二氧化硅

《硅和二氧化硅》教案

台州一中毛传文

来源：更新时间：2006-04-20

教学目的要求：

1、知识目标

熟练掌握碳族元素相似性、递变性、特殊性的具体内容及原因。熟练掌握硅、二氧化硅的化学性质。

2、能力目标

把握“位―构―性”三者关系，掌握元素及化合物一类知识的学习方法。

3、德育目标

能灵活运用对立统一的辩证唯物主义观点，分析、解释元素化合物知识的有关内容。激发学生兴趣，培养勇于探索知识的学习品质。

教学过程：

[引言]：阅读CCTV报道，《共和国的嘉奖》2005年3月28日，庄严肃穆的人们大会堂。邓中翰心潮起伏，久久难以平静。在这里，他将代表中星微“星光中国芯”研发团队。接受共和国最高规格的奖励――国家科技进步奖。……

他们把技术变成了生成力和滚滚的财富，从此，中国人可以用上“中国芯”，并且让世界上其他国家也用上“中国芯”。让全世界都能听到“中国芯”咚咚跳动的声音。

[提问]：你读了这篇令人振奋的报道，你是否知道“中国芯”的核心材料是什么？

[学生]：硅。

[师]：含硅物质除了包括应用到“中国芯”等电子材料外，它还应用到我们生活的方方面面，请看：[投影]：含硅物质的用途。

[学生]：（观看）

[师]：硅及其化合物与我们的生活如此密切，用途如此广泛，让我们一起来学习硅及其化合物许多未知的性质。

[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]1。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。为了便于记忆，我们把半导体硅、锗、锡、镓编为顺口溜：“归者惜家”。

以上内容我们可总结如下：

[板书]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

[思考]根据元素周期律的知识你认为硅单质的化学性质与什么物质相似？你能否从中推测出硅有哪些化学性质？

[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确定，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P149第四自然段进行总结。

[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纳如下：

[讲解并板书]常温下性质稳定，不活泼，加热时，与某些非金属反应：

Si＋O2 SiO2

硅还有一些特性，请同学们写出硅和氟、硅和氢氟酸反应的化学方程式。

Si＋2F2 SiF4 Si＋HF SiF4＋2H2

Si＋2NaOH＋H2O Na2SiO3＋2H2

[师]除此以外，硅在高温时还可分别与碳及氮气反应生成熔沸点很高、硬度很大金刚砂――碳化硅（SiC）及氮化硅（Si3N4）。

[过渡]我们知道自然界没有单质硅存在，我们在工业上是如何制取硅呢？

[板书]（4）硅的制法

[学生看书后P146页回答]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。

高温

[板书]SiO2＋2C Si＋2CO（工业制法）

[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。

[提问]你知道什么是硅石、石英、水晶、玛瑙吗？

[板书]2.二氧化硅（SiO2）

[学生看书P146页最后自然段――P147页1-3自然段回答]

[生]天然的二氧化硅叫硅石，石英的主要成份是二氧化硅，透明的石英叫水晶，含有杂质的水晶叫玛瑙。

[师]很好，我们把硅石分类树状分布图

硅石

[板书]H4SiO4 H2SiO3＋H2O H4SiO4 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]硅酸钠（Na2SiO3）

[讲解] 硅酸钠的种类很多，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最前面，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?SiO2

Al(Si2O5)(OH)4 Al2O3?2SiO2?H2O

[练习]用硅酸盐氧化物的形式表示下列物质：

钙长石：CaAl2SiO6

[生练习]给予指导。

[课堂练习]

1.下列元素在自然界中只能以化合态存在的是（）

A.C

B.Si

C.S

D.O

2.能溶解单质硅的是（）

A.盐酸

B.硝酸

C.硫酸

D.氢氟酸

3．下列氧化物中不溶于水，但属于酸酐的是（）

A.SiO2

B.SO3

C.P2O5

D.CuO

4.下列物质的主要成分不是SiO2的是（）

A.玛瑙

B.水晶

C.金刚砂

D.石英

课堂小结：

Si

O2

SiO2

HF

或F2

SiF4

NaOH