硅及其化合物硅及其化合物 课前说课教学目标分析教学目标分析教学教学 重难点重难点教学课件展示教学课件展示教学设计思路教学设计思路三维目标三维目标 知识与技能 1. 了解硅、二氧化硅的主要性质。 2. 认识硅、二氧化硅在生产、信息技术、材料科学等领域的应用。u过程与方法u 1. 结构决定性质、性质决定用途。u 2. 了解材料发展的历史与前景。 情感价值观 认识化学在材料科学中的重要地位，了解中华民族的传统文化，激发学习化学的兴趣。硅及其化合物 说课u探究重点探究重点 u二氧化硅的结构、性质和用途；硅单质的用途。 u探究难点探究难点 u二氧化硅的结构和化学性质。 硅及其化合物 说课设计思路设计思路列表对比列表对比 实验探究实验探究由二氧化硅结构推性质由二氧化硅结构推性质创创设设教教学学情情景景激激趣趣质质疑疑阅阅读读讨讨论论交交流流总总结结评评价价硅的结构、性质硅的结构、性质经验出发经验出发 激起兴趣激起兴趣视屏介绍硅的用途视屏介绍硅的用途看视屏看视屏 谈收获谈收获硅及其化合物硅及其化合物 说课说课在在知知识识的的天天空空自自由由地地飞飞翔翔.让让我我们们展展开开理理想想的的翅翅膀膀让我们一起来感受化学在生活中的应用！太阳能电池硅芯片位于美国位于美国旧金山的信旧金山的信息产业基地息产业基地被称为被称为“硅硅谷谷”，中国，中国的中关村被的中关村被称为称为“中国中国硅谷硅谷”，那，那么硅与信息么硅与信息产业是什么产业是什么关系呢？关系呢？在线交流用化学视角感悟用化学视角感悟时代变化时代变化电子技术是现代高新技术，支撑着电子电子技术是现代高新技术，支撑着电子计算机和通信现代化的发展，难怪有人称，计算机和通信现代化的发展，难怪有人称，海湾战争是微电子技术打败了钢铁武器，是海湾战争是微电子技术打败了钢铁武器，是“硅片战胜了钢铁硅片战胜了钢铁”。由微电子技术形成的。由微电子技术形成的巨大产业巨大产业信息产业，是国民经济发展的信息产业，是国民经济发展的重要支柱。据专家预测，到重要支柱。据专家预测，到2000年，信息产年，信息产业的产值已达到业的产值已达到3万亿美元，将超过汽车、万亿美元，将超过汽车、石油和钢铁等工业而跃居世界第一大产业。石油和钢铁等工业而跃居世界第一大产业。用化学视角感悟时代变化用化学视角感悟时代变化u20世纪世纪60年代以来，随着集成电路的研年代以来，随着集成电路的研制成功，电子工业得到了飞速发展，各种制成功，电子工业得到了飞速发展，各种电子产品相继出现，收音机、电视机、计电子产品相继出现，收音机、电视机、计算机等越来越多的产品进入人们的生活。算机等越来越多的产品进入人们的生活。可是，你知道吗？在电子工业的发展中，可是，你知道吗？在电子工业的发展中，硅起到了非常重要的作用，可以说，它是硅起到了非常重要的作用，可以说，它是电子产品的心脏。电子产品的心脏。u因此，硅与我们的生活密切相关，除了因此，硅与我们的生活密切相关，除了电子产品的材料中含有硅外，建造房屋的电子产品的材料中含有硅外，建造房屋的水泥，窗户上的玻璃，日常使用的碗碟等，水泥，窗户上的玻璃，日常使用的碗碟等，也都是由含硅物质制造出来的。在这一节，也都是由含硅物质制造出来的。在这一节，我们将会对我们将会对“硅硅”有一个崭新的认识。有一个崭新的认识。硅酸盐产品热弯玻璃热弯玻璃防弹玻璃防弹玻璃 水泥水泥陶瓷陶瓷粉彩瓷粉彩瓷古瓷欣赏古瓷欣赏玛瑙玛瑙水晶石图片 第七章第七章 碳族元素碳族元素 无机非金属材料无机非金属材料 第二节第二节 硅和二氧化硅硅和二氧化硅 一、硅硅晶体样品2、晶体硅的性质、制法、用途晶体硅的性质、制法、用途 1 1、硅的结构硅的结构 晶体硅的结构类似于金刚石，硅原子间通过共价键作用，形成空间的网状结构。