第三单元　含硅矿物与信息材料课件配套优秀公开课教案设计

第三单元

含硅矿物与信息材料

莆田二中化学组

陈春发

教学目标

知识与技能：

1、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。

2、了解工业上高纯硅的制备方法。

3、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，激发学生研究、开发新材料的意识。

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，培养学生的推理、归纳、迁移能力。

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：

硅和二氧化硅的化学性质

教学难点：

硅和二氧化硅的化学性质

教学过程：

展示含硅化合物及产品：

引入：硅在地壳中分布广泛，也是人类接触最早的元素

之一。从燧石取火到当今的单晶硅、光纤等高科技材料，

人类对硅的认识从来就没有停止过。人们最初接触的主要

是传统的硅酸盐产品——陶瓷、砖瓦、水泥和玻璃。在介绍硅酸盐工业前我们先来学习下面有关的知识。

提问：（1）硅元素在地壳中的含量怎样？ （2）硅元素在自然界主要有哪些存在形式？

（硅元素在地壳中的含量居第二位） （硅酸盐和二氧化硅）

过渡：硅元素在自然界中广泛存在，主要是硅酸盐和二氧化硅的形式，下面我们先来了解硅酸盐的有关知识。

多媒体展示：自然界中的一些硅酸盐的图片及化学式；

讲解：硅酸盐的组成相当复杂，常改写成氧化物的形式。

介绍：将硅酸盐化学式改写成氧化物的形式。

板书：

一、硅酸盐化学式改写成氧化物

活泼金属氧化物·较不活泼金属氧化物·xSiO2

·yH2O

练习：

1．将硅酸钠(Na2SiO3)改写为氧化物形式：（Na2O·SiO2）

2．将滑石[Mg3(Si4O10)(OH)2]改写

过渡：在硅酸盐中，硅酸钠是极少数溶于水中的一种，用途广泛，下面我们先来学习它的有关知识。

二、硅酸钠

为氧化物形式：（3MgO·4SiO2·H2O）

３．将钠长石(NaAlSi3O8)改写为氧

化物形式：（Na2O·Al2O3·6SiO2）

硅酸钠可溶于水，其水溶液俗称“小玻璃”，粘稠状，有弱碱性，能粘结磨口玻璃瓶塞。水玻璃可作粘合剂、防腐剂、耐火材料、耐酸水泥掺料，大水坝出现裂缝可以用水玻璃填补。

Na2SiO3 + CO2+ H2O = Na2CO3 + H2SiO3 ↓ Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3 ↓

过渡：在丰富的硅酸盐中，除硅酸钠外，其它的在工农业生产中的作用如何？下面我们来了解传统的硅酸盐产品的有关知识。

三、传统的硅酸盐产品

1、水泥

主要原料：石灰石、黏土（黏土主要成分的铝的硅酸盐矿物）

水泥是一种非常重要的建筑材料，水泥最重要的性质就是水硬性，即跟水混合搅拌并静置后，很容易凝固变硬。

水泥的标号：325、425、525、625。水泥的标号越大表示所抗压强越大，其性能越好。

2、玻璃

主要原料：石英、纯碱、石灰石

反应方程式：

SiO2 + Na2CO3

3、陶瓷

主要原料：粘土（其主要成分为Al2O3·2SiO2·2H2O）

高温

Na2SiO3 + CO2↑

SiO2 + CaCO3

高温

CaSiO3 + CO2↑

2、二氧化硅与信息材料

教学目标

知识与技能：

1、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。

2、了解工业上高纯硅的制备方法。

3、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，激发学生研究、开发新材料的意识。

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，培养学生的推理、归纳、迁移能力。

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：硅和二氧化硅的化学性质

教学难点：硅和二氧化硅的化学性质

教学过程

创设情境：展示日常生活中的玛瑙饰品、石英钟、石英沙等。

玛瑙：

石英钟：子 石英沙：

设问：

1、从化学的角度看，你知道它的主要成分是什么吗？（二氧化硅）

2、沙子、石英、水晶、硅藻土等都是天然存在的二氧化硅，关于SiO2，你还知道的哪些内容呢？（硬度大、不溶于水、制造光导纤维、能与氢氧化钠溶液反应等。）

过渡：关于SiO2的性质及用途，我们还有一些不很明确或不知道的，下面我们就来进一步学习二氧化硅。

板书； 一、二氧化硅

1、二氧化硅的物理性质：熔沸点很高，硬度很大，不溶于水。

２、二氧化硅的化学性质：能与氢氟酸、碱性氧化物、强碱溶液反应。

SiO2 + 4HF = SiF4↑+ H2O

（氢氟酸保存在塑料瓶中）

SiO2 + CaO

高温

石英砂

CaSiO3

SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O

讨论：

已知玻璃中含有二氧化硅，为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？

３、二氧化硅用途：制光导纤维，光学镜片、石英坩埚等。

讲述：光导纤维传导光的能力非常强，比头发丝还细的一对光导纤维可同时传递3万门电话，而且抗干扰性能好，通信质量高，能防窃听。许多根经技术处理的光导纤维绕在一起，就是我们常说的光缆，一条光缆通路可同时容纳十亿人通话，也可同时传送多套电视节目。

过度：

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。

阅读课文最后一段思考以下问题。

１、硅元素在自然界中的存在形式、工业上高纯度的硅是如何制取的？

２、单质硅的主要物理性质？

３、归纳出硅的化学性质。 4、单质硅的主要用途。

板书：

二、硅

提问：硅单质用途广泛，但自然界中却没有硅单质。工业上是如何制取硅单质的呢？

板书：

1、硅的制取

SiO2＋2C高温

Si＋2CO↑

Si＋2Cl2

高温

SiCl4

SiCl4

＋2H2

高温

Si ＋4HCl 2、硅的物理性质：熔沸点很高，硬度很大。

过渡：下面我们来讨论以下硅的化学性质。

讲述：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 + 4F2 = SiF4

Si + 4HF = SiF4↑

+ 2H2↑

Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2↑

4、硅的主要用途：半导体材料，主要应用与电子工业。

讲述：

在科学技术不断发展的今天，硅正成为高科技的代名词。世界各国往往把高科技园区称为硅谷。

2005年3月28日，在人民大会堂，邓中翰代表中星微“星光中国芯”研发团队，接受******为他颁发的共和国最高奖励

——国家科技进步一等奖。

“中国芯”的诞生彻底改写了蓬勃发展的中国IT业无“芯”的历史。如今

“中国芯”已成功占领了计算机图像输入芯片市场的世界第一位。从此，中国人可以用上“中国芯”，并且，让世界上其他国家也用上“中国芯”！

教学反思：

教学过程注意用类比分析法，根据所学的单质碳知识，引导学生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。