高中化学 无机非金属材料的主角 硅(二)教案_无机非金属主角硅教案
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无机非金属材料的主角------硅(二)教案
备课人：
课题：第四章 第一节
无机非金属材料的主角------硅(二)知识 教
学
目的 与 技能 过程 与 方法 情感 态度 价值观 重 点 难 点 通过对硅酸盐材料及硅的用途学习，使学生了解新型无机非金属材料，培养学生热爱科学的情感。
硅、硅酸盐的丰富性和多样性
通过学习，掌握研究非金属元素单质及化合物的一般方法 通过硅与碳的比较学习，引导学生学会运用对比的方法来认识物质。
1、了解硅酸盐、硅的主要性质
2、认识硅酸盐、硅等在生产、信息技术、材料科学等领域的应用
授课班级
课
时
二、硅酸盐
1、定义：硅酸盐是由硅、氧、金属所组成的化合物的总称。
2、硅酸钠 知 识 结 构 与 板 书 设 计(1)物理性质：白色固体，易溶于水，水溶液俗称水玻璃或泡花碱，是一种泡花碱
(2)化学性质：相对稳定，不能燃烧，不易被腐蚀，热稳定性强
3、表示方法：
原则：金属氧化物（较活泼------较不活泼）找组成元素
○2 写成氧化物的形式 方法：○3 原子个数比不变
○4 检查有无遗漏
○
三、硅单质
1、存在形态：有晶体硅和无定形硅两种同素异形体
2、晶体结构：正四面体形
3、物理性质：灰黑色具有金属光泽的固体、熔点高、硬度大、质脆、导电性介于导体和绝缘体之间，是好的半导体材料。
4、化学性质(1)常温下的反应：
Si+2F2==SiFSi+4HF==SiF4↑+2H2 ↑ Si+2NaOH +H2O == Na2SiO3+2H2↑(2)高温下的反应：
Si+O2 高温 SiO
2Si+2Cl2 高温 SiCl45、硅的制备(1)工业上制粗硅
SiO2 + 2C(2)由粗硅制纯硅
Si+2Cl2 高温 高温
Si+2CO ↑
石英砂
焦炭
电炉中
粗硅
SiClSiCl4+2H2 教学过程
教学
方法手段师生活动
高温 Si+4HCl
教学步骤、内容
［思考］SiO2与CO2在物理、化学性质方面有哪些相似性和不同 之处 ［投影回顾］ 物理性质 CO2
无色无味气体，熔沸点都很低，微溶于水，存在于空气中
SiO2
灰黑色固体，熔沸点都高，不溶于水，存在于岩中，俗名硅石、石英、水晶纤维、玻璃、硅藻土中都量含有
化学性质 和碱 CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O
和酸 和水--------CO2+H2O===H2CO3 和碱性氧化物 CO2+CaO==CaCO3
SiO2 CaSiO3
SiO2+2NaOH==Na2SiO3+
2O
+CO高温
SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O--------［回顾］上节课我们提到，用可溶性硅酸盐Na2SiO3来制备H2SiO3。事实上，在自然界中，硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，大多数硅酸盐是不溶于水的。自然界中存在的各种天然硅酸盐矿物约占地壳总质量的5%。
［板书］
二、硅酸盐
1、定义：硅酸盐是由硅、氧、金属所组成的化合物的总称。
［讲］硅酸盐结构复杂，一般不溶于水，性质很稳定。最简单的硅酸盐是硅酸钠，下面我们主要研究一下硅酸钠的性质
［板书］
2、硅酸钠
(1)物理性质：白色固体，易溶于水，水溶液俗称水玻璃或泡花碱，是一种泡花碱
［投影实验］P77 实验4-
2、现象 结论 放入蒸馏水 当水分蒸发后燃烧
放入Na2SiO3饱和溶液 当水分蒸发后不易燃烧
用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火
［板书］(2)化学性质：相对稳定，不能燃烧，不易被腐蚀，热稳定性强
［讲］硅酸盐的种类很多，结构复杂，为了方便记忆和计算，常用氧化物的形式表示硅酸盐的组成［板书］
3、表示方法：
原则：金属氧化物（较活泼------较不活泼）找组成元素
○2 写成氧化物的形式 方法：○3 原子个数比不变
