第三单元　含硅矿物与信息材料教学设计

徐州第三十五中学

高一化学教案

二氧化硅与信息材料

总课时：1 主备人：张玲娇 使用人： 使用时间：2012-12 1.知识与技能：

⑴了解硅在自然界的存在形式，了解硅及二氧化硅的重要性质。

⑵了解工业上高纯硅的制备方法。

⑶了解硅、二氧化硅在信息技术、材料科学等领域的应用和与人类文明发展的关系，【

教学目标

】

激发学生研究、开发新材料的意识。

2.过程与方法目标：

通过碳与硅，二氧化碳与二氧化硅的对比学习，培养推理、归纳、迁移能力。

3.情感与态度目标：

通过硅和二氧化硅的用途的学习，让学生体会到化学与社会的紧密联系，增强学生学习化学的情感需要。

【

教学重点

】

【

教学难点

】

【

教学方法

】

硅和二氧化硅的化学性质

二氧化硅的化学性质

导学法

【

课时安排

】

1 教

学

过

程

【讲述】

图像信号、声音信号必须依靠光缆及时传递，让我们尽管身处不同的地方，却都能同步收看。制光缆的主要原料是二氧化硅，下面我们首先研究二氧化硅的性质。

【多媒体投影】展示沙子和日常生活中的玛瑙饰品、石英钟等

【讲述】这些物质的主要成分都是二氧化硅

［提问］：你知道这些东西有什么共同点吗?有什么关系吗？

［学生］从化学角度讲主要成分都是二氧化硅。

［教师］幻灯片展示：芯片

［教师］提问：芯片中的主要材料是？

［学生］二氧化硅。

［教师］关于SiO2的性质及用途，我们还不是很了解，下面我们就来进一步学习二氧化硅。

［板书］二、二氧化硅与信息材料

［教师］：沙子是我们最常见到的二氧化硅之一，结合日常生活常识，日常所见的沙子在哪里？沙子有什么样的性质，基本上就是二氧化硅的性质。首先，沙子能否溶于水，能否与水反应，能否与空气反，加热时能否与氧气反应？

［学生］：沙子很坚硬，熔沸点高，可以耐高温；不溶于水也不与水反应，加热是也不与氧气反应，常温时与常见的酸也不反应

［教师］二氧化硅的物理性质和化学性质，那么二氧化硅还有哪些性质，结合课本的知识，对二氧化硅有一个全面的了解

二

次

备

课

1

［教师］好，现在请归纳二氧化硅的相关的信息。学生归纳，教师板书

【板书】

（一）、二氧化硅

1．存在形式：沙子、石英、水晶、硅藻土

【设问】二氧化硅是氧化物，它是哪类氧化物？

【学生回答】酸性氧化物。

【设疑】

酸性氧化物应该具有那些性质呢？请大家根据阅读课本内容设计表格归纳二氧化硅的性质。

【多媒体课件】2．性质：

状态

硬度

性质

化学性质

与碱性氧化物

熔沸点

与水

与碱溶液

二氧化硅

固态

大

很高

不反应

SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O

SiO2+CaO高温

CaSiO3

【归纳】从上面的比较我们看出，SiO2性质不活泼，不与水、酸（氢氟酸除外）反应，耐高温、耐腐蚀。但可与碱性氧化物和强碱溶液反应。

【设疑】盛放氢氧化钠溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，你知道是什么原因吗？

【强调】氢氧化钠与玻璃中二氧化硅反应，生成硅酸钠，具有粘性，容易把瓶子和塞子粘住，不容易打开。

【讲述】

SiO2的熔沸点很高是由它的结构决定的，它是空间网状结构。

【板书】

3．空间结构：立体网状结构

【介绍】

SiO2用途非常广泛，可用于制作光学镜片、石英坩埚等

【过渡】我们开始讲的光导纤维也是由SiO2制取的

【教师】二氧化硅的化学性质如何呢？学习一种新物质的性质我们往往可以找一种熟悉的、跟它比较有可比性的物质进行对比学习。你觉得应该找哪一种物质进行对比学习？讲讲你的理由？

