硅和二氧化硅教案

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1、教学目标1. 使学生了解硅的结构特点、性质、用途、存在及制备方法。2. 使学生了解二氧化硅的存在、性质和用途。3. 培养学生对知识归纳、总结和探究的能力。教学重点硅和二氧化硅的化学性质教学难点培养学生对知识的归纳、总结和探究的能力课时安排一课时教学方法引导、探究、对比、练习教学用具投影仪两条干燥的布条或线绳（其中一条在硅酸钠溶液中预先浸过）、酒精灯、火柴教学过程引言请大家看课本彩图中的硅单质照片。师别看它看起来灰溜溜，它自己及它的化合物的作用却是大得很。大到高科技领域，小到我们的周围，到处都有硅及其化合物的踪影。当今电子工业的飞速发展，更是与人们对硅的性质的认识息息相关。本节课，我们就来学习硅

2、及其化合物的有关知识。板书第二节 硅和二氧化硅过渡首先，我们来认识一下元素含量居于自然界第二的硅单质的性质。板书一、硅（si）师请大家阅读课本p145的第一、二自然段，总结出硅的存在形态、结构特点、物理性质等方面的内容。学生阅读问硅元素以什么形态存在于自然界？硅元素主要存在于什么物质里？生硅以化合态存在于自然界，硅元素主要存在于地壳的各种矿物和岩石里。问硅有几种同素异形体？分别是什么？生硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体。问为什么晶体硅的熔沸点高、硬度大？生因为它的结构类似于金刚石。问硅的导电性怎样？生介于金属与非金属之间，是半导体。师很好。以上内容我们可总结如下：板书以化合态存在于自然界，有

3、两种同素异形体。（1）物理性质：熔、沸点高，硬度大，半导体。过渡那么，硅单质的化学性质又有哪些？其与同主族的碳相比，是否一样？下面，我们就来学习这个问题。板书（2）化学性质师请大家根据初中所学知识回答，碳单质有哪些化学性质？生碳单质在常温下性质稳定，高温时可与氧气等活泼非金属反应。在化学反应中常做还原剂。师回答得很好。那么，硅的性质是否也如此呢？请大家阅读课本p146第一自然段进行总结。学生阅读后回答常温下，硅的化学性质不活泼，除氟气、氢氟酸和强碱外，硅不跟其他物质，如氧气、氯气、硝酸、硫酸等起反应。加热时，能跟一些非金属反应，如它能和氧气反应生成二氧化硅。师对。我们可把上述硅单质的化学性质归

4、纳如下：讲解并板书常温下性质稳定si+2f2=sif4 si+4hf=sif4+2h2si+2naoh+h2o=na2sio3+2h2 si+o2 sio2过渡物质的用途由其性质决定，硅的这些性质决定了硅什么样的用途呢？请大家阅读课本p146第二自然段和课本p147选学内容“硅的用途”。板书（3）硅的用途学生阅读后回答可以用来制集成电路、晶体管、硅整流器、太阳能电池，还可以用来制造变压器铁芯及耐酸设备等。师回答得很好。不过，大家需要知道的是，电子工业上所用的硅，都是纯度很高的硅，而由我们刚才所学知识知道，自然界没有单质硅存在。那么，我们怎样制取硅呢？请大家看课本后回答。板书（4）硅的制法学生看

5、书后回答我们使用的硅，都是从硅的化合物中提取的。工业上用碳和二氧化硅在高温下反应制取硅。师注意！上述反应中的产物是一氧化碳，而不是二氧化碳。另外，通过上述反应所制得的硅只是粗硅，用做半导体材料时，还需将其提纯。过渡硅在常温下性质稳定，但在受热条件下可与氧气反应生成二氧化硅。接下来，我们来学习硅的最高价氧化物二氧化硅的性质。板书二、二氧化硅（sio2）问二氧化硅与二氧化碳都是第a族元素形成的最高价氧化物，它们的性质是否相同呢？请大家回忆我们初中学过的二氧化碳的性质，并从物理性质和化学性质两方面回答。生二氧化碳的物理性质是：常温常压下是无色无味的气体，能溶于水，密度比空气大。化学性质是：本身不燃烧

