第七章碳族元素无机非金属材料学案导学Word下载.docx
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五、本族元素中,碳是构成化合物最多的元素(主要是有机物),____________在地壳中的含量占第二位,它主要存在于_________和__________中,因而有人说“_________构成了有机界,________构成无机界。
”常见的原子晶体中,以碳族元素的单质和化合物为最多,如_____________________等,_________和_________的单质晶体是目前应用最广泛的半导体材料。
______________是人类认识和使用最早的金属之一,如青铜就是铜和该元素的合金。
六、硅是_______色、有_______光泽、__________而_______的_________体,常温下形成_______晶体,晶体硅的结构与________相似,因此在晶体硅中,每个硅原子都与________个相邻的硅原子分别形成_______对共用电子对,构成该原子为中心的型结构,键角是_____________。
硅的相对原子质量比碳大,但晶体硅的熔点却比金刚石低,其原因是____________________________。
七、硅的重要用途有:
高纯硅用于___________________;
含硅_______________的钢有______________性,用于制造___________;
含硅__________的钢有____________性,用于生产____________。
八、硅的化学性质:
常温下能与F2、HF、NaOH溶液等反应,写出这些反应的化学方程式:
_______________________________、
_____________________________、________________________。
常温下与Cl2、O2等的反应方程式为:
_______________________、_________________________________。
九、硅的制取:
工业上,硅在电炉里用碳还原二氧化硅得到的,反应的化学方程式为_________________________,这样得到的硅不纯净,称为“粗硅”,粗硅经提纯可得到高纯硅。
提纯的有关反应方程式为________________________________。
在实验室里,将细砂粉(SiO2)与镁粉混合加热,也可得到粗硅,反应的化学方程式为____________________________,这样得到的粗硅中往往含有过量的镁、氧化镁及硅化镁(Mg2Si)等,这些杂质可用盐酸除去,有关的化学方程_____________________________、______________________________、_______________________。
7.2硅和二氧化硅学案导学
1、使学生了解硅的结构特点、性质、用途、存在及制备方法。
2、使学生了解二氧化硅的存在、性质和用途。
3、培养学生对知识归纳、总结和探究的能力。
一、硅
1、分布与存在
自然界中没有__________的硅,只有___________的硅,分布在地壳的矿物和岩石中。
2、物理性质
单质硅有________________和_____________两种同素异形体,晶体硅是_____________色,有__________、__________的固体,熔沸点都很______________,是良好的________________材料。
3、化学性质
硅在常温下化学性质_________________,除________、_________、__________外,硅不与其他物质反应。
Si+F2—_____________,Si+HF——______________,
Si+NaOH+H2O—_____________________________;
在加热条件下硅能与一些非金属反应,如:
Si+O2——_______________________________。
4、用途:
半导体材料、集成电路、晶体管硅整流器、太阳能能电池。
硅钢:
含硅4%——导磁性(可做变压器铁芯)
含硅15%——耐酸性(可用来制造耐酸设备)
5、工业制法
粗硅:
用焦炭在电炉中还原二氧化硅:
C+SiO2——__________
思考:
(1)此反应是氧化反应吗?
_________________________;
(2)氧化剂是________,还原剂是___________,标出电子转移的方向和数目_________________________________________;
(3)由此反应能否得出还原性强弱C>
Si?
_______________
(4)C被氧化后的产物是CO还是CO2?
