二氧化硅与信息材料教案

第一篇：二氧化硅与信息材料教案

二氧化硅与信息材料

一、教学目标： 1.知识与技能：

⑴了解硅在自然界的存在形式，了解硅及二氧化硅的重要性质。⑵了解工业上高纯硅的制备方法。

⑶了解硅、二氧化硅在信息技术、材料科学等领域的应用和与人类文明发展的关系，激发学生研究、开发新材料的意识。2.过程与方法目标：

通过碳与硅，二氧化碳与二氧化硅的对比学习，培养学生的推理、归纳、迁移能力。3.情感与态度目标：

通过硅和二氧化硅的用途的学习，让学生体会到化学与社会的紧密联系，增强学生学习化学的情感需要。

三、教学重点与难点

重点：硅和二氧化硅的化学性质

难点：硅和二氧化硅的化学性质

三、教学用具：

多媒体辅助教学沙子玛瑙饰品、石英钟、。

四、教学方法：

［教师］：展示沙子和日常生活中的玛瑙饰品、石英钟等。

［提问］：你知道这些东西有什么共同点吗?有什么关系吗？

［学生］从化学角度讲主要成分都是二氧化硅。

［教师］幻灯片展示：芯片

［教师］提问：芯片中的主要材料是？

［学生］二氧化硅。

［教师］关于SiO2的性质及用途，我们还不是很了解，下面我们就来进一步学习二氧化硅。

［板书］二氧化硅与信息材料

［教师］：沙子是我们最常见到的二氧化硅之一，结合日常生活常识，日常所见的沙子在哪里？沙子有什么样的性质，基本上就是二氧化硅的性质。首先，沙子能否溶于水，能否与水反应，能否与空气反，加热时能否与氧气反应？

［学生］：沙子很坚硬，熔沸点高，可以耐高温；不溶于水也不与水反应，加热是也不与氧气反应，常温时与常见的酸也不反应。

［教师］很好，大家都说了很多二氧化硅的物理性质和化学性质，而且都很正确。那么二氧化硅还有哪些性质，结合课本的知识，对二氧化硅有一个全面的了解。

［教师］好，现在请归纳二氧化硅的相关的信息。

学生归纳，教师板书

板书：

一、二氧化硅

1、存在形式

沙子、石英、水晶、硅藻土等。

2、空间结构：

正四面体的立体网状结构。

3、物理性质：

熔沸点高，硬度大，不溶于水的固体，不导电

【教师】二氧化硅的化学性质如何呢？学习一种新物质的性质我们往往可以找一种熟悉的、跟它比较有可比性的物质进行对比学习。你觉得应该找哪一种物质进行对比学习？讲讲你的理由？

【学生】都是酸性氧化物，碳元素和硅元素的最外层电子数相同。【教师】二氧化碳有哪些化学性质呢？

【学生】氧化物的分类角度考虑具有酸性氧化物的通性。从氧化还原的角度考虑具有弱氧化性 学生动手书写化学方程式： CO2＋2NaOH＝Na2CO3＋H2O CO2＋CaO＝CaCO3 CO2＋H2O＝H2CO3 CO2＋C＝2CO 【教师】二氧化硅也是一种酸性氧化物，与有相似的化学性质。请分析二氧化硅的化学性质，并写出相应的化学方程式。

【学生】 SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O SiO2+CaO＝CaSiO3 SiO2＋2C ＝ Si＋2CO 【板书】

4、化学性质 SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O SiO2+CaO＝CaSiO3 SiO2＋2C ＝ Si＋2CO 【教师】二氧化硅还有一个特殊性：它可以与氢氟酸反应 [板书]SiO2+4HF=SiF4 ↑+H2O [讨论]实验室如何贮存氢氟酸？ 【学生】塑料瓶

