高中化學(xué)《硅》教案

高中化學(xué)《硅》教案

高中化學(xué)《硅》教案「篇一」

學(xué)法指導(dǎo)

1.要注意知識的縱向和橫向?qū)Ρ取?/p>

縱向，即碳族元素的單質(zhì)及化合物性質(zhì)的遞變規(guī)律的研究。如CH4和SiH4的

穩(wěn)定性強(qiáng)弱的比較，H2C03和H2SiO3,的酸性強(qiáng)弱的比較等。

橫向，即碳族元素跟同周期的氮族元素、氧族元素和鹵素元素的對比。如

Si、P、S、Cl的非金屬強(qiáng)弱的比較，氫化物的穩(wěn)定性、最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物

酸性強(qiáng)弱的比較等。

2.要注意知識的歸納總結(jié)。如歸納硅及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，水泥、玻

璃、陶瓷的生產(chǎn)過程等。在歸納時(shí)要注意各物質(zhì)的特殊性，如CO的毒性和還原

性,Si02的特性（與Na2c03、HF反應(yīng)）等。

3.要重視所學(xué)知識與社會、生產(chǎn)、科技的聯(lián)系。如半導(dǎo)體材料與計(jì)算機(jī)技術(shù)的

聯(lián)系，光導(dǎo)纖維與通訊的聯(lián)系等

考點(diǎn)說明

碳、硅等元素知識也是非金屬元素的命題熱點(diǎn)之一，該類試題常以元素及其化

合物知識為載體與化學(xué)基本概念、基本理論、化學(xué)實(shí)驗(yàn)及化學(xué)計(jì)算密切結(jié)合?？疾?/p>

的內(nèi)容主要有：

LC、C0的還原性;

2.CO、C02的檢驗(yàn)與鑒別；

3.C02、CO等氣體的制取和收集；

4.C02與NaOH、S02與C等反應(yīng)產(chǎn)物的確定及計(jì)算；

5.幾種新型無機(jī)非金屬材料的性能和重要用途；

6.環(huán)境保護(hù)，消除碳氧化物污染的綜合應(yīng)用。

C02作為化學(xué)與生物學(xué)相互聯(lián)系的重要物質(zhì)(C02是植物光合作用的反應(yīng)物，是

動物新陳代謝的產(chǎn)物)，在今后的綜合測試中應(yīng)引起重視。

7.金剛石、石墨、晶體硅、二氧化硅的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

第一講碳、硅及其化合物

第一節(jié)碳族元素

碳族元素位于元素周期表的WA族，包括C、S、Ge、Sn、Pb,最外層電子數(shù)

均為4個(gè)，易形成共價(jià)化合物。

1.碳族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律

元素

性質(zhì)

碳(C)

硅(Si)

錯(cuò)(Ge)

錫(Sn)

鉛(Pb)

主要化合價(jià)

+2、+4

+4(只有+4)

+2、+4

+2、+4

+2、+4

單質(zhì)色、態(tài)

無色或黑色固體

灰黑色固體

灰白色固體

銀白色固體

藍(lán)白色固體

氫化物RH4的穩(wěn)定性

主要氧化物

CO、C02

SiO2

GeO、Ge02

SnO>Sn02

Pb、Pb02

最高價(jià)氧化物的水化物

化學(xué)式

H2CO3

H2S1O3H4SiO4

Ge(OH)4

Sn(OH)4

Pb(OH)4

酸堿性

酸性遞減

堿性遞增(多數(shù)有兩性)

金屬性、非金屬性

非金屬性遞減、金屬性遞增

2.碳的化學(xué)性質(zhì)

碳在常溫下性質(zhì)比較穩(wěn)定，很難被氧化，但在點(diǎn)燃或加熱的條件下也能跟其它

物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

①還原性：

②可燃性：____________________________________________

③氧化性：____________________________________________

3.一氧化碳和二氧化碳的比較

（1）一氧化碳

物理性質(zhì)

五色無味氣體，劇毒（結(jié)合血紅蛋白），難溶于水

化學(xué)性質(zhì)

①可燃性

②還原性（與Fe304、CuO、H20的反應(yīng)）

③不成鹽氧化物

實(shí)驗(yàn)室制法

收集方法:排水法

檢驗(yàn)方法:點(diǎn)燃后在火焰上方罩上干燥的燒杯，無水霧出現(xiàn)，罩沾有澄清的石

灰水的燒杯，出現(xiàn)渾濁

工業(yè)制法主要用途:燃料、還原劑、化工原料

(2)二氧化碳

二氧化碳物理性質(zhì)：無色略帶酸味氣體，無毒，能溶于水(1:1)固體時(shí)俗稱干

冰

化學(xué)性質(zhì)