l这种结构稳定吗？硅的结构硅晶体模型金刚石晶体硅的物理性质晶体硅的物理性质l由于晶体硅中硅原子是通过由于晶体硅中硅原子是通过SiSi共价键的形式结合，所共价键的形式结合，所以很难将两个以很难将两个Si原子分开，因原子分开，因此，晶体硅的熔沸点较高，此，晶体硅的熔沸点较高，硬度较大。硬度较大。 u硅有硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅是灰黑色、晶体硅和无定形硅两种。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。有金属光泽、硬而脆的固体。u硅的结构类似于金刚石，熔点和沸点都很高，硬硅的结构类似于金刚石，熔点和沸点都很高，硬度大。度大。u导电性介于导体和绝缘体之间。导电性介于导体和绝缘体之间。硅的化学性质常温下，化学性质不活泼，除氟气、氢氟酸常温下，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、和强碱外，硅不跟其他物质（如氧气、氯气、硫酸、硝酸等）起反应。在加热条件下，能跟硫酸、硝酸等）起反应。在加热条件下，能跟一些非金属反应。一些非金属反应。SiO2SiO2Si2H2SiH4（不稳定）不稳定）高温（Si2NaOHH2ONa2SiO32H2）（Si4HFSiF42H2）阅读课本归纳总结阅读课本归纳总结硅的工业制法高温在工业上，用碳在高温下还原二氧化硅的方在工业上，用碳在高温下还原二氧化硅的方法制得粗硅。法制得粗硅。 SiO2 2C Si（粗硅）粗硅）2CO硅的硅的用途用途u硅是硅是一种重要的非金属单质，它的用途非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。成有良好导磁性、耐酸性的合金。大规模集成电路二、二、二氧化硅晶体结构u实际上，在二氧化硅晶实际上，在二氧化硅晶体中每个硅原子与周围体中每个硅原子与周围的四个氧原子的成键情的四个氧原子的成键情况与金刚石晶体中的碳况与金刚石晶体中的碳原子与周围的其它碳原原子与周围的其它碳原子连接的情况是相同的。子连接的情况是相同的。只有原子，无分子。只有原子，无分子。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、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耐高温化学仪器、。利用石英晶体制造石英电子表、石英钟等。表、石英钟等。玛瑙玛瑙精密仪器的轴承、耐磨器皿、装饰品精密仪器的轴承、耐磨器皿、装饰品光纤光纤高性能通信材料高性能通信材料u石英石英石英玻璃（石英电子表、石英钟、耐高石英玻璃（石英电子表、石英钟、耐高温的试管）温的试管）u水晶水晶电子工业（重要部件、光学仪器）、工电子工业（重要部件、光学仪器）、工艺品、眼镜片艺品、眼镜片石英坩埚水晶 水晶：无色透明的纯净的二氧化硅称为水晶，含有杂质而显烟褐色叫烟晶或茶晶，近黑色而尚透明者叫墨晶，紫色的叫紫晶。水晶广泛应用于超声技术上，烟晶和紫晶琢磨后用之制造装饰品。光光 导导 纤纤 维维二氧化硅与二氧化碳的比较二氧化碳二氧化碳CO2二氧化硅二氧化硅SiO2物质分类物质分类与与碱性氧化碱性氧化物反应物反应与碱与碱反应反应与水与水反应反应均属于酸性氧化物均属于酸性氧化物CO2CaOCaCO3SiO2CaOCaSiO3高温CO22NaOHNa2CO3+H2OSiO22NaOHNa2SiO3+H2OCO2H2OH2CO3不反应不反应二氧化硅的化学性质u可以与碱和碱性氧化物反应可以与碱和碱性氧化物反应u被碳还原被碳还原u与氢氟酸反应（腐蚀玻璃）与氢氟酸反应（腐蚀玻璃）相关的化学方程式SiO22OHSiO32H2O(SiO2+4HF=SiF4+2H2O)SiO2CaOCaSiO3高温SiO22CSi2CO高温实验探究u1、在试管中加入饱和硅酸钠溶液，滴入酚酞，再逐滴加入稀盐酸，边加边振荡。