1、无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角硅硅第二课时参考第二课时参考教案教案 教教 学学 目目 的的 知识知识 与与 技能技能 1、了解硅酸盐、硅的主要性质 2、认识硅酸盐、硅等在生产、信息技术、材料科学等领域的 应用 过程过程 与与 方法方法 通过硅与碳的比较学习，引导学生学会运用对比的方法 来认识物质。 情感情感 态度态度 价值观价值观 通过对硅酸盐材料及硅的用途学习，使学生了解新型无 机非金属材料，培养学生热爱科学的情感。 重重 点点 硅、硅酸盐的丰富性和多样性 难难 点点 通过学习，掌握研究非金属元素单质及化合物的一般方法 知知 识识 结结 构构 与与 板板 书书 设设 计计 二、二、
2、硅酸盐硅酸盐 (silicate) 1、定义：硅酸盐是由硅、氧、金属所组成的化合物的总称。、定义：硅酸盐是由硅、氧、金属所组成的化合物的总称。 2、硅酸钠、硅酸钠 (1) 物理性质：白色固体，易溶于水，水溶液俗称水玻璃或泡花碱，物理性质：白色固体，易溶于水，水溶液俗称水玻璃或泡花碱， 是一种泡花碱是一种泡花碱 (2) 化学性质：相对稳定，不能燃烧，不易被腐蚀，化学性质：相对稳定，不能燃烧，不易被腐蚀， 热稳定性强热稳定性强 3、表示方法：、表示方法： 原则：金属氧化物（较活泼原则：金属氧化物（较活泼-较不活泼较不活泼 ） 方法：方法： 找组成元素找组成元素 写成氧化物的形式写成氧化物的形式 原
3、子个数比不变原子个数比不变 检查有无遗漏检查有无遗漏 三、硅三、硅( silicon) 单质单质 1、存在形态：有晶体硅和无定形硅两种同素异形体、存在形态：有晶体硅和无定形硅两种同素异形体 2、晶体结构：正四、晶体结构：正四面体形面体形 3、物理性质：灰黑色具有金属光泽的固体、熔点高、硬度大、质、物理性质：灰黑色具有金属光泽的固体、熔点高、硬度大、质 脆、导电性介于导体和绝缘体之间，是好的半导体材料。脆、导电性介于导体和绝缘体之间，是好的半导体材料。 4、化学性质、化学性质 (1) 常温下的反应：常温下的反应： Si+2F2=SiF4 Si+4HF=SiF4+2H2 Si+2NaOH +H2O
4、 = Na2SiO3+2H2 (2) 高温下的反应高温下的反应： Si+O2 高温 SiO2 Si+2Cl2 高温 SiCl4 5、硅的制备、硅的制备 (1) 工业上制粗硅工业上制粗硅 SiO2 + 2C 高温 Si+2CO 石英砂石英砂 焦炭焦炭 电炉中电炉中 粗硅粗硅 (2) 由粗硅制纯硅由粗硅制纯硅 Si+2Cl2 高温 SiCl4 SiCl4+2H2 高温 Si+4HCl 教学过程教学过程 教学步骤、内容教学步骤、内容 教学方教学方 法、手法、手 段、师段、师 生活动生活动 思考思考SiO2与 CO2在物理、化学性质方面有哪些相似性和不同之处 投影回顾投影回顾 CO2 SiO2 物理
5、性质 无色无味气体，熔沸点都很 低，微溶于水，存在于空气 中 灰黑色固体，熔沸点都很高， 不溶于水，存在于岩石中， 俗名硅石、石英、水晶，纤 维、玻璃、硅藻土中都大量 含有 化 学 性 质 和 碱 性 氧 化 物 CO2+CaO=CaCO3 SiO2 +CO2 高温 CaSiO3 和 碱 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 和 酸 - SiO2+4HF=SiF4+2H2O 和 水 CO2+H2O=H2CO3 - 回顾回顾上节课我们提到，用可溶性硅酸盐 Na2SiO3来制备 H2SiO3 。 事实上，在自然界中，硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，
6、大多数硅 酸盐是不溶于水的。自然界中存在的各种天然硅酸盐矿物约占地壳总 质量的 5%。 板书二、硅酸盐板书二、硅酸盐 (silicate) 1、定义：硅酸盐是由硅、氧、金属所组成的化合物的总称。、定义：硅酸盐是由硅、氧、金属所组成的化合物的总称。 讲讲硅酸盐结构复杂，一般不溶于水，性质很稳定。最简单的硅酸 盐是硅酸钠，下面我们主要研究一下硅酸钠的性质 板书板书2、硅酸钠、硅酸钠 (1) 物理性质：白色固体，易溶于水，水溶液俗称水玻璃或泡花碱，是物理性质：白色固体，易溶于水，水溶液俗称水玻璃或泡花碱，是 一种泡花碱一种泡花碱 投影实验投影实验P77 实验 4-2、 放入蒸馏水 放入 Na2SiO
7、3饱和溶液 现象 当水分蒸发后燃烧 当水分蒸发后不易燃烧 结论 用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火 板书板书(2) 化学性质：相对稳定，不能燃烧，不易被腐蚀，化学性质：相对稳定，不能燃烧，不易被腐蚀， 热稳定热稳定性强性强 讲讲硅酸盐的种类很多，结构复杂，为了方便记忆和计算，常用氧 化物的形式表示硅酸盐的组成 板书板书3、表示方法：、表示方法： 原则：金属氧化物（较活泼原则：金属氧化物（较活泼-较不活泼较不活泼 ） 方法：方法：找组成元素找组成元素 写成氧化物的形式写成氧化物的形式 原子个数比不变原子个数比不变 检查有无遗漏检查有无遗漏 投影请用氧化物的形式表示下列硅酸盐的组成：投影请用氧化物的