6、，一般情况下也不支持燃烧，能与水反应生成碳酸，能与碱反应，是酸性氧化物。师大家回答得很流利。请问，有没有固体的二氧化碳？生有！固体的二氧化碳叫干冰。师干冰可以用来人工降雨，为什么？生因为干冰有易升华的性质。师那么，二氧化碳所具有的物理性质二氧化硅是否具有呢？请大家看课本有关内容，比较二氧化碳与二氧化硅的物理性质。板书（1）物理性质学生看书后回答二氧化硅与二氧化碳的物理性质差别很大，它是一种坚硬难熔的固体，不溶于水。板书坚硬难溶的固体，不溶于水。过渡二氧化硅的化学性质与二氧化碳相比，是不是也有这么大的差异呢？请大家阅读课本有关内容，并填写下表。板书（2）化学性质与水反应与酸反应与碱反应与碱性氧化

7、物反应与碳反应找一个同学把答案填写在胶片上，不足部分由教师和学生共同补充注：上表答案sio2+4hf=sif4+2h2o不反应师从上表可以看出，二氧化硅能与碱反应生成相应的盐和水，是一种酸性氧化物，它不能溶于水得到相应的酸硅酸。酸性氧化物一般不与酸发生化学反应，而二氧化硅却能与氢氟酸发生反应，这也是工业上用氢氟酸雕刻玻璃的反应原理。以上两点，属二氧化硅的特性。由此，我们可总结出二氧化硅的主要化学性质为：讲解并板书不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应。问题探究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。生因为玻璃中含有sio2，sio2是酸性氧化物，能和碱起反应，容易使玻璃瓶塞和瓶颈粘在

8、一起而不能打开。师很正确。过渡二氧化硅广泛存在于自然界中，与其他矿物共同构成了岩石，天然二氧化硅也叫硅石。砂子的主要成分就是二氧化硅，石英的主要成分也是二氧化硅，水晶是纯度较高的二氧化硅。请大家看课本有关内容，了解它们的用途。并总结出来。板书（3）用途学生看书后回答二氧化硅可用来做光导纤维；石英可用来做石英钟、石英表，耐高温的石英玻璃；水晶可以用来制造电子工业中的重要部件、光学仪器、工艺品、眼镜片等，含有有色杂质的石英，还可用于制造精密仪器轴承，耐磨器皿和装饰品等。师大家回答得很全面。师确实，二氧化硅在日常生活、生产和科研等方面有着重要的用途，但有时也会对人体造成危害，使人患硅肺病，请大家阅读

9、课本p148“二氧化硅粉尘的危害”的内容。学生阅读后师希望大家努力学习，并能在将来发明和创造一些新的技术，新的设备以控制空气中粉尘的含量，从而为人类的健康和生存环境做出贡献。过渡刚才我们提到二氧化硅不能溶于水得到相应的酸硅酸。那么，硅酸是怎样的一种酸？它怎样制得呢？下面我们就来学习这个问题。板书三、硅酸（h2sio3）师从上一节我们比较同主族元素的性质知道，硅酸是一种比碳酸还要弱的酸，它不溶于水，不能使指示剂变色，是一种白色粉末状的固体。板书不溶于水，酸性比碳酸弱。师硅酸可通过可溶性硅酸盐与酸反应得到，如：讲解生成的h4sio4叫原硅酸，是一种白色胶状物质，不溶于水，在干燥的空气中易失水变成硅

