高一化学：二氧化硅与信息材料

时间：2021-04-10 12:07:35 来源：蒲公英阅读网 本文已影响人

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高一化学：二氧化硅与信息材料 本文简介：由莲山课件提供http://www.jsfw8.com/资源全部免费第3单元课时2二氧化硅与信息材料教学设计一、学习目标（1）知道二氧化硅的一些性质及硅单质的制备，了解二氧化硅和单晶硅的用途，以及与人类文明发展的密切关系。（2）了解我国材料科学发展的成就，社会及科学技术的发展对新型材料的要求，激发学

高一化学：二氧化硅与信息材料 本文内容：

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第3单元

课时2

二氧化硅与信息材料

教学设计

一、学习目标

（1）知道二氧化硅的一些性质及硅单质的制备，了解二氧化硅和单晶硅的用途，以及与人类文明发展的密切关系。

（2）了解我国材料科学发展的成就，社会及科学技术的发展对新型材料的要求，激发学习化学的热情，提高社会责任感。

二、教学重点与难点

重点：二氧化硅和单晶硅的应用，二氧化硅的性质。

难点：二氧化硅的化学性质。

三、设计思路

本节课内容较贴近生活实际，所以在教学中考虑充分利用实物、模型及教科书中的彩图和插图，增强教学的直观性，激发学生的学习兴趣，本节内容较简单，可通过学生自己阅读归纳和老师评价总结的方法来认识物质的共性和个性，有利于学生对知识的记忆和掌握。

四、教学过程

【导入新课】你们平时爱看电视吗？主持人中你们最喜欢哪一位？

【设疑】很多节目都有主持人在现场与全国各地的观众进行交流的场景，那么，声音和图像信号是如何同步及时传输到各地的呢？又是使用了什么材料呢？

【讲述】

图像信号、声音信号必须依靠光缆及时传递，让我们尽管身处不同的地方，却都能同步收看。制光缆的主要原料是二氧化硅，下面我们首先研究二氧化硅的性质。

【投影】玛瑙、石英等图片（ppt2）

【讲述】这些物质的主要成分都是二氧化硅。

【板书】

一、二氧化硅

1．存在形式：沙子、石英、水晶、硅藻土

【设问】二氧化硅是氧化物，它是哪类氧化物？

【学生回答】酸性氧化物。

【设疑】

酸性氧化物应该具有那些性质呢？请大家根据阅读课本内容设计表格归纳二氧化硅的性质。X

k

b

1

.

c

o

m

【板书】2．性质：(ppt3)

性质

二氧化硅

状态

固态

硬度

大

熔沸点

很高

化学性质

与水

不反应

与碱溶液

SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O

与碱性氧化物

SiO2+CaOCaSiO3

【归纳】从上面的比较我们看出，SiO2性质不活泼，不与水、酸（氢氟酸除外）反应，耐高温、耐腐蚀。但可与碱性氧化物和强碱溶液反应。

【设疑】盛放氢氧化钠溶液的玻璃试剂瓶不能用玻璃塞，你知道是什么原因吗？

【强调】氢氧化钠与玻璃中二氧化硅反应，生成硅酸钠，具有粘性，容易把瓶子和塞子粘住，不容易打开。

【讲述】

SiO2的熔沸点很高是由它的结构决定的，它是空间网状结构。

【板书】（ppt4）

3．空间结构：立体网状结构

结构单元：正四面体w

w

w

.x

k

b

1.c

o

m

【介绍】

SiO2用途非常广泛，可用于制作光学镜片、石英坩埚等，我们来看介绍。（ppt5、6、7）

【过渡】我们开始讲的光导纤维也是由SiO2制取的。

二．光导纤维（ppt8）

【讲述】光导纤维，简称“光纤”，就是一种能利用光的全反射作用来传导光线的透明度极高的玻璃细丝。光纤通信发展很快，全世界总量超过1亿公里。我国在这方面起步并不算晚，1995年一年铺设了130万公里，全国已形成八横八纵的干线网。中日海底光缆已经开通，中美海底光缆工程也已经启动。1992年美国曾提出一项关于通信方面的计划，这就是“信息高速公路”计划，而光纤、光缆是信息高速公路的基石。

