1 《硅和二氧化硅》教学设计
【教学目标】
1、了解晶体硅和二氧化硅的结构与用途，掌握硅及硅的化合物的重要性质。
2、让学生深刻体会结构决定性质，性质决定用途的辩证关系。
3、培养学生合作探究的思维习惯，树立迎难而上的信心。
【教学重难点】硅和二氧化硅的性质。
【教学方法】自学、讲授、探究相结合。
【教学过程】
一、情景引入
[提问] 提及“硅”你能联想到什么
[引入] “硅谷”和“半导体”
二、新知探究
[学生自学] 教材145页一、二自然段。
[阅读思考] 1、硅元素在自然界中含量如何？
2、自然界中的硅以什么形式存在？
3、硅在元素周期表中的位置？
4、晶体硅有什么样的物理性质？
[师生探究]（一）硅
1、硅的物理性质（展示图片）
①灰黑、有金属光泽、硬而脆的固体。
②熔、沸点高，硬度大（演示结构）。
③良好的半导体的材料。
2、硅的化学性质——不活泼（展示原子结构图）
①常温下：Si +2F2==SiF4
Si +4HF==SiF4↑+2H2↑（亲氟性）
Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+H2↑
[问题探究]硅与氢氧化钠反应时，氧化剂是谁？
②高温时：Si +O2 === SiO2(溶液) Si +C === SiC
Si +2H2 === SiH4 Si +2Cl2 === SiCl4
3、硅的制取
SiO2 + 2C === Si (粗硅)+2CO↑ △ 高温
高温 高温
高温 2 高纯硅半导体材料(集成电路.晶体管.太阳能电池)变压器铁芯(含硅4%的钢)硅合金耐酸设备(含硅15%的钢)粗硅的提纯：Si (粗硅)+Cl2 === SiCl4
SiCl4+2H2 === Si+4HCl
- 1 - 高中化学--硅和二氧化硅练习题
1．下列关于硅的说法不正确的是( )
A．硅在地壳中的含量仅次于氧
B．硅在自然界中既有化合态，又有游离态
C．硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料
D．硅单质的导电能力介于导体和绝缘体之间
答案 B
解析 自然界中没有游离态的硅，B项错误。
2．下列关于硅单质用途的说法不正确的是( )
A．硅可用于制太阳能电池
B．硅的晶体结构类似于金刚石，熔点高，硬度大
C．硅属于金属
D．硅是良好的半导体材料
答案 C
解析 硅属于非金属，C不正确。
3．下列物质的主要成分不是二氧化硅的是( )
A．石英 B．水晶
C．计算机芯片 D．沙子
答案 C
解析 石英、水晶、沙子的主要成分是SiO2，计算机芯片的主要成分是Si。
4．下列说法中，正确的是( )
A．SiO2和CO2均由分子直接组成
B．CO2、SiO2均能和氢氟酸反应
C．CO2和SiO2都是酸性氧化物，在一定条件下都能和氧化钙反应
D．CO2、SiO2分别是H2CO3、H2SiO3的酸酐，因而均可由CO2、SiO2与水反应制得相应的酸
答案 C
解析 A项，SiO2由Si、O原子组成；B项，CO2不能与氢氟酸反应；D项SiO2不能与水反应生成硅酸。
5．(双选)鉴别CaCO3和SiO2选用( )
A．水 B．盐酸 - 2 - C．稀硫酸 D．烧碱溶液
答案 BD
解析 CaCO3和SiO2均不溶于水，A错误；分别加入盐酸，若有气泡生成则为CaCO3，若固体不溶则为SiO2，B正确；分别加入稀硫酸，CaCO3与H2SO4反应生成的微溶物CaSO4覆盖在CaCO3表面，阻碍反应进行，SiO2与H2SO4不反应，故选用稀硫酸现象不明显，C错误；CaCO3与烧碱溶液不反应，SiO2可溶于烧碱溶液，D正确。
6．制备硅单质时，主要化学反应如下：
①SiO2(石英砂)＋2C(焦炭)=====高温Si(粗硅)＋2CO↑；
- 1 - 高中化学--硅和二氧化硅学案
[学习目标] 1.能从材料组成角度对生活中常见的材料进行分类，能根据使用要求选择适当的材料。2.知道硅、二氧化硅的性能，主要用途。
一、单质硅与半导体材料
1．硅在自然界中的存在
(1)硅在自然界中仅以□01化合态的形式存在，常见的化合态的硅有□02二氧化硅和□03硅酸盐等，它们广泛存在于各种矿物和岩石中。
(2)硅的同素异形体 □04晶体硅□05无定形硅非晶硅
2．晶体硅的物理性质
3．单质硅的化学性质
常温下，硅的化学性质不活泼，它不易与H2、O2、Cl2、H2SO4、HNO3等物质发生反应，在加热或高温条件下，硅能与某些非金属单质发生反应。
如：与Cl2反应：Si＋2Cl2=====△SiCl4
与O2反应：□10Si＋O2=====△SiO2(加热时研细的硅能在氧气中燃烧)。
4．粗硅的制备
□11SiO2＋2C=====高温Si＋2CO↑
5．硅的用途 - 2 - (1)□12高纯硅可以用来做半导体材料，超高纯度的硅芯片广泛应用于大规模集成电路及相应的计算机技术中。
(2)单质硅用于制造晶体管、集成电路、硅整流器和太阳能电池等。
(3)硅合金的用途也很广，含硅□134%的钢具有良好的导磁性，可以用来制造□14变压器铁芯；含硅□1515%左右的钢具有良好的耐酸性，可以用来制造□16耐酸设备等。
二、二氧化硅与光导纤维
1．二氧化硅的存在
二氧化硅 结晶形SiO2 石英 水晶玛瑙沙子无定形SiO2：硅藻土
2．二氧化硅的物理性质
纯净的二氧化硅晶体□01无色，熔点□02高，硬度□03大，□04不溶于水，不溶于其他一般溶剂。
3．二氧化硅的化学性质
SiO2是一种□05酸性氧化物，其化学性质不活泼，在通常情况下，不与水、酸(□06氢氟酸除外)发生反应，能与碱溶液缓慢反应，在高温下能与□07碱性氧化物反应。
(1)酸性氧化物的通性 与碱反应生成盐和水，如与NaOH反应：□08SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O与碱性氧化物反应生成盐，如高温时与CaO反应：□09SiO2＋CaO=====高温CaSiO3
我们国家是一个历史悠久的文明古国，有很多的发明创造，其中一万年前就制出了陶器，还有举世文明的秦兵马俑，展示了当时制陶的规模和高超的技术和艺术水平，那同学们知道陶瓷的主要成分是什么么？1、对，是硅元素，同学们都非常聪明，这节课呢我们就来学习一下硅和二氧化硅。2、这就是我们今天要学习的内容，硅和二氧化硅。［板书］第 一课时
硅和二氧化硅［引言］请大家看课本彩图中的硅单质照片。
［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）
［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↑
