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硅和二氧化硅
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●教学目标
1.使学生了解硅的结构特点、性质、用途、存在及制备方法.
2.使学生了解二氧化硅的存在、性质和用途.
3.培养学生对知识归纳、总结和探究的能力.
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●教学重点
硅和二氧化硅的化学性质
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●教学难点
培养学生对知识的归纳、总结和探究的能力
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●课时安排
一课时
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●教学方法
引导、探究、对比、练习
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●教学用具
投影仪
两条干燥的布条或线绳(其中一条在硅酸钠溶液中预先浸过)、酒精灯、火柴
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●教学过程
[引言]请大家看课本彩图中的硅单质照片.
[师]别看它看起来灰溜溜的,它自己及它的化合物的作用却是大得很.大到高科技领域,小到我们的周围,到处都有硅及其化合物的踪影.当今电子工业的飞速发展,更是与人们对硅的性质的认识息息相关.本节课,我们就来学习硅及其化合物的有关知识.
[板书]第二节 硅和二氧化硅
[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)
[师]请大家阅读课本P145的第一、二自然段,总结出硅的存在形态、结构特点、物理性质等方面的内容.
[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↑
Si+2NaOH+H2O====Na2SiO3+2H2↑ Si+O2SiO2
[师]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).
[过渡]物质的用途由其性质决定,硅的这些性质决定了硅什么样的用途呢?请大家阅读课本P146第二自然段和课本P147选学内容“硅的用途”.
[板书](3)硅的用途
[学生阅读后回答]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及耐酸设备等.
[师]回答得很好.不过,大家需要知道的是,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?请大家看课本后回答.
[板书](4)硅的制法
[学生看书后回答]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.
[板书]SiO2+2CSi+2CO↑(工业制法)
[师]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.
[过渡]硅在常温下性质稳定,但在受热条件下可与氧气反应生成二氧化硅.接下来,我们来学习硅的最高价氧化物——二氧化硅的性质.
[板书]二、二氧化硅(SiO2)
[问]二氧化硅与二氧化碳都是第ⅣA族元素形成的最高价氧化物,它们的性质是否相同呢?请大家回忆我们初中学过的二氧化碳的性质,并从物理性质和化学性质两方面回答.
[生]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.
[师]大家回答得很流利.请问,有没有固体的二氧化碳?
[生]有!固体的二氧化碳叫干冰.
[师]干冰可以用来人工降雨,为什么?
[生]因为干冰有易升华的性质.
[
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