【观看】光导纤维介绍的录像。（ppt9）xkb1.com

【提问】刚才录像中提到了光导纤维有哪些用途呢？

【讲述】光导纤维的应用。（ppt10）

【过渡】光纤很神奇，下面我们再来看个神奇的图片：用硅原子组成的两个汉字“中国”。(ppt11)

【介绍】照片上的两个字是在硅晶体表面，通过操纵硅原子“写出”的。“中国”两个字“笔画”的宽度约两纳米，这是目前世界上最小的汉字，说明人类已进入操纵原子的时代，目前只有中国等少数国家掌握。我们应该为此感到自豪。

【讲述】硅常作半导体材料。硅半导体材料的制备必须先制得高纯硅，请看制备出的硅晶体图片。

【设问】那么硅晶体又是如何制备的呢？

【板书】三、硅（ppt12）

1．硅的制备

制粗硅：2C+SiO2Si+2CO↑

【过渡】这样制得的硅仍含有杂质，纯度不高，仍然不能满足工业生产的需要，所以要把粗硅提纯。

【板书】硅提纯：

Si+2Cl2SiCl4（400—500

℃）

SiCl4+2H2Si+4HCl

【引导】晶体硅的性质又怎样呢？请大家阅读课本82页，然后归纳一下。

【板书】2．硅的物理性质(ppt13)

灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。熔沸点高，硬度大，难溶于水。

硅晶体的导电性介于导体和绝缘体之间，是一种重要的半导体材料。

3．硅的化学性质(ppt14)

（1）常温下，性质稳定，与氧气、氯气、硝硫酸等都很难反应

（2）加热高温条件下，与氧气、氯气等反应。

Si

+

O2

SiO2

Si

+

2Cl2

SiCl4（液态）

4．硅的用途（ppt15、16、17）

【巩固练习】(ppt18、19、20)

1．下列关于硅和二氧化硅的性质叙述中正确的是

（

C

）

A.常温下O2能把Si氧化成SiO2

B．SiO2是酸性氧化物，能与水反应生成硅酸

C．石英、水晶、海沙的主要成分都是SiO2

D．硅通常很稳定，不溶于常见的溶液中。

2．要除去SiO2中混有的少量杂质CaCO3，最适宜的试剂是

(

B

)

A.水

B.盐酸

C.稀硫酸

D.氢氧化钠溶液。

3．据2001年12月有消息报道，有科学家提出硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”的观点

。假如硅作为一种普通使用的新型能源被开发利用，关于其有利因素的下列说法中，你认为不妥当的是

（

D

）

A.硅便于运输、储存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料；

B.硅的来源丰富，易开采，且可再生；

C.硅燃烧放出的热量大，且燃烧产物对环境污染程度底，容易有效控制；

D.寻找高效催化剂，使硅的生产耗能很低，是硅能源开发利用的关键技术

【结束语】这节课我们主要学习了硅单质和二氧化硅的结构和性质及用途，我们也了解到硅及其化合物在全球信息的流通、电子业的发展中充当了非常重要的角色，随着科技的发展，它们还会为人类文明的进步发挥更多的作用，创造更多的奇迹。希望同学们努力学习，掌握更多的科学知识，研究硅这古老而又年轻的元素在更多方面的应用。

