第一篇：高中化學(xué)第四章非金屬及其化合物4.1無機(jī)非金屬材料的主角——硅素材1教案

第四章 非金屬及其化合物 4.1 無機(jī)非金屬材料的主角——硅

砂中之寶——硅

當(dāng)你漫步在海岸、河邊，看到那些潔凈的砂粒，你未必會注意它。常言道：“砂里淘金”?？墒菤v來人們總是毫不可惜地把砂子丟棄。但你是否知道，砂子里面還含有一種比金子有用得多的元素呢？

這就是硅，如果說碳是有機(jī)世界的“主角”，那么，無機(jī)世界的“主角”該算是硅了。硅是地殼中第二個含量最多的元素，僅次于氧。在地殼中，絕大部分的硅是以二氧化硅的形式存在的，據(jù)統(tǒng)計，二氧化硅占地殼總重量的百分之八十七！也就是說，硅和氧這兩種最多的元素形成的化合物，幾乎“壟斷”了地殼。大部分巖石和砂予中都含有二氧化硅。雖然硅的化合物在地球上俯拾皆是，但是硅的發(fā)現(xiàn)卻費了一番周折。

早在十九世紀(jì)初，法國化學(xué)家就發(fā)現(xiàn)了不純的無定形硅，不過，當(dāng)時人們對它很不了解。直到十多年后，人們才肯定它是一種新元素，又過了三十多年，人們才看到了硅的真面目。

原來，它披一件灰色的“衣服”，能像金屬一樣發(fā)光。硅在常溫下比較“文靜”，但在熔融狀態(tài)就變得特別活潑好動，能和許多物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所以在自然界中人們從來沒有發(fā)現(xiàn)過單獨存在的硅。

對于大多數(shù)人來說，竹子并不是一種十分陌生的植物。一提起它，人們都會知道它的“身材”十分“苗條”，可是它又長得非常高，有些人也許很替它擔(dān)心，要是一股大風(fēng)刮過，會不會把它吹倒呢？對這你們不用擔(dān)心，無論多大的風(fēng)也吹不倒竹子，至多也只能讓它東搖西擺。不信，你聽，竹葉正”呼啦啦”地唱著勝利的歌。這正是“疾風(fēng)知勁草”呀。竹子為什么會不怕風(fēng)呢？

原來，在竹子的莖干中含有豐富的硅的化合物，它們能幫助竹子增加自己的強度和韌性，所以竹子的莖干十分堅韌挺拔，風(fēng)拿它一點辦法也沒有。這就使得竹子在禾本科植物中“鶴立雞群”。w.w.w.k.s.5.u.c.o.m 竹子還有兩個小“妹妹”，名字叫小麥和水稻，可是她們卻沒有一點“骨氣”，一遇風(fēng)就會趴在地上，使得莊稼大量減產(chǎn)，這可叫農(nóng)民傷透了心。怎么才能叫她們也變得不怕風(fēng)呢？

現(xiàn)在，人們在田地里撒上一些可溶性的硅酸菌鹽肥料或硅酸肥料，就能治愈她們怕風(fēng)的病根。原來，在小麥和水稻中，硅的含量是很少的，所以她們的莖干十分柔軟，很容易倒伏，而這兩種肥料中都含有大量的硅，植物吸收之后，就會增強體質(zhì)，再也不用怕風(fēng)了。后起之秀

在１９４８年人們發(fā)明了晶體管后的一段時間里，用來制作晶體管的主要材料是鍺，因為鍺比硅更容易提純。

但是，硅的半導(dǎo)體性能比鍺優(yōu)越得多，比如說吧，硅能在攝氏二百度下工作，而鍺只能在攝氏八十度以下工作，純硅在室溫下的本征電阻率為二十三萬歐姆厘米，而鍺的檢征電阻率只有四十六歐姆厘米，隨著制備高純度單晶硅工藝的提高，硅的作用已遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過了鍺，成為半導(dǎo)體材料的后起之秀。

半導(dǎo)體硅是實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的重要材料，比如，工業(yè)自動化所用的硅可控整流器中就使用了很多晶體硅。進(jìn)入七十年代以來，我國在工業(yè)上普遍采用了硅可控整流器，大大提高了生產(chǎn)效率。

舉例來說，電鍍、電解等工廠在生產(chǎn)中都需要把交流電變成直流電，過去是用水銀整流器整流，不僅要浪費好多度電，可靠性差，而且容易使工人受水銀毒害?，F(xiàn)在，改用半導(dǎo)體硅整流器，工作穩(wěn)定、可靠、無毒，又節(jié)約了很多電力。僅上海一地的電解、電鍍工廠，在采用了硅整流器后，全年節(jié)約下來的電力就在兩千萬度以上。

很多人都看過反映間諜活動的故事片。這些故事中的主人公有著高超的本領(lǐng)，即就是在敵人的嚴(yán)密監(jiān)視下，他們也能把情報發(fā)出去。我們看到，他沒有跟自己人接頭，那么，情報又是怎么送出去的呢？

原來，奧秘就在他們胸前的紐扣上。那其實不是一個真正的紐扣，而是一只微型的發(fā)報機(jī)，他就是利用這只不引人注意的微型發(fā)報機(jī)把情報發(fā)出去。

這種發(fā)報機(jī)就是用晶體硅制成的。有句俗話說：“麻雀雖小，五臟俱全”。別看這種發(fā)報機(jī)只有紐扣那么大，可是上面卻有著大規(guī)模的集成電路，在它上面有上萬個二極管、三極管和電阻等電子元件。人們把單晶硅切成硅片，再涂上感光藥膜，再把大規(guī)模的集成電路縮小印制在它上面，加上一些其他的元件，最后把它的外形加工得像一只紐扣，就制成了一個微型發(fā)報機(jī)。硅這種奇特的性能在制造微型電子計算機(jī)時有很大作用。

