二氧化硅与信息材料2

化学,教案

二氧化硅与信息材料

教学目标：

1． 了解硅的结构、特点、性质、用途、存在及制备方法。 2． 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。 教学重点：

硅和二氧化硅的化学性质。

教学难点：培养学生对知识的归纳、总结和探究的能力。 教学过程： 导入：通过上节课的学习，知道硅及其化合物与我们的生活及人类文明的发展有着密切的关系。特别是当今电子工业的发展，更是与硅息息相关。这节课我们就来学习硅及其化合物的相关知识。 板书讲解： 一、硅

以化合态存在于自然界，在地壳中的含量居第二位。 1． 物理性质：熔沸点高，硬度大，半导体。 2． 化学性质：

提问：请同学们回忆初中所学的知识回答，碳单质有哪些化学性质？ 设问：我们知道硅的结构与碳很相似，那么硅的化学性质是否与碳相似呢？ 结论：硅的化学性质与碳很相似。常温时，硅的化学性质不活泼，除氟气氢氟酸和强碱外，硅不跟其它物质，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。 板书讲解：

(1)常温下性质稳定 Si+2F2====SiF4

Si+4HF====SiF4+2H2↑

Si+2NaOH+H2O=====Na2SiO3+2H2↑ (2)加热时能与某些非金属反应 Si+O2====SiO2

过度：物质的用途由性质决定，硅的这些性质决定了它有哪些用途？

板书归纳：硅的用途：制集成电路，晶体管，太阳能电池，变压器铁芯，耐

酸设备等。

过度：自然界没有单质硅存在，那么我们是如何制取硅的呢？ 板书讲解：硅的工业制法：

工业上用碳和二氧化硅在高温下反应制取硅。

SiO2 +2C===== Si+2CO↑（粗硅）

Si+2Cl2======SiCl4 硅的提纯 SiCl4+2H2=====Si+4HCl

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强调：上述反应中的产物为CO，而不是CO2。

过度：盛放氢氧化钠溶液的玻璃试剂瓶不能用玻璃塞。你知道其中的原因吗？沙子、石英、水晶、硅藻土等都是天然存在的二氧化硅。你知道二氧化硅有哪些重要的应用吗？下面我们就来学习二氧化硅的性质。 板书：二、二氧化硅 问题探究：二氧化硅的性质与二氧化碳的性质是否相似？请同学们回忆一下二氧化碳有哪些物理和化学性质？

小结：二氧化碳的物理性质：常温常压为无色无味的气体，能溶于水，密度

比空气大。

二氧化碳的化学性质：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。

问题讨论：有没有固体的二氧化碳？干冰可用来人工降雨，为什么？ 设问：二氧化硅是否具有与二氧化碳相似的物理和化学性质呢？请同学们阅 读课本82页的有关内容，完成下面表格的填写。

一种酸性氧化物，它不能溶于水得到相应的酸——硅酸。

②酸性氧化物一般不与酸发生化学反应，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。 课堂小结：

1．硅的主要物理性质：晶体硅是灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体，它的结构类似于金刚石，熔沸点较高，是良好的半导体材料。 2．硅的工业制法

高温

SiO2＋2C ======Si＋2CO↑

高温

Si + 2Cl2 ====== SiCl4

高温

SiCl4 + 2H2 ====== Si + 4HCl

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3．二氧化硅的化学性质

(1)酸性氧化物：SiO2是酸性氧化物，是H2SiO3的酸酐，但不溶于水。

高温 SiO2＋CaO ====== CaSiO3

SiO2＋2NaOH = Na2SiO3 + H2O SiO2 ＋ 4HF === SiF4 ＋ 2H2O

高温

(2)弱氧化性 SiO2＋2C ====== Si + 2CO 4．二氧化硅的用途

(1)SiO2是制造光导纤维的主要原料。

(2)石英制作石英玻璃、石英电子表、石英钟等。

(3)水晶常用来制造电子工业的重要部件、光学仪器、工艺品等。 (4)石英砂常用作制玻璃和建筑材料。 课堂练习：课本练习与实践T2、3、4、5 [课外作业] (第十四周第二次作业) 1．在反应SiO2+3C

SiC+2CO↑中，氧化剂与还原剂的物质的量之为

A．1∶3 B．3∶1 C．2∶1 D．1∶2 2．SiO2和CO2的共同点是（ ）

A．都能与水化合生成相应的酸 B．都能与强碱溶液反应生成盐和水 C．熔点都比较低 D．常温下都是固体

3．能溶解SiO2的物质是 ( )

A．硝酸 B．盐酸 C．氢氟酸 D．烧碱溶液

4．下列说法均摘自某科普杂志，你认为无科学性错误的是 ( ) A．铅笔芯的原料是重金属铅，儿童在使用时不可用嘴吮咬铅笔，以免引起铅中毒

B．CO有毒，生有煤炉的居室可放置数盆清水，这样可有效地吸收CO，防止煤气中毒

C． “汽水”浇灌植物有一定的道理，其中CO2的缓释，有利于植物的光合作用 D．硅的提纯与应用，促进了半导体元件与集成芯片业的发展，可以说“硅是信息技术革命的催化剂” 5．光纤通信70年代后期发展起来的一种新型通信技术，目前长距离光纤通信系统已投入使用，光纤通信的光学纤维是由下列哪种物质经特殊工艺制成( )

A ．碳 B．石英 C ．锗 D．硅 6．科学家提出硅是“21世纪的能源”，这主要是由于作为半导体材料的硅

在太阳能发电过程中具有重要的作用。下列关于硅的说法中错误的是 A．自然界硅的贮量丰富 B．自然界中存在大量单质硅

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C．高纯度的硅被用于制作计算机芯片 D．光导纤维的主要成分是SiO2

7．有一铝、铁、硅组成的合金，取等量的两份合金分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应，结果收集到等体积的气体，此合金中铝、铁、硅的质量比为（ ） A．27：56：28 B．3：4：1 C．1：2：1 D．27：4：1 8．不能用磨砂塞的试剂瓶贮存的试剂是（ ）

A．盐酸 B．Na2SiO3溶液 C．浓硫酸 D．氢氟酸 9．实验室熔化固体烧碱应选用的坩埚是（ ）

A．玻璃坩埚 B．石英坩埚 C．铁坩埚 D．瓷坩埚 10．下列转化中，不能通过一步反应实现的是（ ） A．SiO2→Na2SiO3 B．SiO2→H2SiO3 C．Na2SiO3→Si D．Si→Na2SiO3 ☆11．常温下，下列物质能和硅反应，但只放出一种气体的是（ ） A．氢氟酸 B．氧气 C．烧碱溶液 D．硫酸 二．填空题

12．写出下列硅及其化合物之间相互转化的化学方程式。

Si Na2SiO3

SiO2 H2SiO3

13．为了除去下列各粉状混合物中的杂质（括号中为杂质），请选用下列提 供的试剂和操作代号填入表内，并写出有关反应化学方程式。

试剂：A．盐酸B．烧碱溶液 C．氧气 D．水E．二氧化碳F．不用任何

试剂

操作：a．燃烧 b．高温灼烧 c．过滤 d．蒸发试剂

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