【作业】1．

完成“练习与实践”第2、3、6三题。

2．通过查阅资料了解硅及其化合物在生活和生产中的应用。

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篇2：硅和二氧化硅教学设计方案

硅和二氧化硅教学设计方案 本文关键词：设计方案，教学

硅和二氧化硅教学设计方案 本文简介：二、硅和二氧化硅教学设计方案宁都中学苏红[教材版本]：全日制普通高级中学教科书（必修）人教版化学第一册第六章第二节硅和二氧化硅[教学目标]：（1）知识目标：使学生进一步了解运用元素周期律知识人学习同元素及其化合物性质的方法，并运用这些方法学习硅和二氧化硅。（2）能力目标：培养和调动学生对较枯躁的元素

硅和二氧化硅教学设计方案 本文内容：

二、硅和二氧化硅教学设计方案

宁都中学

苏红

[教材版本]：

全日制普通高级中学教科书（必修）人教版

化学

第一册

第六章

第二节

硅和二氧化硅

[教学目标]：

（1）知识目标：使学生进一步了解运用元素周期律知识人学习同元素及其化合物性质的方法，并运用这些方法学习硅和二氧化硅。

（2）能力目标：

培养和调动学生对较枯躁的元素及化合物知识的习兴趣，培养知识的迁移能力。

（3）德育目标：

紧密联系量变到质变等辩证唯物主义观点再学习元素及化合物知识中的应用

[教学重点]：

硅和二氧化硅的性质和用途

[教学难点]：

1、如何调动学生对较简单枯躁的元素及化合物知识学习的兴趣。

2、根据

碳以及元素周期律的知识，归纳出一些硅的化学性质。

[课时安排]：

一课时

[教学方法]：

思路教学法

情境教学法

知识再现法

案例教学法

问题探索法

比较学习法

演绎归纳法

行动研究学习法

[教学过程]：

[引言]：

上节课学习了碳族元素的概况，初中也认识了碳及其化合物的一些性质知识，今天，我们进一步认识硅及其氧化物的性质。

[学生自学]：

阅读教材145页第一段，小结硅在自然界的存在形式。

[放映幻灯片，教师讲解]：

一

硅（Si）:

1

硅的分布与存在

没有游离态，只有化合态，自然界中分布广泛，在地壳中居第二位，

仅次于氧。是构成矿物和岩石的主要成分。

[学生活动]：阅读教材145页第二段和彩图，总结硅的物理性质，学生回答后小结。

[放映幻灯片，教师讲解]：

2

硅的物理性质

硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体

。晶体硅是灰黑色

、有金属光泽、是硬而脆的固体。晶体硅的结构类似于金刚石，熔点和沸点都很高，硬度大。导电性介于导体和绝缘体之间。

[放映幻灯片，教师讲述，学生观看硅单质的幻灯片]：

[学生活动]：

阅读教材146页有关内容，教师引导学生分析碳、硅的原子结构，根据所学碳的性质归纳出一些硅的化学性质。

[放映幻灯片教师讲解]：

3

硅的化学性质

(1)

常温下，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、硫酸、硝酸等）起反应。

Si

+

2

F2

＝

SiF4

↑

Si

+

2

F2

＝

SiF4

↑

Si

＋

4HF

＝

SiF4

↑

＋

2H2

↑

Si

＋

2NaOH

＋

H2O

＝

Na2SiO3

＋

2H2↑

(2)

在加热条件下，能跟一些非金属反应。

Si

＋

O2

＝

SiO2

Si

＋

2H2

＝

SiH4

（不稳定）

Si

+

C

＝

SiC

(金刚砂)

（高温）

Si

+

2Cl2

＝

SiCl4

（高温）

[学生活动]：以学生自学与教师引导相结合方法，总结硅的工业制法和用途。

[放映幻灯片教师讲解]：

4

硅的工业制法

(1).

在工业上，用碳在高温下还原二氧化硅的方法制得粗硅。

SiO2

＋

2C

＝

Si（粗硅）＋

2CO↑

（高温）

(2).

与氯反应：

Si

＋

2Cl2

＝

SiCl4

(温度为400～500℃)

(3).

