高中化學人教版高中必修1第四章非金屬及其化合物-第四章第13講硅教學設計

1、非金屬及其化合物第13講硅及無機非金屬材料考綱要求1.了解Si元素單質及其重要化合物的制備方法，掌握其主要性質及應用。2.了解Si元素單質及其重要化合物對環(huán)境的影響。3.了解無機非金屬材料的性質和用途。1硅單質2二氧化硅3硅酸4硅酸鹽(1)硅酸鹽是由硅、氧與其他化學元素結合而成的化合物的總稱，是構成地殼巖石的主要成分。(2)硅酸鈉：硅酸鈉溶液俗稱水玻璃，是無色黏稠液體，常用于制備黏合劑、防腐劑、耐火材料。(3)硅酸鹽組成的表示方法：通常用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式表示硅酸鹽的組成：氧化物的書寫順序：活潑金屬氧化物較活潑金屬氧化物二氧化硅水，不同氧化物間以“”隔開。各元素的化合價保持不變，且

2、滿足化合價代數和為零，各元素原子個數比符合原來的組成。如硅酸鈉(Na2SiO3)可表示為Na2OSiO2，長石(KAlSi3O8)可表示為K2OAl2O36SiO2。5無機非金屬材料(1)傳統(tǒng)無機非金屬材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸鹽材料。常見硅酸鹽材料比較水泥玻璃陶瓷生產原料石灰石、黏土純堿、石灰石、石英黏土主要設備水泥回轉窯玻璃窯陶瓷窯玻璃生產中的兩個重要反應：Na2CO3SiO2eq o(=,sup7(高溫)Na2SiO3CO2；CaCO3SiO2eq o(=,sup7(高溫)CaSiO3CO2。(2)新型無機非金屬材料，如高溫結構陶瓷、光導纖維、生物陶瓷、壓電陶瓷等。問題思考(1)工業(yè)

3、上可用以下流程制取高純硅，完成各步反應的化學方程式：反應：_；反應：_；反應：_。(2)能否依據反應Na2CO3SiO2eq o(=,sup7(高溫)Na2SiO3CO2說明H2SiO3的酸性比H2CO3強？ INCLUDEPICTURE D:2023化學化學 通用解題能力提升.TIF * MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE D:2023化學化學 通用解題能力提升.TIF * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE D:2023化學化學 通用word解題能力提升.TIF * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE D:2023化學化

4、學 通用word解題能力提升.TIF * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE D:2023化學一輪 化學 人教 通用 老高考word解題能力提升.TIF * MERGEFORMATINET 【課堂練習】題組一硅無機非金屬材料的性質及應用1(2023康定教學質量檢查)“九秋風露越窯開，奪得千峰翠色來”是贊譽越窯秘色青瓷的詩句，描繪我國古代精美的青瓷工藝品。玻璃、水泥和陶瓷均為硅酸鹽制品，下列有關說法中正確的是()A玻璃是人類最早使用的硅酸鹽制品B制水泥的原料為純堿、石灰石和石英C硅酸鹽制品的性質穩(wěn)定、熔點較高D沙子和黏土的主要成分均為硅酸鹽2(2023宜昌模擬)下列關于

5、硅的說法不正確的是()A硅是非金屬元素，它的單質是灰黑色有金屬光澤的固體B硅的導電性能介于金屬和絕緣體之間，是良好的半導體材料C用二氧化硅制取單質硅的反應中硅元素被氧化D加熱到一定溫度時，硅能與氫氣、氧氣等非金屬單質發(fā)生反應3(2023河南期末)下列關于二氧化硅的說法正確的是()A二氧化硅是酸性氧化物，因此能與水反應生成硅酸B二氧化硅制成的光導纖維，由于導電能力強而被用于制造光纜C二氧化硅不能與碳酸鈉溶液反應，但能與碳酸鈉固體在高溫時發(fā)生反應D用二氧化硅制取單質硅時，當生成 L氣體(標準狀況)時，得到 g硅4(2023哈師大附中、東北師大附中、遼寧省實驗中學一模)下列說法不正確的是()ASiO

