第三单元　含硅矿物与信息材料优质课教案设计

专题3第三单元 二氧化硅与信息材料教学设计

一、学习目标

1.知道二氧化硅的一些性质及硅单质的制备，了解二氧化硅和单晶硅的用途，以及与人类文明发展的密切关系。

2.了解我国材料科学发展的成就，社会及科学技术的发展对新型材料的要求，激发学习化学的热情，提高社会责任感。

二、教学重点与难点

重点：二氧化硅和单晶硅的应用，二氧化硅的性质。

难点：二氧化硅的化学性质。

三、设计思路

本节课内容较贴近生活实际，所以在教学中考虑充分利用实物、模型及教科书中的彩图和插图，增强教学的直观性，激发学生的学习兴趣，本节内容较简单，可通过学生自己阅读归纳和老师评价总结的方法来认识物质的共性和个性，有利于学生对知识的记忆和掌握。

四、教学过程

【导入新课】

由两块石头与酸反应的小实验引出新课

【设疑】学生通过观察实验，思考为什么现象不同？

【讲述】

大理石的主要成分是碳酸钙，与酸反应生成CO2气体。另一块与酸不反应，其主要成分就是今天我们所要学习的二氧化硅。由这块普通的石头过渡到二氧化硅的用途上。

【设疑】天然存在的二氧化硅都有哪些？

沙子、水晶、玛瑙、硅藻土等

【设疑】天然存在的二氧化硅有这么多，那你知道二氧化硅有哪些重要的应用？

【介绍】

SiO2用途非常广泛，水晶做成饰品、可用于制作光学镜片、石英坩埚石英玻璃、陶瓷、耐火材料、光导纤维等，我们来看介绍。

【讲述】光导纤维，简称“光纤”，光纤通信容量高，一根头发丝那么细的光纤，可以同时传输256部电话，它还不受电磁干扰，不怕窃听，具有高度的保密性，故光纤正逐步替代电缆。作为一个富阳人我们应该感到骄傲，我们富阳是“国家光纤光缆产业园”

【讲述】这些物质的主要成分都是二氧化硅。让学生总结二氧化硅的物理性质。

【板书】

一、物理性质

坚硬难熔的固体，熔沸点比较高，不溶于水。

【设疑】那为什么二氧化硅的熔沸点比较高？大家一起看下书本第81页（二氧化硅的结构图）

【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。

【设问】那二氧化硅又具有哪些化学性质？展示实验室NaOH的存放，提问为什么要用橡胶塞不能用玻璃塞？

【学生回答】玻璃成分里有二氧化硅能与NaOH反应生成硅酸钠。硅酸钠是一种黏合剂。容易把瓶子和塞子粘住，不容易打开。

【讲述】写下反应的化学方程式，让学生得出二氧化硅是一种酸性氧化物。提问酸性氧化物除了可以和碱反应以外，还可以和什么反应？

【设疑】

酸性氧化物应该具有那些性质呢？

【板书】二．化学性质

【讲述】

提示：制玻璃

在高温下与碳酸盐反应

同学们你们知道玻璃上漂亮的图案是怎么来的吗？

【讲述】在玻璃上涂一薄层熔化的石蜡，用针尖在石蜡上刻出你所需要的图案，然后再把玻璃放到稀氢氟酸中，一段时间后取出，用汽油擦去表面的石蜡，图案就出来了。（二氧化硅与HF化学方程式）

【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。

【过渡】有二氧化硅中硅的化合价+4价引出二氧化硅具有氧化性。故在高温条件下可以用焦炭去还原二氧化硅。这就是工业提取单质硅的第一步。既然我们要从化合物中提取单质硅，说明在自然界中没有游离态的硅存在。

所以在自然界中硅以化合态形式存在，没有游离态。

这样制得的硅有两种状态：一种是晶体硅，一种是无定型硅

【过渡】那工业上是如何制备高纯硅的呢？大家一起看下书本第81页。

让学生来说一下，最后总结。

【设问】那制得的单质硅有哪些用途？

【讲述】硅常作半导体材料。（集成电路、晶体管、硅整流器、太阳能电池等）制备合金。

【过渡】实物展示单质硅。引出物理性质。

一．物理性质

晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体、熔沸点都很高、硬度大。

导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。

二．化学性质

（1）常温下，性质稳定，与氧气、氯气、硝硫酸等都很难反应

（2）加热高温条件下，与氧气、氯气等反应。

【课堂小结】

硅、二氧化硅、硅酸、硅酸钠的关系图

【巩固练习】

略