①不能燃燒，一般情況下不助燃；

②氧化性(與C、Mg的反應(yīng))

③酸性氧化物(與堿及堿性氧化物的反應(yīng))

④與鹽[Ca(C10)2、Na2SiO3、NaA102、C6H50Na]

收集方法：向上排空氣法

體驗(yàn)：使澄清的石灰水變渾濁煨燒石灰石：CaC03=Ca0+C02t

用途：滅火劑、致冷劑、人工降雨、制純堿、尿素等作用

4.硅及化合物

⑴硅

①晶體結(jié)構(gòu)：與金剛石的晶體結(jié)構(gòu)類似，是正四面體型空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的原子晶

體。

②物理性質(zhì)：硬度大、熔點(diǎn)高，具有金屬光澤，是一種半導(dǎo)體，只能以化合態(tài)

存在于自然界。

③化學(xué)性質(zhì)：不活潑。注意下列化學(xué)反應(yīng)的條件，前三者常溫反應(yīng)，后四者需

加熱。

第三個(gè)化學(xué)反應(yīng)方程式說明NaOH等堿性溶液不使用玻璃塞的試劑瓶。

第四個(gè)化學(xué)方程式說明氫氟酸能用玻璃試劑瓶，而應(yīng)用塑料瓶。

(3)硅酸

①制法：用可溶性硅酸鹽與酸反應(yīng)制?。?/p>

(思考，上述反應(yīng)說明硅酸的酸性比碳酸的酸性強(qiáng)這是為什么？)

②化學(xué)性質(zhì)

常溫可與F2、HF、NaOH反應(yīng)，加熱條件下可與02、H2HN03C12等物質(zhì)反

應(yīng)

(2)二氧化硅

結(jié)構(gòu)

化學(xué)性質(zhì)：酸性氧化物(與堿性氧化物反應(yīng)、堿反應(yīng))，特殊反應(yīng)(HF),與

碳反應(yīng)

(3)硅酸

制法

化學(xué)性質(zhì)

課堂之外

硅的制取：在半導(dǎo)體及集成電路的發(fā)展史上，硅是極其重要的角色，因此研

究計(jì)算機(jī)的地方稱為硅谷，集成電路需要超純度的硅，它是怎樣產(chǎn)生的呢?

SiO2+2C鏢i+2C0t

主要副反應(yīng)為：SiO2+3C鏢iC+2C0t

因此生產(chǎn)的粗硅所含的雜質(zhì)有C、Si02、SiC等，它們都是高熔沸點(diǎn)物質(zhì)。為

了提純硅采用下列方法：

SiC14的沸點(diǎn)很低，可以采用蒸儲的方法反復(fù)提純，直所需的純度。

2.鉛的化合物與鉛污染

鉛的應(yīng)用很廣，如鉛蓄電池、汽油抗爆震的添加劑四乙基鉛［Pb(C2H5)］等，古

代也有人用鉛制成器皿，但鉛是有毒的，古羅馬帝國時(shí)興用鉛皿煮酒以消除酸味：

Pb+2CH3C00H=(C1I3C00)2Pb+H2t

(醋酸)鉛糖

但由于鉛糖是有毒的，不少的'人因此而中毒?，F(xiàn)代鉛污染主要來源于汽車的

尾氣，環(huán)保部門已在很多城市禁止使用含鉛汽油。

考題解析

例下列關(guān)于硅的說法不正確的是

A.硅是非金屬元素，但它的單質(zhì)是灰黑色有金屬光澤的固體

D.硅的導(dǎo)電性能介于金屬和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料

C硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)起反應(yīng)

D.當(dāng)加熱到一定溫度時(shí)，硅能與氧氣、氫氣等非金屬反應(yīng)

［解析］常溫下，硅可與氟氣、氫氟酸、強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，加熱和高溫條件下，

硅能與氧氣、氫氣起反應(yīng)。選C。

［答案］c

例下列關(guān)于碳族元素的說法中，錯(cuò)誤的是

A.它們從上到下的非金屬性向金屬性遞變的趨勢比鹵族元素明顯

B,碳族元素的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性從上到下逐漸減弱

C碳族元素原子的最外層都有4個(gè)電子

D.主要化合價(jià)有+2價(jià)和+4價(jià)，大多數(shù)+2價(jià)化合物穩(wěn)定

［解析］由碳族元素主要化合價(jià)及有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)遞變規(guī)律。

A、B、C說法正確，D不正確。因?yàn)镃、Si、Ge、Sn的+4價(jià)化合物都是穩(wěn)定

的，而只有鉛的+2價(jià)化合物是穩(wěn)定的。

［答案］D

高中化學(xué)《硅》教案「篇二」

高中化學(xué)《硅》教案推薦

第一節(jié)無機(jī)非金屬材料的主角一一硅

教材分析:

