第四章 第一节 硅 无机非金属材料 教学案

第四章第一节硅无机非金属材料

【教学目标】

一、知识与技能

1、了解硅和二氧化硅在自然界中的物理性质和存在，用途。

2、掌握硅和二氧化硅的化学性质。

3、了解硅酸盐工业及生产水泥、玻璃的原料、原理，了解新型无机非金属材

料的特征和用途（新型陶瓷）

二、过程与方法

1、自主学习，培养学生自学能力。

2、活动探究，通过硅与碳、二氧化硅与二氧化碳的比较，培养学生的归纳能力、

比较能力。

三、情感、态度与价值观

1、培养学生学习元素化合物的正确方法：结构决定性质、性质决定用途。

2、通过对硅及其用途的学习使学生热爱自然、热爱化学。

3、联系生产生活及新科技，学以致用，培养学生对化学学习的兴趣。

【重点】１、硅和二氧化硅的物理、化学性质

２、硅和二氧化硅的特殊性质

3、硅酸盐的组成，工业生产水泥、玻璃的原料、原理

4、陶瓷材料应用及性能

【难点】硅和二氧化硅的性质、结构

【学习过程】

一、半导体材料和单质硅

【联想】计算机的芯片，传导电话、电视的光缆，化学实验室里的玻璃仪器，你能想像的出它们都是以硅或硅的化合物为材料制成的吗？

质疑：除了以硅酸盐为主要成分的传统无机非金属材料外，你还知道其他无机非金属材料吗？自然界中的岩石、沙子、土壤是由什么构成？

【想一想】碳和硅在结构上有何相同点和不同点？（填表）

原子结构示意图常见的化合价在自然界中的存在形式C

Si

【阅读】阅读课本P(103-104)回答以下问题：

１、传统无机非金属材料有哪些？，，等

２、地壳中含量最多的元素是，排第二位的是，含量最多的金属是

3、半导体材料特指导电能力的一类材料。

最早使用的半导体材料是。

现在多使用硅做半导体材料为什么？

错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。

４、单质硅有，两种，它们是硅元素的。

【小结】物理性质

５、硅属于 (物质类别)，其化学性质，常温下只能和、、反应，加热时还能和反应，写出反应的化学方程式

6、在自然界中硅只能以形式存在，常见的化合物有，

7、硅有哪些用途？

【小结】化学性质：

错误！未找到引用源。与非金属反应：错误！未找到引用源。与F2反应

错误！未找到引用源。与O2反应

错误！未找到引用源。与碱液（NaOH溶液）反应

错误！未找到引用源。与酸反应错误！未找到引用源。与HF反应

错误！未找到引用源。常温下与其他酸。

8、制法和用途：

二、二氧化硅和光导纤维

【知识回顾】

二氧化碳

与水反应

与NaOH反应

与CaO反应

与酸反应

氧化性

【阅读】阅读课本P105回答以下问题：请通过模型观察二氧化硅的结构填空：二氧化硅晶体中每1个Si原子周围结合个O原子，在中心, 在四个顶点，同时每1个O原子与个Si原子相结合，形成空间网状晶体。

１、二氧化硅具有什么样的物理性质？哪些常见的物质主要成分是二氧化硅？

２、从物质分类的角度来看，二氧化硅属于哪类物质，预测它能与哪些物质反应？

SiO2能与水反应生成相应的酸吗？为什么？

错误！未找到引用源。与强碱溶液反应（以NaOH为例）

错误！未找到引用源。与碱性氧化物反应（以CaO为例）

错误！未找到引用源。特性：和HF反应，应用

实验室为什么不用玻璃瓶盛氢氟酸？。

３、工业上制硫酸最后一步是SO3+H2O=H2SO4,能否用和水反应制取硅酸，说明理由；H2SiO3是难溶于水的二元弱酸，在实验室中怎样制取硅酸？列举SiO2的应用

４、水玻璃是，盛放氢氧化钠溶液的玻璃试剂瓶为什么不能使用磨口玻璃塞，试解释其中的原因。

５、SiO2有哪些用途？

【小结】二氧化硅的性质：

(１)酸性氧化物：

(２)与氢氟酸反应：

三、硅酸盐与无机非金属材料

阅读课本103页第一段，106页第一段，回答以下问题：

１、什么是无机非金属材料？有哪几类，各有哪些代表物质，举例说明。

２、硅酸盐材料有哪些性质？

３、如何表示硅酸盐的组成？用氧化物的形式表示下列硅酸盐的组成：

（如硅酸钠Na2SiO3表示成Na2O·SiO2）

①硅酸钙：CaSiO3

②高岭石：Al2（Si2O5）（OH）4

③钠长石：NaAlSi3O8。

阅读课本107页

４、玻璃、水泥

名称玻璃水泥

原料

主要成分

反应原理复杂的物理化学变化

反应条件

５、在制造玻璃的原料中，加入哪些物质后可得到各种不同用途的玻璃：

错误！未找到引用源。制造化学仪器的玻璃加入的物质是错误！未找到引用源。

制造光学仪器的玻璃加入的物质是错误！未找到引用源。制造蓝色玻璃加入的物质是错误！未找到引用源。制造红色玻璃加入的物质是

钢化玻璃优点在哪里，怎么制造？

６、混凝土由什么组成？有什么用途？

７、新型无机非金属材料有哪些特点？

８、几种新型的无机非金属材料，陶瓷材料主要有几类，各有什么特点？

（1）高温结构陶瓷：包括。（2）生物陶瓷：特点：。（3）压电陶瓷：具有的陶瓷称为压电陶瓷，目前广泛应用的压电陶瓷主要成分为。

压电陶瓷特点：。

压电陶瓷常用于

【巩固练习】

１、关于硅的化学性质的叙述中，正确的是（）

A、常温时不和任何酸反应

B、常温时可和强碱溶液反应

C、单质硅的还原性比碳的强

D、单质硅的氧化性比碳的强

２、下列物质不属于硅酸盐的是（）

A、黏土

B、硅藻土

C、Al2(Si2O5)

D、Mg2SiO4

３、下列变化需要加入氧化剂才能实现的是：（）

A、SiO2→SiO32-

B、Si→SiO32-

C、SiO2→Si

D、SiCl4→Si

４、关于晶体硅的说法中不正确的是：（）

A、晶体硅呈灰黑色，是具有金属光泽、硬而脆的非金属固体

B、硅的化学性质比较稳定，因此在自然界里有游离的硅存在

C、硅的化学性质很稳定，常温下不与任何物质发生反应

D、工业上用碳在高温下还原二氧化硅来制备粗硅

５、下列变化不能一步实现的是：（）

A、Na2SiO3→H2SiO3

B、H2SiO3→SiO2

C、SiO2→H2SiO3

D、SiO2→Na2SiO3

６、下列说法正确的是：（）