高中第三节 无机非金属材料教案配套课件ppt

这是一份高中第三节 无机非金属材料教案配套课件ppt，共36页。PPT课件主要包含了硅和二氧化硅，地壳中的元素分布，硅铝铁钙，硅原子得失电子情况，硅单质的类型，硅单质的物理性质，硅单质的化学性质，高纯硅的制备，高纯硅的用途，二氧化硅等内容，欢迎下载使用。
世界著名高科技产业区--硅谷
硅谷，是高科技事业云集的圣塔克拉拉谷的别称。硅谷最早是研究和生产以硅为基础的半导体芯片的地方，因此得名。
硅元素在自然界中的存在
地壳中含量前五位的元素
硅元素在元素周期表中的位置
硅元素位于元素周期表中：第三周期 ⅣA族
硅原子的最外电子层有4个电子，既不容易得到4个电子，也不容易失去4个电子
硅的化学性质不活泼，主要形成四价化合物
请同学们回顾所学内容，思考：碳和硅的原子结构有何异同？从二者在元素周期表中的位置能获得什么信息？
原子的最外层电子数相同，电子层数不同。不在同一周期，位于同一族。从二者在周期表中的位置可知碳的非金属性强于硅。
请同学们回顾所学内容，思考下列问题：碳和硅单质的存在形式有何相似之处？其性质有何不同？
单质都有晶体和无定形两种。硅晶体是良好的半导体材料，而石墨是良导体，金刚石、C60不导电
(导电性介于导体和绝缘体之间)
常温下，硅的化学性质不活泼，除氢氟酸、氟气、强碱外不跟其他物质如：氧气、氯气、硫酸等起反应。
常温下，硅的化学性质不活泼，除氢氟酸、氟气、强碱外不跟其他物质如：氧气、氯气、硫酸等起反应，但在加热情况下，硅也能跟一些非金属反应
工业上制备高纯硅，一般需要先制得纯度为98%左右的粗硅，再以其为原料制备高纯硅。
【例1】高纯度晶硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料。它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。它可以按下列方法制备：
下列说法不正确的是( )A.步骤①的化学方程式：SiO2＋C Si＋CO2↑B.步骤①中每生成1 ml Si，转移4 ml电子C.步骤③中的反应为氧化还原反应D.高纯硅是制造太阳能电池的常用材料
晶体硅的导电性介于导体和半导体之间，是良好的半导体材料，硅是信息技术的关键材料。集成电路、晶体管、硅整流器等半导体材料，可制成太阳能电池、硅的合金可用来制造变压器铁芯等。
【例1】硅被誉为无机非金属材料的主角。下列物品用到硅单质的是( 　　)A．陶瓷餐具　　B．石英钟表C．计算机芯片 D．光导纤维
【例2】我国具有独立知识产权的电脑芯片“龙芯一号”的问世，填补了我国计算机制造史上的一项空白。下列对晶体硅的有关叙述正确的是(　　 )A．晶体硅和金刚石的物理性质相似B．晶体硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质发生反应C．晶体硅是一种良好的半导体材料，但是它的提炼工艺复杂，价格昂贵D．晶体硅具有金属光泽，故它属于金属材料，可以导电
SiO2是硅的重要化合物，地球上存在的天然二氧化硅约占地壳质量的12％，其存在形态有结晶形和无定形两大类，通称硅石。
硬度大，熔点高，难溶于水
——但不溶于水，也不与水反应
普通玻璃的组成中含有较多的二氧化硅，氢氧化钠能和二氧化硅反应生成Na2SiO3 ，但此反应在成型的玻璃表面进行时很慢的，几乎不会影响瓶子本身。所以可以用玻璃瓶。但如果用玻璃塞，当水分蒸发后，Na2SiO3能使玻璃瓶与瓶塞牢固地粘连在一起，所以实验室中盛放氢氧化钠溶液的试剂瓶都用胶塞或软木塞。
【例1】《本草衍义》中有如下叙述：“嘉州峨眉山有燕萨石，形六棱而锐首，色莹白明澈。”这里“燕萨石”的主要成分可能是(　　)A．CaO　　　　　　　B．SiO2C．石墨 D．NaCl
【例2】二氧化硅是玻璃的主要成分之一。下列说法不正确的是(　　)A．二氧化硅是一种立体网状结构的晶体，熔点高、硬度大B．二氧化硅为酸性氧化物，能与水反应生成硅酸C．实验室不能用磨口玻璃塞试剂瓶盛放氢氧化钠溶液D．氢氟酸能雕刻玻璃，不能用玻璃瓶盛放氢氟酸
职业病——硅肺病(旧称矽肺)
在隧道开凿，石英粉加工等工作环境下易形成含有二氧化硅的粉尘，人长期吸入含有二氧化硅的粉尘，就会患硅肺病(旧称矽肺)
1.有科学家认为：硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”，下列有关硅可能成为新型能源的叙述中不正确的是(　　 )A．自然界中存在大量硅单质B．自然界中的硅易开采，且可再生C．硅燃料便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是优质燃料D．硅燃料燃烧放出的热量多，其燃烧产物对环境的污染容易有效地控制
2.下列物品或设备的成分中含有二氧化硅的是( )①门窗玻璃　 ②水晶镜片　 ③石英钟表　 ④玛瑙首饰　⑤硅太阳能电池 ⑥光导纤维　 ⑦计算机芯片A.①②③④⑥ B.全部C.⑤⑦ D.①②⑥⑦
3.从石英砂制取高纯硅的主要化学反应如下：
关于上述反应的叙述不正确的是(　　)A．①③是置换反应，②是化合反应B．高温下，焦炭与氢气的还原性均强于硅C．任一反应中，每消耗或生成28 g硅，均转移4 ml电子D．高温下在炉子里将石英砂、焦炭、氯气、氢气按比例混合就能得到高纯硅
4.“得芯者得天下”，华为麒麟芯片的制备要用到高纯硅，如图是由二氧化硅制备高纯硅的流程，下列有关说法，错误的是( )
A．反应①中焦炭作氧化剂B．②③都是置换反应C．流程中H2和HCl均可循环利用D．Si是制造太阳能电池的材料
5.工业制备高纯硅的原理如图所示：
(1)写出工业制备高纯硅反应的化学方程式：① ；② ；③ 。
(2)上述反应共同的反应类型是 ，反应①中焦炭的作用是 ，反应③中氢气的作用是 。(3)在半导体工业中有这样一句行话：“从沙滩到用户”，你是如何理解的？
氧化还原反应(或置换反应)
沙子的主要成分是SiO2，作为半导体材料的硅单质是用焦炭还原SiO2制得的。