8、形式表示下列硅酸盐的组成： 硅酸钠（硅酸钠（Na2SiO3） 镁橄榄石（镁橄榄石（Mg2SiO4） 高岭土高岭土 Al2(Si2O5)(OH)4 讲讲硅酸盐材料具有很多优良的性能，为我们的生活、为人类的科 技进步作出了很大的贡献。受传统陶瓷某些特殊性能的启发，科技工 作者在此基础上进行了一次又一次的创新，又研制出了许多种组成不 同、性能更特殊的新型陶瓷。请大家阅读教材 P77 上的科学视野。 投影投影传统硅酸盐材料： (1) 陶瓷：日用器皿、建筑饰材、卫生洁具 (2) 玻璃： (3) 水泥：以黏土和石灰石为主要原料 具有特殊功能的含硅物质： (1) 碳化硅（金刚砂） (2) 硅钢：导磁性良好，
9、用作变压器铁芯 (3) 硅橡胶 (4) 分子筛：具有均匀微孔结构的铝硅酸盐 (5) 生物陶瓷：人造骨 过过虽然硅的化合物很多，随处可见，而且从远古时期人类就已经 学会加工和使用陶瓷，但是硅的单质却到很晚-18 世纪上半叶才制 备出来。 硅别看起来灰溜溜的，它自己及化合物的作用却大得很，大到高科技 领域，小到我们的周围，到处都有 Si 及其化合物的踪影，当今电子工 业的飞速发展，更是人们对 Si 的性质的认识息息相关，本节我们就来 学习 Si 及其化合物的有关知识。 板书三、硅板书三、硅( silicon) 单质单质 1、存在形态：有晶体硅和无定形硅两种同素异形体、存在形态：有晶体硅和无定形硅两
10、种同素异形体 投影投影展示晶体 Si 和晶体 Si 的结构模型 板书板书2、晶体结构：正四面体形、晶体结构：正四面体形 讲讲晶体 Si 的结构类似于金刚石的正四面体型，因此物理性质与金 刚石类似。 板书板书3、物理性质：灰黑色具有金属光泽的固体、熔点高、硬度大、物理性质：灰黑色具有金属光泽的固体、熔点高、硬度大、 质脆、导电性介于导体和绝缘体之间，是好的半导体材料。质脆、导电性介于导体和绝缘体之间，是好的半导体材料。 讲讲 因为 Si 在元素周期表中的位置仅次于金属与非金属分界线附近， 因此硅有些性质与金属相似。硅的化学性质不活泼，常温下硅的化学 性质很稳定，除 F2、HF 和 NaOH 外，
11、Si 不跟其他物质起反应。 板书板书4、化学性质、化学性质 (1) 常温下的反应：常温下的反应： Si+2F2=SiF4 Si+4HF=SiF4+2H2 Si+2NaOH +H2O = Na2SiO3+2H2 讲讲在高温下，Si 能与 O2 等非金属单质发生反应 板书板书(2) 高温下的反应：高温下的反应： Si+O2 高温 SiO2 Si+2Cl2 高温 SiCl4 讲讲硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还 可以制成太阳能电池，可制成有良好导磁性、耐酸性的合金。半导体 晶体管及芯片的出现,促进了信息技术革命。请大家阅读教材 P79-80 上 的内容，了解一下硅的用途。 投影
12、小结投影小结 信息技术的关健材料，半导体、晶体管、芯片。 半导体性能将太阳能转换为光能的重要材料光电池 硅合金 板书板书5、硅的制备、硅的制备 (1) 工业上制粗硅工业上制粗硅 SiO2 + 2C 高温 Si+2CO 石英砂石英砂 焦炭焦炭 电炉中电炉中 粗硅粗硅 (2) 由粗硅制纯硅由粗硅制纯硅 Si+2Cl2 高温 SiCl4 SiCl4+2H2 高温 Si+4HCl 总结总结本节课我们学习了硅酸盐的重要用途及性质，了解了硅酸钠 的特性-耐火。知道了 Si 单质的重要用途。从结构上、从周期表的 位置，进一步理解了 Si 的性质。21 世纪人类所面临的重大问题之一是 能源危机。而从书上我们了
13、解到 Si 是具发展前景的新能源材料。同学 们，随着人类对 Si 及其化合物的认识越来越深刻，随着科学技术的不 断发展，我们有理由相信 Si 及其化合物对人类作出更大的贡献，给人 类带来更大的惊喜! 自我评价自我评价 1、下列关于硅的说法不正确的是( ) A、硅是非金属元素，它的单质是灰黑色，有金属光泽的固体 B、硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。 C、硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应 D、加热到一定温度时，硅能与氧气、氯气等非金属反应 2、下列关于碳和硅的叙述中，不正确的是( ) C AD A、氧化物都能与氢氧化钠溶液反应 B、单质在加热时都能跟氧气反应 C、氧化物溶于水都生成相应的酸 D、碳和硅两种元素都有同素异型体