【教师】我们来小结下二氧化硅的的化学性质

【板书】

常温下，性质稳定，不与水，酸（除氢氟酸）发生反应

【教师】在这里，我要给大家介绍一种新的酸——硅酸。硅酸是一种酸性比碳酸还弱的酸。酸性氧化物与水反应，利用较强酸制较弱酸原理，用可溶性盐与较强的酸反应。实验室能否用二氧化硅能与水反应制取硅酸？ 【学生】不能，二氧化硅不溶于水

【教师】硅酸的制备方法是SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O Na2SiO3+CO2+H2O＝Na2CO3+H2SiO3↓ 或Na2SiO3+2HCl＝2NaCl+H2SiO3↓ 【板书】SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O Na2SiO3+CO2+H2O＝Na2CO3+H2SiO3↓ 或Na2SiO3+2HCl＝2NaCl+H2SiO3↓

【教师】大家看书本第81页第二段，总结下二氧化硅的用途

【板书】

5、二氧化硅用途：制光导纤维，光学镜片、石英坩埚等。

【教师】刚才学习的SiO2在信息领域有重要的应用，其实用SiO2制取得到的单质Si在信息领域也有重要的应用，下面我们就降下单质。【板书】

二、硅

【教师】硅单质用途广泛，但自然界中却没有硅单质。工业上是如何制取硅单质。【板书】

1、硅的制取 SiO2＋2C =Si＋2CO↑ Si＋2Cl2 =SiCl4 SiCl4 ＋2H2 = Si ＋4HCl 【教师】请一位同学总结一下硅的物理性质。

【板书】

2、硅的物理性质：熔沸点很高，硬度很大。【教师】下面我们来讨论以下硅的化学性质

单质硅在常温比较稳定，与氧气、氯气、硝酸、硫酸等物质都很难发生反应，但能与氟气、氢氟酸、强碱反应。在加热时能跟O2等物质发生反应。【板书】：

3、硅的化学性质 Si+O2 加热=SiO2 Si+4F2=SiF4 Si+4HF=SiF4↑+2H2↑

Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑ 提问：

根据所学的单质碳知识，归纳出硅的化学性质与碳的化学性质有什么相同点和不同点。相同点：它们在常温下化学性质很稳定，在加热时能跟O2等物质发生反应。具有一定的还原性。

不同点：硅在常温下与氟气、氢氟酸、强碱反应。碳在加热下与浓硫酸、硝酸等发生反应。提问：

硅的主要用途是什么？

第二篇：河北《二氧化硅与信息材料》教学设计

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河北《二氧化硅与信息材料》教学设计

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一、教学目标 【知识与技能目标】

知道二氧化硅的结构特点、物理性质;了解二氧化硅在信息材料领域中的应用。【过程与方法目标】

通过探究二氧化硅的结构特点与其性质之间的关系，学会归纳总结的方法。【情感态度与价值观目标】

体会二氧化硅材料在人类文明发展中的重要作用，激发学习化学的热情。

二、教学重难点 【重点】

二氧化硅的结构、性质与用途。【难点】 二氧化硅的结构。

三、教学过程 环节一：导入新课

展示砂子、石英、水晶、硅藻土的图片。提问：图片中的物质主要成分是什么? 总结：这些都是自然界中存在的二氧化硅。环节二：讲授新课

过渡：同学们，你们知道这些物质有哪些应用吗? 学生讨论并回答：建筑材料、饰品。提问：为什么会有这样的用途呢? 总结：因为这些物质的主要成分二氧化硅是一种熔沸点很高，硬度很大，不溶于水的氧化物。

请学生回忆学习过的物质，还有哪种物质同样有熔沸点高，硬度大的特点? 学生回忆并回答：金刚石。

引导：金刚石与二氧化硅的物理性质相似，是不是它们的结构有些类似之处呢?我们一起来回忆下金刚石的结构。

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学生回忆金刚石晶体结构并描述(正四面体结构)。

引导同学根据金刚石的晶体结构，画出晶体硅、二氧化硅的结构模型。

展示二氧化硅的结构模型图片，并讲解性质与结构之间的关系(结构决定性质，二氧化硅是原子直接构成的晶体，分子间的作用力大，决定了熔沸点高、硬度大的性质)。

讲解：自然界中的二氧化硅有着广泛的应用，从这些物质中提取出的纯的二氧化硅在我们人类文明中起着更为重要的作用，在生活、科研领域中都起着重要作用，比如用作光导纤维、光学镜片等。可以说，目前全球信息的流通、电子工业的发展是离不开二氧化硅的。