○4 检查有无遗漏
○［投影］例、请用氧化物的形式表示下列硅酸盐的组成： 硅酸钠（Na2SiO3）
————————————
镁橄榄石（Mg2SiO4）———————————— 高岭土 {Al2(Si2O5)(OH)4} ———————————— ［讲］硅酸盐材料具有很多优良的性能，为我们的生活、为人类的科技进步作出了很大的贡献。受传统陶瓷某些特殊性能的启发，科技工作者在此基础上进行了一次又一次的创新，又研制出了许多种组成不同、性能更特殊的新型陶瓷。请大家阅读教材P77上的科学视野。
［投影］传统硅酸盐材料：(1)陶瓷：日用器皿、建筑饰材、卫生洁具(2)玻璃：
(3)水泥：以黏土和石灰石为主要原料 具有特殊功能的含硅物质：(1)碳化硅（金刚砂）
硅钢：导磁性良好，用作变压器铁芯(3)硅橡胶
(4)分子筛：具有均匀微孔结构的铝硅酸盐(5)生物陶瓷：人造骨
［过］虽然硅的化合物很多，随处可见，而且从远古时期人类就已经学会加工和使用陶瓷，但是硅的单质却到很晚------18世纪上半叶才制备出来。
硅别看起来灰溜溜的，它自己及化合物的作用却大得很，大到高科技领域，小到我们的周围，到处都有Si及其化合物的踪影，当今电子工业的飞速发展，更是人们对Si的性质的认识息息相关，本节我们就来学习Si及其化合物的有关知识。
［板书］
三、硅单质
1、存在形态：有晶体硅和无定形硅两种同素异形体
［投影］展示晶体Si和晶体Si的结构模型
［板书］
2、晶体结构：正四面体形
［讲］晶体Si的结构类似于金刚石的正四面体型，因此物理性质与金刚石类似。
［板书］
3、物理性质：灰黑色具有金属光泽的固体、熔点高、硬度大、质脆、导电性介于导体和绝缘体之间，是好的半导体材料。
［讲］因为Si在元素周期表中的位置仅次于金属与非金属分界线附近，因此硅有些性质与金属相似。硅的化学性质不活泼，常温下硅的化学性质很稳定，除F2、HF和NaOH外，Si不跟其他物质起反应。
［板书］
4、化学性质(1)常温下的反应：
Si+2F2==SiF4
Si+4HF==SiF4↑+2H2 ↑
Si+2NaOH +H2O == Na2SiO3+2H2↑
［讲］在高温下，Si能与O2等非金属单质发生反应 ［板书］(2)高温下的反应：
Si+O2 高温 SiOSiCl4 Si+2Cl2 高温 ［讲］硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制成太阳能电池，可制成有良好导磁性、耐酸性的合金。半导体晶体管及芯片的出现,促进了信息技术革命。请大家阅读教材P79-80上的内容，了解一下硅的用途。［投影小结］信息技术的关健材料，——半导体、晶体管、芯片。○2 半导体性能——将太阳能转换为光能的重要材料——光电池
○3 硅合金 ○［板书］
5、硅的制备(1)工业上制粗硅
SiO2 + 2C(2)由粗硅制纯硅
Si+2Cl2 高温 高温
Si+2CO ↑
石英砂
焦炭
电炉中
粗硅
SiCl4 Si+4HCl
SiCl4+2H2 高温 ［总结］本节课我们学习了硅酸盐的重要用途及性质，了解了硅酸钠的特性------耐火。知道了Si单质的重要用途。从结构上、从周期表的位置，进一步理解了Si的性质。21世纪人类所面临的重大问题之一是能源危机。而从书上我们了解到Si是具发展前景的新能源材料。同学们，随着人类对Si及其化合物的认识越来越深刻，随着科学技术的不断发展，我们有理由相信Si及其化合物对人类作出更大的贡献，给人类带来更大的惊喜!［自我评价］
1、下列关于硅的说法不正确的是(C)
A、硅是非金属元素，它的单质是灰黑色，有金属光泽的固体
B、硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。
C、硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应 D、加热到一定温度时，硅能与氧气、氯气等非金属反应
2、下列关于碳和硅的叙述中，不正确的是(AD)
A、氧化物都能与氢氧化钠溶液反应
B、单质在加热时都能跟氧气反应
C、氧化物溶于水都生成相应的酸
D、碳和硅两种元素都有同素异型体
教学回顾：
