第一节 硅 无机非金属材料
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1.了解硅、二氧化硅的物理性质，掌握其化学性质。 2.了解硅酸盐等无机非金属材料的基本组成、性能、用途。
【课前预习案】
一、单质硅与半导体材料
1.无机非金属材料包括 、 、 等，这类材料一般具有 、 、 的性质，有些材料还有独特的 。
传统无机非金属材料是以 为主要成分，主要包括 、 、 。 2.半导体材料特指导电能力介于 和 之间的一类材料。最早使用的半导体材料是 ，该材料的化学性质在常温下稳定；现在广泛使用的半导体材料是 3.单质硅：
（1）存在和含量：在地壳中，含量居第二位（O、Si、Al、Fe),只有化合态，是构成矿物和岩石的主要成分。有 和 两种同素异形体。
（2）物理性质： 晶体硅是 色、有 、 的固体。单质硅的导电性介于 和 之间。 （3）化学性质：
常温下，化学性质不活泼，不易与H2、O2、Cl2、H2SO4、HNO3等物质反应，但能与F2、HF、NaOH反应，方程式为：Si+2F2=SiF4; 4HF+Si= SiF4↑+2H2↑; Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑ 加热时，能与O2、Cl2、H2、C等非金属反应
Si+O2=== 工业制粗硅：SiO2+ C=== （4）硅的用途
硅的用途非常广泛，不但可用于制造 、 ，还用于制造 和 等，此外， 的用途也很广。 二、二氧化硅与光导材料
1.存在：广泛存在于自然界中， 、 的主要成分就是二氧化硅。
2.物理性质：二氧化硅是由 和 构成的，硬度 ，熔、沸点 ，难溶于水的固体。
3.化学性质：（1）酸性氧化物：
不溶于水，也不与水反应，可以与NaOH、CaO反应，方程式分别
为： 、 （2）常温可与氢氟酸反应（特性）
方程式为 ，此反应工业上常用来
4.二氧化硅的用途广泛，常被用来制造石英表中的 材料和高性能的现代通讯材料 。 三、硅酸和硅酸盐
1.硅酸（H2SiO3） 白色胶状固体，不溶于水，酸性：H2CO3>H2SiO3
原硅酸（H4SiO4） 白色胶状固体， H2O+H2SiO3==H4SiO4
2.硅酸盐——多数难溶，Na2SiO3、K2SiO3易溶
硅酸钠水溶液俗称水玻璃，水玻璃是一种矿物胶，具有粘结性。 （1）硅酸钠溶液在空气中会变质，方程式
（2）实验室存放碱液的试剂瓶一般用 塞子，原因(方程式) 四、无机非金属材料
1.硅酸盐材料是 材料。硅酸盐制品性质 ，熔点 ，大都 于水。常见的硅酸盐产品有 等。 2.传统无机非金属材料
（1）玻璃：主要原料 主要成分 反应原理 、 玻璃态物质所具有的特性： （2）水泥：主要原料 主要成分 水泥的主要特性 混凝土是 、 、 的混合物。
（3）陶瓷：人类应用最早的硅酸盐材料。主要原料 生产工艺过程：配料制备→配料熔融→成型→加工→晶化热处理→再加工 3. 无机非金属材料具有特殊结构、特殊功能。
如： 陶瓷，包括氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷等，氮化硅具有较高的硬度和耐磨性、较强的抗化学侵蚀性和电绝缘性等。 陶瓷对机体无排异反应，不会引起代谢作用异常，可制成人体器官和组织，适合植入人体。 陶瓷具有压电效应，其主要成分是 。 【预习检测】
1、光纤是光导纤维的简称，制造光导纤维的主要原料是（ ）
Ａ．铜 Ｂ．铝 Ｃ．石英砂 Ｄ．水玻璃 2、下列关于硅的说法中不正确的是（ ）