10、酸。硅酸在加热条件下会进一步失水得到二氧化硅。板书 h4sio4=h2sio3+h2o h2sio3 sio2+h2o过渡刚才我们提到的硅酸钠，是一种可溶性的硅酸盐，而其他硅酸盐多数是不溶于水的。硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，自然界中存在的各种天然硅酸盐矿物，约占地壳质量的5%。板书四、硅酸盐师请大家看以下实验。演示实验取两根一样的干燥布条（其中一根在硅酸钠溶液中浸过）在火焰上燃烧。问两根布条燃烧的情况一样吗？现象有何不同？生不一样。一根很容易燃烧，一根不燃。师是什么原因造成了这样的差别呢？答案在这里！板书硅酸钠（na2sio3）讲解不燃的布条是由于我预先在硅酸钠溶液中浸泡并晒干的。这也是硅

11、酸钠的用途之一。硅酸钠的水溶液俗名“水玻璃”，其用途很广，建筑工业及造纸工业用它做粘合剂。木材或织物用水玻璃浸泡过后既防腐又不易着火。浸过水玻璃的鲜蛋可以长期保存。水玻璃还用作软水剂，洗涤剂和制肥皂的填料。它也是制硅胶和分子筛的原料。硅酸盐的种类很多，结构也很复杂，通常可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成。书写时，应把金属元素的氧化物写在前面，若有多种金属元素，按活泼性依次减弱的顺序写出其氧化物，然后写sio2，最后写h2o，且各氧化物之间要用“•”隔开。如：板书并讲解 na2sio3 na2o•sio2al2（si2o5）（oh）4 al2o3•2s

12、io2•2h2o师粘土的主要成分也是硅酸盐，是制造陶瓷器的主要原料。投影练习阅读下文，完成13题。1. 假设根据每步反应建立一个生产车间，该高纯硅厂家需要几个车间a. 3个 b.4个2.生产原理中没有涉及到的反应是a. 置换反应 b.复分解反应3.该厂家不采用石英与焦炭直接制高纯硅的主要原因是4.al2o3•2sio2•2h2o是a. 混合物b.硅酸盐解析：硅酸盐的种类繁多，结构复杂，人们通常用金属氧化物和二氧化硅的形式来表示组成，如na2sio3改写成na2o•sio2。解此类题时，先把题目所给氧化物反写过来则为al2（si2o5）•

13、;（oh）4，为高岭石，即为硅酸盐，不是混合物，也不是两种氧化物的水化物，更不是铝酸盐。答案：b板书设计第三节 硅和二氧化硅一、硅（si）以化合态存在于自然界；有两种同素异形体。（1）物理性质：熔沸点高、硬度大、半导体。（2）化学性质常温下性质稳定si+o2 sio2（3）硅的用途（4）硅的制法二、二氧化硅（sio2）（1）物理性质：坚硬难溶的固体，不溶于水。（2）化学性质：不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应。（3）用途三、硅酸（h2sio3）不溶于水，酸性比碳酸弱h4sio4=h2sio3+h2o h2sio3 sio2+h2o四、硅酸盐硅酸钠（na2sio3） na2o•si

14、o2 al2（si2o5）（oh）4 al2o3•2sio2•2h2o教学说明本节课采用了学生自学、教师引导归纳，并同已学知识相比较的教学方法，目的是为了让学生更多地参与教学，并在学习的过程中培养学生对知识的归纳、总结和探究的能力。由于在初中已学过有关碳及其化合物的知识，采用对比的学习方法，可以使学生温故而知新。学生在了解sio2的用途时，教师同时引导他们了解sio2粉尘的危害。这可以培养学生在以后的实践中能辩证地看问题。本课时增加了一个有关水玻璃的实验。一是引起学生学习的兴趣；再就是学生会印象深刻；更重要的是消除学生对陈述性知识的乏味感，也希望能对后面硅酸盐工业的介绍，做一个很好的引子。另外，如果授课时间允许，最好能专用一个课时来学习和整理碳及其化合物的有关知识，以使碳族元素的知识更加丰富和条理化。注碳及其化合物的有关知识可参考备课资料的知识补充部分。