硅是帶來人類文明的重要元素之一，硅及其化合物是元素化合物知識的重要基

礎(chǔ)知識。本節(jié)內(nèi)容不僅為形成化學(xué)基本觀念提供感性基礎(chǔ)，也為了解化學(xué)與生活，

化學(xué)與社會發(fā)展，化學(xué)與技術(shù)進(jìn)步之間的密切關(guān)系提供了豐富的素材。

本節(jié)的主要內(nèi)容有硅在自然界中的存在形式、二氧化硅的性質(zhì)、硅酸鹽的性

質(zhì)、硅及化合物的用途。在教學(xué)中可采用碳和硅（同一主族相鄰的兩種元素）進(jìn)行

對比，突出它們的相似性與不同性。另外多運(yùn)用日常生活中的事例進(jìn)行教學(xué)，聯(lián)系

生產(chǎn)生活的實(shí)際，充分利用實(shí)物、模型、彩圖、實(shí)物照片等形式，增強(qiáng)教學(xué)的直觀

行，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)的情感。

教學(xué)目標(biāo)：

知識與技能

1、了解硅的重要化合物的主要性質(zhì)，認(rèn)識硅及其化合物的主要用途。

2、聯(lián)系生產(chǎn)生活實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生對知識的遷移能力。

過程與方法

1、采用對比的方法，聯(lián)系碳、二氧化碳大等學(xué)生已有的知識、經(jīng)驗(yàn)來介紹

硅、二氧化硅等新知識。

2、運(yùn)用日常生活中事例進(jìn)行教學(xué)，增強(qiáng)教學(xué)的直觀性。

情感態(tài)度與價(jià)值觀

1、認(rèn)識硅及其化合物的廣泛喲鷗鳥國土，體會化學(xué)的創(chuàng)造性與實(shí)用性，并關(guān)

注化學(xué)有關(guān)的實(shí)際問題。

2、利用實(shí)物、模型及學(xué)生自己手機(jī)的有關(guān)實(shí)物或照片，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興

趣，培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)的情感。

3、通過動手實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

教學(xué)重點(diǎn)：

二氧化硅的性質(zhì)

教學(xué)難點(diǎn)：

硅酸鹽的豐富性和多樣性。

教學(xué)方法：

對比法、討論法、講授法

教學(xué)安排：（二課時(shí)）

第一課時(shí)：二氧化硅、硅酸

第二課時(shí)：硅酸鹽、單質(zhì)硅

教學(xué)過程：（第一課時(shí)）

［導(dǎo)入］美國的硅谷一一位于美國西海岸加利福尼亞州北部舊金山南郊，圣克拉

拉縣和圣胡安兩城之間的一條長48公里，寬16公里的長條形地帶上。由于它集

中了全世界90%以上的著名半導(dǎo)體公司（思科、英特爾、惠普、朗訊、蘋果），

而半導(dǎo)體的基本元件是硅片，所以該地區(qū)被稱為“硅谷”。該地區(qū)客觀上成為美國

高新技術(shù)的搖籃。

現(xiàn)在硅谷已成為世界各國半導(dǎo)體工業(yè)聚集區(qū)的代名詞。也是高新科技的象征。

［師］既然硅這么重要，那么他是如何存在，有些什么性質(zhì)呢？

［板書］§4-1無機(jī)非金屬材料的主角一一硅

［師］主角，我們足以看出硅的地位。我們看課本P46圖3T,硅在地殼中的含

量居第二，僅次與氧。

硅的氧化物及硅酸鹽構(gòu)成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤、約占地殼總量

的'90%以上。

［學(xué)生活動］看圖4-1

［師］大家在元素周期表中找到硅，并且寫出硅和碳的原子結(jié)構(gòu)示意圖。

［學(xué)生活動］

CSi

［師］它們最外層均為四個(gè)電子，既不容易得到也不容易失去，性質(zhì)穩(wěn)定。但他

們卻是不可以忽視的：碳一統(tǒng)治了有機(jī)界：碳是構(gòu)成有機(jī)物的主要元素；硅一統(tǒng)治

了無機(jī)礦物界：硅是構(gòu)成巖石與許多礦物的基本元素。下面我們的學(xué)習(xí)就圍繞著碳

和硅的相似性進(jìn)行學(xué)習(xí)。

［學(xué)生活動］回顧碳的相關(guān)知識

存在酸性氧化物弱酸性質(zhì)

［師］閱讀課本P74-76頁內(nèi)容，從碳的性質(zhì)總結(jié)硅、二氧化硅、硅酸的性質(zhì)。

［學(xué)生活動］

［資料卡片］在25℃和lOlkPa的條件下，由單質(zhì)生成lmolC02時(shí)放熱393.5kJ;

