí)的氧化劑為水；硅在地殼中的含 量?jī)H次于氧，位于第二位。 答案： B 2 下列各組物質(zhì)在一定條件下能發(fā)生反應(yīng)的是 ( ) SiO 2 H 2 O S i O 2 HF SiO 2 C SiO 2 Na O H Si O
12、2 A B C D 答案： A 3將足量 CO2氣體通入水玻璃中，然后加熱蒸干，再在高 溫下充分灼燒，最后所得的固體物質(zhì)是 ( ) A Na2SiO3 B Na2CO3、 Na2SiO3 C Na2CO3、 SiO2 D SiO2 解析： 二氧化碳先與水玻璃反應(yīng)生成硅酸和碳酸氫鈉，蒸 干灼燒時(shí)，硅酸分解成二氧化硅和水，碳酸氫鈉分解得到碳酸 鈉，二者在高溫下又發(fā)生反應(yīng)，生成二氧化碳和硅酸鈉。 答案： A 4 下列關(guān)于硅及硅的化合物的敘述中不正確的是 ( ) 硅的結(jié)構(gòu)和金剛石相似， 所以都具有熔點(diǎn)高、硬度大等特點(diǎn) 硅是地殼中含量最多的非金屬 晶體硅是良好的半導(dǎo)體材料 SiO 2 是 制造光導(dǎo)纖維的
13、重要原料 SiO 2 是酸性氧化物，不溶于任何酸 A B C D 解析： 晶體硅和金剛石都具有熔點(diǎn)高、硬度大的性質(zhì)； 地殼中硅的含 量占第二位； 單質(zhì)硅的導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是半導(dǎo)體； SiO 2 的 重要用途就是制造光導(dǎo)纖維； SiO 2 可與氫氟酸反應(yīng)。 答案： D 5 下列反應(yīng)中 SiO 2 表現(xiàn)的是什么性質(zhì)或作用？在 中選出正確的答案 填空 ( 均填序號(hào) ) 。 酸性 氧化物； 弱氧化性； 作為玻璃的成分與氫氟酸反應(yīng)雕刻玻璃 (1)SiO 2 4H F = = Si F 4 2H 2 O (2)SiO 2 2NaOH = = Na 2 SiO 3 H 2 O (3)SiO 2 2C = = = = = 高溫 Si( 粗硅 ) 2CO 答案： (1) (2) (3) 謝謝觀看！
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