4—12无机非金属材料的主角——硅.doc

环县五中新生态教育课堂教学导学案（高一理化）编号： 课型： 新授 课时： 1课时 主备人： 张振中 审核人： 科目 ： 化学 课题: 412无机非金属材料的主角硅 班级： 授课人： 一、学习目标：（重难点）1、了解硅酸盐的用途、组成和主要性质；（重难点）2、了解硅单质的主要性质和用途；（重难点）3、认识硅酸盐、硅等在生产、信息技术、材料科学等领域的应用二、导学过程：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CO2 SiO2 物理性质无色无味气体，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二氧化硅化学性质和碱性氧化物CO2+CaO=CaCO3 SiO2 +CO2 CaSiO3 和碱CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 和酸-SiO2+4HF=SiF4+2H2O 和水CO2+H2O=H2CO3 -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，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%。二、硅酸盐 1、定义：硅酸盐是由硅、氧、金属所组成的化合物的总称。 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2、硅酸盐组成的表示方法：盐化学式法 和氧化物法氧化物法表示的原则和方法：原则：金属氧化物（较活泼-较不活泼 ） 方法： 找组成元素 写成氧化物的形式 原子个数比不变 检查有无遗漏 练习：请用氧化物的形式表示下列硅酸盐的组成：硅酸钠（Na2SiO3） 镁橄榄石（Mg2SiO4） 高岭土 Al2(Si2O5)(OH)4 3、硅酸盐的性质：硅酸盐结构复杂，一般不溶于水（除钾、钠、铵盐外），化学性质很稳定，有很强的的热稳定性，即能耐高温。最常见、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4、硅酸钠：(1) 物理性质：白色固体，易溶于水，熔点高，其水溶液呈碱性，俗称水玻璃或泡花碱，是无色黏稠液体，常用作黏合剂、防火剂、防腐剂；投影实验P77 实验4-2、放入蒸馏水放入Na2SiO3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 (2) 化学性质：相对稳定，不能燃烧，不易被腐蚀，热稳定性强反应的化学方程式（或离子方程式） (3)用途： 请大家阅读教材P77上的科学视野。5、三种常见的硅酸盐产品传统硅酸盐材料：(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6、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，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。三、硅单质1、 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：正四面体形 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。3、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。 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，Si不跟其他物质起反应。4、化学性质(1) 稳定性：常温下硅的化学性质不活泼，只能与F2、HF、和强碱如NaOH反应Si+2F2=SiF4 Si+4HF=SiF4+2H2 Si+2NaOH +H2O = Na2SiO3+2H2 （2）还原性：在高温下，Si能与O2等非金属单质发生反应Si+O2SiO2 Si+2Cl2 SiCl4 Si+CSiC 5、硅的制备：（工业制法）(1)粗硅的制备 SiO2 + 2C Si+2CO 石英砂 焦炭 电炉中 粗硅 (2) 由粗硅制纯硅 Si+2Cl2 SiCl4 SiCl4+2H2Si+4HCl 请大家阅读教材P79-80上的内容，了解一下硅的用途。6、硅的用途：用做半导体材料，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。 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!三、达标检测：1、下列关于硅的说法不正确的是( C ) 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