硅和二氧化硅教案

硅和二氧化硅教案

第二节硅和二氧化硅●教学目标 1.使学生了解硅的结构特点、性质、用途、存在及制备方法。 2.使学生了解二氧化硅的存在、性质和用途。 3.培养学生对知识归纳、总结和探究的能力。●教学重点硅和二氧化硅的化学性质●教学难点培养学生对知识的归纳、总结和探究的能力●课时安排一课时●教学方法引导、探究、对比、练习●教学用具投影仪两条干燥的布条或线绳（其中一条在硅酸钠溶液中预先浸过）、酒精灯、火柴●教学过程［引言］请大家看课本彩图中的硅单质照片。［师］别看它看起来灰溜溜，它自己及它的化合物的作用却是大得很。大到高科技领域，小到我们的周围，到处都有硅及其化合物的踪影。当今电子工业的飞速发展，更是与人们对硅的性质的认识息息相关。本节课，我们就来学习硅及其化合物的有关知识。［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］一、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。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。［过渡］那么，硅单质的化学性质又有哪些？其与同主族的碳相比，是否一样？下面，我们就来学习这个问题。［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稳定，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P146第一自然段进行总结。［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Si+2F2====SiF4 Si+4HF====SiF4+2H2↑

Si+2NaOH+H2O====Na2SiO3+2H2↑ Si+O2 SiO2 ［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、硬度很大的金刚砂――碳化硅（SiC）及氮化硅（Si3N4）。［过渡］物质的用途由其性质决定，硅的这些性质决定了硅什么样的用途呢？请大家阅读课本P146第二自然段和课本P147选学内容“硅的用途”。［板书］（3）硅的用途［学生阅读后回答］可以用来制集成电路、晶体管、硅整流器、太阳能电池，还可以用来制造变压器铁芯及耐酸设备等。［师］回答得很好。不过，大家需要知道的是，电子工业上所用的硅，都是纯度很高的硅，而由我们刚才所学知识知道，自然界没有单质硅存在。那么，我们怎样制取硅呢？请大家看课本后回答。［板书］（4）硅的制法［学生看书后回答］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。［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。［过渡］硅在常温下性质稳定，但在受热条件下可与氧气反应生成二氧化硅。接下来，我们来学习硅的最高价氧化物――二氧化硅的性质。［板书］二、二氧化硅（SiO2）［问］二氧化硅与二氧化碳都是第ⅣA族元素形成的最高价氧化物，它们的性质是否相同呢？请大家回忆我们初中学过的二氧化碳的性质，并从物理性质和化学性质两方面回答。［生］二氧化碳的物理性质是：常温常压下是无色无味的气体，能溶于水，密度比空气大。化学性质是：本身不燃烧，一般情况下也不支持燃烧，能与水反应生成碳酸，能与碱反应，是酸性氧化物。［师］大家回答得很流利。请问，有没有固体的二氧化碳？［生］有！固体的二氧化碳叫干冰。［师］干冰可以用来人工降雨，为什么？［生］因为干冰有易升华的性质。［师］那么，二氧化碳所具有的物理性质二氧化硅是否具有呢？请大家看课本有关内容，比较二氧化碳与二氧化硅的物理性质。［板书］

（1）物理性质［学生看书后回答］二氧化硅与二氧化碳的物理性质差别很大，它是一种坚硬难熔的固体，不溶于水。［板书］坚硬难溶的固体，不溶于水。［过渡］二氧化硅的化学性质与二氧化碳相比，是不是也有这么大的差异呢？请大家阅读课本有关内容，并填写下表。［板书］（2）化学性质［投影展示］SiO2与CO2化学性质的比较物质二氧化硅（SiO2）二氧化碳（CO2）与水反应与酸反应与碱反应与碱性氧化物反应与碳反应［找一个同学把答案填写在胶片上，不足部分由教师和学生共同补充］注：［上表答案］不反应 CO2+H2O H2CO3

SiO2+4HF====SiF4↑+2H2O 不反应 SiO2+2NaOH====Na2SiO3+H2O CO2+2NaOH====Na2CO3+H2O CO2+NaOH====NaHCO3 SiO2+CaO CaSiO3 CO2+Na2O====Na2CO3 SiO2+2C Si+2CO↑ CO2+C====2CO ［师］从上表可以看出，二氧化硅能与碱反应生成相应的盐和水，是一种酸性氧化物，它不能溶于水得到相应的酸――硅酸。酸性氧化物一般不与酸发生化学反应，而二氧化硅却能与氢氟酸发生反应，这也是工业上用氢氟酸雕刻玻璃的反应原理。以上两点，属二氧化硅的特性。由此，我们可总结出二氧化硅的主要化学性质为：［讲解并板书］不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应。［问题探究］为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞。［生］因为玻璃中含有SiO2，SiO2是酸性氧化物，能和碱起反应，容易使玻璃瓶塞和瓶颈粘在一起而不能打开。［师］很正确。［过渡］二氧化硅广泛存在于自然界中，与其他矿物共同构成了岩石，天然二氧化硅也叫硅石。砂子的主要成分就是二氧化硅，石英的主要成分也是二氧化硅，水晶是纯度较高的二氧化硅。请大家看课本有关内容，了解它们的用途。并总结出来。［板书］（3）用途［学生看书后回答］二氧化硅可用来做光导纤维；石英可用来做石英钟、石英表，耐高温的石英玻璃；水晶可以用来制造电子工业中的重要部件、光学仪器、工艺品、眼镜片等，含有有色杂质的石英，还可用于制造精密仪器轴承，耐磨器皿和装饰品等。［师］大家回答得很全面。［师］确实，二氧化硅在日常生活、生产和科研等方面有着重要的用途，但有时也会对人体造成危害，使人患硅肺病，请大家阅读课本P148“二氧化硅粉尘