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(共32張PPT)
魯科版高中化學必修一《硅的轉化》精品教學課件
硅的轉化（1）
一、硅的廣泛存在
硅是構成巖石和許多礦物的基本元素
2
4
+14
8
主要是形成四價的化合物
一、光導纖維-----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
瑪瑙
瑪瑙
瑪瑙
瑪瑙
瑪瑙
光導纖維
玻璃儀器
建筑材料
石英坩堝
SiO2
2.二氧化硅的用途
SiO2晶體中，立體網狀結構。熔、沸點高，硬度很大。
3.二氧化硅的結構
瑪瑙研缽
請你思考
為什么實驗室盛裝氫氧化鈉溶液的試劑瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？
防止玻璃中的SiO2與NaOH溶液反應生成粘稠的Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘在一起
雕刻玻璃
思考
為什么實驗室中裝氫氟酸要用塑料瓶而不用玻璃瓶？
Si的親氟性：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
三、半導體材料--------單質硅（Si）
單質硅有晶形和無定形,金屬光澤的灰黑色固體。與金剛石碳相似，熔點高，硬度大有脆性。
硅芯片
硅太陽能電池
神奇的轉化
從沙灘到用戶
SiO2+ 2C
2CO↑+Si
（粗）
Si+
SiCl4
+ H2
SiCl4
（g）
Si+
HCl
2
Cl2
2
4
四、硅酸鹽
普通玻璃
鋼化玻璃
五、干燥劑硅膠---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↑登陸21世紀教育 助您教考全無憂
§4—1 硅的轉化（1）
【學習目標】
1.體會組成材料的物質性質與材料性能的密切關系；認識新材料的開發對社會生產生活的重要影響。
2.了解硅的元素化合物的主要性質及這些性質在材料中的應用。能書寫相關的化學反應方程式。
3.能舉例說明硅在半導體工業、二氧化硅在現代通訊業、傳統的硅酸鹽制品在生產、生活中的主要應用。
【導學過程】
資料1： SiO2又稱硅石，白色或無色，在自然界 ( http: / / baike. / view / 262972.htm" \t "_blank )分布很廣，約占地殼質量的12%，根據其存在形態分為結晶形二氧化硅和無定形二氧化硅兩大類。結晶二氧化硅因晶體結構 ( / view / 591665.htm" \t "_blank )不同，大而透明棱柱狀的石英叫水晶，若含有彩色環帶狀或層狀的稱為瑪瑙。普通的沙是細小的石英晶體，有黃沙(較多的鐵雜質)和白沙(雜質少、較純凈)。自然界存在的硅藻土 ( / view / 106352.htm" \t "_blank )是無定形二氧化硅，為白色固體或粉末狀，多孔、質輕、松軟的固體，吸附性強。
一、光導纖維———二氧化硅（SiO2）
1、二氧化硅的存在：天然二氧化硅約占地殼質量的12%，其存在形態有 和 兩種，統稱 。存在形式有沙子、石英、水晶、瑪瑙等。石英是結晶的二氧化硅，無色透明的石英晶體叫 水晶，具有彩色環帶狀或層狀的石英晶體叫瑪瑙 。根據顏色，沙子可分為黃沙和白沙。他們的主要成分都是 ，其中黃沙含有較多的鐵 。
2、二氧化硅的結構：二氧化硅晶體是由Si和O按 的比例所組成的 結構的晶體。
3、二氧化硅的化學性質：
類比——CO2 和SiO2
物質性質 CO2 SiO2
特性 與酸
資料2：誰是二氧化硅的“克星”？
二氧化硅的熔點高、硬度大，化學性質也很穩定。水晶制品上的精美圖案是怎樣雕刻上去的呢？原來氫氟酸是二氧化硅的“克星”。常溫下，氫氟酸能與二氧化硅反應，此反應常被用來刻蝕玻璃。
4、應用：
盛堿性溶液的試劑瓶一般用 塞，不能用 塞。
因玻璃中含有二氧化硅，所以盛氫氟酸的試劑瓶應保存在 瓶中。（玻璃瓶還是塑料瓶）
二、半導體材料———單質硅（Si）