6、2能與HF反應，因此可用HF刻蝕玻璃B向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀鹽酸制備硅酸凝膠C氮化硅是一種重要的結構陶瓷材料，化學式為Si3N4D石英是良好的半導體材料，可以制成光電池，將光能直接轉化成電能題組二工業(yè)上制取高純硅5硅單質及其化合物應用范圍很廣。請回答下列問題：(1)制備硅半導體材料必須先得到高純硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)還原法是當前制備高純硅的主要方法，生產過程示意圖如下：eq x(石英砂)eq o(,sup7(焦炭),sdo5(高溫)eq x(粗硅)eq o(,sup7(HCl),sdo5(573 K以上)eq x(SiHCl3粗)eq o(,sup7(精餾)eq x(SiHC

7、l3純)eq o(,sup7(H2),sdo5(1 357 K)eq x(高純硅)寫出由純SiHCl3制備高純硅的化學反應方程式：_。整個制備過程必須嚴格控制無水無氧。SiHCl3遇水劇烈反應生成H2SiO3、HCl和另一種物質，寫出并配平該反應的化學方程式：_；H2還原SiHCl3過程中若混有O2，可能引起的后果是_。(2)化學研究性學習小組在探究硅的制取方法時，從資料中查閱到下列信息：.Mg在高溫條件下可與SiO2反應；.金屬硅化物與稀H2SO4反應生成硫酸鹽和SiH4；.SiH4在空氣中自燃。他們根據信息進行實驗，當用足量稀H2SO4溶解第步實驗獲得的固體產物時，發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花；然后

8、過濾、洗滌、干燥；最后稱量、計算，測得其產率只有預期值的63%左右。第步實驗發(fā)生反應的化學方程式是_。用稀H2SO4溶解第步實驗獲得的固體產物時，產生爆鳴聲和火花的原因是_。與活潑金屬鎂化合，產生爆鳴聲和火花，說明生成氣體，應為SiH4。 INCLUDEPICTURE D:2023化學化學 通用真題演練明確考向.TIF * MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE D:2023化學化學 通用真題演練明確考向.TIF * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE D:2023化學化學 通用word真題演練明確考向.TIF * MERGEFORMATINET INC

9、LUDEPICTURE D:2023化學化學 通用word真題演練明確考向.TIF * MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE D:2023化學一輪 化學 人教 通用 老高考word真題演練明確考向.TIF * MERGEFORMATINET 【高考鏈接】1(2023全國卷，7)陶瓷是火與土的結晶，是中華文明的象征之一，其形成、性質與化學有著密切的關系。下列說法錯誤的是()A“雨過天晴云破處”所描述的瓷器青色，來自氧化鐵B聞名世界的秦兵馬俑是陶制品，由黏土經高溫燒結而成C陶瓷是應用較早的人造材料，主要化學成分是硅酸鹽D陶瓷化學性質穩(wěn)定，具有耐酸堿侵蝕、抗氧化等優(yōu)點2化學與

10、生活密切相關。下列敘述錯誤的是()A高純硅可用于制作光感電池(2023全國卷，7A)B活性炭具有除異味和殺菌作用(2023全國卷，7C)C無水CoCl2呈藍色，吸水會變?yōu)榉奂t色，可用于判斷變色硅膠是否吸水(2023天津，3D)D天然石英和水晶的主要成分都是二氧化硅(2023浙江4月選考，8C)3下列說法正確的是()A漢代燒制出“明如鏡、聲如磬”的瓷器，其主要原料為黏土(2023天津，1C)BSiO2具有導電性，可用于制作光導纖維和光電池(2023海南，5B)C12 g金剛石中含有化學鍵的數目為4NA(2023海南，9A)DSiO2熔點高硬度大，可用于制光導纖維(2023江蘇，3B)4下列有關硅

11、及其化合物的敘述錯誤的是()ASO2通入Na2SiO3溶液產生膠狀沉淀，證明酸性H2SO3H2SiO3(2023北京，10D)B可用磨口玻璃瓶保存NaOH溶液(2023海南，7B)CHF能與SiO2反應，可用氫氟酸在玻璃器皿上刻蝕標記(2023全國卷，7D)D石英砂可用于生產單晶硅(2023海南，4C)5(2023海南，14)單質Z是一種常見的半導體材料，可由X通過如下圖所示的路線制備。其中X為Z的氧化物；Y為氫化物，分子結構與甲烷相似?；卮鹣铝袉栴}：eq x(X)eq o(,sup7(Mg),sdo5(加熱)eq x(Mg2Z)eq o(,sup7(鹽酸)eq x(Y)eq o(,sup7(

