二氧化硅与信息材料的教学设计

高中化学苏教版化学必修1《二氧化硅与信息材料》的教学设计

一、前期分析

学习内容分析：本节课选自高中化学必修一专题3第三单元第二课，教材主要介绍了二氧化硅的物理化学性质以及应用，工业上用C还原法制取高纯度硅的方法和原理、硅晶体的物理化学性质以及硅晶体的应用。本节课编排在常见金属元素的学习之后，是对全面学习基础材料的补充，让学生能够更多的了解关于基础材料的知识。本节课之后，编排了一些非金属元素的学习，所以整个编排顺序是从金属元素的学习过渡到非金属元素的学习，随意本节知识的学习在整个单元学习中起到承上启下的过渡作用。

学习者分析：本节课的学生是高一学生，他们的思维能力比较活跃，对化学知识的学习充满好奇，而且在初中的学习中，已经学习过了有关碳元素及其化合物的有关知识，所以本节课通过类比碳元素知识的学习，让学生进行知识的构建，对学生来说难度不大。但是，本节课设计到很多新的内容，对硅是半导体，性质介于金属和非金属之间，类比有关碳知识的学习理解起来有点困难。此外，对于二氧化硅的化学性质的理解以及方程式的书写有些问题。

教学重点：二氧化硅的化学性质、碳还原法制取高纯硅的方法

教学难点：二氧化硅的化学性质

二、三维目标

知识与技能

1、知道硅在自然界中的存在形式；

2、掌握单质硅、二氧化硅的物理化学性质；

3、知道工业上高纯度硅的制备方法；

4、掌握二氧化硅和硅在信息技术、材料科学等领域的应用。

过程与方法

通过碳与硅、二氧化碳与二氧化硅的类比学习，培养推理、归纳、迁移能力

情感态度价值观

体会化学与生活息息相关、化学对我们生活的重要性。

三、教学准备

多媒体课

四、教学过程

【实物展示，导入新课】

PPT展示有关沙子、水晶、玛瑙的图片

师：你们知道他们主要有什么共同点吗？他们的主要成分是什么？

生：不知道

师：其实啊，水晶、玛瑙、沙子等都是天然存在的二氧化硅，关于二氧化硅，我们还需要了解一些什么指示呢？那么本节课呢，我们就一起来探讨有关二氧化硅的知识。既然我们知道沙子的主要成分是二氧化硅，那么沙子的性质就是二氧化硅的性质。首先，我们看一下，沙子有哪些物理性质呢？请同学们想一想，沙子能否溶于水，能否与水反应，能否与空气反应、加热时能否与氧气反应？

生：沙子硬度大，熔沸点很高，可以耐高温；不溶于水，也不与水反应、加热也不与氧气反应，常温也不与酸反应。

师：同学们回答的很好，那么我们一起来归纳下二氧化硅的物理性质。

【回顾旧知，类比学习】

师：通常，我们学习一种新物质的性质时我们往往可以找到一种自己熟悉的，跟它有可比性的物质进行类比学习。请同学们回顾一下，初中我们学习了碳和二氧化碳的有关知识，那么请同学们想一下，二氧化碳有哪些化学性质呢？

生：二氧化碳是酸性氧化物，可以和碱反应、、与碱性氧化物反应，有一定的弱氧化剂。师：同学回答的很好，那么接下来请同学们写一写二氧化碳分别与氢氧化钠、水、碳单质、氧化钙的反应方程式。请四位同学上黑板来依次写有关的反应方程式。

生：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O

生:CO2+H2O=H2CO3

生:CO2+C=2CO

生：CO2+CaO=CaCO3

师：请同学们看一下，这几位同学写的对吗？其实啊，第三位、第四位同学呢，忽略了条件在高温的条件下啊，所以同学们在写化学反应方程式的时候一定要将各个细节写全哈.其实，二氧化硅也是一种酸性氧化物，它与二氧化碳有着相似的化学性质，那么我们类比二氧化碳的反应，来学习二氧化硅的性质。我们知道，二氧化硅既然和二氧化碳有着相似的性质，那么它也可与与碱反应、与碱性氧化物反应，也有一定的氧化性。但是二氧化硅不溶于水，所以二氧化硅是不与水反应的。那么二氧化硅与这些物质反应，方程式是怎样的呢？那么首先我们看二氧化硅与氢氧化钠、氧化钙的反应方程式。

师：二氧化硅还有一个特殊性质：可以与氢氟酸反应。应用于玻璃雕花

{老师板书方程式}

师：同学们，我们知道水晶、玛沙子等都是自然界天然存在的，主要成分是二氧化硅，那么请大家想想，硅元素在自然界是以什么形式存在的呢？

生：化合物，二氧化硅等

师：很对，硅呢，在自然界中以化合物的形式存在。那么，我们要从自然界中得到单指硅，有什么办法呢？工业上，我们制备高纯度硅的方法采用的是碳还原法，这种方法得到的硅的纯度达到了99.9%。P81。我们一起来看看它的具体过程以及原理。

{老师板书方程式}

师：我们学习了二氧化硅的物理化学性质后，那么它有哪些应用呢？请同学们想想看，生活中，我们哪些地方用到了二氧化硅的知识呢？

生：手机芯片、光导纤维、集成电路

师：是的，二氧化硅在我们生活中应用很广泛的，除刚刚同学讲的外，二氧化硅还可以制作光学镜片、石英坩埚等等。

师：学习了二氧化硅的物理化学性质后，那么对于单质硅的物理化学性质及应用呢？下面呢，我们就一起来学习有关单质硅的知识。P82，请同学们看PPT上硅晶体制品，你能知道硅的哪些物理性质呢？

生：硬度大

师：是的，硅晶体不仅硬度大，而且熔沸点很高。除此之外呢，硅的化学性质也比较温度，常温下不与氧气、氯气、硝酸、硫酸等发生反应。硅晶体的导电性介于道题和绝缘体之间，是一种重要的半导体材料，广泛应用于电子工业的各个领域。同学们课后可以网上查查资料，增加自己的知识。

【回顾新知，归纳总结】

师：本节课我们学习了硅及其二氧化硅的物理化学性质及应用，高纯度硅的制备方法。同学们需要掌握这些知识。

五、形成性评价

1、光导纤维的主要成分是（）

A、Si

B、SiO2

C、SiC

D、水泥

2、简述工业上制得高纯度硅的原理和方法，写出方程式。

六、板书设计

二氧化硅与信息材料

一、二氧化硅

1、化学式：SiO2

2、自然界中存在形式：沙子、石英、水晶等

3、空间结构

正四面体的空间网状结构

4、物理性质

熔沸点高，硬度大，不溶于水。

5、二氧化硅的化学性质

6、高纯硅的制备