而在同樣條件下，生成lmolSi02時(shí)放熱910.9kJ.放熱越多，其生成物通常越穩(wěn)定，

可見Si02比C02更容易生成,而且更穩(wěn)定。

［思考］比較碳、硅親合氧的能力及硅在自然存在形式？

［歸納］①硅的親氧性強(qiáng)于碳的親氧性。

②因此硅元素在氧化氣氛包圍的地球上，硅主要以Si02及硅酸鹽形式存在。

［板書］1、二氧化硅Si02

［師］從課本P74-75的內(nèi)容，大家對二氧化硅進(jìn)行樹型分類？

［學(xué)生思考、書寫］

［展示］二氧化硅的結(jié)構(gòu)模型

［師］二氧化硅晶體，基本結(jié)構(gòu)單元是正四面體，每個(gè)Si結(jié)合4個(gè)0,每個(gè)0

結(jié)合2個(gè)Si,形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。正是這種結(jié)構(gòu)，決定了其具有優(yōu)良的物理和化

學(xué)性質(zhì)。

［思考與交流］請根據(jù)Si02的存在和應(yīng)用思考：

二氧化硅具有哪些物理性質(zhì)？化學(xué)穩(wěn)定性如何?你的根據(jù)是什么？Si02的這些

性質(zhì)是由什么決定的？

［學(xué)生活動］

［歸納、總結(jié)、板書］

①物理性質(zhì)：熔點(diǎn)高、硬度大

②用途：建筑材料、飾品、工藝品

③化學(xué)性質(zhì)：穩(wěn)定性好

［過渡］下面我們一起來看看SiO2的化學(xué)性質(zhì)，玻璃的主要成分是二氧化硅和

硅酸鹽，我們通過其性質(zhì)，來看SiO2的性質(zhì)。

［師］我們可以用玻璃瓶來裝試劑：酸、堿、鹽，這可以看出其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,

不能夠跟一般的酸發(fā)生反應(yīng)，除HF外。

［板書］a、不與酸反應(yīng)，氫氟酸除外

SiO2+4HF=SiF4t+2H20

用途：可以在玻璃上雕刻花紋等

［師］因?yàn)镠F酸可以和SiO2反應(yīng)，所以HF的保存就不能使用玻璃瓶，而用塑

料或橡膠瓶，我們可以用這個(gè)性質(zhì)在玻璃上雕刻花紋，量器上雕刻刻度等。

［展示］裝有NaOH的試劑瓶

［思考］一般的試劑瓶都使用玻璃瓶塞，而這個(gè)試劑瓶使用的是橡膠塞，為什

么？

［思考、討論］

［總結(jié)］我們開始將C02和Si02比較，C02是酸性氧化物，Si02也是酸性氧化

物，所以其具有酸性氧化物的通性，即能與堿、堿性氧化物反應(yīng)。

［板書］b、與堿性氧化物反應(yīng)

C、與堿反應(yīng)

SiO2+2NaOH=Na2Si03+H20

［師］正是因?yàn)槠淠芘cNaOII發(fā)生反應(yīng)，所以其瓶塞使用的是橡膠塞。

［過渡］C02溶于水生成H2c03,Si02我們知道它是不能溶于水的，它有沒有對

應(yīng)的酸呢？如何制取呢？

［思考］碳酸的制取，使用的是強(qiáng)酸制弱酸的方法，那么硅酸是不是也可以使用

同樣的方法獲得呢？

［探究實(shí)驗(yàn)4-1］試管中取3mlNa2SiO3溶液，滴入2滴酚St逐滴加入稀

HC1,邊加邊振蕩，至紅色變淺并接近消失時(shí)停止。

［學(xué)生活動］觀察、思考

［總結(jié)、歸納、板書］2、硅酸

實(shí)驗(yàn)過程：

現(xiàn)象：紅色消失，生成白色凝膠

結(jié)論：硅酸鈉轉(zhuǎn)化為硅酸

反應(yīng)：Na2SiO3+2HCl=H2SiO3（膠體）+2NaCl

［師］硅酸凝膠經(jīng)干燥脫水后的到多空的硅酸干凝膠，稱為“硅膠”。硅膠多

空，吸附水的能力強(qiáng)，常用作實(shí)驗(yàn)室和袋裝食品、瓶裝藥品的干燥劑，也可以作催

化劑的載體。

［課堂練習(xí)］

1、下列各組物質(zhì)有關(guān)性質(zhì)關(guān)系的比較，正確的是（）

A.溶解性：C02H2C03

C.熔點(diǎn)：SiO2>C02（干冰）D.硬度：SiO2<CO2

2、要除去Si02中的CaO雜質(zhì)，最適宜的試劑是（）

A、純堿溶液B、鹽酸

C、硫酸D、氫氧化鈉溶液

［總結(jié)］本節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了二氧化硅的存在、用途、性質(zhì)和硅酸的制取、用

