二氧化硅与信息材料教案

二氧化硅与信息材料

一、教学目标：

1.知识与技能：

⑴了解硅在自然界的存在形式，了解硅及二氧化硅的重要性质。

⑵了解工业上高纯硅的制备方法。

⑶了解硅、二氧化硅在信息技术、材料科学等领域的应用和与人类文明发展的关系，激发学生研究、开发新材料的意识。

2.过程与方法目标：

通过碳与硅，二氧化碳与二氧化硅的对比学习，培养学生的推理、归纳、迁移能力。

3.情感与态度目标：

通过硅和二氧化硅的用途的学习，让学生体会到化学与社会的紧密联系，增强学生学习化学的情感需要。

三、教学重点与难点

重点：硅和二氧化硅的化学性质

难点：硅和二氧化硅的化学性质

三、教学用具：

多媒体辅助教学沙子玛瑙饰品、石英钟、。

四、教学方法：

［教师］：展示沙子和日常生活中的玛瑙饰品、石英钟等。

［提问］：你知道这些东西有什么共同点吗?有什么关系吗？

［学生］从化学角度讲主要成分都是二氧化硅。

［教师］幻灯片展示：芯片

［教师］提问：芯片中的主要材料是？

［学生］二氧化硅。

［教师］关于SiO2的性质及用途，我们还不是很了解，下面我们就来进一步学习二氧化硅。

［板书］二氧化硅与信息材料

［教师］：沙子是我们最常见到的二氧化硅之一，结合日常生活常识，日常所见的沙子在哪里？沙子有什么样的性质，基本上就是二氧化硅的性质。首先，沙子能否溶于水，能否与水反应，能否与空气反，加热时能否与氧气反应？

［学生］：沙子很坚硬，熔沸点高，可以耐高温；不溶于水也不与水反应，加热是也不与氧气反应，常温时与常见的酸也不反应。

［教师］很好，大家都说了很多二氧化硅的物理性质和化学性质，而且都很正确。那么二氧化硅还有哪些性质，结合课本的知识，对二氧化硅有一个全面的了解。

［教师］好，现在请归纳二氧化硅的相关的信息。

学生归纳，教师板书

板书：一、二氧化硅

1、存在形式

沙子、石英、水晶、硅藻土等。

2、空间结构：

正四面体的立体网状结构。

3、物理性质：

熔沸点高，硬度大，不溶于水的固体，不导电

【教师】二氧化硅的化学性质如何呢？学习一种新物质的性质我们往往可以找一种熟悉的、跟它比较有可比性的物质进行对比学习。你觉得应该找哪一种物质进行对比学习？讲讲你的理由？

【学生】都是酸性氧化物，碳元素和硅元素的最外层电子数相同。

【教师】二氧化碳有哪些化学性质呢？

【学生】氧化物的分类角度考虑具有酸性氧化物的通性。

从氧化还原的角度考虑具有弱氧化性

学生动手书写化学方程式：

CO2＋2NaOH＝Na2CO3＋H2O

CO2＋CaO＝CaCO3

CO2＋H2O＝H2CO3

CO2＋C＝2CO

【教师】二氧化硅也是一种酸性氧化物，与有相似的化学性质。请分析二氧化硅的化学性质，并写出相应的化学方程式。

【学生】SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O

SiO2+CaO＝CaSiO3

SiO2＋2C ＝Si＋2CO

【板书】4、化学性质

SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O

SiO2+CaO＝CaSiO3

SiO2＋2C ＝Si＋2CO

【教师】二氧化硅还有一个特殊性：它可以与氢氟酸反应

[板书]SiO2+4HF=SiF4 ↑+H2O

[讨论]实验室如何贮存氢氟酸？

【学生】塑料瓶

【教师】我们来小结下二氧化硅的的化学性质

【板书】常温下，性质稳定，不与水，酸（除氢氟酸）发生反应

【教师】在这里，我要给大家介绍一种新的酸——硅酸。硅酸是一种酸性比碳酸还弱的酸。酸性氧化物与水反应，利用较强酸制较弱酸原理，用可溶性盐与较强的酸反应。实验室能否用二氧化硅能与水反应制取硅酸？

【学生】不能，二氧化硅不溶于水

【教师】硅酸的制备方法是SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O

Na2SiO3+CO2+H2O＝Na2CO3+H2SiO3↓

或Na2SiO3+2HCl＝2NaCl+H2SiO3↓

【板书】SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O

Na2SiO3+CO2+H2O＝Na2CO3+H2SiO3↓

或Na2SiO3+2HCl＝2NaCl+H2SiO3↓

【教师】大家看书本第81页第二段，总结下二氧化硅的用途

【板书】5、二氧化硅用途：制光导纤维，光学镜片、石英坩埚等。

【教师】刚才学习的SiO2在信息领域有重要的应用，其实用SiO2制取得到的单质Si在信息领域也有重要的应用，下面我们就降下单质。

【板书】二、硅

【教师】硅单质用途广泛，但自然界中却没有硅单质。工业上是如何制取硅单质。

【板书】1、硅的制取

SiO2＋2C =Si＋2CO↑

Si＋2Cl2 =SiCl4

SiCl4 ＋2H2 = Si ＋4HCl

【教师】请一位同学总结一下硅的物理性质。

【板书】2、硅的物理性质：熔沸点很高，硬度很大。

【教师】下面我们来讨论以下硅的化学性质

单质硅在常温比较稳定，与氧气、氯气、硝酸、硫酸等物质都很难发生反应，但能与氟气、氢氟酸、强碱反应。在加热时能跟O2等物质发生反应。

【板书】：

3、硅的化学性质

Si+O2 加热=SiO2

Si+4F2=SiF4

Si+4HF=SiF4↑+2H2↑

Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑

提问：

根据所学的单质碳知识，归纳出硅的化学性质与碳的化学性质有什么相同点和不同点。

相同点：它们在常温下化学性质很稳定，在加热时能跟O2等物质发生反应。具有一定的还原性。

不同点：硅在常温下与氟气、氢氟酸、强碱反应。

碳在加热下与浓硫酸、硝酸等发生反应。

提问：

硅的主要用途是什么？