生成的SiCl4液体通过精馏，除去其中的硼、砷等杂质。然后用氢气还原

SiCl4

＋

2H2

＝

Si

＋

4HCl（高温）

[放映幻灯片和学生活动]：讨论：指出下列两个化学反应中的氧化剂和还原剂,并比较氧化性和还原性的强弱

SiO2

＋

2C

＝

Si（粗硅）＋

2CO↑（高温）

SiO2

+

3C

＝

SiC

+

2CO

↑（高温）

[放映幻灯片教师讲解]：

5

硅的用途

硅是一种重要的非金属单质，它的用途非常广泛。作为良好的半导体材料，硅可用来制造集成电路、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。

[放映幻灯片，教师讲述，学生观看硅的用途的幻灯片]：

大规模集成电路

太阳能电池

[放映幻灯片教师讲解]：

二

二氧化硅（SiO2）

1

、结构

:

纯净的二氧化硅晶体叫做水晶。SiO2化学式，不是分子式。因为在二氧化硅晶体中，1个硅原子与4个氧原子形成4个共价键，即每一个硅原子周围结合4个氧原子；同时每个氧原子与两个硅原子结合。因此它是硅原子与氧原子按1

：2的原子个数比组成的具有空间网状结构的晶体。

[放映幻灯片，教师讲述，学生观看二氧化硅晶体的结构和晶体的幻灯片]：

二氧化硅晶体的空间结构

、水晶、玛瑙的多组幻灯片

[学生活动]：阅读教材146页内容，要求学生归纳二氧化硅的物理性质和用途。

[放映幻灯片教师讲解]：

2

、

二氧化硅的物理性质和用途

?

物理性质：硬度大、熔点高、难溶于水

?

用途：制光导纤维、电子工业重要部件、光学仪器、耐高温化学仪器、。利用石英晶体制造石英电子表、石英钟等。

[放映幻灯片教师讲解]：

3

二氧化硅的化学性质

?

可以与碱和碱性氧化物反应

?

与盐反应（固体）

?

弱氧化性

?

与氢氟酸反应（腐蚀玻璃）

[学生活动]：

写出相关的化学方程式

[放映幻灯片教师讲解]：

相关的化学方程式

SiO2

＋

CaO

＝

CaSiO3（高温）

SiO2

＋

2NaOH

＝

Na2SiO3＋H2O

SiO2

+

CaCO3

＝

CaSiO3

+

CO2

↑（高温）

SiO2＋2C

＝

Si

＋

2CO↑（高温）

SiO2

+

4HF

=

SiF4

+

2H2O

[放映幻灯片]：讨论：实验室中NaOH溶液保在什么试剂瓶中？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?

[教师引导]：根据CO2的性质推断SiO2的主要化学性质，学生回答并书写有关方程式。

[放映幻灯片和学生活动]：

练习：二氧化硅与二氧化碳的比较，学生讨论回答后小结。

[放映幻灯片教师讲解]：

4

硅酸盐组成的表示方法

?

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。

?