Ａ．硅是非金属元素，它的单质是灰黑色有金属光泽的固体 Ｂ．硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料 Ｃ．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应 Ｄ．加热到一定温度时，硅能与氢气、氧气等反应
3、已知：纯净物才有固定的熔沸点。则下列物质中，没有固定熔沸点的是（ ） Ａ．石英 Ｂ．Na2SiO3 Ｃ．固体SO3 Ｄ．玻璃 4、制水泥和玻璃时都需要用的原料是 （ ） A. 粘土 B.石英 C.石灰石 D.纯碱
5、下列有关物质的用途（括号中为用途）错误的是（ ）
Ａ．锗和硅（半导体材料） Ｂ．二氧化硅（制光导纤维） Ｃ．石墨可用做绝缘材料 Ｄ．石英玻璃可用于制造光学仪器
【课堂探究案】
【探究一】硅单质的化学性质
1、常温下硅的化学性质稳定，但能和氟(HF)、强碱(NaOH)发生反应。 *①硅和氟气反应生成四氟化硅气体，化学方程式为：Si+2F2=SiF4 *②硅和氢氟酸反应生成四氟化硅，化学方程式为：4HF+Si= SiF4↑+2H2↑
*③硅与NaOH溶液作用生成硅酸钠，反应的化学方程式为：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑ 2、在加热条件下，硅能和某些非金属单质发生反应。
①硅与氧气在加热时反应生成二氧化硅程式为： ②硅和C12在加热条件下反应生成四氯化硅的化学方程式为： 3、硅的制取：工业制粗硅：化学方程式：
在该反应中，氧化剂是 ，还原剂 。
粗硅的提纯： 在高温下让粗硅（Si）与氯气（Cl2）反应，其产物在高温下被氢气（H2）还原而得到较纯的硅，反应方程式为 、 【探究二】二氧化硅的化学性质
1、酸性氧化物的性质:Si02是酸性氧化物， 于水。常温下Si02与NaOH溶液反应得到硅酸钠(Na2SiO3)，反应的化学方程式为： 高温下Si02能和碱性氧化物(如CaO)反应生成硅酸盐，反应的化学方程式为：
2、常温下，SiO2能与氢氟酸(HF)反应，此反应常用于刻蚀玻璃，反应的化学方程式为： 3、二氧化硅的弱氧化性:Si02高温下与C作用可制取粗硅，反应的化学方程式为：
【思考】(1)实验室为什么不用带玻璃塞的试剂瓶盛放NaOH溶液?应用什么样的塞子? (2)Si02不溶于水，如何由Si02制取H2SiO3? (3)氢氟酸能否用玻璃瓶保存？
【探究三】比较SiO2、CO2在物理化学性质上异同。
状态 溶解性 与NaOH反应 与酸反应(HF) CO2通入水玻璃 SiO2与Na2CO3 高温下反应 【随堂检测】 1、在一定条件下，下列物质不能和二氧化硅反应的是（ ）
①焦炭 ②纯碱 ③碳酸钙 ④氢氟酸 ⑤高氯酸 ⑥氢氧化钾 ⑦氧化钙 ⑧氮气 Ａ．③⑤⑦⑧ Ｂ．⑤⑦⑧ Ｃ．⑤⑧ Ｄ．⑤ 2、室温下，下列物质不与晶体硅反应的是（ ） A.F2 B.HF C.KOH D.Cl2
3、在一些实验中需要熔融的氢氧化钠，熔融氢氧化钠应选用的器皿是 （ ） A.石英坩埚 B.普通玻璃坩埚 C.生铁坩埚 D.陶瓷坩埚 4、下列关于碳和硅的叙述中，不正确的是（ ）
A.其最高价氧化物都能与NaOH溶液反应 B.单质在加热时都能与氧气反应 C.氧化物都能溶于水生成相应的酸 D.在常温下碳和硅的单质化学性质都不活泼
【课后拓展案】
【基础练习】
1（双选）将过量的CO2通入下列溶液中，最终出现浑浊的是（ ） Ａ．CaCI2溶液 Ｂ．石灰水 Ｃ．饱和Na2CO3溶液 Ｄ．水玻璃
2、玻璃的主要成分之一是二氧化硅。能在玻璃上进行刻蚀，将其制成毛玻璃和雕花玻璃的物质是
二氧化碳 二氧化硅
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