硅及其化合物公开课导学案

硅及其化合物导学案

年级：高一学科：化学授课人：时间：2020年

学习目标：

1．认识硅的性质，能说出硅的用途。

2．通过对比分析，理解二氧化硅的性质，了解二氧化硅的特性和用途。

3．掌握硅酸的性质和制备，学会强酸制弱酸的方法的运用。了解硅胶的用途。

活动一：认识硅的性质，了解硅的应用

1．写出碳和硅的原子结构示意图，指出两者的区别联系以及两种元素在自然界的存在。

2．单质硅有晶体和无定形两种，且已知晶体硅结构和金刚石类似。请你根据金刚石的性质，预测晶体硅的物理性质和化学性质

3．根据硅在元素周期表中的位置，解释硅成为信息技术关键材料的原因。4. 硅的用途：

活动二：理解二氧化硅的性质，了解二氧化硅的特性

．．和用途

1．研究二氧化硅的晶体结构，理解其化学式。

观察下列二氧化硅晶体的有关结构，回答有关问题：

二氧化硅中的[SiO4]四面体结构二氧化硅和金刚石的结构

⑴1个硅原子与几个氧原子直接相连？

⑵1个氧原子与几个硅原子直接相连？

⑶从组成物质的粒子看，如何描述二氧化硅和干冰的组成？

2．查阅资料，小组交流讨论自然界中含二氧化硅的物质有哪些？它们的物理性质如何？3．右图是实验室在特定条件下使用的石英坩埚。你认为石英坩埚有什么特点？

4．探究二氧化硅的化学性质。

根据下列事实，用化学方程式描述二氧化硅的化学性质。

⑴实验室中盛装NaOH等碱性溶液的试剂瓶，常用橡皮塞而不能用玻璃塞？

⑵玻璃雕刻时，通常先用石蜡把不需要雕刻部分的玻璃覆盖，然后在无石蜡的地方涂氢氟酸，片刻后玻璃被蚀刻，同时有水和一种由两种元素组成的气体生成。

⑶将SiO2与CO2对比，归纳二氧化硅的主要化学性质。

5．结合课本、查阅资料，小组交流二氧化硅有什么用途。

6．半导体工业中有一句话：“从沙滩到用户”。只有高纯硅（杂质少于百万分之一）才具有良好的半导体性能，被广泛用于半导体材料。请写出工业上制取高纯硅的各步反应方程式：

①在电炉里以C还原SiO2制得粗硅；

②将氯气与粗硅中的硅反应制得硅的氯化物SiCl4；

③用氢气还原SiCl4制得高纯硅。

【交流讨论】：1.为什么转化成四氯化硅？四氯化硅怎么分离出来？

2.最后一步为什么要用氢气做还原剂，而没有选择焦炭？

活动三：探究硅酸的制取方法

1．举例说明含氧酸的常见制取方法。

2．已知硅酸（以H2SiO3表示）是一种弱酸，请设计方案制取硅酸，要求反应完全时，即停止加入试剂。实验用品：饱和Na2SiO3溶液、6mol/L盐酸溶液、酚酞溶液、试管、胶头滴管等。

实验操

作

实验现

象

离子方

程式

3．硅酸钠的水溶液俗称“水玻璃”，是建筑行业经常使用的一种黏合剂。长期暴露在空气中会变质，这是因为“水玻璃”与空气中的CO2接触，生成白色的凝胶状沉淀和碳酸钠的缘故。试写出上述反应的化学方程式。

4．硅酸凝胶经干燥脱水后得到硅胶，硅胶可用做干燥剂，为什么？

【归纳总结】：

【课堂反馈】

1．下列物质的晶体，不存在分子的是

（）

A．二氧化硅 B．二氧化碳 C．二氧化硫 D．水

2．可以直接用作半导体材料（如大规模集成电路）的是

（）

A．二氧化硅 B．粗硅 C．高纯硅 D．硅酸盐

3．下列物质不与水反应的是

（）

A．SiO2 B．CO2 C．CaO D．Fe2O3

4．玻璃的主要成分之一是二氧化硅，能在玻璃上进行蚀刻，将其制成毛玻璃或雕花玻璃的物质是

A．烧碱 B．纯碱 C．氢氟酸 D．盐酸（）

5．将固态的NaOH加热至熔融状态，可选用的器皿是

（）

A．铁坩埚 B．石英坩埚 C．铝坩埚 D．蒸发皿

6．用一种试剂证明生石灰中含有石灰石和石英，下列试剂适宜的是

（）

A．NaOH溶液 B．盐酸 C．氢氟酸 D．氯化钠溶液

7．下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是

（）

A．SiO2→Na2SiO3 B．SiO2→H2SiO3 C．SiO2→CaSiO3 D．Na2SiO3→SiO2

8．能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是

（）

A．CO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水

B．CO2通入可溶性硅酸盐溶液中析出硅酸沉淀

C．高温下SiO2与碳酸盐反应生成CO2

D．氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀

9．为确认HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性强弱，某学生设计了如图所示的装置，一次实验即可达到目的(不必选用其他酸性物质)。请据此回答：

(1)圆底烧瓶中装某可溶性正盐溶液，分液漏斗所盛试剂应为。

(2)装置B所盛的试剂是，其作用

是。

(3)装置C所盛试剂是________________。C中反应的离子方程式

是。

(4)由此可得出的结论是：酸性 > > 。