當(dāng)人們制造出第一臺電子計算機(jī)時，由于用的是電子管，所有的設(shè)備大約要裝滿一幢大樓，后來人們改用鍺制成的晶體管，計算機(jī)的體積大為縮小，可是也能裝滿一間大房子。而在１９７８年時，我國的科技人員把中小規(guī)模的集成電路縮小印制在硅片上，制成了一臺只有關(guān)導(dǎo)體收音機(jī)大小的電子計算機(jī)?，F(xiàn)在，人們又把大規(guī)模、超大規(guī)模的集成電路印制在硅片上，可以制造出像筆記本一樣小的電腦。這樣，只要你把它往兜里一揣，什么時候想用就可以拿出來用，即使出了門也不會誤事。美國有一位推銷員講了這樣一個故事：有一次他到一家工廠去推銷產(chǎn)品，生意已經(jīng)談成了，只需要雙方簽訂合同就大功告成了，可是這家工廠里的電腦出了一些問題，于是他只好回到自己的公司，打印好了合同。可是，當(dāng)他返回那家工廠時，那個經(jīng)理卻說他已經(jīng)同別人簽訂了同樣的合同，因此不需要再買他的東西了。

其實，在這個推銷員走后，那個經(jīng)理經(jīng)過再三考慮后覺得，這個合同對他們廠的好處不很多，于是就反悔了。

這個推銷員最后說，要是當(dāng)時有一臺筆記本大小的電腦帶在身上，在那個經(jīng)理已經(jīng)同意鑒定合同時就打印出合同來，不給他深思熟慮的時間，那么他的推銷活動就成功了。作為一種性能優(yōu)越的半導(dǎo)體材料，硅在其它方面也有重要的應(yīng)用。

太陽能是一種用之不盡取之不竭的廉價的能源，人們雖然制造出了很多種利用太陽能的材料和裝置，可是價格都比較昂貴，有的裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造起來很不方便。

而用硅和鋁做成的太陽能電池，就避免了這些缺點。只要把鋁板作為襯底，在它上面覆蓋十至二十五微米厚的多晶硅薄膜，就是一種便宜而輕巧的太陽能電池材料，不但地面上可以使用，放在太空中它照樣能發(fā)出電來。

硅還是同位素電池中換能器的主要材料。換能器是將同位素?zé)嵩窗l(fā)出的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。用硅和鍺的合金做的換能器，不怕高溫，不但機(jī)械強度高，而且耐蝕本領(lǐng)也超出一般的換能器，無論在真空還是空氣中都可以工作。

如果有人問你們，汽車的輪胎是用什么制成的？很多人會一口答出：是橡膠。的確，幾乎所有的汽車輪胎都是用天然橡膠和合成橡膠制成的。然而，它們的使用溫度，一般都在攝氏一百五十度以下，否則就會變質(zhì)老化，而現(xiàn)代汽車的速度很快，因此輪胎與地面的摩擦力增大，摩擦帶來的熱量會使輪胎的溫度變得很高，這就大大縮短了輪胎的壽命。

那怎么才能既不降低汽車的速度又能延長輪胎的使用壽命呢？

人們發(fā)現(xiàn)，在橡膠中加入一些硅進(jìn)去，就能延長輪胎的使用時間。硅橡膠“一身兼二任”，既有無機(jī)材料耐磨、耐高溫的本領(lǐng)，又有有機(jī)材料的彈性。特別是一些有機(jī)硅橡膠，在冰天雪地或烈日酷曬下（甚至高達(dá)攝氏三百五十度），都不龜裂、不老化、保持彈性，用它來制造汽車輪胎是再合適不過的了。

玻璃是大家常見的物質(zhì)，它一般是透明的固體，如果加進(jìn)一些稀土元素進(jìn)去，它就會帶上各種各樣的顏色。

可是水玻璃又是一種什么樣的物質(zhì)呢？

原來，它是硅酸鈉的水溶液。從遠(yuǎn)處來看，硅酸鈉的水溶液真是跟玻璃一般無二，簡直 像極了，所以人們常把它叫做“水玻璃”。

水玻璃不但外表很奇特，它的作用也很特別。

大家知道，很多家俱都是用木材做成的，但木材是一種容易著火的材料，這樣就很不安全。

怎么才能讓木制家俱不易著火呢？

玻璃可以幫助人們解決這個難題。只要把木材在水玻璃中浸泡一段時間，用它制成的家俱就不易著火，而且還可以防止木材受到空氣的腐蝕。

現(xiàn)在，人們把一些有特別要求的紡織產(chǎn)品也浸泡在水玻璃中，這樣，加工出來的產(chǎn)品就可以防火。

第二篇：無機(jī)非金屬主角硅教案

第一節(jié) 無機(jī)非金屬材料的主角——硅

教材分析：

硅是帶來人類文明的重要元素之一，硅及其化合物是元素化合物知識的重要基礎(chǔ)知識。本節(jié)內(nèi)容不僅為形成化學(xué)基本觀念提供感性基礎(chǔ)，也為了解化學(xué)與生活，化學(xué)與社會發(fā)展，化學(xué)與技術(shù)進(jìn)步之間的密切關(guān)系提供了豐富的素材。

本節(jié)的主要內(nèi)容有硅在自然界中的存在形式、二氧化硅的性質(zhì)、硅酸鹽的性質(zhì)、硅及化合物的用途。在教學(xué)中可采用碳和硅（同一主族相鄰的兩種元素）進(jìn)行對比，突出它們的相似性與不同性。另外多運用日常生活中的事例進(jìn)行教學(xué)，聯(lián)系生產(chǎn)生活的實際，充分利用實物、模型、彩圖、實物照片等形式，增強教學(xué)的直觀行，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)的情感。教學(xué)目標(biāo)：