环节三:巩固小结

学生总结收获：二氧化硅的性质及用途。

教师课后延伸：我们相信，随着科技的发展，它们还会为人类文明发挥更多的作用，希望同学们努力学习，掌握更多的科学知识，去开发、研究硅这种古老而又年轻的元素。

作业：查阅资料，并写出二氧化硅应用的调查报告。

四、板书设计

中公讲师徐艳艳解析

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第三篇：硅和二氧化硅教案

●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。●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 ●课时安排 一课时 ●教学方法

引导、探究、对比、练习●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 ●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，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+o2 sio2 ［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。

［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。

［师］那么，二氧化碳所具有的物理性质二氧化硅是否具有呢？请大家看课本有关内容，比较二氧化碳与二氧化硅的物理性质。［板书］（1）物理性质

［学生看书后回答］二氧化硅与二氧化碳的物理性质差别很大，它是一种坚硬难熔的固体，不溶于水。

［板书］坚硬难溶的固体，不溶于水。

［过渡］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？请大家阅读课本有关内容，并填写下表。［板书］（2）化学性质 与水反应 与酸反应 与碱反应

与碱性氧化物反应 与碳反应

［找一个同学把答案填写在胶片上，不足部分由教师和学生共同补充］ 注：［上表答案］

sio2+4hf====sif4↑+2h2o不反应

［师］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。

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。以上两点，属二氧化硅的特性。由此，我们可总结出二氧化硅的主要化学性质为：

［讲解并板书］不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应。

［问题探究］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。

［生］因为玻璃中含有sio2，sio2是酸性氧化物，能和碱起反应，容易使玻璃瓶塞和瓶颈粘在一起而不能打开。［师］很正确。

［过渡］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。［板书］（3）用途

［学生看书后回答］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，含有有色杂质的石英，还可用于制造精密仪器轴承，耐磨器皿和装饰品等。［师］大家回答得很全面。

［师］确实，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p148“二氧化硅粉尘的危害”的内容。［学生阅读后］

［师］希望大家努力学习，并能在将来发明和创造一些新的技术，新的设备以控制空气中粉尘的含量，从而为人类的健康和生存环境做出贡献。

［过渡］刚才我们提到二氧化硅不能溶于水得到相应的酸——硅酸。那么，硅酸是怎样的一种酸？它怎样制得呢？下面我们就来学习这个问题。［板书］

三、硅酸（h2sio3）

［师］从上一节我们比较同主族元素的性质知道，硅酸是一种比碳酸还要弱的酸，它不溶于水，不能使指示剂变色，是一种白色粉末状的固体。［板书］不溶于水，酸性比碳酸弱。

［师］硅酸可通过可溶性硅酸盐与酸反应得到，如：

［讲解］生成的h4sio4叫原硅酸，是一种白色胶状物质，不溶于水，在干燥的空气中易失水变成硅酸。硅酸在加热条件下会进一步失水得到二氧化硅。［板书］ h4sio4====h2sio3+h2o h2sio3 sio2+h2o ［过渡］刚才我们提到的硅酸钠，是一种可溶性的硅酸盐，而其他硅酸盐多数是不溶于水的。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%。

［板书］

四、硅酸盐

［师］请大家看以下实验。［演示实验］取两根一样的干燥布条（其中一根在硅酸钠溶液中浸过）在火焰上燃烧。［问］两根布条燃烧的情况一样吗？现象有何不同？ ［生］不一样。一根很容易燃烧，一根不燃。