_________________
二、二氧化硅
SiO2与其他矿物共同构成了岩石。
天然的二氧化硅也叫_______,石英的主要成分也是___________。
较为纯净的石英晶体就是我们常说的水晶。
硬度______,熔沸点________,___________溶于水。
二氧化硅的化学性质__________________。
二氧化硅属______氧化物,对应的水化物是________________________。
4、用途
二氧化硅可用来做_____________________。
石英可以做石英钟、石英表、耐高温的石英玻璃。
水晶可以用来制造电子工业的重要部件,光学仪器、眼镜片、工艺品等。
含有色杂质的石英(玛瑙)还可以用以制造精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品等。
三、硅酸及硅酸盐
1、硅酸化学式为_____________________________。
硅酸是一种白色粉末状固体,酸性比碳酸_____,它_____溶于水,_______使指示剂变色,硅酸____________稳定,受热分解可产生SiO2。
2、硅酸盐
(1)硅酸钠的化学式为_____________________。
其水溶液俗称为:
“______________”或“______________”,用途:
工业黏合剂。
(2)复杂硅酸盐种类繁多,结构复杂,常用氧化物形式表示,如:
硅酸钠:
NaSiO3Na2O.SiO2
高岭石:
Al2(Si2O5)(OH)4Al2O3.2SiO2.2H2O
书写规则:
先写____________,再写___________,最后写__________。
中间用“______________”隔开。
如果有多种金属元素,活泼金属在前,不活泼金属在后。
练习:
将下列硅酸盐矿物改写成氧化物的形式。
石棉:
CaMg3(SiO3)4___________________________;
正长石:
KAlSi3O3______________________________。
7.3无机非金属材料学案导学
1、使学生对无机非金属材料有大致印象。
了解水泥、玻璃、陶瓷的生产的简单原理。
2、使学生认识到化学在现代社会、现代科技中的重要作用。
3、使学生对新型无机非金属材料有大致印象。
一、传统的硅酸盐材料
传统硅酸盐材料一般以(主要成分为)、(主要成分为)、(主要成分为)和
(主要成分为)等原料生产的。
这些材料一般都含,由于硅氧结构的特殊性,所以硅酸盐材料一般具有______________、__________________、___________、、、等特点。
1、陶瓷
⑴瓷器是中华文明的象征。
在许多拉丁语系国家中,“瓷器”和“中国”都以“”这同一种字母拼音表示。
⑵我国素有“瓷都“之称的地方在哪里?
我国最为著名的陶器产地在什么地方?
有什么之称?
⑶列表分析陶瓷生产的原料、生产过程、反应条件、种类、性能。
主要原料
生产过程
反应条件
种类
性能
2、玻璃
(1)生产普通玻璃主要用料、反应条件、玻璃窑中发生的主要反应和主要成分:
主要用料
玻璃窑中发生的主要反应
成分
(2)在装蒸馏水的试管中加入少量玻璃粉末,再滴入2滴酚酞,会有什么现象?
原因是什么?
3.水泥
⑴水泥主要原料:
,辅助原料,
⑵生产过程:
研磨成,高温煅烧得(主要成分是),再加石膏(主要成分是)研成粉末制得普通硅酸盐水泥。
⑶制普通硅酸盐水泥的主要原料、主要设备、反应条件、普通水泥的主要成分、主要性质
主要设备
普通水泥的主要成分
主要性质
⑷混凝土的主要成分是,大量用于。
二、新型无机非金属材料
1.新型陶瓷
⑴陶瓷在光、电、磁、化学和生物学方面有新的和,新型陶瓷在、、等高新技术领域得到广泛应用。
⑵硕果累累的陶瓷树
碳化硅又称为,其结构与金刚石相似,可做优质,可耐的高温,可做航天器的。
⑶写出工业上制取碳化硅的反应式
⑷比较碳和硅在成键和化学性质上的特点
⑸单质硅和碳化硅都具有与金刚石相似的结构,分析产生这些特殊性质的原因。
⑹氮化硅(Si3N4)的,大,化学性质,在高温时保持室温时的和,可用于制造、和等
⑺写出制取氮化硅(Si3N4)的反应式:
①;
②。
⑻氮化硅陶瓷硬度大,本身具有润滑性,耐磨损,抗腐蚀,抗氧化,能抵抗冷热冲击,可用来制造轴承、汽轮机叶片、永久性模具、机械密封环等机械构件,还可以用来制柴油机。
2.现代信息基础材科—单晶硅
⑴硅是目前半导体工业最重要的,制取纯度为95%~99%的硅的反应式为
。
⑵用纯度为95%~99%的硅再生产高纯度硅的反应式是
①,②。
3.金刚石、石墨和C60
⑴讨论金刚石和石墨在生产和生活中的应用,并说明是利用了它们哪些性质?