途。需要重點(diǎn)掌握二氧化硅的性質(zhì)和硅酸的制取。

板書設(shè)計(jì)：

§4-1無機(jī)非金屬材料的主角一一硅

1、二氧化硅Si02

①物理性質(zhì)：熔點(diǎn)高、硬度大

②用途：建筑材料、飾品、工藝品

③化學(xué)性質(zhì)：穩(wěn)定性好

a、不與酸反應(yīng)，氫氟酸除外

SiO2+4HF=SiF4t+2H20

用途：可以在玻璃上雕刻花紋等

b、與堿性氧化物反應(yīng)

C、與堿反應(yīng)

SiO2+2NaOH=Na2Si03+H20

2、硅酸

實(shí)驗(yàn)過程：

現(xiàn)象：紅色消失，生成白色凝膠

結(jié)論：硅酸鈉轉(zhuǎn)化為硅酸

反應(yīng)：Na2Si03+2HCl=II2Si03（膠體）+2NaCl

教學(xué)反思：

教學(xué)過程：（第二課時(shí)）

［復(fù)習(xí)引入］上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了二氧化硅的性質(zhì)和用途和硅酸的制取用途。

對照它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，寫出相應(yīng)的方程式。

［學(xué)生活動］書寫相關(guān)的化學(xué)方程式。

［創(chuàng)設(shè)情境］在農(nóng)田的施肥中，如何才能使，K+更大程度的吸收呢？聯(lián)系膠體

的性質(zhì)進(jìn)行思考。

［學(xué)生活動］閱讀P77,科學(xué)視野。

［師］硅酸鹽巖石長期在水和大氣中二氧化碳侵蝕下，風(fēng)化為黏土，并且形成土

壤膠體。土壤膠體帶負(fù)電，與，K+等營養(yǎng)離子相結(jié)合，使土壤具有保肥作用。

土壤、巖石中都含有大量硅酸鹽，硅酸鹽在自然界中分布極廣，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，

大多數(shù)不溶于水，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。

［展示］Na2SiO3溶液

［師］Si02與NaOH反應(yīng)生成的Na2SiO3就一種最簡單的硅酸鹽，其能夠溶于

水，水溶液俗稱為水玻璃，是制備硅膠和木材防火劑的主要原料。

［實(shí)驗(yàn)4-2］取兩個(gè)濾紙片，分別浸在水和水玻璃中，取出，放在酒精燈外焰

上。

［學(xué)生活動］觀察、填表。

放入蒸儲水放入Na2SiO3飽和溶液

現(xiàn)象

結(jié)論

［師］浸泡在Na2SiO3飽和溶液的濾紙不能燃燒，所以其可以作木材的防火劑。

［師］看圖4-8應(yīng)用廣泛的硅酸鹽產(chǎn)品

［學(xué)生活動］閱讀課本P78-79內(nèi)容，填寫下表

［板書］

原料生產(chǎn)設(shè)備主要成分

水泥

玻璃

陶瓷

［師］以上我們介紹的是傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料，現(xiàn)在非金屬材料發(fā)展迅速，出

現(xiàn)了許多具有特殊功能的材料。

介紹SiC、硅鋼、硅橡膠、新型陶瓷等內(nèi)容。

［學(xué)生活動］閱讀課本P79,單質(zhì)硅，完成下列問題。

［板書］(1)硅單質(zhì)的存在形式：有和兩種。

(2)物理性質(zhì)：0

(3)化學(xué)性質(zhì)：常溫下o

(4)硅的用途：高純硅是良好的_______材料，于制造集成電路、太陽能電池

等。

［師］指導(dǎo)學(xué)生完成，并介紹相關(guān)內(nèi)容

［課堂練習(xí)］

1、熔融燒堿應(yīng)選用的器皿是()

A.石英生埸B.普通玻璃均埸

C.鐵制用煙D.陶瓷片煙

2、生產(chǎn)水泥、普通玻璃都要用到的主要原料是()

A.黏土B.石灰石

C.純堿D.石英

3、下列所列各物質(zhì)的用途中，不正確的是

A.石英砂：制玻璃、制單晶硅B.硅膠：干燥劑、吸附劑、催化劑載體

C.碳化硅：砂紙、砂輪D.硅酸：粘合劑、耐火材料

［總結(jié)］這節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了硅酸鹽和單質(zhì)硅的相關(guān)知識。需要重點(diǎn)掌握傳

統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料水泥、玻璃、陶瓷的原料，生產(chǎn)過程和主要成分，以及硅做

半導(dǎo)體的特性的用途。

高中化學(xué)《硅》教案「篇三」

教學(xué)目標(biāo)