［师］是什么原因造成了这样的差别呢？答案在这里！［板书］硅酸钠（na2sio3）［讲解］不燃的布条是由于我预先在硅酸钠溶液中浸泡并晒干的。这也是硅酸钠的用途之一。硅酸钠的水溶液俗名“水玻璃”，其用途很广，建筑工业及造纸工业用它做粘合剂。

木材或织物用水玻璃浸泡过后既防腐又不易着火。浸过水玻璃的鲜蛋可以长期保存。水玻璃还用作软水剂，洗涤剂和制肥皂的填料。它也是制硅胶和分子筛的原料。

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。书写时，应把金属元素的氧化物写在前面，若有多种金属元素，按活泼性依次减弱的顺序写出其氧化物，然后写sio2，最后写h2o，且各氧化物之间要用“•”隔开。如： ［板书并讲解］ na2sio3 na2o•sio2 al2（si2o5）（oh）4 al2o3•2sio2•2h2o ［师］粘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］阅读下文，完成1~3题。

1.假设根据每步反应建立一个生产车间，该高纯硅厂家需要几个车间 a.3个 b.4个

2.生产原理中没有涉及到的反应是 a.置换反应 b.复分解反应

3.该厂家不采用石英与焦炭直接制高纯硅的主要原因是 4.al2o3•2sio2•2h2o是 a.混合物b.硅酸盐 解析：硅酸盐的种类繁多，结构复杂，人们通常用金属氧化物和二氧化硅的形式来表示组成，如na2sio3改写成na2o•sio2。解此类题时，先把题目所给氧化物反写过来则为al2（si2o5）•（oh）4，为高岭石，即为硅酸盐，不是混合物，也不是两种氧化物的水化物，更不是铝酸盐。答案：b ●板书设计

第三节 硅和二氧化硅

一、硅（si）

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。（2）化学性质 常温下性质稳定

si+o2 sio2（3）硅的用途（4）硅的制法 二、二氧化硅（sio2）

（1）物理性质：坚硬难溶的固体，不溶于水。

（2）化学性质：不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应。（3）用途

三、硅酸（h2sio3）不溶于水，酸性比碳酸弱

h4sio4====h2sio3+h2o h2sio3 sio2+h2o

四、硅酸盐

硅酸钠（na2sio3）na2o•sio2 al2（si2o5）（oh）4 al2o3•2sio2•2h2o ●教学说明

本节课采用了学生自学、教师引导归纳，并同已学知识相比较的教学方法，目的是为了让学生更多地参与教学，并在学习的过程中培养学生对知识的归纳、总结和探究的能力。由于在初中已学过有关碳及其化合物的知识，采用对比的学习方法，可以使学生温故而知新。学生在了解sio2的用途时，教师同时引导他们了解sio2粉尘的危害。这可以培养学生在以后的实践中能辩证地看问题。

本课时增加了一个有关水玻璃的实验。一是引起学生学习的兴趣；再就是学生会印象深刻；更重要的是消除学生对陈述性知识的乏味感，也希望能对后面硅酸盐工业的介绍，做一个很好的引子。

另外，如果授课时间允许，最好能专用一个课时来学习和整理碳及其化合物的有关知识，以使碳族元素的知识更加丰富和条理化。

［注］碳及其化合物的有关知识可参考备课资料的知识补充部分。

第四篇：二氧化硅与信息材料的教学设计

高中化学苏教版化学必修1《二氧化硅与信息材料》的教学设计

一、前期分析

学习内容分析：本节课选自高中化学必修一专题3第三单元第二课，教材主要介绍了二氧化硅的物理化学性质以及应用，工业上用C还原法制取高纯度硅的方法和原理、硅晶体的物理化学性质以及硅晶体的应用。本节课编排在常见金属元素的学习之后，是对全面学习基础材料的补充，让学生能够更多的了解关于基础材料的知识。本节课之后，编排了一些非金属元素的学习，所以整个编排顺序是从金属元素的学习过渡到非金属元素的学习，随意本节知识的学习在整个单元学习中起到承上启下的过渡作用。

