13-碳和硅剖析.docVIP

个 性 化 教 学 设 计 教 案 授课时间：_____年___月___日（ ___:___-___:___ ） 备课时间：2015年11月27日 年级：高一 学科： 化学 课次：___ 学生姓名： 课题名称 碳、硅及其化合物 授课教师： 高海霞 教学目标 1.掌握碳、硅的物理化学性质，以及化合物之间的反应。 2.掌握碳酸、硅酸、碳酸盐硅酸盐的性质。 提交时间 教学主任或校长审核签字 审核签字日期 一、课后作业完成情况检查： 1.课后作业 2.进步之处与不足之处 二、知识要点： 1. 知识要点一：碳和硅的比较 碳 硅 周期表位置 第（ ）周期第（ ）族 第（ ）周期第（ ）族 物理性质 灰黑色、有金属光泽、重要的半导体材料 化学性质 在高温和点燃下有强还原性 ①与氧气反应： 碳过量： 碳不足 ②与氧化铁反应 ①常温下，不能强酸、强氧化性酸反应，只能与氟气、氢氟酸（HF）和烧碱等物质反应。 氟气： 氢氟酸： 烧碱溶液： ②加热条件下，能跟一些非金属单质起反应。 与氧气： 与氢气： 工业制法 （焦炭在电炉中还原二氧化硅得到粗硅）粗硅提纯后，可以得到可用作半导体材料的高纯硅。 写出方程式： 用途 作还原剂、吸附剂 ①作半导体材料晶体管、集成电路、太阳能电池等；制合金：含硅4%的钢具有良好的导磁性——变压器铁芯；含硅15%左右的钢具有良好的耐酸性——耐酸设备等。 二、碳的氧化物与硅的氧化物的比较 物质化学式 SiO2 CO2 类别 酸性氧化物 酸性氧化物 物理性质 硬度大 难溶于水，是石英、水晶、硅藻土的主要成分 固体叫干冰，易升华 化 学 性 质 ①与水反应 不溶不反应 ②与氢氟酸反应 不反应 ③与NaOH反应 CO2不足： CO2过量： ④与盐反应 Na2CO3(高温)： CaCO3(高温)： Ca(ClO)2溶液： Na2CO3溶液： 用途 ①SiO2是制光导纤维的重要原料 ②较纯的石英用于制造石英玻璃 ③石英砂用于制玻璃的原料及建筑材料 ①人工降雨 ②舞台造雾 ③联合法制碱 ④光合作用 注意： 1、硅的特殊性 ①硅不活泼、但自然界无游离态，通常以硅酸盐形式存在 ②非金属单质一般为非导体，但Si可以作为半导体。 ③硅的还原性比碳强，而碳在高温下能从二氧化硅中还原出硅。 ④非金属单质一般不与非氧化性酸反应，而硅不但与氢氟酸反应，而且有氢气生成。 ⑤非金属单质与强碱溶液反应一般不生成氢气，而硅与氢氧化钠等强碱溶液反应产生氢气。 2、二氧化硅的特性 ①酸性氧化物一般不与酸发生复分解反应，而SiO2却能与HF反应，生成SiF4(气体)和水。 ②SiO2不溶于水，不能直接将它与水作用制备H2SiO3。 ③ 非金属氧化物的熔沸点一般较低，但SiO2的却很高。 ④由于SiO2易与碱液反应生成Na2SiO3，Na2SiO3水溶液是一种矿物胶，有很强的黏合性，盛NaOH等强碱性溶液的瓶子不用玻璃塞（中和滴定时所用标准碱液不得用酸式滴定管来盛）。 三、碳酸与硅酸的比较 物 质 碳酸 硅酸 化学式 在化学方程式中写成CO2和H2O的形式，只有作为水解产物时写成H2CO3的分子式。 H2SiO3 溶解性 CO2 + H2O H2CO3 酸性比较 碳酸强于硅酸 化学 性质 与碱反应 稳定性 易分解 受热易分解 用 途 作吸潮干燥剂、催化剂，或用作其它催化剂的载体 1、硅酸制备： ①向硅酸钠溶液中滴入盐酸，有沉淀析出 Na2SiO3+2HCl＝H2SiO3↓+ 2NaCl ②向硅酸钠溶液中通入二氧化碳气体（适量或过量），有沉淀析出 Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+ Na2CO3 或Na2SiO3+2CO2+H2O＝H2SiO3↓+2NaHCO3 2、在水溶液中，碳酸的酸性比硅酸强，二氧化碳与硅酸钠反应生成碳酸钠和硅酸 沉淀。在高温下碳酸钠与二氧化硅反应生成硅酸钠和二氧化碳，其原因是在高温 条件下，生成的二氧化碳离开反应体系而使反应进行到底。 四、硅酸盐及硅酸盐工业 1、各种硅酸盐材料： ①无机非金属材料：如玻璃、水泥、陶瓷（传统硅酸盐陶瓷、特种陶瓷）等 ②金属材料：如钢铁、铝、铜等 ③有机材料：如棉花、塑料、橡胶、合成纤维等 ④复合材料：如玻璃钢、碳纤维增强陶瓷等 硅酸钠：其水溶液（浓）俗名水玻璃，无色粘稠液体，可做粘合剂。硅酸钠耐火材料、防腐剂。 3、硅酸盐工业：玻璃和水泥的比较 玻璃 水泥 原料 纯碱（Na2CO3）石灰石（CaCO3）石