高一化学第四章第一课时无机非金属材料主角-硅全解

教 案

课题：第四章 第一节

无机非金属材料的主角------硅(一) 授课班级

课 时

教

学

目

的 知识

与

技能 1、了解硅在自然界中的含量、存在、用途

2、了解二氧化硅的物理性质，掌握二氧化硅的化学性质

过程

与

方法 1、自主学习，培养学生自学的能力。

2、活动探究，通过硅与碳、二氧化硅与二氧化碳的比较，培养学生的归纳能力、比较能力。

情感

态度

价值观 通过了解材料发展的历史与前景，使学生认识化学在材料科学中的重要地位，体会化学的创造性和实用性，激发对化学科学的兴趣。

重 点 二氧化硅的性质(尤其是作为酸性氧化物的性质)

难 点 二氧化硅的存在等STS关注的拓展性学习内容

知

识

结

构

与

板

书

设

计 第四章 第一节 无机非金属材料的主角------硅(一)

一、二氧化硅和硅酸

1、二氧化硅(SiO2 )

(1) 存在

(2) 用途

(3) 物理性质：熔点高，硬度大的固体、不溶于水，纯净的SiO2 晶体无色透明

(4) 结构：空间网状结构

(5) 化学性质：稳定，不活泼

○1 具有酸性氧化物的性质：(不溶于水且不和水反应)

与强碱反应 ：SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O

与碱性氧化物反应：SiO2+CaO 高温

CaSiO3

○2 与HF的反应：SiO2+4HF==SiF4 ↑+2H2O

2、硅酸(H2SiO3)

硅酸是一种弱酸，它不溶于水，不能使指示剂变色，是一种白色粉末状的固体。

Na2SiO3+2HCl==2NaCl+H2SiO3 ↓

Na2SiO3+H2SO4==Na2SO4+H2SiO3 ↓

Na2SiO3+CO2+H2O==Na2CO3+H2SiO3 ↓ H2SiO3 △

H2O +SiO2

教学过程

教学步骤、内容 教学方法、手段、师生活动

［引入］我们生成的地球，它坚硬的地壳是由什么构成的？

岩石，构成岩石的主要成分是硅酸盐及硅的氧化物。

第四章 非金属及其化合物

教学目的1：

1. 了解碳、硅及其重要化合物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。

2. 知道水泥、玻璃和陶瓷的主要化学成分、生产原料及其用途。

教学课时：

2.5课时

知识体系1

1. 硅及其化合物

⑴碳和硅的比较

碳 硅

位置、原子结构示意图 第2周期第AⅣ族 第3周期第AⅣ族

原子半径 相对较小 相对较大

成键特点 难以得失电子，主要靠共价键与其它原子结合 晶体硅的结构与金刚石的结构相似，具有正四面体型结构的原子晶体

物理性质 晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。硅和锗是重要的半导体材料

化学性质 在高温和点燃下有强还原性

2C + O2 2CO

C + O2 CO2

3C + Fe2O3 2Fe + 3CO↑ ①加热条件下，能跟一些非金属单质起反应。

Si + O2 SiO2

Si + 2H2 SiH4

②常温下，不能强酸、强氧化性酸反应，只能与氟气、氢氟酸（HF）和烧碱等物质反应。

Si + 2F2 == SiF4

Si + 4HF==SiF4 +H2↑

Si + 2NaOH + H2O == Na2SiO3 + 2H2↑

工业制法 SiO2 + 2C Si + 2CO↑

（焦炭在电炉中还原二氧化硅得到粗硅）粗硅提纯后，可以得到可用作半导体材料的高纯硅。

用途 作还原剂、吸附剂 ①作半导体材料晶体管、集成电路、硅整流器和太阳能电池等；

②制合金：含硅4%的钢具有良好的导磁性——变压器铁芯；

含硅15%左右的钢具有良好的耐酸性——耐酸设备等。

⑵. SiO2与CO2性质的对比：

SiO2 酸性氧化物 CO2 酸性氧化物

结 构 空间网状 原子晶体 分子晶体

物 性 熔点高，硬度大 熔点低，硬度小

1 第四章 第一节无机非金属材料的主角——硅（第一课时）

一、二氧化硅和硅酸

1、硅元素

（1）硅在地壳中的含量为 ，仅次于 ，硅的 和

构成了地壳中大部分的 、 和 。

（2）硅是一种 元素，主要以 及 形式存在。

（3）C、Si原子结构示意图

2、二氧化硅

（1）存在： 晶体是结晶的二氧化硅，具有不同的 和 。

石英中无色透明的晶体叫 ，具有彩色环带状或层状的称 。SiO2是 结构。

（2）物理性质：是一种 、 的固体， 溶于水。

（3）化学性质：

①、酸性氧化物

SiO2+2NaOH=

SiO2+CaO ===

②、特殊性：SiO2＋ HF===

③、弱氧化性SiO2 + C ===

（4）用途：

2 2：硅酸

（1）物理性质：硅酸是一种比碳酸还要 的酸，溶解度 ，

（2）制备：

实睑4—1

实验步骤 实验现象 结论和解释

在试管中加入2ml饱和Na2SiO3溶液，滴入1～2滴酚酞溶液 溶液颜色由无色变

成 色 Na2SiO3溶液呈 性

再用胶头滴管逐滴加入稀盐酸，边加边振荡，至溶液颜色变浅并接近消失时停止。 溶液颜色由 色逐渐变

色，最后出现 化学方程式：

酸性强弱：

盐酸 硅酸

（3）化学性质：

（4）用途 、

[课堂练习]

1.熔融烧碱应选用的器皿是

1 【统一编号4.1.1】第四章 第一节无机非金属材料的主角——硅（第一课时）

【学习目标】

1、 能说出二氧化硅的主要物理性质,知道二氧化硅的主要化学性质。

2、 能了解硅酸的制取和性质。

【情感态度与价值观】

使学生了解二氧化硅和硅酸在日常生活、生产中的应用，感受化学的实用性，增强学习化学的兴趣。

【学习重点】二氧化硅的性质

【学习难点】硅酸的性质

【学习过程】

【自主学习】阅读P-74填空

一、二氧化硅和硅酸

1、硅元素

（1）硅在地壳中的含量为 ，仅次于 ，硅的 和

构成了地壳中大部分的 、 和 。

（2）硅是一种 元素，主要以 及 形式存在。

（3）C、Si原子结构示意图

2、二氧化硅

（1）存在： 晶体是结晶的二氧化硅，具有不同的 和 。

石英中无色透明的晶体叫 ，具有彩色环带状或层状的称 。SiO2是 结构。

（2）物理性质：是一种 、 的固体， 溶于水。

[t小组学习]

（3）化学性质：

①、酸性氧化物

SiO2+2NaOH=

SiO2+CaO === 2 ②、特殊性：SiO2＋ HF===

③、弱氧化性SiO2 + C ===

（4）用途：

2：硅酸

（1）物理性质：硅酸是一种比碳酸还要 的酸，溶解度 ，

（2）制备：

[小组讨论]实睑4—1

实验 在滴入酚酞的饱和硅酸钠溶液中逐滴滴入稀盐酸

现象

结论

化学方程式

（3）化学性质：

（4）用途 、