学习者分析：本节课的学生是高一学生，他们的思维能力比较活跃，对化学知识的学习充满好奇，而且在初中的学习中，已经学习过了有关碳元素及其化合物的有关知识，所以本节课通过类比碳元素知识的学习，让学生进行知识的构建，对学生来说难度不大。但是，本节课设计到很多新的内容，对硅是半导体，性质介于金属和非金属之间，类比有关碳知识的学习理解起来有点困难。此外，对于二氧化硅的化学性质的理解以及方程式的书写有些问题。教学重点：二氧化硅的化学性质、碳还原法制取高纯硅的方法 教学难点：二氧化硅的化学性质 二、三维目标

知识与技能

1、知道硅在自然界中的存在形式；

2、掌握单质硅、二氧化硅的物理化学性质；

3、知道工业上高纯度硅的制备方法；

4、掌握二氧化硅和硅在信息技术、材料科学等领域的应用。过程与方法

通过碳与硅、二氧化碳与二氧化硅的类比学习，培养推理、归纳、迁移能力 情感态度价值观

体会化学与生活息息相关、化学对我们生活的重要性。

三、教学准备

多媒体课

四、教学过程

【实物展示，导入新课】

PPT展示有关沙子、水晶、玛瑙的图片

师：你们知道他们主要有什么共同点吗？他们的主要成分是什么？

生：不知道

师：其实啊，水晶、玛瑙、沙子等都是天然存在的二氧化硅，关于二氧化硅，我们还需要了解一些什么指示呢？那么本节课呢，我们就一起来探讨有关二氧化硅的知识。既然我们知道沙子的主要成分是二氧化硅，那么沙子的性质就是二氧化硅的性质。首先，我们看一下，沙子有哪些物理性质呢？请同学们想一想，沙子能否溶于水，能否与水反应，能否与空气反应、加热时能否与氧气反应？

生：沙子硬度大，熔沸点很高，可以耐高温；不溶于水，也不与水反应、加热也不与氧气反应，常温也不与酸反应。

师：同学们回答的很好，那么我们一起来归纳下二氧化硅的物理性质。【回顾旧知，类比学习】

师：通常，我们学习一种新物质的性质时我们往往可以找到一种自己熟悉的，跟它有可比性的物质进行类比学习。请同学们回顾一下，初中我们学习了碳和二氧化碳的有关知识，那么请同学们想一下，二氧化碳有哪些化学性质呢？

生：二氧化碳是酸性氧化物，可以和碱反应、、与碱性氧化物反应，有一定的弱氧化剂。师：同学回答的很好，那么接下来请同学们写一写二氧化碳分别与氢氧化钠、水、碳单质、氧化钙的反应方程式。请四位同学上黑板来依次写有关的反应方程式。生：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O 生:CO2+H2O=H2CO3 生:CO2+C=2CO 生：CO2+CaO=CaCO3 师：请同学们看一下，这几位同学写的对吗？其实啊，第三位、第四位同学呢，忽略了条件在高温的条件下啊，所以同学们在写化学反应方程式的时候一定要将各个细节写全哈.其实，二氧化硅也是一种酸性氧化物，它与二氧化碳有着相似的化学性质，那么我们类比二氧化碳的反应，来学习二氧化硅的性质。我们知道，二氧化硅既然和二氧化碳有着相似的性质，那么它也可与与碱反应、与碱性氧化物反应，也有一定的氧化性。但是二氧化硅不溶于水，所以二氧化硅是不与水反应的。那么二氧化硅与这些物质反应，方程式是怎样的呢？那么首先我们看二氧化硅与氢氧化钠、氧化钙的反应方程式。

师：二氧化硅还有一个特殊性质：可以与氢氟酸反应。应用于玻璃雕花 {老师板书方程式} 师：同学们，我们知道水晶、玛沙子等都是自然界天然存在的，主要成分是二氧化硅，那么请大家想想，硅元素在自然界是以什么形式存在的呢？ 生：化合物，二氧化硅等

