教学案例《硅及其化合物》

硅及其化合物单质硅、二氧化硅、硅酸盐

案例教学目标知识技能

了解硅、二氧化硅的性质及用途；初步了解无机非金属材料；初步了解半导体材料、光导纤维等。过程方法

进一步深化学生对研究物质性质的方法和程序的认识；培养学生收集信息、分析信息的能力。情感态度价值观

通过对材料的介绍，使学生感受到化学科学的魅力及化学对人类生产、生活的贡献。无机非金属材料金属材料复合材料在这张幻灯片上，同学们看到了什么？玻璃和陶瓷电脑芯片光导纤维二氧化硅（SiO2）单质硅（Si）硅酸盐硅元素硅、二氧化硅的物理性质及物理性质与材料性能的关系观察图片，了解硅的颜色和状态；通过硅可以作为半导体材料了解硅的导电性——介于导体和绝缘体之间；观察白水晶，认识二氧化硅的颜色、状态、硬度等物理性质；观察光导纤维，聆听教师介绍光导纤维传输信号原理，体会性质与材料性能的关系。

硅的物理性质导电性介于导体和绝缘体之间灰黑色固体，有金属光泽，硬而脆二氧化硅的物理性质无色透明晶体，折射率大熔点高、硬度大任务1：预测硅和二氧化硅的化学性质你已经学过许多非金属单质（如Cl2、O2、H2、C等）及其氧化物（如CO2）的性质，也在认识这些物质的性质的过程中了解了研究物质性质的方法和思路，请你根据已有知识和经验，预测：Si和SiO2有哪些性质？它们分别能与哪些物质发生反应？说明你的预测依据。你还记得吗？学生活动交流讨论，分别从非金属单质、酸性氧化物的通性和氧还性的角度预测硅和二氧化硅的化学性质，并选择典型试剂实现反应；回答问题：说明预测结果及依据。教师小结

预测结果：硅、二氧化硅的化学性质；预测思路，即研究物质性质的基本思路任务2：为你的预测寻找证据请你阅读资料，思考：

1.这些资料为你的预测提供了哪些证据支持？2.从这些资料中，你发现了哪些你没有预想到的性质？3.小结硅和二氧化硅的化学性质。为什么选择硅做半导体材料？

最早使用的半导体材料的是锗（Ge），但由于锗在地壳中含量很低、提炼工艺复杂、因此价格昂贵，不适于广泛使用。硅（siliicon）在地壳中的含量仅次于氧，储量丰富，现已成为应用广泛的半导体材料。在常温下，硅的化学性质不活泼。，除了氟气（F2）、氢氟酸（HF）和强碱外，它不易与其他物质如氢气、氧气、氯气、硫酸、硝酸等反应。在加热条件下，硅能与某些非金属单质发生反应。例如，加热时研细的硅能在氧气中燃烧，生成二氧化硅并放出大量的热。

你知道吗？硅是从哪里来的？

自然界没有游离态的硅，常见的化合态的硅有二氧化硅和硅酸盐等。工业上，用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含有少量杂质的粗硅。

粗硅经化学方法提纯后，可得到高纯度的硅。它们从这里来！谁是二氧化硅的“克星”？

二氧化硅的熔点高、硬度大，化学性质也很稳定。一些水晶制品上的精美图案是怎样雕刻上去的呢？原来，氢氟酸是二氧化硅的“克星”。常温下，氢氟酸能与二氧化硅反应，此反应常被用来刻蚀玻璃。

二氧化硅也能在常温下与碱溶液反应，但因反应缓慢而不具有实用价值。

学生活动阅读资料，提取有效信息，对预测进行验证；阅读资料，提取有效信息，发现硅、二氧化硅的其他性质；小结硅、二氧化硅的化学性质，并与全班同学交流；就阅读过程中的某些问题质疑；

教师小结硅、二氧化硅的化学性质；硅、二氧化硅的特殊性质与它们的结构有关。任务3：请你运用所学知识完成下列转化自然界中硅主要以二氧化硅的形式存在，请你利用硅、二氧化硅的性质实现下列转化：作业1：请根据你的认识完善研究物质性质的方法与程序

作业2：比较Si、Cl2、S、N2等非金属单质的性质，寻找它们的区别与联系。作业