表示方法：金属元素氧化物写在前面，再写SiO2，最后写H2O；氧化物之间用“·”隔开。

硅酸钠：Na2SiO3可以写成Na2O

·

SiO2

高岭石：Al

2

(Si2O5)(OH)4

Al2O3

·

2SiO2

·

2H2O

钙长石：CaAl2SiO6

CaO

·

Al2O3

·

SiO2

[放映幻灯片]：

１．下列有关物质的用途（括号中为用途）错误的是（

）

（A）锗和硅（半导体材料）

（B）二氧化硅（制光导纤维）

（C）水玻璃（用作粘合剂）

（D）原硅酸（用作耐火材料）

２．将过量的二氧化碳分别通入

①

氯化钙溶液

②硅酸钠溶液

③次氯酸钙溶液

④饱和碳酸钠的溶液，最终溶液中有白色沉淀析出的是（

）

（A）①②③④

（B）②④

（C）①②③

（D）②③④

[放映幻灯片和小结]：

SiF4

HF

O2

Si

SiO2

H2SiO3

C

高温

NaOH

HCl

高温CaO

CaSiO3

Na2SiO3

4

篇3：-12高一化学：二氧化硅与信息材料

-12高一化学：二氧化硅与信息材料 本文关键词：材料，高一化学，信息

-12高一化学：二氧化硅与信息材料 本文简介：由莲山课件提供http://www.jsfw8.com/资源全部免费第3单元课时2二氧化硅与信息材料教学设计一、学习目标（1）知道二氧化硅的一些性质及硅单质的制备，了解二氧化硅和单晶硅的用途，以及与人类文明发展的密切关系。（2）了解我国材料科学发展的成就，社会及科学技术的发展对新型材料的要求，激发学

-12高一化学：二氧化硅与信息材料 本文内容：

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第3单元

课时2

二氧化硅与信息材料

教学设计

一、学习目标

（1）知道二氧化硅的一些性质及硅单质的制备，了解二氧化硅和单晶硅的用途，以及与人类文明发展的密切关系。

（2）了解我国材料科学发展的成就，社会及科学技术的发展对新型材料的要求，激发学习化学的热情，提高社会责任感。

二、教学重点与难点

重点：二氧化硅和单晶硅的应用，二氧化硅的性质。

难点：二氧化硅的化学性质。

三、设计思路

本节课内容较贴近生活实际，所以在教学中考虑充分利用实物、模型及教科书中的彩图和插图，增强教学的直观性，激发学生的学习兴趣，本节内容较简单，可通过学生自己阅读归纳和老师评价总结的方法来认识物质的共性和个性，有利于学生对知识的记忆和掌握。

四、教学过程

【导入新课】你们平时爱看电视吗？主持人中你们最喜欢哪一位？

【设疑】很多节目都有主持人在现场与全国各地的观众进行交流的场景，那么，声音和图像信号是如何同步及时传输到各地的呢？又是使用了什么材料呢？

【讲述】

图像信号、声音信号必须依靠光缆及时传递，让我们尽管身处不同的地方，却都能同步收看。制光缆的主要原料是二氧化硅，下面我们首先研究二氧化硅的性质。

【投影】玛瑙、石英等图片（ppt2）

【讲述】这些物质的主要成分都是二氧化硅。

【板书】

一、二氧化硅

1．存在形式：沙子、石英、水晶、硅藻土

【设问】二氧化硅是氧化物，它是哪类氧化物？

【学生回答】酸性氧化物。

【设疑】

酸性氧化物应该具有那些性质呢？请大家根据阅读课本内容设计表格归纳二氧化硅的性质。X

k

b

1

.

c

o

m

【板书】2．性质：(ppt3)

性质

二氧化硅

状态

固态

硬度

大

熔沸点

很高

化学性质

与水

不反应

与碱溶液

SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O

与碱性氧化物

SiO2+CaOCaSiO3

【归纳】从上面的比较我们看出，SiO2性质不活泼，不与水、酸（氢氟酸除外）反应，耐高温、耐腐蚀。但可与碱性氧化物和强碱溶液反应。

【设疑】盛放氢氧化钠溶液的玻璃试剂瓶不能用玻璃塞，你知道是什么原因吗？

【强调】氢氧化钠与玻璃中二氧化硅反应，生成硅酸钠，具有粘性，容易把瓶子和塞子粘住，不容易打开。

【讲述】

SiO2的熔沸点很高是由它的结构决定的，它是空间网状结构。

【板书】（ppt4）

3．空间结构：立体网状结构

结构单元：正四面体w

w

w

.x

k

b

1.c

o

m

【介绍】

SiO2用途非常广泛，可用于制作光学镜片、石英坩埚等，我们来看介绍。（ppt5、6、7）

【过渡】我们开始讲的光导纤维也是由SiO2制取的。

二．光导纤维（ppt8）

【讲述】光导纤维，简称“光纤”，就是一种能利用光的全反射作用来传导光线的透明度极高的玻璃细丝。光纤通信发展很快，全世界总量超过1亿公里。我国在这方面起步并不算晚，1995年一年铺设了130万公里，全国已形成八横八纵的干线网。中日海底光缆已经开通，中美海底光缆工程也已经启动。1992年美国曾提出一项关于通信方面的计划，这就是“信息高速公路”计划，而光纤、光缆是信息高速公路的基石。

