【优化指导】2016-2017学年高中化学4.1.1半导体和光导纤维鲁科版必修1.ppt

* 第4章 材料家族中的元素 第1节　硅　无机非金属材料 第1课时　半导体材料和光导纤维 自主阅读 自主检测 一、半导体材料 特指导电能力介于导体和绝缘体之间的一类材料,最早使用的半导体材料是Ge,现在最广泛使用的半导体材料是Si。 二、硅 1.硅的存在 在地壳里,硅的含量仅次于氧,全部以化合态存在,主要存在形式为二氧化硅和硅酸盐。 2.单质硅 (1)硅的同素异形体:晶体硅和无定形硅。 (2)物理性质。 晶体硅是灰黑色,有金属光泽,硬而脆的固体,熔点高,能导电,是良好的半导体材料。 自主阅读 自主检测 (3)化学性质。 ①在常温下,硅的化学性质不活泼,硅能和氟气、氢氟酸和强碱反应,但它不易跟其他物质如氢气、氧气、氯气、硫酸、硝酸等反应。 ②在加热条件下,硅能跟某些非金属单质发生反应。例如,加热时,研细的硅能在氧气中燃烧,生成二氧化硅并放出大量的热。 请写出下列化学方程式: 自主阅读 自主检测 (4)工业制法。 ②粗硅提纯: 工业上,用焦炭还原二氧化硅的方法制得的硅中含有少量杂质,叫作粗硅。工业对粗硅进行提纯的原理为:在高温下让粗硅跟氯气反应,其产物在高温下被氢气还原,从而得到较纯的硅。请写出上述过程中有关的化学方程式: (5)用途。 硅可用来制造集成电路、太阳能电池、硅整流器等。硅合金可用来制造变压器铁芯、耐酸设备等。 自主阅读 自主检测 三、二氧化硅与光导纤维 1.二氧化硅 (1)自然界中的存在:沙子、石英、水晶的主要成分是二氧化硅。 (2)物理性质: 自主阅读 自主检测 (3)化学性质:二氧化硅化学性质不活泼,一般不与酸反应。 ①具有酸性氧化物的性质: a.与氢氧化钠溶液反应 b.与氧化钙反应 ②与氢氟酸反应 b.应用:刻蚀玻璃。 2.光导纤维 (1)主要成分:SiO2。 (2)用途:用于光纤通信、能量传输和信息处理等方面。 自主阅读 自主检测 1.硅在地壳中含量丰富,有着地球“骨骼”之称。以下关于硅的说法中,你认为合理的有(　　) A.晶体硅和金刚石的物理性质相似 B.硅在地壳中的含量居第二位,可以以游离态存在于自然界中 C.晶体硅和无定形硅都是硅的同素异形体,都有规则的几何外形 D.晶体硅具有金属光泽,故它属于金属材料,可以导电 解析:硅是地壳中含量居第二位的元素,以化合态存在于自然界中,其同素异形体有晶体硅和无定形硅两种,晶体硅的结构类似于金刚石,物理性质也相似,是良好的半导体材料。 答案:A 自主阅读 自主检测 2.有关硅元素的下列叙述中正确的是(　　) A.硅与任何酸都不反应 B.硅是构成矿物岩石的主要原料,其化合态硅几乎全部是二氧化硅和硅酸盐 C.硅的性质很稳定,能以游离态存在于自然界 D.常温时硅不与任何物质反应 解析:A项中硅可以与氢氟酸反应,所以错误;B项中自然界中的硅元素主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在,所以正确;C项中自然界中没有游离态的硅,所以错误;D项中常温下硅可以和氢氟酸以及氢氧化钠溶液等反应,所以错误。 答案:B 自主阅读 自主检测 3.一定条件下,下列物质与二氧化碳、二氧化硅均不反应的是(　　) A.氧气 B.氢氟酸 C.澄清石灰水 D.碳 自主阅读 自主检测 4.下列叙述中正确的是(　　) A.自然界中二氧化硅都存在于石英中 B.二氧化碳和二氧化硅的物理性质相似 C.二氧化硅既溶于氢氧化钠溶液又溶于氢氟酸,所以二氧化硅是两性氧化物 D.二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物,但二氧化硅不能与水反应生成硅酸 解析:硅是亲氧元素,主要以氧化物及硅酸盐形式存在,如石英、水晶、硅石等主要成分都是二氧化硅,故A项错误;CO2和SiO2属于不同类型的晶体,在物理性质方面有很大差异,故B项错误;SiO2与氢氟酸反应,不属于两性氧化物与酸的一般反应,故C项错误;SiO2虽属于酸性氧化物,但不能直接与H2O反应生成H2SiO3,D项正确。 答案:D 情景导入 知识点拨 典例引领 重难点一 重难点二 重难点一硅及其化合物的特性? 有人认为性质活泼的单质不能在自然界中存在,而不活泼的单质都能以单质的形式存在于自然界中。 讨论探究? 根据你所学的知识判断上述说法是否正确,试举例说明。 探究提示:不完全正确。绝大多数性质活泼的单质不能在自然界中存在,如钠、氯气等,但是氧气性质活泼,可以在自然界中存在。不活泼的单质有的也不能以单质的形式存在于自然界中,如硅单质。 重难点一 重难点二 情景导入 知识点拨 典例引领 重难点一 重难点二 情景导入 知识点拨 典例引领 重难点一 重难点二 情景导入 知识点拨 典例引领 例题1下列关于硅及硅的化合物的叙述中不正确的是(　　) ①硅是地壳中含量最多的非金属元素　②晶体硅是良好的半导体材料　③二氧化硅是制造光导纤维的重要原料 ④二氧化硅既能和氢氟酸反应,又能和氢氧化钠反应　⑤