知識與技能

1、了解硅的重要化合物的主要性質(zhì)，認(rèn)識硅及其化合物的主要用途。

2、聯(lián)系生產(chǎn)生活實際，培養(yǎng)學(xué)生對知識的遷移能力。

過程與方法

1、采用對比的方法，聯(lián)系碳、二氧化碳大等學(xué)生已有的知識、經(jīng)驗來介紹硅、二氧化硅等新知識。

2、運用日常生活中事例進(jìn)行教學(xué)，增強教學(xué)的直觀性。

科技的象征。

[師]既然硅這么重要，那么他是如何存在，有些什么性質(zhì)呢？

[板書]§4-1無機(jī)非金屬材料的主角——硅 [師]主角，我們足以看出硅的地位。我們看課本P46 圖3-1，硅在地殼中的含量居第二，僅次與氧。

硅的氧化物及硅酸鹽構(gòu)成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤、約占地殼總量的90%以上。[學(xué)生活動]看圖4-1 [師]大家在元素周期表中找到硅，并且寫出硅和碳的原子結(jié)構(gòu)示意圖。[學(xué)生活動] C

Si

[師]它們最外層均為四個電子，既不容易得到也不容易失去，性質(zhì)穩(wěn)定。但他們卻是不可以忽視的：碳--統(tǒng)治了有機(jī)界：碳是構(gòu)成有機(jī)物的主要元素；硅—統(tǒng)治了無機(jī)礦物界：硅是構(gòu)成巖石與許多礦物的基本元素。

下面我們的學(xué)習(xí)就圍繞著碳和硅的相似性進(jìn)行學(xué)習(xí)。[學(xué)生活動]回顧碳的相關(guān)知識

存在酸性氧化物

弱酸

性質(zhì)

[學(xué)生活動] [歸納、總結(jié)、板書] ① 物理性質(zhì)：熔點高、硬度大 ② 用途：建筑材料、飾品、工藝品 ③ 化學(xué)性質(zhì)：穩(wěn)定性好

[過渡]下面我們一起來看看SiO2的化學(xué)性質(zhì)，玻璃的主要成分是二氧化硅和硅酸鹽，我們通過其性質(zhì)，來看SiO2的性質(zhì)。

[師]我們可以用玻璃瓶來裝試劑：酸、堿、鹽，這可以看出其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不能夠跟一般的酸發(fā)生反應(yīng)，除HF外。[板書]a、不與酸反應(yīng)，氫氟酸除外

SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O

用途：可以在玻璃上雕刻花紋等

[師]因為HF酸可以和SiO2反應(yīng)，所以HF的保存就不能使用玻璃瓶，而用塑料或橡膠瓶，我們可以用這個性質(zhì)在玻璃上雕刻花紋，量器上雕刻刻度等。

[展示]裝有NaOH的試劑瓶

[思考]一般的試劑瓶都使用玻璃瓶塞，而這個試劑瓶使用的是橡膠塞，為什么？ [思考、討論] [總結(jié)]我們開始將CO2和SiO2比較，CO2是酸性氧化物，SiO2也是酸性氧化物，所以其具有酸性氧化物的通性，即能與堿、堿性氧化物反應(yīng)。

制取、用途。需要重點掌握二氧化硅的性質(zhì)和硅酸的制取。

板書設(shè)計：

§4-1無機(jī)非金屬材料的主角——硅

1、二氧化硅

SiO2 ① 物理性質(zhì)：熔點高、硬度大 ② 用途：建筑材料、飾品、工藝品 ③ 化學(xué)性質(zhì)：穩(wěn)定性好

a、不與酸反應(yīng)，氫氟酸除外

SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O

用途：可以在玻璃上雕刻花紋等

b、與堿性氧化物反應(yīng)

SiO2?CaO ? CaSiOC、與堿反應(yīng)

SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O

2、硅酸

實驗過程：

現(xiàn)象：紅色消失，生成白色凝膠

結(jié)論：硅酸鈉轉(zhuǎn)化為硅酸

反應(yīng)：Na2SiO3＋2HCl＝H2SiO3(膠體)+2NaCl

高溫

第三篇：高中化學(xué) 無機(jī)非金屬材料的主角 硅(二)教案

無機(jī)非金屬材料的主角------硅(二)教案

備課人：

課題：第四章 第一節(jié)

無機(jī)非金屬材料的主角------硅(二)知識 教

學(xué)

目的 與 技能 過程 與 方法 情感 態(tài)度 價值觀 重 點 難 點 通過對硅酸鹽材料及硅的用途學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解新型無機(jī)非金屬材料，培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)的情感。

硅、硅酸鹽的豐富性和多樣性

通過學(xué)習(xí)，掌握研究非金屬元素單質(zhì)及化合物的一般方法 通過硅與碳的比較學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會運用對比的方法來認(rèn)識物質(zhì)。

1、了解硅酸鹽、硅的主要性質(zhì)

2、認(rèn)識硅酸鹽、硅等在生產(chǎn)、信息技術(shù)、材料科學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用

授課班級

課

時

二、硅酸鹽

1、定義：硅酸鹽是由硅、氧、金屬所組成的化合物的總稱。

2、硅酸鈉 知 識 結(jié) 構(gòu) 與 板 書 設(shè) 計(1)物理性質(zhì)：白色固體，易溶于水，水溶液俗稱水玻璃或泡花堿，是一種泡花堿

(2)化學(xué)性質(zhì)：相對穩(wěn)定，不能燃燒，不易被腐蝕，熱穩(wěn)定性強

3、表示方法：

原則：金屬氧化物（較活潑------較不活潑）找組成元素

○2 寫成氧化物的形式 方法：○3 原子個數(shù)比不變

○4 檢查有無遺漏

○

三、硅單質(zhì)

1、存在形態(tài)：有晶體硅和無定形硅兩種同素異形體

2、晶體結(jié)構(gòu)：正四面體形

3、物理性質(zhì)：灰黑色具有金屬光澤的固體、熔點高、硬度大、質(zhì)脆、導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是好的半導(dǎo)體材料。