【学生】都是酸性氧化物，碳元素和硅元素的最外层电子数相同。

【教师】二氧化碳有哪些化学性质呢？

【学生】氧化物的分类角度考虑具有酸性氧化物的通性。

从氧化还原的角度考虑具有弱氧化性

2

学生动手书写化学方程式：

CO2＋2NaOH＝Na2CO3＋H2O CO2＋CaO＝CaCO3

CO2＋H2O＝H2CO3

CO2＋C＝2CO

【教师】二氧化硅也是一种酸性氧化物，与有相似的化学性质。请分析二氧化硅的化学性质，并写出相应的化学方程式。

【学生】

SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O SiO2+CaO＝CaSiO3

SiO2＋2C ＝

Si＋2CO 【板书】

4、化学性质

SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O SiO2+CaO＝CaSiO3

SiO2＋2C ＝

Si＋2CO 【教师】二氧化硅还有一个特殊性：它可以与氢氟酸反应

[板书]SiO2+4HF=SiF4

↑+ 2H2O [讨论]实验室如何贮存氢氟酸？

【学生】塑料瓶

【教师】我们来小结下二氧化硅的的化学性质

【板书】

常温下，性质稳定，不与水，酸（除氢氟酸）发生反应

【教师】在这里，我要给大家介绍一种新的酸——硅酸。硅酸是一种酸性比碳酸还弱的酸。酸性氧化物与水反应，利用较强酸制较弱酸原理，用可溶性盐与较强的酸反应。实验室能否用二氧化硅能与水反应制取硅酸？

【学生】不能，二氧化硅不溶于水

【教师】硅酸的制备方法是SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O Na2SiO3+CO2+H2O＝Na2CO3+H2SiO3↓

或Na2SiO3+2HCl＝2NaCl+H2SiO3↓

【板书】SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O Na2SiO3+CO2+H2O＝Na2CO3+H2SiO3↓

或Na2SiO3+2HCl＝2NaCl+H2SiO3↓

【教师】大家看书本第81页第二段，总结下二氧化硅的用途

【板书】5、二氧化硅用途：制光导纤维，光学镜片、石英坩埚等。

【教师】刚才学习的SiO2在信息领域有重要的应用，其实用SiO2制取得到的单质Si在信息领域也有重要的应用，下面我们就降下单质。

【板书】（二）

、硅

【教师】硅单质用途广泛，但自然界没有硅单质。工业上是如何制取硅单质。

【板书】1、硅的制取

SiO2＋2C

=Si＋2CO↑

3

Si＋2Cl2 =SiCl4

SiCl4

＋2H2 = Si ＋4HCl 【教师】请一位同学总结一下硅的物理性质。

【板书】2、硅的物理性质：熔沸点很高，硬度很大。

【教师】下面我们来讨论以下硅的化学性质

单质硅在常温比较稳定，与氧气、氯气、硝酸、硫酸等物质都很难发生反应，但能与氟气、氢氟酸、强碱反应。在加热时能跟O2等物质发生反应。

【板书】：

3、硅的化学性质

Si+O2 = SiO2

Si+2F2=SiF4

Si+4HF=SiF4↑+2H2↑

Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑

【提问】：

根据所学的单质碳知识，归纳出硅的化学性质与碳的化学性质有什么相同点和不同点？

相同点：它们在常温下化学性质很稳定，在加热时能跟O2等物质发生反应。具有一定的还原性。

不同点：硅在常温下与氟气、氢氟酸、强碱反应。

碳在加热下与浓硫酸、硝酸等发生反应。

【提问】：硅的主要用途是什么？

【板书】：4、硅的主要用途：

半导体材料，主要应用于电子工业

【结束语】这节课我们主要学习了硅单质和二氧化硅的结构和性质及用途，我们也了解到硅及其化合物在全球信息的流通、电子业的发展中充当了非常重要的角色，随着科技的发展，它们还会为人类文明的进步发挥更多的作用，创造更多的奇迹。希望同学们努力学习，掌握更多的科学知识，研究硅这古老而又年轻的元素在更多方面的应用。

【作业】

1．

完成“练习与实践”第2、3、6三题。

2．通过查阅资料了解硅及其化合物在生活和生产中的应用。

4

【

板书设计

】

二、二氧化硅与信息材料

（一）、二氧化硅

1．存在形式：沙子、石英、水晶、硅藻土

2．性质：

状态

硬度

性质

化学性质

与碱性氧化物

3．空间结构：立体网状结构

4、化学性质

SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O SiO2+CaO＝CaSiO3

SiO2＋2C ＝

Si＋2CO SiO2+4HF=SiF4↑+ 2H2O （二）

、硅

1、硅的制取

SiO2＋2C

=Si＋2CO↑

Si＋2Cl2 =SiCl4

SiCl4

＋2H2 = Si ＋4HCl 2、硅的物理性质：熔沸点很高，硬度很大。

3、硅的化学性质

Si+O2 = SiO2

Si+2F2=SiF4

Si+4HF=SiF4↑+2H2↑

Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑

【

教

后

记

】

熔沸点

与水

与碱溶液

二氧化硅

固态

大

很高

不反应

SiO2+2NaOH= Na2SiO3+H2O SiO2+CaO

高温

CaSiO3

5