师：很对，硅呢，在自然界中以化合物的形式存在。那么，我们要从自然界中得到单指硅，有什么办法呢？工业上，我们制备高纯度硅的方法采用的是碳还原法，这种方法得到的硅的纯度达到了99.9%。P81。我们一起来看看它的具体过程以及原理。{老师板书方程式}

师：我们学习了二氧化硅的物理化学性质后，那么它有哪些应用呢？请同学们想想看，生活中，我们哪些地方用到了二氧化硅的知识呢？ 生：手机芯片、光导纤维、集成电路

师：是的，二氧化硅在我们生活中应用很广泛的，除刚刚同学讲的外，二氧化硅还可以制作光学镜片、石英坩埚等等。

师：学习了二氧化硅的物理化学性质后，那么对于单质硅的物理化学性质及应用呢？下面呢，我们就一起来学习有关单质硅的知识。P82，请同学们看PPT上硅晶体制品，你能知道硅的哪些物理性质呢？ 生：硬度大

师：是的，硅晶体不仅硬度大，而且熔沸点很高。除此之外呢，硅的化学性质也比较温度，常温下不与氧气、氯气、硝酸、硫酸等发生反应。硅晶体的导电性介于道题和绝缘体之间，是一种重要的半导体材料，广泛应用于电子工业的各个领域。同学们课后可以网上查查资料，增加自己的知识。【回顾新知，归纳总结】

师：本节课我们学习了硅及其二氧化硅的物理化学性质及应用，高纯度硅的制备方法。同学们需要掌握这些知识。

五、形成性评价

1、光导纤维的主要成分是（）

A、Si

B、SiO2

C、SiC

D、水泥

2、简述工业上制得高纯度硅的原理和方法，写出方程式。

六、板书设计

二氧化硅与信息材料一、二氧化硅

1、化学式：SiO2

2、自然界中存在形式：沙子、石英、水晶等

3、空间结构

正四面体的空间网状结构

4、物理性质

熔沸点高，硬度大，不溶于水。

5、二氧化硅的化学性质

6、高纯硅的制备

第五篇：二氧化硅教案

赵伟 20120441070

必修1第四章 非金属及其化合物 无机非金属材料的主角-硅（第一课时）

教学目标

（一）知识与技能

1、了解硅在自然界中的含量、存在。

2、了解硅及其重要化合物的主要性质及相互转化。

3、了解含硅材料在多领域中的应用。

（二）过程与方法

1、积极创设教学情景，充分利用课本和课外有关硅及其化合物在生活、信息技术中应用的事例，增加学生的认识。

2、通过活动探究、实验、归纳等方法和手段，培养学生归纳总结能力。

3、充分利用新知识的迁移与联系。

（三）情感态度与价值观

1、使学生了解硅材料在日常生活、生产中的应用，感受化学的实用性，增强学习化学的兴趣。

2、培养学生利用所学知识解决生活中问题的能力。教学重点和难点

教学重点：二氧化硅性质及用途，硅酸的制备。教学难点：硅酸的制备。

教学过程

导入：正式上课之前我想问同学们一个问题，大家去做实验的时候有没有发现盛装NaOH溶液的试剂瓶和盛装HCl溶液的试剂瓶有什么不同之处？(盛装HCl溶液的试剂瓶用玻璃塞而盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡胶塞)。为什么盛装NaOH溶液的试剂瓶要用橡皮塞而不用玻璃塞呢？那我们就带着在这个问题进入今天的学习-无机非金属材料的主角（jue）-硅。（板书）（1-2min）我给大家两分钟时间看一下书。