4、化學(xué)性質(zhì)(1)常溫下的反應(yīng)：

Si+2F2==SiFSi+4HF==SiF4↑+2H2 ↑ Si+2NaOH +H2O == Na2SiO3+2H2↑(2)高溫下的反應(yīng)：

Si+O2 高溫 SiO

2Si+2Cl2 高溫 SiCl4

5、硅的制備(1)工業(yè)上制粗硅

SiO2 + 2C(2)由粗硅制純硅

Si+2Cl2 高溫 高溫

Si+2CO ↑

石英砂

焦炭

電爐中

粗硅

SiClSiCl4+2H2 教學(xué)過程

教學(xué)

方法手段師生活動

高溫 Si+4HCl

教學(xué)步驟、內(nèi)容

［思考］SiO2與CO2在物理、化學(xué)性質(zhì)方面有哪些相似性和不同 之處 ［投影回顧］ 物理性質(zhì) CO2

無色無味氣體，熔沸點都很低，微溶于水，存在于空氣中

SiO2

灰黑色固體，熔沸點都高，不溶于水，存在于巖中，俗名硅石、石英、水晶纖維、玻璃、硅藻土中都量含有

化學(xué)性質(zhì) 和堿 CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O

和酸 和水--------CO2+H2O===H2CO3 和堿性氧化物 CO2+CaO==CaCO3

SiO2 CaSiO3

SiO2+2NaOH==Na2SiO3+

2O

+CO高溫

SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O--------［回顧］上節(jié)課我們提到，用可溶性硅酸鹽Na2SiO3來制備H2SiO3。事實上，在自然界中，硅酸鹽是構(gòu)成地殼巖石的主要成分，大多數(shù)硅酸鹽是不溶于水的。自然界中存在的各種天然硅酸鹽礦物約占地殼總質(zhì)量的5%。

［板書］

二、硅酸鹽

1、定義：硅酸鹽是由硅、氧、金屬所組成的化合物的總稱。

［講］硅酸鹽結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般不溶于水，性質(zhì)很穩(wěn)定。最簡單的硅酸鹽是硅酸鈉，下面我們主要研究一下硅酸鈉的性質(zhì)

［板書］

2、硅酸鈉

(1)物理性質(zhì)：白色固體，易溶于水，水溶液俗稱水玻璃或泡花堿，是一種泡花堿

［投影實驗］P77 實驗4-

2、現(xiàn)象 結(jié)論 放入蒸餾水 當(dāng)水分蒸發(fā)后燃燒

放入Na2SiO3飽和溶液 當(dāng)水分蒸發(fā)后不易燃燒

用水玻璃浸泡過的木材或織物可防火

［板書］(2)化學(xué)性質(zhì)：相對穩(wěn)定，不能燃燒，不易被腐蝕，熱穩(wěn)定性強

［講］硅酸鹽的種類很多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為了方便記憶和計算，常用氧化物的形式表示硅酸鹽的組成

［板書］

3、表示方法：

原則：金屬氧化物（較活潑------較不活潑）找組成元素

○2 寫成氧化物的形式 方法：○3 原子個數(shù)比不變

○4 檢查有無遺漏

○［投影］例、請用氧化物的形式表示下列硅酸鹽的組成： 硅酸鈉（Na2SiO3）

————————————

鎂橄欖石（Mg2SiO4）———————————— 高嶺土 {Al2(Si2O5)(OH)4} ———————————— ［講］硅酸鹽材料具有很多優(yōu)良的性能，為我們的生活、為人類的科技進(jìn)步作出了很大的貢獻(xiàn)。受傳統(tǒng)陶瓷某些特殊性能的啟發(fā)，科技工作者在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了一次又一次的創(chuàng)新，又研制出了許多種組成不同、性能更特殊的新型陶瓷。請大家閱讀教材P77上的科學(xué)視野。

［投影］傳統(tǒng)硅酸鹽材料：(1)陶瓷：日用器皿、建筑飾材、衛(wèi)生潔具(2)玻璃：

(3)水泥：以黏土和石灰石為主要原料 具有特殊功能的含硅物質(zhì)：(1)碳化硅（金剛砂）

硅鋼：導(dǎo)磁性良好，用作變壓器鐵芯(3)硅橡膠

(4)分子篩：具有均勻微孔結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽(5)生物陶瓷：人造骨

［過］雖然硅的化合物很多，隨處可見，而且從遠(yuǎn)古時期人類就已經(jīng)學(xué)會加工和使用陶瓷，但是硅的單質(zhì)卻到很晚------18世紀(jì)上半葉才制備出來。

硅別看起來灰溜溜的，它自己及化合物的作用卻大得很，大到高科技領(lǐng)域，小到我們的周圍，到處都有Si及其化合物的蹤影，當(dāng)今電子工業(yè)的飛速發(fā)展，更是人們對Si的性質(zhì)的認(rèn)識息息相關(guān)，本節(jié)我們就來學(xué)習(xí)Si及其化合物的有關(guān)知識。

［板書］

三、硅單質(zhì)

1、存在形態(tài)：有晶體硅和無定形硅兩種同素異形體

［投影］展示晶體Si和晶體Si的結(jié)構(gòu)模型

［板書］

2、晶體結(jié)構(gòu)：正四面體形

［講］晶體Si的結(jié)構(gòu)類似于金剛石的正四面體型，因此物理性質(zhì)與金剛石類似。

［板書］

3、物理性質(zhì)：灰黑色具有金屬光澤的固體、熔點高、硬度大、質(zhì)脆、導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是好的半導(dǎo)體材料。

［講］因為Si在元素周期表中的位置僅次于金屬與非金屬分界線附近，因此硅有些性質(zhì)與金屬相似。硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下硅的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，除F2、HF和NaOH外，Si不跟其他物質(zhì)起反應(yīng)。

