11 O、Si、Al、Fe、IVA、原子结构示意图略、有机化合物、氧化物、硅酸盐 12 石墨、导电、碳元素、很大、C60
13（1）盐酸、过滤（2）盐酸、过滤（3）水、过滤（4）O2、加热（5）盐酸、过滤 （6）足量CO2/H2O、过滤
14 稀盐酸、无色气体、碳酸钙、二氧化硅 课外阅读
硅在高新技术中的应用
单晶硅作为半导体器件的核心材料，大大地促进了信息技术的革命。自20世纪中叶以来，单晶硅随着半导体工业的需要而迅速了展。到1996年全球半导体产业销售额达到1410亿美元，而其中单晶硅材料的销售达到74亿美元。中国消耗的大部分集成电路及其硅片主要依赖进口。但我国科技人员正迎头赶上，于1998年成功地制造出了12英寸单晶硅，标志着我国单晶硅生产进入了新的发展时期。
信息材料技术是新材料技术的重要组成部分，也是信息技术尤其是电子信息技术发展的基础。从目前情况来看，硅半导体仍然是集成电路的主要材料。据估计在21世纪内，硅仍然会占半导致体材料的95%以上。
微电子与生物技术紧密结合的以DNA芯片等为代表的生物工程是21世纪微电子领域的另一个热点和新的经济增长点。采用微电子加工技术，可以在指甲盖大小的硅片上制作出含有多达10～20万种DNA基因片段的芯片.利用这种芯片可以在短时间内检测或发现遗传基因的变化等情况。这无疑对遗传学研究、疾病诊断与治疗、转基因工程等具有极其重要的作用。
用心 爱心 专心 6
吉林市长岭县第四中学2011-2012学年高一化学4.1.1
无机非金属材料的主角—硅
一、学习目标
1．知识与技能：使学生掌握硅的两种重要化合物——二氧化硅及硅酸的主要性质并了解其用途；
2．过程与方法：引导学生对比学习硅的化合物（二氧化硅及硅酸）与碳的化合物（二氧化碳及碳酸），培养学生对新旧知识对比分析、归纳总结的学习方法；
3．情感态度与价值观：使学生了解二氧化硅和硅酸在日常生活、生产中的应用，感受化学的实用性，增强学习化学的兴趣，认识“科学技术是第一生产力”，增强社会责任感。
二、学习重难点
二氧化硅和硅酸的性质
三、学习过程
联系：电脑的芯片、光导纤维等高科枝产品，水泥、玻璃和瓷砖等日常生活中的实例 问题1：碳和硅在自然界中的存在形式 原子结构示意图 碳 硅 小结
（1）两元素的共性：在化学反应中其原子既不易失电子也不易得电子，主要形成共价（四价）化合物。
（2）硅是一种亲氧元素，在自然界中它总是与氧相互化合的。 一、二氧化硅（SiO2）
问题2：阅读课本P74-75页试画出由天然二氧化硅也称为硅石开始分类的树状分布图。
（一）二氧化硅性质 1、思考与交流：
根据你的生活经验请分析以下问题：二 氧化硅具有哪些物理性质？
物理性质： 这些性质是由 决定的
2、课后阅读及填空：请通过科学视野部分内容分析一下二氧化硅的结构有什么特点？ 二氧化硅晶体中每1个Si原子周围结合 个O原子， 在中心,
在四个顶角. 同时每1个O原子与 个Si原子相结合。二氧化硅晶体是以硅原子与氧原
原子结构的特点 在自然界 中的存在 用心 爱心 专心 1
子个数比为 组成的 结构的晶体,因此通常用SiO2来表示二氧化硅的组成. （二） SiO2的化学性质
问题3：为什么在实验室中盛放NaOH 溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？（Na2SiO3 有粘性） 。
因为SiO2易与强碱溶液反应，生成硅酸钠使试剂瓶受腐蚀，同时生成的硅酸钠溶液是一种矿物胶，具有良好的粘结性，易使瓶塞粘在一起而难以开启。 二氧化硅也是一种酸性氧化物
问题4：二氧化碳具有哪些重要的性质呢？由CO2的性质推测SiO2可能具有哪些重要的性质？