12、加熱)eq x(Z)(1)能與X發(fā)生化學反應的酸是_；由X制備Mg2Z的化學方程式為_。(2)由Mg2Z生成Y的化學方程式為_，Y分子的電子式為_。(3)Z、X中共價鍵的類型分別是_、_。【課后練習】1宋代五大名窯分別為：鈞窯、汝窯、官窯、定窯、哥窯。其中鈞窯以“入窯一色，出窯萬彩”的神奇窯變著稱。下列關于陶瓷的說法不正確的是()A窯變是高溫下釉料中的金屬化合物發(fā)生氧化還原反應導致的顏色變化B氧化鋁陶瓷屬于新型無機非金屬材料C高品質的瓷器晶瑩剔透，屬于純凈物D陶瓷屬于硅酸鹽材料，耐酸堿腐蝕，但是不能用來盛裝氫氟酸2硅及其化合物的應用范圍很廣。下列說法正確的是()A硅是人類將太陽能轉化為電能的常

13、用材料B粗硅制備單晶硅不涉及氧化還原反應C石英玻璃和餐桌上的瓷盤都是硅酸鹽制品D鹽酸可以與硅反應，故采用鹽酸為拋光液拋光單晶硅3常溫下，下列各組物質不發(fā)生反應的是()硅與NaOH溶液硅與鹽酸硅與氫氟酸二氧化硅與碳酸鈉二氧化硅與NaOH溶液二氧化硅與濃硝酸A B C D4硅是構成無機非金屬材料的一種主要元素，下列有關硅的化合物的敘述錯誤的是()A氮化硅陶瓷是一種新型無機非金屬材料，其化學式為Si3N4B碳化硅(SiC)的硬度大，熔點高，可用于制作高溫結構陶瓷和軸承C光導纖維是一種新型無機非金屬材料，其主要成分為SiO2D二氧化硅為立體網狀結構，其晶體中硅原子和硅氧單鍵個數之比為124高純度晶體硅

14、是典型的無機非金屬材料，又稱“半導體”材料。它的發(fā)現(xiàn)和使用曾引起計算機的一場“革命”?？梢园聪铝蟹椒ㄖ苽洌篠iO2eq o(,sup7(C),sdo5(高溫)Si(粗)eq o(,sup7(HCl),sdo5(300 )SiHCl3eq o(,sup7(過量H2),sdo5(1 0001 100 )Si(純)下列說法不正確的是()A步驟的化學方程式為：SiO2Ceq o(=,sup7(高溫)SiCO2B步驟中每生成1 mol Si，轉移4 mol電子C高純硅是制造太陽能電池的常用材料，二氧化硅是制造光導纖維的基本原料DSiHCl3(沸點 )中含有少量的SiCl4(沸點 )，通過蒸餾(或分餾)可

15、提純SiHCl35硅是無機非金屬材料的主角，硅的氧化物和硅酸鹽占地殼質量的90%以上。(1)下列物質不屬于硅酸鹽的是_(填字母)。A陶瓷 B玻璃 C水泥 D生石灰(2)SiO2是玻璃的主要成分之一，SiO2與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式為_，工藝師常用_(填物質名稱)來雕刻玻璃。(3)用Na2SiO3水溶液浸泡過的棉花不易燃燒，說明Na2SiO3可用作_。Na2SiO3可通過SiO2與純堿混合高溫熔融反應制得，高溫熔融純堿時下列坩堝可選用的是_(填字母)。A普通玻璃坩堝 B石英玻璃坩堝 C氧化鋁坩堝 D鐵坩堝(4)工業(yè)上常利用反應：2CSiO2eq o(=,sup7(高溫)Si2CO制備硅單質，該反應中所含元素化合價升高的物質是_(填化學式，下同)，氧化劑是_。10硅是帶來人類文明的重要元素之一，從傳統(tǒng)材料到信息材料的發(fā)展過程中創(chuàng)造了一個又一個奇跡。(1)新型陶瓷Si3N4的熔點高、硬度大、化學性質穩(wěn)定。工業(yè)上可以采用化學氣相沉積法，在H2的保護下，使SiCl4與N2反應生成Si3N4沉積在石墨表面，寫出該反應的化學方程式：_。(2)一種工業(yè)用硅(含少量鉀、鈉、鐵、銅的氧化物)，已知硅的熔點是1 420 ，高溫下氧氣及水蒸氣能明顯腐蝕氮化硅。一種合成氮化硅的主要工藝流程如下：凈化N2和H2時，銅屑的作用是_，硅膠的作用是_。在氮化爐中發(fā)生反應3SiO2(s)