［板書］

4、化學(xué)性質(zhì)(1)常溫下的反應(yīng)：

Si+2F2==SiF4

Si+4HF==SiF4↑+2H2 ↑

Si+2NaOH +H2O == Na2SiO3+2H2↑

［講］在高溫下，Si能與O2等非金屬單質(zhì)發(fā)生反應(yīng) ［板書］(2)高溫下的反應(yīng)：

Si+O2 高溫 SiOSiCl4 Si+2Cl2 高溫 ［講］硅可用來制造集成電路、晶體管、硅整流器等半導(dǎo)體器件，還可以制成太陽能電池，可制成有良好導(dǎo)磁性、耐酸性的合金。半導(dǎo)體晶體管及芯片的出現(xiàn),促進(jìn)了信息技術(shù)革命。請大家閱讀教材P79-80上的內(nèi)容，了解一下硅的用途。［投影小結(jié)］ 信息技術(shù)的關(guān)健材料，——半導(dǎo)體、晶體管、芯片?！? 半導(dǎo)體性能——將太陽能轉(zhuǎn)換為光能的重要材料——光電池

○3 硅合金 ○［板書］

5、硅的制備(1)工業(yè)上制粗硅

SiO2 + 2C(2)由粗硅制純硅

Si+2Cl2 高溫 高溫

Si+2CO ↑

石英砂

焦炭

電爐中

粗硅

SiCl4 Si+4HCl

SiCl4+2H2 高溫 ［總結(jié)］本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了硅酸鹽的重要用途及性質(zhì)，了解了硅酸鈉的特性------耐火。知道了Si單質(zhì)的重要用途。從結(jié)構(gòu)上、從周期表的位置，進(jìn)一步理解了Si的性質(zhì)。21世紀(jì)人類所面臨的重大問題之一是能源危機(jī)。而從書上我們了解到Si是具發(fā)展前景的新能源材料。同學(xué)們，隨著人類對Si及其化合物的認(rèn)識越來越深刻，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我們有理由相信Si及其化合物對人類作出更大的貢獻(xiàn)，給人類帶來更大的驚喜!［自我評價］

1、下列關(guān)于硅的說法不正確的是(C)

A、硅是非金屬元素，它的單質(zhì)是灰黑色，有金屬光澤的固體

B、硅的導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料。

C、硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)反應(yīng) D、加熱到一定溫度時，硅能與氧氣、氯氣等非金屬反應(yīng)

2、下列關(guān)于碳和硅的敘述中，不正確的是(AD)

A、氧化物都能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)

B、單質(zhì)在加熱時都能跟氧氣反應(yīng)

C、氧化物溶于水都生成相應(yīng)的酸

D、碳和硅兩種元素都有同素異型體

教學(xué)回顧：

第四篇：無機(jī)非金屬材料的主角----硅教案

無機(jī)非金屬材料的主角------硅 教案

院系:化學(xué)化工學(xué)院 時間:15min 科目:化學(xué)必修一 課題:無機(jī)非金屬材料的主角---硅(一)主講人: 汪敏 訓(xùn)練技能：

一、教學(xué)目標(biāo)

1.知識與技能

⑴了解二氧化硅在自然界中的含量、存在、用途 ⑵了解二氧化硅的物理性質(zhì)，掌握二氧化硅的化學(xué)性質(zhì) 2.過程與方法

⑴自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)的能力。⑵對比歸納學(xué)習(xí)二氧化硅的性質(zhì) 3.情感態(tài)度價值觀

⑴認(rèn)識二氧化硅用途，體會化學(xué)的實用性

⑵感受化學(xué)在生活生產(chǎn)中的重要地位，增強將化學(xué)知識應(yīng)用到生活、生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)中的意識。

二、教學(xué)重難點

重 點：二氧化硅的性質(zhì)和用途

難 點：二氧化硅的性質(zhì)

三、教學(xué)過程

教學(xué)步驟、內(nèi)容

[引言］(講述)在上課之前，我給大家講一個發(fā)生在我生活中的故事。一天，我送給我的雙胞胎表妹一對精美的玻璃杯，然而我的雙胞胎表妹不滿意了，說是不喜歡和對方一樣的東西，你們總送我們一樣的東西，太沒新意了。我想也是，人都希望自己是與眾不同的，對待自己的東西也一樣。那么，我該怎樣讓我的禮物與眾不同呢。我想到了這樣一個辦法，（圖片展示）用此法，我在一個玻璃杯上刻上大表妹喜歡的貓咪頭像，另一個杯子上刻上小表妹喜歡的小熊圖案，分別送給表妹們，她們都滿意了。故事講完了（設(shè)問）引入課題 ［板書］第一節(jié)無機(jī)非金屬材料的主角——硅 ［自學(xué)輔導(dǎo)、教學(xué)點撥］請同學(xué)們閱讀教材第74頁、75頁，待會我會請一位同學(xué)總結(jié)二氧化硅的含量和存在形態(tài)。［板書］

一、二氧化硅SiO2

1、存在形式：

［屏幕顯示］總結(jié)、評價學(xué)生的回答。SiO2是硅最重要的化合物。地球上的天然二氧化硅約占地殼質(zhì)量的12%，其存在形式有結(jié)晶型和無定型兩大類，統(tǒng)稱硅石。［板書］結(jié)晶型 無定型