存 在 物理性质 化 与NaOH反应 学 与CaO反应 性 弱氧化性 质 特性 与水反应 二氧化碳 二氧化硅 小结：SiO2是一种酸性氧化物，可能与水反应生成相应酸；与碱反应生成盐和水；与碱性氧化物反应生成盐。（只是可能性）
阅读教材P76有关内容，思考并讨论：SiO2实际具有的性质与上述推导一致吗？有没有不同的表现？请举例说明
与上述推断不完全相同。不同表现是：SiO2是一种难熔固体，不溶于水。正是因为SiO2不溶于水，所以不能直接与水反应生成硅酸，但常温下除能与氢氧化钠溶液反应外，还能与氢氟酸反应生成SiF4气体和水。 比较性质异同
归纳：SiO2性质主要表现在：它是一坚硬、难熔的固体，不溶于水，化学性质非常稳定。 SiO2的这些性质是由其立体网状结构决定的。 练习：完成下列反应的化学方程式：
SiO2 + NaOH — SiO2 + CaO —
用心 爱心 专心 2
SiO2 + HF —
考考你：实验室现提供下列试剂瓶, ①细口磨口塞玻璃瓶②广口瓶③细口橡皮塞玻璃瓶④棕色广口瓶⑤细口塑料瓶，如果你是实验室管理员,你将如何存放下列药品?你的依据是什么? a.二氧化硅_______b.氢氧化钠溶液____ c.硝酸银晶体___d.氢氟酸___e.浓硫酸__ 问题与探究：
①、实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？ 。 ②、有人认为SiO2既能和碱反应又能和酸反应，所以应认为它是一种两性氧化物。你同意这种看法吗？ 不同意这种看法。
思考与探究：如何以SiO2为原料制备硅酸？写出化学方程式。 实验4—1：向约1ml的饱和Na2SiO3溶液中,滴入酚酞,再滴入稀盐酸 现象 结论 化学方程式 思考：从上述实验可知硅酸的哪些性质？
思考讨论下列问题：
（1）硅酸与盐酸比较，谁的酸性强？你是根据什么现象判断出来的？ 提示：酸与盐反应规律之一是较强的酸能制出更弱的酸。 （2）硅酸与碳酸比较又会怎样呢？设计一个简单实验来证明。 实验 实验步骤 现象 结构 化学方程式
实验：往一定量的饱和硅酸钠溶液中通入足量的CO2，观察现象。
结合实验4—1，阅读教材P76最后一自然段，归纳总结硅胶的制备方法及其重要应用。
制备方法：
加适量盐酸或通入足量CO2 干燥脱水
硅酸钠溶液 硅酸溶胶 硅胶 用途：常用作干燥剂、催化剂的载体。 碳酸 用心 爱心 专心
硅酸 3
物理性质 化学性质 用途 总结： 练习：
1、下列各组物质有关性质关系的比较，正确的是（ ） A.溶解性：CO2 1、宣传科学知识，介绍高新科技，揭露伪科学，是科学工作者的义务，下列说法属于伪科学的是（ ）。 A.以二氧化硅为主要原料制造光导纤维 B.碳炉边放盆水，可防止煤气中毒 C.在墙壁刚粉刷过石灰浆的室内生一炭火盆，墙壁会冒汗 D.用干冰进行人工降雨 2、下列说法正确的是（ ） A．SiO2能和水发生化合反应生成硅酸 B．SiO2是酸性氧化物，它不于任何酸 C．SiO2的俗名叫水玻璃，不溶于水 D．SiO2又叫水晶，能溶于NaOH溶液中 3、①盐酸、②浓硫酸、③氧气、④氢氟酸、⑤氢氧化钾溶液中，能与地壳中含量第一和第二的两元素形成的化合物起化学反应的是（ ） A．①② B．④⑤ C．②④ D．③④ 4、将过量的二氧化碳通入下列溶液中，最终会出现浑浊的是（ ） A．氯化钙溶液 B．澄清的石灰水 C．水玻璃 D．硝酸钡溶液 5、熔融烧碱应选用的器皿是（ ） A．铁制坩埚 B．普通玻璃坩埚 C．石英坩埚 D．陶瓷坩埚 6、下列关于碳和硅的叙述中，不正确的是（ ） A．＋4价氧化物都与氢氧化钠溶液反应 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．