L使學(xué)生了解硅的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、性質(zhì)、用途、存在及制備方法。

2.使學(xué)生了解二氧化硅的存在、性質(zhì)和用途。

3.培養(yǎng)學(xué)生對知識歸納、總結(jié)和探究的能力。

教學(xué)重點(diǎn)

硅和二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)

教學(xué)難點(diǎn)

培養(yǎng)學(xué)生對知識的歸納、總結(jié)和探究的能力

課時(shí)安排

一課時(shí)

教學(xué)方法

引導(dǎo)、探究、對比、練習(xí)

教學(xué)用具

投影儀

兩條干燥的布條或線繩（其中一條在硅酸鈉溶液中預(yù)先浸過）、酒精燈、火柴

教學(xué)過程

［引言］請大家看課本彩圖中的硅單質(zhì)照片。

［師］別看它看起來灰溜溜，它自己及它的化合物的作用卻是大得很。大到高

科技領(lǐng)域，小到我們的周圍，到處都有硅及其化合物的蹤影。當(dāng)今電子工業(yè)的飛速

發(fā)展，更是與人們對硅的性質(zhì)的認(rèn)識息息相關(guān)。本節(jié)課，我們就來學(xué)習(xí)硅及其化合

物的有關(guān)知識。

［板書］第二節(jié)硅和二氧化硅

［過渡］首先，我們來認(rèn)識一下元素含量居于自然界第二的硅單質(zhì)的性質(zhì)。

［板書］一、硅（Si）

［師］請大家閱讀課本P145的第一、二自然段，總結(jié)出硅的存在形態(tài)、結(jié)構(gòu)

特點(diǎn)、物理性質(zhì)等方面的內(nèi)容。

［學(xué)生閱讀］

［問］硅元素以什么形態(tài)存在于自然界？硅元素主要存在于什么物質(zhì)里？

［生］硅以化合態(tài)存在于自然界，硅元素主要存在于地殼的各種礦物和巖石

里。

［問］硅有幾種同素異形體？分別是什么？

［生］硅有晶體硅和無定形硅兩種同素異形體。

［問］為什么晶體硅的熔沸點(diǎn)高、硬度大？

［生］因?yàn)樗?結(jié)構(gòu)類似于金剛石。

［問］硅的導(dǎo)電性怎樣？

［生］介于金屬與非金屬之間，是半導(dǎo)體。

［師］很好。以上內(nèi)容我們可總結(jié)如下：

［板書］以化合態(tài)存在于自然界，有兩種同素異形體。

(1)物理性質(zhì)：熔、沸點(diǎn)高，硬度大，半導(dǎo)體。

［過渡］那么，硅單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)又有哪些？其與同主族的碳相比，是否一

樣？下面，我們就來學(xué)習(xí)這個(gè)問題。

［板書］(2)化學(xué)性質(zhì)

［師］請大家根據(jù)初中所學(xué)知識回答，碳單質(zhì)有哪些化學(xué)性質(zhì)？

［生］碳單質(zhì)在常溫下性質(zhì)穩(wěn)定，高溫時(shí)可與氧氣等活潑非金屬反應(yīng)。在化學(xué)

反應(yīng)中常做還原劑。

［師］回答得很好。那么，硅的性質(zhì)是否也如此呢？請大家閱讀課本P146第

一自然段進(jìn)行總結(jié)。

［學(xué)生閱讀后回答］

常溫下，硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，除氟氣、氫氟酸和強(qiáng)堿外，硅不跟其他物質(zhì)，

如氧氣、氯氣、硝酸、硫酸等起反應(yīng)。加熱時(shí).，能跟一些非金屬反應(yīng)，如它能和氧

氣反應(yīng)生成二氧化硅。

［師］對。我們可把上述硅單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)歸納如下：

［講解并板書1常溫下性質(zhì)穩(wěn)定

Si+2F2====SiF4Si+4HF====SiF4+2H2t

Si+2NaOH+1120====Na2Si03+2H2tSi+02SiO2

［師］除此以外，硅在高溫時(shí)還可分別與碳及氮?dú)夥磻?yīng)生成熔沸點(diǎn)很高、硬度

很大的金剛砂一一碳化硅(SiC)及氮化硅(Si3N4)。

［過渡］物質(zhì)的用途由其性質(zhì)決定，硅的這些性質(zhì)決定了硅什么樣的用途呢？

請大家閱讀課本P146第二自然段和課本P147選學(xué)內(nèi)容“硅的用途”。

［板書］(3)硅的用途

［學(xué)生閱讀后回答］可以用來制集成電路、晶體管、硅整流器、太陽能電池，

還可以用來制造變壓器鐵芯及耐酸設(shè)備等。

［師］回答得很好。不過，大家需要知道的是，電子工業(yè)上所用的硅，都是純

度很高的硅，而由我們剛才所學(xué)知識知道，自然界沒有單質(zhì)硅存在。那么，我們怎

樣制取硅呢？請大家看課本后回答。

［板書］(4)硅的制法

［學(xué)生看書后回答］我們使用的硅，都是從硅的化合物中提取的。工業(yè)上用碳

和二氧化硅在高溫下反應(yīng)制取硅。

［板書］SiO2+2CSi+2C0t(工業(yè)制法)