即然天然二氧化硅在地殼中占了不小的比例，那么它究竟存在與哪些物質(zhì)中呢？我們一起來看一下這幾幅圖片吧。自然界存在的石英、水晶、瑪瑙廣泛地應(yīng)用在飾品制造中，和我們的生活有著密切聯(lián)系。比如老師手上的這塊表，它的表盤就是石英材質(zhì)的。那么我們在看一下這幅圖片，大家有沒有什么印象。金鑲玉”是北京奧運會的獎牌，喻示中國傳統(tǒng)文化中的“金玉良緣”，體現(xiàn)了中國人對奧林匹克精神的禮贊和對運動員的褒獎。介紹了較之不菲的玉，看一下這幅圖片，沙子，在我們的生活中更是隨處可見了，相對來說較前幾者都廉價多了，但是不論是石英、瑪瑙，水晶還是廉價的沙子，他們的組成都含有二氧化硅。［過渡］講完了二氧化硅的存在，我們一起來學(xué)習(xí)一起它的性質(zhì) ［板書］

2、二氧化硅的性質(zhì)

（講述）請同學(xué)們根據(jù)剛才老師列舉的二氧化硅的存在的例子推測一下它具有怎么的物理性質(zhì) ［板書］（1）物理性質(zhì)

（引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)，并板書）熔點高、硬度大，不溶于水的固體。

［過渡］那么為什么二氧化硅具有熔點高硬度大，這樣良好的物理性質(zhì)，結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，為了探究其根本原因，我們來分析一下的結(jié)構(gòu) ［屏幕顯示］展示二氧化硅空間結(jié)構(gòu)。

［分析引導(dǎo)］觀察二氧化硅的空間結(jié)構(gòu)示意圖，與金剛石的結(jié)構(gòu)很相似，猜測二氧化硅很堅硬，在通常情況下化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，實驗室里石英坩堝用來作高溫反應(yīng)儀器，也正是證明了這一點猜測。那它的化學(xué)性質(zhì)究竟是怎樣的呢？ ［板書］（2）化學(xué)性質(zhì)

[ 講述 ] 既然二氧化碳和二氧化硅的結(jié)構(gòu)相似，就意味著兩者的化學(xué)性質(zhì)也相近。那我們通過對比兩者的化學(xué)性質(zhì)，來進(jìn)一步學(xué)習(xí)二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)吧。［屏幕顯示］CO2和SiO2化學(xué)性質(zhì)的比較

(1)CO2 SiO2與水反應(yīng)：CO2＋H2O==H2CO3；SiO2與水不反應(yīng)。

(2)與堿反應(yīng)CO2＋2NaOH==Na2CO3＋H2O SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(3)與堿性氧化物反應(yīng)CO2＋CaO==CaCO3 SiO2＋CaO==CaSiO3 ［設(shè)疑］裝氫氧化鈉的試劑瓶瓶塞不能用磨砂玻璃塞，而用橡膠塞？

［分析］裝氫氧化鈉的試劑瓶瓶塞不能用磨砂玻璃塞，因為玻璃的主要成分二氧化硅易與堿液反應(yīng)生成對應(yīng)的硅酸鹽，SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O俗稱泡花堿，是一種水溶性硅酸鹽，其水溶液為水玻璃有較強的粘結(jié)力強將瓶蓋黏合。［設(shè)疑］為什么實驗室不用玻璃試劑瓶盛裝HF酸？

［分析］實驗室不用玻璃試劑瓶盛裝HF酸，因為玻璃的主要成分是二氧化硅，氫氟酸與二氧化硅反應(yīng)：SiO2＋4HF==SiF4↑＋2H2O； ［屏幕顯示］展示二氧化硅的用途的圖片。［小結(jié)］總結(jié)回顧二氧化硅的物理,化學(xué)性質(zhì)。［隨堂訓(xùn)練］

1.①鹽酸、②濃硫酸、③氧氣、④氫氟酸、⑤氫氧化鉀溶液中，能與地殼中含量第一和第二的兩元素形成的化合物起化學(xué)反應(yīng)的是（）A．①② B．④⑤ C．②④ D．③④ 2.熔融燒堿應(yīng)選用的器皿是（）A．鐵制坩堝 B．普通玻璃坩堝 C ．石英坩堝 D ．陶瓷坩堝

總板書設(shè)計

第一節(jié) 無機(jī)非金屬材料的主角——硅 一、二氧化硅

（1）存在形式：結(jié)晶形、無定形

（2）性質(zhì)

物理性質(zhì)：熔點高、硬度大，不溶于水的固體。

化學(xué)性質(zhì)： SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O SiO2+4HF= SiF4↑ +2H2O（3）用途：

第五篇：無機(jī)非金屬材料的主角硅 教案

第四章 第1節(jié)

無機(jī)非金屬材料的主角——硅

（第一課時）

一．教學(xué)目標(biāo)

1、知識與技能：

（1）了解硅在自然界中的存在形式、含量和用途；（2）了解二氧化硅的性質(zhì)，認(rèn)識二氧化硅的用途；（3）了解硅酸的性質(zhì)及制備方法；

2、過程與方法：

（1）通過對比的方法，結(jié)合碳、二氧化碳等知識來學(xué)習(xí)硅、SiO2等新知識；（2）學(xué)會運用對比方法來認(rèn)識物質(zhì)的共性和特性；

（3）初步學(xué)會以“結(jié)構(gòu)——性質(zhì)——用途”的學(xué)習(xí)模式去認(rèn)識新的物質(zhì)；

3、情感態(tài)度與價值觀：

（1）了解二氧化硅和硅酸在日常生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用，感受化學(xué)的實用性，增強學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。

二．教學(xué)重點

二氧化硅的用途、性質(zhì)，硅酸的性質(zhì)

三．教學(xué)難點

二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)

四．教學(xué)方法：對比法、實驗探究。

五．教學(xué)流程設(shè)計：硅的含量及存在——硅的原子結(jié)構(gòu)（與碳比較）——SiO2的分類——SiO2的應(yīng)用——SiO2的物理性質(zhì)（與CO2比較）——SiO2的空間結(jié)構(gòu)（與CO2、金剛石比較）——SiO2的化學(xué)性質(zhì)（與CO2比較）——H2SiO3制備及性質(zhì)