【观看】光导纤维介绍的录像。（ppt9）xkb1.com

【提问】刚才录像中提到了光导纤维有哪些用途呢？

【讲述】光导纤维的应用。（ppt10）

【过渡】光纤很神奇，下面我们再来看个神奇的图片：用硅原子组成的两个汉字“中国”。(ppt11)

【介绍】照片上的两个字是在硅晶体表面，通过操纵硅原子“写出”的。“中国”两个字“笔画”的宽度约两纳米，这是目前世界上最小的汉字，说明人类已进入操纵原子的时代，目前只有中国等少数国家掌握。我们应该为此感到自豪。

【讲述】硅常作半导体材料。硅半导体材料的制备必须先制得高纯硅，请看制备出的硅晶体图片。

【设问】那么硅晶体又是如何制备的呢？

【板书】三、硅（ppt12）

1．硅的制备

制粗硅：2C+SiO2Si+2CO↑

【过渡】这样制得的硅仍含有杂质，纯度不高，仍然不能满足工业生产的需要，所以要把粗硅提纯。

【板书】硅提纯：

Si+2Cl2SiCl4（400—500

℃）

SiCl4+2H2Si+4HCl

【引导】晶体硅的性质又怎样呢？请大家阅读课本82页，然后归纳一下。

【板书】2．硅的物理性质(ppt13)

灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。熔沸点高，硬度大，难溶于水。

硅晶体的导电性介于导体和绝缘体之间，是一种重要的半导体材料。

3．硅的化学性质(ppt14)

（1）常温下，性质稳定，与氧气、氯气、硝硫酸等都很难反应

（2）加热高温条件下，与氧气、氯气等反应。

Si

+

O2

SiO2

Si

+

2Cl2

SiCl4（液态）

4．硅的用途（ppt15、16、17）

【巩固练习】(ppt18、19、20)

1．下列关于硅和二氧化硅的性质叙述中正确的是

（

C

）

A.常温下O2能把Si氧化成SiO2

B．SiO2是酸性氧化物，能与水反应生成硅酸

C．石英、水晶、海沙的主要成分都是SiO2

D．硅通常很稳定，不溶于常见的溶液中。

2．要除去SiO2中混有的少量杂质CaCO3，最适宜的试剂是

(

B

)

A.水

B.盐酸

C.稀硫酸

D.氢氧化钠溶液。

3．据2001年12月有消息报道，有科学家提出硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”的观点

。假如硅作为一种普通使用的新型能源被开发利用，关于其有利因素的下列说法中，你认为不妥当的是

（

D

）

A.硅便于运输、储存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料；

B.硅的来源丰富，易开采，且可再生；

C.硅燃烧放出的热量大，且燃烧产物对环境污染程度底，容易有效控制；

D.寻找高效催化剂，使硅的生产耗能很低，是硅能源开发利用的关键技术

【结束语】这节课我们主要学习了硅单质和二氧化硅的结构和性质及用途，我们也了解到硅及其化合物在全球信息的流通、电子业的发展中充当了非常重要的角色，随着科技的发展，它们还会为人类文明的进步发挥更多的作用，创造更多的奇迹。希望同学们努力学习，掌握更多的科学知识，研究硅这古老而又年轻的元素在更多方面的应用。

【作业】1．

完成“练习与实践”第2、3、6三题。

2．通过查阅资料了解硅及其化合物在生活和生产中的应用。

由莲山课件提供http://www.jsfw8.com/

资源全部免费