［師］注意！上述反應(yīng)中的產(chǎn)物是一氧化碳，而不是二氧化碳。另外，通過上

述反應(yīng)所制得的硅只是粗硅，用做半導(dǎo)體材料時(shí)，還需將其提純。

［過渡］硅在常溫下性質(zhì)穩(wěn)定，但在受熱條件下可與氧氣反應(yīng)生成二氧化硅。

接下來，我們來學(xué)習(xí)硅的最高價(jià)氧化物一一二氧化硅的性質(zhì)。

［板書］二、二氧化硅(Si02)

［問］二氧化硅與二氧化碳都是第WA族元素形成的最高價(jià)氧化物，它們的性

質(zhì)是否相同呢？請大家回憶我們初中學(xué)過的二氧化碳的性質(zhì)，并從物理性質(zhì)和化學(xué)

性質(zhì)兩方面回答。

［生］二氧化碳的物理性質(zhì)是：常溫常壓下是無色無味的氣體，能溶于水，密

度比空氣大。

化學(xué)性質(zhì)是：本身不燃燒，一般情況下也不支持燃燒，能與水反應(yīng)生成碳酸，

能與堿反應(yīng)，是酸性氧化物。

［師］大家回答得很流利。請問，有沒有固體的二氧化碳？

［生］有！固體的二氧化碳叫干冰。

［師］干冰可以用來人工降雨，為什么？

［生］因?yàn)楦杀幸咨A的性質(zhì)。

［師］那么，二氧化碳所具有的物理性質(zhì)二氧化硅是否具有呢？請大家看課本

有關(guān)內(nèi)容，比較二氧化碳與二氧化硅的物理性質(zhì)。

［板書］(1)物理性質(zhì)

［學(xué)生看書后回答］二氧化硅與二氧化碳的物理性質(zhì)差別很大，它是一種堅(jiān)硬

難熔的固體，不溶于水。

［板書］堅(jiān)硬難溶的固體，不溶于水。

［過渡］二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)與二氧化碳相比，是不是也有這么大的差異呢？

請大家閱讀課本有關(guān)內(nèi)容，并填寫下表。

［板書］(2)化學(xué)性質(zhì)

［投影展示］SiO2與C02化學(xué)性質(zhì)的比較

物質(zhì)二氧化硅(Si02)二氧化碳(C02)

與水反應(yīng)

與酸反應(yīng)

與堿反應(yīng)

與堿性氧化物反應(yīng)

與碳反應(yīng)

［找一個(gè)同學(xué)把答案填寫在膠片上，不足部分由教師和學(xué)生共同補(bǔ)充］

注：［上表答案］

不反應(yīng)C02+H20H2C03

SiO2+4HF====SiF4t+2H20不反應(yīng)

SiO2+2NaOH====Na2SiO3+H2OC02+2Na0H====Na2C03+H20

CO2+NaOH====NaHCO3

SiO2+CaOCaSiO3

C02+Na20====Na2c03

Si02+2CSi+2C0t

C02+C====2C0

［師］從上表可以看出，二氧化硅能與堿反應(yīng)生成相應(yīng)的鹽和水，是一種酸性

氧化物，它不能溶于水得到相應(yīng)的酸一一硅酸。

酸性氧化物一般不與酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而二氧化硅卻能與氫氟酸發(fā)生反應(yīng)，這

也是工業(yè)上用氫氟酸雕刻玻璃的反應(yīng)原理。以上兩點(diǎn)，屬二氧化硅的特性。

由此，我們可總結(jié)出二氧化硅的主要化學(xué)性質(zhì)為：

［講解并板書1不溶于水的酸性氧化物，能與氫氟酸反應(yīng)。

［問題探究］為什么實(shí)驗(yàn)室中盛放堿液的試劑瓶用橡皮塞而不用玻璃塞。

［生］因?yàn)椴Ａе泻蠸i02,Si02是酸性氧化物，能和堿起反應(yīng)，容易使玻

璃瓶塞和瓶頸粘在一起而不能打開。

［師］很正確。

［過渡］二氧化硅廣泛存在于自然界中，與其他礦物共同構(gòu)成了巖石，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，