六．教學(xué)過程

（一）【引課】中國4000年前的陶器主要成分是硅酸鹽，現(xiàn)代高科技芯片主要成分是硅，二者相差千年，卻存在共同的元素-硅。這就是本節(jié)課我們學(xué)習(xí)的主題：硅——無機(jī)非金屬材料的主角

【板書】4.1無機(jī)非金屬材料的主角——硅

【師】硅是會意字，可拆成，從字上可以看出硅是構(gòu)成巖石、沙子和土壤的基本元素，約占地殼質(zhì)量的90℅以上，是人類生存的基礎(chǔ)。

【銜接】硅在地殼中的含量排第二，僅次于氧元素，那硅在自然界中的存在形態(tài)是化合態(tài)還是游離態(tài)？又主要以什么樣的物質(zhì)形式存在的？為什么？帶著這幾個問題我們來閱讀教材

P74中段部分。

【學(xué)生】（應(yīng)該能回答）以化合態(tài)的形態(tài)存在；主要有硅的氧化物及硅酸鹽；硅是一種親氧元素。

【師】因為硅是一種親氧元素，在自然界中總是和氧相互化合，因此硅在自然界中無單質(zhì)形態(tài)，是以化合態(tài)存在，其化合物主要為氧化物及硅酸鹽?！編煛课覀兿葋韺W(xué)習(xí)硅的氧化物——二氧化硅SiO2 【板書】一.二氧化硅SiO2 【PPT】SiO2廣泛存在于自然界中，與其他礦物共同構(gòu)成了巖石，天然的二氧化硅也叫硅石?！鹃喿x與思考】閱讀課文，完成硅石的樹狀分類.【學(xué)生】學(xué)生板書展示

【師】（展示PPT）硅石可分為結(jié)晶形和無定形兩類，石英晶體是結(jié)晶形的二氧化硅，純凈的石英是無色透明的晶體，也就是常說的水晶，含有雜質(zhì)的具有彩色環(huán)帶狀或?qū)訝畹氖⒎Q為瑪瑙；而無定形的硅石主要有硅藻土。

【思考與交流】海南存在大量的沙子，沙子中含有小粒的石英晶體，聯(lián)想一下沙子，SiO2有哪些物理性質(zhì)? 【學(xué)生】引導(dǎo)學(xué)生從態(tài)、熔沸點、水溶性、硬度上回答 【板書】1.物理性質(zhì)：固體、熔點高、硬度大、難溶于水。

【師】硅最外層電子數(shù)是4，與它最外層電子數(shù)相同的還有碳。硅和碳最外層電子數(shù)都為4個，它們的氧化物二氧化硅與二氧化碳的物理性質(zhì)卻有很大的區(qū)別。【PPT】SiO2與CO2的物理性質(zhì)比較

【學(xué)生】引導(dǎo)學(xué)生回答CO2的物理性質(zhì)（狀態(tài)、硬度、水溶性、熔沸點）

【思考與交流】為什么SiO2與CO2的物理性質(zhì)相差這么大呢？物質(zhì)的性質(zhì)是由結(jié)構(gòu)決定的，下面我們來看看SiO2具有怎樣的空間結(jié)構(gòu)。

【師】教材P75右上角圖4-2就是SiO2晶體的基本結(jié)構(gòu)單元，每個Si接4個O形成正四面體，每個O接2個Si使其結(jié)構(gòu)向空間延伸，形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。該立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中沒有單獨的SiO2分子，只存在硅氧原子且Si：O=1 ：2。PPT展示：

【板書】2.結(jié)構(gòu)：立體空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)

【師】初中我們了解過金剛石，這是金剛石的結(jié)構(gòu)，與SiO2的結(jié)構(gòu)比較怎樣呢？，PPT展示：

【學(xué)生】結(jié)構(gòu)相似

【師】從兩個圖中，我們可以看到的SiO2結(jié)構(gòu)與金剛石的結(jié)構(gòu)很相似，所以它們具有相似的物理性質(zhì)，都是熔點高、硬度大、不溶于水。

【師】我們再來看CO2的結(jié)構(gòu)（PPT展示CO2的結(jié)構(gòu)），有單個的CO2分子存在，這種結(jié)構(gòu)不同于金剛石和SiO2，因此它們的物理性質(zhì)差異很大。

【師】SiO2與CO2的空間結(jié)構(gòu)不同，導(dǎo)致二者的物理性質(zhì)不同，但是SiO2與CO2都屬于正四價的酸性氧化物，所以二者的化學(xué)性質(zhì)存在相似性。接下來我們探究SiO2的化學(xué)性質(zhì)?！景鍟?.化學(xué)性質(zhì)：

【師】SiO2屬于酸性氧化物，酸性氧化物有什么通性呢？

【學(xué)生】與水反應(yīng)，與堿反應(yīng)，與堿性氧化物反應(yīng)等（在副板書旁引導(dǎo)，不一定答全）【師】我們熟悉的CO2也是酸性氧化物，以CO2為例，來分析酸性氧化物能發(fā)生哪些反應(yīng)？ 【PPT】SiO2與CO2的化學(xué)性質(zhì)比較 【學(xué)生】（應(yīng)該能回答）與水、堿反應(yīng)。

PPT：CO2+H2O=H2CO3

CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O

【師】CO2還能與堿性氧化物反應(yīng)：CO2+CaO=CaCO

3【師】SiO2也是酸性氧化物，能與水反應(yīng)嗎？ 【學(xué)生】不能

【師】SiO2能與堿性氧化物反應(yīng)嗎？ 【學(xué)生】能

【師】請大家對比CO2與CaO反應(yīng)的化學(xué)方程式，寫出SiO2與CaO的反應(yīng)方程式?！景鍟浚?）與堿性氧化物反應(yīng)：SiO2+CaO =【師】那SiO2能與NaOH溶液反應(yīng)嗎？ 【學(xué)生】能（可能有些學(xué)生會答不能）

