4.1.2无机非金属材料的主角----硅 - 副本

《无机非金属材料的主角——硅》的教学与反思无机非金属材料是指在自然界中不存在金属结构的非金属材料，而硅作为无机非金属材料中的主角，具有非常重要的地位。

硅是地壳中含量最丰富的一种元素，它不仅广泛应用于建筑、电子、化工等领域，还具有重要的科研价值，对人类社会的发展起到了不可或缺的作用。

硅的化学性质稳定，熔点较高，熔融后呈黏稠状态，具有较好的导电性和耐高温性能。

硅常被用于制造光伏电池、太阳能电池板以及集成电路等电子元件，其导电性能和光学性能在电子行业中有着重要的应用价值。

硅还可以制备成硅树脂、硅酸盐水泥等结构材料，被广泛应用于建筑、工程建设等领域。

除了在应用领域有重要价值外，硅在科学研究方面也有着重要的作用。

硅具有较高的化学活性，可以与氧、氢、氮等元素发生反应，形成多种化合物。

这种化学性质为化学工业的发展提供了重要的原料资源，同时也为科学家们提供了广阔的研究空间。

在化学研究领域，硅材料的应用远非止步于此，近年来硅材料在新型材料、纳米技术等领域的研究也取得了不少突破，如硅纳米线、硅纳米薄膜、硅纳米颗粒等，这些都为科学研究和新材料的开发提供了新的思路。

通过对硅的教学，学生不仅能够了解到硅在各个领域中的广泛应用，还可以对无机非金属材料的特性和性能有更深入的了解。

教学过程中，可以通过展示硅在光伏电池、集成电路等电子元件中的应用案例，让学生了解到硅的导电性和光学性能可以在电子行业中发挥重要作用。

也可以通过对硅化学性质和硅制备工艺的介绍，让学生了解到硅在化学工业中的重要地位和发展潜力。

在教学过程中，还可以引导学生进行硅材料的实验研究，让学生通过实际操作，体会硅的特性和性能。

比如可以通过制备硅树脂、硅酸盐水泥等材料，让学生亲自参与制备过程，体会到硅材料的化学性质和应用价值。

也可以指导学生进行硅纳米材料的实验研究，让学生了解到硅在纳米技术领域中的重要作用。

通过对硅教学的开展，可以增强学生对无机非金属材料的了解和认识，培养学生的创新意识和实践能力，提高学生的综合素质和竞争力。

《无机非金属材料的主角——硅》的教学与反思
我们需要对硅材料的性质和特点进行深入的教学。

硅是一种化学元素，化学符号为Si，原子序数为14，原子量为28.09。

硅具有良好的导电性和热导性，是制造半导体材料和太
阳能电池的重要原材料。

硅还具有优良的耐热性、耐腐蚀性和化学稳定性，是制造陶瓷和
耐火材料的重要成分。

通过教学，让学生了解硅材料的多种性质和特点，为他们建立起对
硅的整体认识。

我们需要让学生了解硅材料的应用领域。

硅在电子工业中被广泛应用，是制造集成电
路和微电子器件的重要材料，以及制造太阳能电池和光伏材料的关键成分。

硅还可以用于
制造电子封装材料、绝缘材料、导热材料和陶瓷材料。

通过教学，让学生了解硅在现代工
业中的重要地位和广泛应用，培养他们对硅材料的兴趣和认识。

我们需要对教学方法进行反思和改进。

在教学中，我们可以采用多媒体教学、实验教
学和案例分析等多种教学方法，激发学生的学习兴趣，加深他们对硅材料的理解和认识。

我们还可以组织学生参观科研机构和企业，让他们了解硅材料的生产过程和应用技术，拓
宽他们的视野和知识面。

通过不断改进教学方法，提高学生的学习效果和发展潜力。

《无机非金属材料的主角——硅》
硅是一种无机非金属材料，它的性能和用处已经被广泛应用在科学和
工业界。

在硅的理化性能方面，它主要有三大特性：热性能、电性能和机
械性能。

首先，硅在热性能方面表现出不错的效果。

它具有良好的热稳定性，
常温下的热膨胀系数较小，具有高的热稳定性和热电性能，是一种理想的
绝热材料。

其次，硅在电性能方面也表现出良好的效果。

它具有较高的电阻率，
但是具有高介电常数，可以用作电力电容器的绝缘材料，也可以作为绝缘
涂料而使用。

而且，硅也可以用来制造集成电路，如大规模集成电路和微
型电子装置。

最后，硅在机械性能方面也表现出不错的结果。

它具有良好的抗冲击
性和耐磨性，可以作为金属表面耐磨材料使用，也可以用作构件材料。

而且，硅具有较高的硬度，可以用于制造器件或表面处理，以提高其耐磨性。

总之，硅在热性能、电性能和机械性能方面具有出色的表现，使它成
为无机非金属材料中的主角。

它的性能和用处得到了广泛的应用，如热绝
缘材料、电阻材料、介电涂料、集成电路材料、构件材料和耐磨材料。

正
是由于这些特点，让硅在电子工业、航空航天、特种材料和生物医学等领
域得到了广泛的应用。

［讲述］硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中的大部分岩石、沙子和土壤，约占地壳质量９０％以上。

各种各样的硅酸盐和水、空气和阳光构成了人类及生物生存的根基。

自古至今，在无机非金属材料中，硅一直扮演者主角的角色。

［问题］碳和硅元素结构上又和不同？推测硅单质的性质有哪些？
［阅读］科学视野。

［讲解］将晶体硅结构中的每一个“硅-硅”共价键打开，并在其间夹入一个氧原子，就形成了二氧化硅的晶体。

这样，每个硅原子和四个氧原子以共价键结合，形成以该硅原子为中心的正四面体型结构，这种正四面体型结构向空间伸展，就形成了具有空间网状结构的原子晶由于每个氧原子同时和两个硅原子成键，所以二氧化硅晶体中，
［讲述］水晶—石英中无色透明的晶体；具有彩色环带状或层状的称为玛瑙。