师：说起硅我想大家应该都不陌生，我们来看几张图片，硅太阳能电池板、玛瑙、砂子、瓷器、普通水泥（PPT展示）。这些都是我们生活中常见的吧，其中硅太阳能电池板有单质硅组成，玛瑙、砂子主要成分都是二氧化硅，瓷器、普通水泥由硅酸盐组成。这些在我们生活中应用比较广泛，那硅在地壳中的含量有如何呢？ 这是一张地壳中各种元素的分布图，从图中可以看出硅在地壳中的含量为26.3%，仅次与氧,综和以上的信息同学们不难得出为什么课文的标题为无机非金属材料的主角。

通过刚才的介绍，相信大家对硅有了一定的了解。如果我们要更进一步地了解硅的性质，我们首先就得了解一下硅的核外电子排布。

师：请同学们在下面书写一下硅的核外电子排布，然后看一看和老师的是否一样。[板书] 硅的核外电子排布：

师：我们知道硅是十四号元素，在元素周期表中硅位于第三周期、IV主族，所以硅的核外电子排布为284。从核外电子排布图中可以看出硅的最外层有四电子，既不容易得到也不容易失去电子，所以硅主要以正四价化合态存在。我们知道与碳和硅是同一主族，我们来看一下碳的核外电子排布。从碳的核外电子排布中我们知道碳最外层也是四个电子，碳在自然界中的存在形式既有化合态也有游离态，根据之前所学的知识我们知道硅还没有碳活波，那么我想问一下大家硅在自然界中有没有游离态呢?答案是没有。为什么这样呢？主要是因为硅是亲氧元素，硅原子和氧原子非常容易结合，形成的二氧化硅或硅酸盐中的硅氧键非常牢固，硅氧键一旦形成就很难被破坏，所以硅在自然界中主要以氧化物和硅酸盐形式存在。（4-8min）[板书]存在：氧化物、硅酸盐

[过渡]那接下来我们就了解一下硅的氧化物 [板书] 二氧化硅（SiO2)刚刚我们说了硅主要以正四价化合态存在哪么硅的氧化物是不是就是二氧化硅啊？

之前我们提到过砂子、玛瑙等主要成分都是二氧化硅，请同学们根据你们对这些物质的了推测归纳一下二氧化硅的物理性质？

师：通过这些物质我们可以知道二氧化硅是固体、硬度大，不溶于水而且熔点比较高。

[板书]:物理性质：固体、硬度大、熔点高、不溶与水

师：同学们知道碳和硅属于同一主族，之前我们学习了二氧化碳，那么请大家能不能根据CO2的性质推测SiO2可能具有哪些重要的性质？

引导：我们知道二氧化碳可以溶于水，生成碳酸。那么二氧化硅能不能溶于水生成硅酸呢？（同学们觉得它不能溶于硅酸，嗯 这是第一个猜想。）进行板书同时问：同学们在思考一下二氧化硅还可能具有其他那些性质呢？ 二氧化碳是一种酸性氧化物，能与碱反应生成盐和水，那儿氧化硅会不会具有同样的性质呢？

[板书]猜想：可能与水反应生成相应酸；SiO2是一种酸性氧化物与碱反应生成盐和水；与碱性物质反应生成盐。

师：我们具体来看看同学们的推测到底正不正确。SiO2 的化学性质

师：我们知道沙子、玛瑙等都是不能溶于水，也就不能直接与水反应生成硅酸，所以这个推断是错的。

师：那么二氧化硅能不能与氢氧化钠溶液反应呢？通过实验我们可以证明二氧化硅可以和氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水。由于他们反应缓慢，现象不明显在这里我们就不做演示实验了。请同学们拿起手中的笔和我一起书写该反 应方程式。[板书] 与强碱反应

SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O 师：在该反应中二氧化硅和碱反应生成了盐和水，所以二氧化硅是什么氧化物？（酸性氧化物），在之前的学习中我们知道与碱反应生成盐和水的氧化物称为酸性氧化物，同样与酸反应生成盐和水的氧化物称为碱性氧化物。那么我们把既能与酸反应生成盐和水又能和碱反应生成盐和水的氧化物称为两性氧化物。既不能与酸反应生成盐和水，也能和碱反应生成盐和水的氧化物称为不成盐氧化物。通过刚刚学习的知识我们就可以解决上课前的那个问题，为什么盛装NaOH溶液的试剂瓶要用橡皮塞而不用玻璃塞呢？