資料3：硅是從哪里來的？為什么被用作半導體材料？
自然界沒有游離態的硅，工業上用焦炭還原二氧化硅得到含有少量雜質的粗硅。粗硅經提純后可得到高純度的硅。最早使用的半導體材料是鍺（Ge），但鍺在地殼中含量很低、價格昂貴，不適于廣泛使用。而硅在地殼中儲量豐富，導電性介于導體與絕緣體之間，因此現已成為應用廣泛的半導體材料。在常溫下，硅的化學性質不活潑，除了氟氣（F2）、氫氟酸（HF）和強堿外，它不易與其他物質反應。在加熱條件下，硅能與某些非金屬單質發生反應。例如，加熱時研細的硅能在氧氣中燃燒，生成二氧化硅并放出大量的熱。
1、硅的化學性質——親氧性： ；親氟性： 。
2、如何制備高精硅（從沙灘到用戶）：
三、防火材料——————硅酸鈉（Na2SiO3）
硅酸鹽大多數不溶于水，Na2SiO3 易溶于水，其水溶液稱為 ，往Na2SiO3溶液中滴加幾滴酚酞試液因溶液呈_____色，故Na2SiO3俗稱泡花 。
【防火實驗】硅酸鈉除具有防腐性外還具有_______性。
四、干燥劑硅膠———硅酸（H2SiO3）
問題1：如何制備硅酸？
問題2：硅酸與碳酸誰的酸性強？
【探究實驗】現提供以下試劑及反應裝置圖：大理石、2mol/L鹽酸、Na2CO3固體、Na2SiO3溶液
任務 策略 試劑 化學反應方程式
1．制硅酸
2．比強弱
H2CO3___________H2SiO3
(1) (2) (3) (4)
【歸納總結】領悟硅的轉化
【課堂達標】
1.下列敘述中，錯誤的是（ ）
A．硅是構成巖石和許多礦物的基本元素 B．硅膠可用作催化劑的載體和袋裝食品的干燥劑
C．水玻璃可用作制備木材防火劑的原料 D.二氧化硅的化學性質很不活潑，不能與強堿反應生成鹽
2．下列變化需要加入氧化劑才能實現的是（ ）
A、SiO2→SiO32— B、Si→SiO32— C、SiO2→Si D、SiCl4→Si
3．現有下列五個轉化，其中不可能通過一步反應實現的是www.ks5u
①SiO2Na2SiO3 ②CuSO4CuCl2 ③SiO2H2SiO3 ④CuOCu(OH)2 ⑤Fe(OH)2 Fe(OH)3
A、①② B、③④ C、②③④ D、③④⑤
4．下列說法中，正確的是（ ）
A．二氧化硅溶于水顯酸性
B．二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸
C．水玻璃露置空氣中發生反應：Na2SiO3+H2O+CO2= Na2CO3+H2SiO3↓，所以碳酸酸性比硅酸酸性強
D．高溫時純堿和石英發生反應：Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+ CO2↑，所以硅酸酸性比碳酸酸性強
【課外練習】
一、選擇題
1、下列物品或設備：①水泥路橋、②門窗玻璃、③水晶鏡片、④石英鐘表、⑤瑪瑙手鐲、⑥硅太陽能電池、⑦光導纖維、⑧計算機芯片。所用材料為SiO2或其組成成分含SiO2的是
A．⑥⑧ B．①②⑦⑧ C．①②③④⑤⑦ D．全部
2、下列物質屬于純凈物的是①水玻璃 ②水泥 ③玻璃 ④漂白粉 ⑤膽礬 ⑥氯水 ⑦液氯
A、①④　　 B、①⑤　 　 C、①⑤⑥　　 D、⑤⑦
3．硅及其化合物在材料領域中應用廣泛。下列敘述不正確的是
A．硅單質可用來制造太陽能電池 B．二氧化硅是制造光導纖維的材料
C．二氧化硅是制造玻璃的主要原料 D．硅酸鹽可用來制作水晶、瑪瑙等工藝品
4、關于晶體硅的說法中不正確的是
A、晶體硅呈灰黑色，是具有金屬光澤、硬而脆的非金屬固體
B、硅的化學性質比較穩定，因此在自然界里有游離的硅存在
C、硅的化學性質很穩定，常溫下與大多數物質不發生反應
D、工業上用碳在高溫下還原二氧化硅來制備粗硅
5、下列說法正確的是
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通入飽和的氯化鈣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試劑瓶中，但不能用磨口玻璃塞的是
A、硅酸鈉溶液　 B、氫氟酸 C、鹽酸溶液　　D、氯化鈉溶液