二氧化硅可用来做光导纤维。

［投影］
（１）不溶于水，酸性比碳酸弱。

SiO ［实验４—１］试管中加入3～5mLNa
2
，而初中我们知道碳的化学性质很稳定，能以多种碳的单质存在于自然界中。

1．【广东省揭阳市2017年高中毕业班第二次模拟】化学与生活、生产、可持续发展密切相关，下列说法正确的是（ )A．14C可用于文物年代的鉴定，14C和12C互为同素异形体B．在日常生活中，化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因C．现代工业生产中芳香烃主要来源于石油化工的催化重整和煤的干馏D．高纯度的SiO2可以制成光电池将光能直接转换为化学能【答案】C故D错误。

2．【江苏省淮安市2017届高三第三次调研测试】下列物质的性质与应用对应关系正确的是（）A．氢氟酸具有弱酸性，可用作玻璃蚀刻剂B．干冰气化时吸热，可用作制冷剂C．钠与水反应，可用于除去乙醇中少量的水D．硅酸钠易溶于水,可用作木材防火剂【答案】B【解析】A．氢氟酸用作玻璃蚀刻剂，不是因为具有弱酸性,是因为生成挥发性的硅化物，故A错误;B．干冰气化时吸热，使得周围环境温度降低，可用作制冷剂，故B正确；C．钠也能与乙醇反应，故C错误；D．硅酸钠用作木材防火剂，与易溶于水无关，故D错误;故选B.3．近年来科学家制造出大量的新物质，对下列三种物的是（)质的相关说法错误．．A．石墨烯具有良好的导电性B．上述三种物质与金刚石互为同素异形体C．石墨炔孔径略大于H2分子的直径,可作H2的提纯薄膜D．上述三种物质与浓硫酸都能发生反应,但反应产物不同【答案】D【解析】A．石墨烯作为电导体，它和铜有着一样出色的导电性；因此具有良好的导电性．故A正确；B．上述三种物质均为碳的单质，与金刚石互为同素异形体,故B正确；C．碳原子半径大于氢原子，则石墨炔孔径大于H2分子的直径，可以容纳H2分子，则石墨炔是理想的H2提纯薄膜，故C正确；D．上述三种物质都是是碳的单质，在加热条件与浓硫酸都能发生反应，且反应产物均为二氧化碳，故D错误,答案为D. 4．【2017届浙江省温州中学高三3月模拟】下列说法正确的是( ）A．制普通玻璃的主要原料是烧碱、石灰石、石英B．SiO2是光导纤维的主要成分,晶体硅可用于制作半导体材料C．实验室用带玻璃塞的试剂瓶保存氢氧化钠溶液D．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅【答案】B硅单质不能发生反应，D错误。

第2课时硅酸盐和硅单质课程目标，1. 了解硅酸盐的性质及组成的表示方法。

2. 了解硅的性质和用途。

3•了解几种重要无机非金属材料的生产及用途。

图说考点,―:” 学辱<11----■卢-E.--- _ -曲」 二-方- _ -yy_ 一乐- -- 一 -表|| 二 - - __V -- - -- -汗料T 材一- _一- - - -- -一［新知预习］一、硅酸盐1. 硅酸盐的组成和性质(1) 概念：由 硅、氧和金属组成的化合物的总称 (2) 性质：固态，大多不溶于水，化学性质很稳定一⑶表示方法：如 Na 2SiO 3、Na /OSiO ?2. 最简单的硅酸盐 —— Na 2SiO 3盐酸离子方程式屈Si (片+211—TbSiO ：. 4 过北 离子方程式:⑨2CO +5i(£— + % 2H 2()-= 2HCX5 +H> Si( \ j-制备硅胶和木材0防火利等的原料物理-白色固体*⑥昼溶于水 —水溶液俗称UJ 水玻璃 \a 2Si(>4化学准质 与酸反应1. 形态及结构形态有®晶体硅和E3无足形硅两大类-I 具有正四面休构型的牢间立休网状结构, 结构— ——与金刚石结构类似2. 性质 (1) 物理性质(2)化学性质：在常温下化学性质不活泼，但能与氢氟酸、强碱发生反应。

① Si 与 NaOH 溶液：P 9Si + 2NaOH + H 2O===Na 2SiO 3+ 2出 f 。

② Si 与氢氟酸：^30 Si + 4HF===SiF 4 f + 2出匸。

3. 用途⑴半导体材料，如硅芯片等。

(2) 新型能源，如光电池等。

［即时性自测］1. 判断正误，正确的打错误的打“X” (1) 晶体硅与金刚石的结构相似。

( ) (2) 硅是活泼的非金属元素。

( )(3) 自然界中存在单质硅。

()⑷硅酸钠可以改写为 Na 2O ・SiO 2,故硅酸钠是混合物，含有 Na 2O 和SiO 2。

板书]3、硅酸盐工业：阅读]思考与交流
·玻璃
普通玻璃的大致组成：Na
2O·CaO·6SiO
2
各种特种玻璃的特性和应用
在较低温度下易软化
［思考］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？硅有几种同素异形体？分别是什么？
［回答］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；硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体。

[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。

[讲述]（据图片）半导体材料；太阳能电池。

[投影练习]
1.下列物质中属于纯净物的是
A.Na
2CO
3
·10H
2
O B.水泥 C.纯净的盐酸
答案：A
2.下列叙述正确的是
A.酸均不能与酸性氧化物反应
B.玻璃、陶瓷、水泥容器都不能贮存氢氟酸。