我可以给大家一个提示，玻璃中含有二氧化硅我们实验室使用的玻璃塞一般是磨口的，所以玻璃塞会和氢氧化钠反应。但大家觉得这是不是主要原因，我们可以结合反应的生成物以及我们做实验时所观察到的现象去考虑。你们有没有发现在实验室如果盛装氢氧化钠的试剂瓶用了玻璃塞，过了一段时间我们就不能打开。哪位同学起来说说自己的看法，为什么玻璃塞打不开？因为反应生成了具有黏性的硅酸钠，从而导致玻璃塞与瓶口粘在一起，不易打开。所以盛装NaOH溶液的试剂瓶要用橡皮塞而不用玻璃塞。大家以后做实验的过程中可别犯错误把塞子盖错了哈（PPT展示）

[过渡]不知道有没有同学了解炼钢，在炼钢的最后要进行脱氧，常用的脱氧剂常常是硅铁合金，脱氧剂最终反应生成了二氧化硅，但是我们最终需要的是钢材是不含二氧化硅的，我想请同学们帮忙设计怎样除去二氧化硅？

刚刚我们知道了二氧化硅是酸性氧化物，那我们可不可以把这个作为突破口呢？ 酸性氧化物除了能与碱反应之外，是不是还能与碱性氧化物反应啊？酸性氧化物除了能与能与碱反应之外，还能与大多数的碱性氧化物反应。在实际生产中技术人员将碳酸钙加入到熔炉中，碳酸钙在高温作用下分解生成氧化钙，生成的氧化钙与二氧化硅反应生成硅酸钙，硅酸钙最后变为为炉渣，从而将钢中的二氧化硅除去。

[过渡]我们来书写一下这个反应方程式 [板书]与氧化钙反应

高温CaO＋SiO2=====CaSiO3

经过以上的分析我们知道二氧化碳和二氧化硅在化学性质上既有相似之处也有不同。

他们的化学 性质为什么会有差异？这还要从他们的结构说起，由于二氧化硅的空间构型是四面体结构（每1个Si原子周围结合4个O原子，Si在中心,O在四个顶角.这就构成了二氧化硅的四面体结构），而且最终形成的二氧化硅晶体是原子晶体，而二氧化碳是直线型结构，形成的是分子晶体。所以二氧化硅化学性质比二氧化碳稳定。二氧化硅除了具有酸性氧化物的通性外，还具有特性。比如酸性氧化物一般不与酸反应，但二氧化硅能与HF反应。所以我们在实验室看到盛装HF的试剂瓶是塑料瓶而不是玻璃瓶，这是因为玻璃中含有二氧化硅，二氧化硅能与HF反应生成SiF4和水，我们来书写一下反应方程式。这个反应还有其它的应用，比如可以用氢氟酸刻蚀玻璃（PPT展示图片）[板书]与氢氟酸反应

SiO2 ＋ 4HF =SiF4↑＋ 2H2O

总结

这节课我们新课就讲到这里，接下来我们来回顾一下今天的主要内容

首先我们了解了二氧化硅的物理性质，二氧化硅是固体、硬度大、熔点高、不溶与水，然后接下来我们讲了二氧化硅是酸性氧化物，能与碱反应生成盐和水，还能和碱性氧化物反应。但要注意的是二氧化硅不能与水反应，大家应该注意。这节课到此结束，同学们下去以后。。

1、氢氟酸是唯一能与二氧化硅反应的酸 板书

1、硅（Si）核外电子排布 Si C 存在：氧化物 硅酸盐

2、二氧化硅（SiO2）

物理性质：固体、不溶于水

硬度大、沸点高 化学性质

猜想：圈1不能与水反应生成硅酸

圈2酸性氧化物，能与碱反应 与碱反应：

与氧化物反应： 与HF反应：