碳元素有能导电的单质 7、下列试剂可用带玻璃塞的玻璃瓶保存的是（ ） A．硅酸钠溶液 B．盐酸 C．氢氟酸 D．氢氧化钠溶液 用心 爱心 专心 4 8、和空气接触可发生非氧化还原反应的物质组合是（ ） ① Na ②Na2SiO3溶液 ③Na2O2 ④烧碱溶液 ⑤石灰水 ⑥Fe(OH)2 A．①③④ B．②④⑤ C．②③⑥ D．①④⑤ 9、已知由石墨转化为金刚石需要吸收热量，下列说法中正确的是（ ） A．石墨比金刚石稳定 B．金刚石比石墨稳定 C．石墨和金刚石一样稳定 D．以上结论都不正确 10、某无色混合气体可能含有CO2、H2、CO和H2O（气）中的一种或几种，依次进行以下处理（假设每次处理均反应完全）：①通过盛有硅胶的干燥管时，气体体积不变；②通过炽热的氧化铜时，固体变为红色；③通过白色CuSO4粉末时，粉末变蓝色；④通过澄清石灰水时，溶液变浑浊。则原混合气体的成分不可能是 A H2和CO B CO2、H2和CO C H2O和CO2 D H2和CO2 11、按由多到少的顺序，在地壳中的含量列前四位的元素依次是 、 、 、 。 碳、硅均位于元素周期表的 族，其原子结构示意图分别是 、 。 碳是构成 的主要元素，硅主要以熔点很高的 和 的形式存在，是构成岩石与许多矿物的基本元素。 12、由同一种元素组成的不同单质，称为该元素的同素异形体。在各种碳的同素异形体中，铅笔芯的主要成分是 ，它是一种深灰色、有金属光泽且不透明的片状固体，质软，具有润滑性，它能够 ，常用作电极。钻石的成分是 ，是无色透明的晶体，硬度 。由60个碳原子组成、形似足球的 （写分子式）也是碳的同素异形体。 13、下表中括号内的物质是杂质，试将除杂试剂和分离方法填入表中： 混合物 SiO2（CaCO3） 除杂试剂 分离方法 SiO2 (Fe2O3) SiO2 (NaCl) SiO2 (Si) Si (Al) NaHCO3 (Na2SiO3) 14、检验石灰中含有碳酸钙和二氧化硅的方法是：取少许试样，加入过量的 ，有 产生，说明石灰中含有 。充分振荡后过滤，有滤渣存在说明含有 。 答案 巩固练习答案：1 B 2 D 3 B 4 C 5 A 6 C 7B 8B 9A 10C 用心 爱心 专心 5 11 O、Si、Al、Fe、IVA、原子结构示意图略、有机化合物、氧化物、硅酸盐 12 石墨、导电、碳元素、很大、C60 13（1）盐酸、过滤（2）盐酸、过滤（3）水、过滤（4）O2、加热（5）盐酸、过滤 （6）足量CO2/H2O、过滤 14 稀盐酸、无色气体、碳酸钙、二氧化硅 课外阅读 硅在高新技术中的应用 单晶硅作为半导体器件的核心材料，大大地促进了信息技术的革命。自20世纪中叶以来，单晶硅随着半导体工业的需要而迅速了展。到1996年全球半导体产业销售额达到1410亿美元，而其中单晶硅材料的销售达到74亿美元。中国消耗的大部分集成电路及其硅片主要依赖进口。但我国科技人员正迎头赶上，于1998年成功地制造出了12英寸单晶硅，标志着我国单晶硅生产进入了新的发展时期。 信息材料技术是新材料技术的重要组成部分，也是信息技术尤其是电子信息技术发展的基础。从目前情况来看，硅半导体仍然是集成电路的主要材料。据估计在21世纪内，硅仍然会占半导致体材料的95%以上。 微电子与生物技术紧密结合的以DNA芯片等为代表的生物工程是21世纪微电子领域的另一个热点和新的经济增长点。采用微电子加工技术，可以在指甲盖大小的硅片上制作出含有多达10～20万种DNA基因片段的芯片.利用这种芯片可以在短时间内检测或发现遗传基因的变化等情况。这无疑对遗传学研究、疾病诊断与治疗、转基因工程等具有极其重要的作用。 用心 爱心 专心 6