仔细观察变化过程及现象。u2、取两条滤纸条分别放入蒸馏水和硅酸钠饱和溶液中，使之充分浸透，取出稍沥干后，分别点燃，观察现象。思考与讨论u1、为什么实验1中溶液红色会消失？生成的白色沉淀是什么物质？u2、从实验2中你能发现硅酸钠还有什么性质？u3、硅酸是一种比碳酸还弱的酸，试写出往硅酸钠溶液中通入二氧化碳反应的离子方程式。硅酸和硅酸盐u1、硅酸是一种难溶于水的比碳酸还弱的酸u2、大部分硅酸盐不溶于水，化学稳定性较高 硅酸钠的水溶液俗称水玻璃硅酸钠的水溶液俗称水玻璃, ,是无色粘稠是无色粘稠的液体，常用做肥皂填料、木材防火剂及黏胶剂。的液体，常用做肥皂填料、木材防火剂及黏胶剂。讨论：为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡讨论：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皮塞而不用玻璃塞硅酸盐组成的表示方法u硅酸盐的种类很多，结构也很复杂，通常硅酸盐的种类很多，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可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成。其组成。u表示方法：金属元素氧化物写在前面，再表示方法：金属元素氧化物写在前面，再写写SiO2，最后写最后写H2O；氧化物之间用氧化物之间用“”隔开。隔开。硅酸钠：硅酸钠：Na2SiO3可以写成可以写成Na2OSiO2高岭石：高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4钙长石：钙长石：CaAl2SiO6Al2O32SiO22H2OCaOAl2O3SiO2硅元素的分布与存在u存在：没有游离态，只有化合态存在：没有游离态，只有化合态u分布：自然界中分布广泛，在地壳中居分布：自然界中分布广泛，在地壳中居第二位，仅次于氧。是构成矿物和岩石第二位，仅次于氧。是构成矿物和岩石的主要成分。的主要成分。1、将固态的氢氧化钠加热至熔融、将固态的氢氧化钠加热至熔融状态，可选用的器皿是状态，可选用的器皿是-()A.铁铁坩埚坩埚B.石英坩埚石英坩埚C.石墨坩埚石墨坩埚D.蒸发皿蒸发皿ACA.铁坩埚铁坩埚C.石墨坩埚石墨坩埚练练练练 习习习习u2 2、将过量的二氧化碳分别通入、将过量的二氧化碳分别通入氯化钙氯化钙溶液溶液 硅酸钠溶液硅酸钠溶液 次氯酸钙溶液次氯酸钙溶液 饱和碳酸钠的溶液，最终溶液中有白色饱和碳酸钠的溶液，最终溶液中有白色沉淀析出的是（沉淀析出的是（ ）（A） （B）（C） （D）B在线练习在线练习登录以下网址可进行补充练习登录以下网址可进行补充练习http:/www.yangzheng.com.cn/keti/wangluo/2004/huaxue/tanzuyuansu/ziyuan/guisuan/xiti.htm小结u这节课你学到了什么，最大的收获是什么？http:/www.yangzheng.com.cn/keti/wangluo/2004/huaxue/tanzuyuansu/index.htm网页链接网页链接The end