【師】酸性氧化物的定義就是能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物，所以SiO2能與強堿反應(yīng)，請大家對比一下CO2與NaOH的反應(yīng)方程式，寫出SiO2與NaOH的反應(yīng)方程式?！景鍟浚?）與強堿反應(yīng)：

【學(xué)生活動】寫出SiO2與NaOH的反應(yīng)方程式，讓一名同學(xué)上黑板寫出此方程式。

SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 【思考】實驗室盛裝NaOH溶液的試劑瓶用橡皮塞而不用玻璃塞(玻璃成分含有SiO2)，你知道為什么嗎？

高溫

=CaSiO3

【學(xué)生】因為SiO2與NaOH能反應(yīng)

【師】如果用磨口玻璃塞，氫氧化鈉就與SiO2反應(yīng)生成黏稠的Na2SiO3，使玻璃塞與試劑瓶口粘結(jié)在一起，玻璃塞就難以打開了。

【師】但SiO2與NaOH反應(yīng)非常緩慢，所以可以用玻璃瓶來盛放氫氧化鈉。

【師】SiO2與CO2都屬于酸性氧化物，有相似的化學(xué)性質(zhì)，都能與強堿、堿性氧化物反應(yīng)，但由于兩者的空間結(jié)構(gòu)不同，導(dǎo)致他們的化學(xué)性質(zhì)也存在差異性，如CO2能與水反應(yīng)，而SiO2不能與水反應(yīng)。

【師】酸性氧化物能與酸反應(yīng)嗎？ 【學(xué)生】不能。

【展示】裝鹽酸的玻璃瓶，說明SiO2不能與鹽酸、硫酸、硝酸等酸反應(yīng)?！咀穯枴縎iO2是不是不和任何酸反應(yīng)呢？請大家欣賞視頻 【視頻】播放實驗室HF酸腐蝕玻璃視頻短片

【師】從視頻中，我們得出HF酸是唯一可以與SiO2反應(yīng)的酸。請同學(xué)們嘗試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。

【板書】（3）特性：SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O 【師】SiO2能與氫氟酸反應(yīng)，這是其特性。利用此反應(yīng)，氫氟酸能雕刻玻璃，形成美麗的玻璃雕刻藝術(shù)。

【問1】SiO2既能與氫氧化鈉反應(yīng)，又能與氫氟酸反應(yīng)，SiO2是否屬于兩性氧化物？ 【學(xué)生】思考交流，不能

【師】SiO2只能與氫氟酸反應(yīng)，這是其特性，不能說明SiO2是兩性氧化物，從性質(zhì)上講SiO2應(yīng)屬于酸性氧化物。

【問2】能用玻璃瓶來盛放氫氟酸嗎？ 【學(xué)生】思考交流，不能

【師】不能用玻璃瓶盛放氫氟酸，氫氟酸會腐蝕玻璃，一般用塑料瓶或鉛制容器?！具^渡】通過比較學(xué)習(xí)，我們了解了同一類物質(zhì)具有相似的化學(xué)性質(zhì)，但不同的物質(zhì)又有各自的特性。SiO2的廣泛存在，從古到今都被人類廣泛地應(yīng)用著?！綪PT】SiO2的用途，并且介紹光纖之父-高錕

【問】碳酸能由CO2與水反應(yīng)制得，SiO2不與水反應(yīng)，硅酸不能用SiO2來制取，硅酸怎樣制備？我們還可以通過什么方法制取酸？

【學(xué)生】可以用可溶性的硅酸鹽與強酸反應(yīng)，制得硅酸 【板書】二.硅酸H2SiO3 【課堂實驗演示 實驗4-1:向飽和Na2SiO3溶液中,滴入酚酞,再滴入稀鹽酸.PPT展示表格（現(xiàn)象、結(jié)論、方程式）

【實驗步驟】試管中取約5ml Na2SiO3溶液，滴入1-2滴酚酞，逐滴加入稀HCl，邊加邊振

蕩，至紅色變淺并接近消失時停止?！締枴靠吹绞裁磳嶒灛F(xiàn)象？ 【學(xué)生】學(xué)生描述所看到的實驗現(xiàn)象

【師】說明發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，生成了什么物質(zhì)？（黑板寫出化學(xué)反應(yīng)方程式）我們用激光燈來照射一下產(chǎn)物，看看有什么現(xiàn)象？ 【學(xué)生】丁達(dá)爾現(xiàn)象

【師】用激光燈照射，有丁達(dá)爾現(xiàn)象。說明硅酸是一種膠體。另外，把試管緩慢倒過來，讓學(xué)生看看怎么現(xiàn)象？

【實驗現(xiàn)象】滴入酚酞溶液呈紅色，滴入鹽酸有透明的硅酸凝膠產(chǎn)生

【問】硅酸鈉溶液遇酚酞變紅，說明其顯什么性？看到了硅酸凝膠，說明硅酸的水溶性怎么樣？

【實驗結(jié)論】Na2SiO3呈堿性，硅酸難溶于水

【板書】1.制備：Na2SiO3+2HCl = H2SiO3（膠體）+2NaCl 【師】硅酸是酸，酸有什么性質(zhì)？

【學(xué)生】可以和強堿溶液反應(yīng)。（邊講邊板書）

【師】硅酸也是一種難溶性酸，與難溶性堿一樣，加熱可以分解?！景鍟?.化學(xué)性質(zhì)：（1）與強堿反應(yīng)

（2）加熱分解H2SiO3

H2O+SiO2

【師】硅酸溶膠中，硅酸濃度大，則會形成硅酸凝膠，經(jīng)干燥脫水后得到硅酸干凝膠，俗稱“硅膠”。硅膠多孔，吸水能看強，可用來作干燥劑和催化劑的載體。PPT展示硅膠用途的圖片?！颈菊n小結(jié)】 【課堂練習(xí)】