高一化学《硅和二氧化硅》教案

1、河北省保定市物探中心学校第一分校高一化学硅和二氧化硅教案教学目标1. 进一步运用元素周期律知识学习同主族元素及化合物性质的方法，并运用这些方法学习硅和二氧化硅。2. 掌握硅和二氧化硅的重要性质和用途教学重点和难点：硅的性质及硅和二氧化硅的用途教学用品：多媒体 等教学过程：上节课我们系统地介绍了碳族元素的结构特点及性质递变规律，本节课我们重点来学习碳族元素中的硅及其化合物的有关知识。第二节 硅及其化合物我们中国最小的汉字有多大，是在什么物质上写成的（仅2nm，在晶体硅的表面写成）一、硅(Si)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？熔沸点和硬度怎样？晶体硅有

2、无导电性？学生阅读P145 第一、二自然段以上内容我们可总结如下：以化合态存在于自然界，有两种同素异形体。1物理性质：晶体硅灰黑色，有金属光泽，脆而硬，熔、沸点很高，硬度很大，半导体。硅单质的化学性质怎么样呢？2化学性质讨论写出硅原子的结构简图，并与碳原子的结构示意图相比较，根据元素周期律知识，归纳一些硅的化学性质？由于元素的化学性质主要决定于其最外层电子数。它们的最外层电子数相同，化学性质应该相似；它们的电子层数不同，说明它们在发生化学反应时的成键能力也不相同，而化学活动性有差异。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。硅的结构与碳相似，硅的许多化学性

3、质与碳相似。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，如它也能和氧气反应生成二氧化硅。我们可把上述硅单质的化学性质归纳如下：常温下性质稳定Si+2F2 = SiF4 Si+4HF = SiF4+2H2Si+2NaOH+H2O = Na2SiO3+2H2 Si+O2 SiO2除此以外，硅在高温时还可分别与碳及氮气反应生成熔沸点很高、硬度很大的金刚砂碳化硅(SiC)及氮化硅(Si3N4)。硅的上述性质决定了硅有什么样的用途呢？3硅的用途可以用来制集成电路、晶体管、硅整流器、太阳能电池，还可以用来制造变压器铁芯，

4、及耐酸设备等。电子工业上所用的硅，都是纯度很高的硅，而由我们刚才所学知识知道，自然界没有单质硅存在。那么，我们怎样制取硅呢？4硅的制法我们使用的硅，都是从硅的化合物中提取的。工业上用碳和二氧化硅在高温下反应制取硅。SiO2+2C Si+2CO(工业制法)注意！上述反应中的产物是一氧化碳，而不是二氧化碳。另外，通过上述反应所制得的硅只是粗硅，用做半导体材料时，还需将其提纯。制备硅需要用二氧化硅，下面就学习硅的最高价氧化物二氧化硅的性质。二、二氧化硅(SiO2)二氧化硅与二氧化碳都是第A族元素形成的最高价氧化物，它们的性质是否相同呢？ 二氧化碳的物理性质是：常温常压下是无色无味的气体，能溶于水，密

5、度比空气大。化学性质是：本身不燃烧，一般情况下也不支持燃烧，能与水反应生成碳酸，能与碱反应，是酸性氧化物。比较二氧化碳与二氧化硅的物理性质。1物理性质它是一种坚硬难熔的固体，不溶于水。二氧化硅的化学性质与二氧化碳相比，是不是也有这么大的差异呢？阅读课本有关内容，并填写下表。2化学性质SiO2与CO2化学性质的比较物 质二氧化硅(SiO2)二氧化碳(CO2)与水反应与酸反应与碱反应与碱性氧化物反应与碳反应从上表可以看出，二氧化硅能与碱反应生成相应的盐和水，是一种酸性氧化物，它不能溶于水得到相应的酸硅酸。硅酸只能通过间接方法得到（硅酸比碳酸弱，可通过硅酸盐与碳酸反应制得）。酸性氧化物一般不与酸发生

6、化学反应，而二氧化硅却能与氢氟酸发生反应，这也是工业上用氢氟酸雕刻玻璃的反应原理，属二氧化硅的特性。我们可总结出二氧化硅的主要化学性质为：不 反 应CO2+H2O H2CO3SiO2+4HF = SiF4+2H2O不 反 应SiO2+2NaOH = Na2SiO3+H2OCO2+2NaOH = Na2CO3+H2OCO2+NaOH = NaHCO3SiO2+CaO CaSiO3CO2+Na2O = Na2CO3SiO2+2C Si+2COCO2+C 2CO已知玻璃中含有SiO2，回答为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？（因为SiO2是酸性氧化物，能和碱起反应，容易使瓶塞和瓶颈粘

7、在一起而不能打开。）二氧化硅广泛存在于自然界中，与其他矿物共同构成了岩石，天然二氧化硅也叫硅石。砂子的主要成分就是二氧化硅，石英的主要成分也是二氧化硅，水晶是纯度较高的二氧化硅。请大家看课本有关内容，了解它们的用途。并总结出来。3用途二氧化硅可用来做光导纤维；石英可用来做石英钟、石英表，耐高温的石英玻璃；水晶可以用来制造电子工业中的重要部件、光学仪器、工艺品、眼镜片等，玛瑙为含有有色杂质的石英，可用于制造精密仪器轴承，耐磨器皿和装饰品等。二氧化硅在日常生活、生产和科研等方面有着重要的用途，但有时也会对人体造成危害，使人患硅肺病，请大家阅读课本“二氧化硅粉尘的危害”的内容。前面提到的硅酸钠，是一

8、种可溶性的硅酸盐，而其他硅酸盐多数是难溶于水的。硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，自然界中存在的各种天然硅酸盐矿物，约占地壳质量的5%。三、硅酸盐硅酸盐的种类很多，结构也很复杂，通常可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成，如： Na2SiO3 Na2OSiO2Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O32SiO22H2O黏土的主要成分也是硅酸盐，是制造陶瓷器的主要原料。投影练习1.工业上制取单质硅是先在电炉里高温下用碳还原二氧化硅，制得粗硅，然后将粗硅在高温下跟氯气反应生成一种液态物质。经蒸馏提纯后，再用氢气还原得到纯硅。写出上述反应的化学方程式。答案：SiO2+2CSi+2CO Si+2Cl

9、2 SiCl4 SiCl4+2H2 Si+4HCl2.下列说法正确的是A.硅的化学性质不活泼，在自然界中可以以游离态存在B.二氧化硅通入水玻璃可以得到原硅酸C.二氧化硅溶于水显酸性D.二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸本节课我们主要学习了硅及其化合物的有关知识，它们相互之间的关系，我们可用下图概括：作业：P148一、二、三。参考练习1.怎样由二氧化硅制取硅酸？用有关反应的化学方程式表示之。答案：2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O H2O+Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H4SiO4H4SiO4=H2O+H2SiO32.Al2O32SiO22H2O是A.混合物 B.两种氧化物的水化物 C.硅酸盐 D.铝酸盐答案：C3.下列离子方程式中不正确的是A.往氢氧化钠溶液中通入过量的二氧化碳 CO2+OH-=HCO3-B.石英砂与烧碱反应制水玻璃 SiO2+2OH=SiO32-+H2OC.碘化钾溶液跟适量溴水反应 2I+Br2=I2+2BrD.将金属钠投入水中 Na+2H2O=Na+2OH-+H2答案：D教后感 二氧化硅，是本章的重点，而且是一种有着广泛用途的重要材料，所