水晶是純度較高的二氧化硅。請大家看課本有關(guān)內(nèi)容，了解它們的用途。并總結(jié)出

來。

［板書］(3)用途

［學(xué)生看書后回答］二氧化硅可用來做光導(dǎo)纖維；石英可用來做石英鐘、石英

表，耐高溫的石英玻璃；水晶可以用來制造電子工業(yè)中的重要部件、光學(xué)儀器、工

藝品、眼鏡片等，含有有色雜質(zhì)的石英，還可用于制造精密儀器軸承，耐磨器皿和

裝飾品等。

［師］大家回答得很全面。

［師］確實(shí)，二氧化硅在日常生活、生產(chǎn)和科研等方面有著重要的用途，但有

時(shí)也會對人體造成危害，使人患硅肺病，請大家閱讀課本P148“二氧化硅粉塵的

危害”的內(nèi)容。

［學(xué)生閱讀后］

［師］希望大家努力學(xué)習(xí)，并能在將來發(fā)明和創(chuàng)造一些新的技術(shù)，新的設(shè)備以

控制空氣中粉塵的含量，從而為人類的健康和生存環(huán)境做出貢獻(xiàn)。

［過渡］剛才我們提到二氧化硅不能溶于水得到相應(yīng)的酸一一硅酸。那么，硅

酸是怎樣的一種酸？它怎樣制得呢？下面我們就來學(xué)習(xí)這個(gè)問題。

［板書］三、硅酸(H2SiO3)

［師］從上一節(jié)我們比較同主族元素的性質(zhì)知道，硅酸是一種比碳酸還要弱的

酸，它不溶于水，不能使指示劑變色，是一種白色粉末狀的固體。

［板書］不溶于水，酸性比碳酸弱。

［師］硅酸可通過可溶性硅酸鹽與酸反應(yīng)得到，如：

［講解并板書］Na2SiO3+2HCl+H2O====H4SiO4I+2NaCl

Na2SiO3+CO2+2H2O====H4SiO4I+Na2C03

［講解］生成的H4SiO4叫原硅酸，是一種白色膠狀物質(zhì)，不溶于水，在干燥

的空氣中易失水變成硅酸。硅酸在加熱條件下會進(jìn)一步失水得到二氧化硅。

［板書］H4Si04====H2Si03+H20H2SiO3S102+H20

［過渡］剛才我們提到的硅酸鈉，是一種可溶性的硅酸鹽，而其他硅酸鹽多數(shù)

是不溶于水的。硅酸鹽是構(gòu)成地殼巖石的主要成分，自然界中存在的各種天然硅酸

鹽礦物，約占地殼質(zhì)量的5虬

［板書］四、硅酸鹽

［師］請大家看以下實(shí)驗(yàn)。

［演示實(shí)驗(yàn)］取兩根一樣的干燥布條(其中一根在硅酸鈉溶液中浸過)在火焰

上燃燒。

［問］兩根布條燃燒的情況一樣嗎？現(xiàn)象有何不同？

［生］不一樣。一根很容易燃燒，一根不燃。

［師］是什么原因造成了這樣的差別呢？答案在這里！

［板書］硅酸鈉(Na2SiO3)

［講解］不燃的布條是由于我預(yù)先在硅酸鈉溶液中浸泡并曬干的。這也是硅酸

鈉的用途之一。硅酸鈉的水溶液俗名“水玻璃”，其用途很廣，建筑工業(yè)及造紙工

業(yè)用它做粘合劑。

木材或織物用水玻璃浸泡過后既防腐又不易著火。浸過水玻璃的鮮蛋可以長期

保存。水玻璃還用作軟水劑，洗滌劑和制肥皂的填料P它也是制硅膠和分子篩的原

料。

硅酸鹽的種類很多，結(jié)構(gòu)也很復(fù)雜，通?？捎枚趸韬徒饘傺趸锏男问絹?/p>

表示其組成。書寫時(shí)，應(yīng)把金屬元素的氧化物寫在前面，若有多種金屬元素，按活

潑性依次減弱的順序?qū)懗銎溲趸铮缓髮慡iO2,最后寫H20,且各氧化物之間要

用隔開。如：

［板書并講解］Na2SiO3Na20Si02

A12(Si205)(Oil)4A12O32SiO22H2O

［師］粘土的主要成分也是硅酸鹽，是制造陶瓷器的主要原料。

［投影練習(xí)］閱讀下文，完成廣3題。

硅晶體結(jié)構(gòu)類似于金剛石，低溫下單質(zhì)硅不活潑，與空氣、H2O、酸均無作

用，但可與強(qiáng)堿和強(qiáng)氧化劑在適當(dāng)溫度下作用，如硅能與鹵素在加熱或高溫下生成

四鹵化硅，高價(jià)態(tài)硅的化合物可在高溫下被碳、鎂