7、目前被廣泛用于信息傳輸方面的最好材料為
A、銀　 B、銅　　 C、鋁　 D、光導纖維
8、下列物質貯存方法，不正確的是
A、氫氧化鈉溶液存放在膠塞密封的試劑瓶中 B、硝酸銀溶液盛放在棕色瓶中
C、氫氟酸盛放在玻璃瓶中 D、氯水盛放在棕色細口瓶中
9、生產、生活離不開化學。下列說法中不正確的是
A．不需要通過化學反應就能從海水中獲得淡水
B．開發和推廣新能源汽車是實現低碳生活的途徑之一
C．尋找高效催化劑，利用太陽能分解水是制取氫氣的較理想方法
D．高純硅是工業上制造光導纖維的主要原料
10、常溫下能與硅發生反應的氣體是
A.O2 B.H2 C.F2 D.Cl2
11、在一定條件下，下列物質與硅、二氧化硅均不反應的是
A.氫氟酸 B.濃H2SO4 C.燒堿 D.氟氣
12、下列關于水玻璃的性質和用途的敘述中不正確的是
A．這是一種礦物膠，既不燃燒也不受腐蝕
B．在建筑工業上可以作黏合劑、耐酸水泥摻料
C．木材、織物浸過水玻璃后具有防腐性能且不易燃燒
D．水玻璃的化學性質穩定，在空氣中不易變質
13、對于化學方程式SiO2+3C SiC+2CO↑，有關敘述正確的是
A.反應中SiO2是氧化劑，C是還原劑 B.硅元素被還原了，碳元素被氧化了
C.在反應中C既是氧化劑又是還原劑 D.在反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為2∶1
14、下列離子方程式書寫不正確的是
A.石英砂與燒堿溶液反應制水玻璃 SiO2+2OH— == SiO32—+H2O
B.氫氟酸腐蝕玻璃 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、填空題
15.下列反應中SiO2表現的是什么性質或作用？在①～③中選出正確的答案填空（均填序號）。
①酸性氧化物； ②弱氧化性； ③作為玻璃的成分與氫氟酸反應雕刻玻璃
（1）SiO2+4HF == SiF4↑+2H2O________________________
（2）SiO2+2NaOH == Na2SiO3+H2O____________________
（3）SiO2+2C Si（粗硅）+2CO↑_________________
【課后歸納總結】硅及其化合物的“反常”
(1)Si的還原性大于C，但C卻能在高溫下還原出Si：SiO2+ 2CSi+2CO↑
(2)非金屬單質跟堿液作用一般無H2放出，但Si卻放出H2：Si+2NaOH+H2O= Na2SiO3+2H2↑
(3)非金屬單質一般不跟非氧化性酸作用，但Si能與HF作用：Si+ 4HF=SiF4↑+2H2 ↑
(4)非金屬單質一般為非導體，但Si為半導體。
(5)酸酐一般都溶于水生成相應的含氧化酸，雖然SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接將它與
水作用制備H2SiO3。
(6)酸性氧化物一般不與酸作用，但SiO2能跟HF作用：SiO2+ 4HF=SiF4↑+2H2O
(7)無機酸一般易溶于水，但H2SiO3難溶于水。
(8)因H2CO3的酸性大于H2SiO3，所以在Na2SiO3溶液中通入CO2能發生反應生成硅酸沉淀：Na2SiO3+CO2+H2O＝Na2CO3+H2SiO3↓，但在高溫下：Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑也能發生（高沸點物制
低沸點物）
(9)Na2SiO3的水溶液稱水玻璃，但它與玻璃的成分大不相同，俗稱泡花堿，但它是鹽溶液，并不是堿溶液。
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
Si SiO2 Na2SiO3 H2SiO3
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品資料·第 6 頁 （共 6 頁） 版權所有@21世紀教育網

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