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2019-2020年高中化學 含硅礦物與信息材料（第二課時）教案 蘇教版必修1高一 一、學習目標 （1）知道二氧化硅的一些性質(zhì)及硅單質(zhì)的制備，了解二氧化硅和單晶硅的用途，以及與人類文明發(fā)展的密切關系。 （2）了解我國材料科學發(fā)展的成就，社會及科學技術的發(fā)展對新型材料的要求，激發(fā)學習化學的熱情，提高社會責任感。 二、教學重點與難點 重點：二氧化硅和單晶硅的應用，二氧化硅的性質(zhì)。 難點：二氧化硅的化學性質(zhì)。 三、設計思路 本節(jié)課內(nèi)容較貼近生活實際，所以在教學中考慮充分利用實物、模型及教科書中的彩圖和插圖，增強教學的直觀性，激發(fā)學生的學習興趣，本節(jié)內(nèi)容較簡單，可通過學生自己閱讀歸納和老師評價總結的方法來認識物質(zhì)的共性和個性，有利于學生對知識的記憶和掌握。 四、教學過程 【導入新課】你們平時愛看電視嗎？主持人中你們最喜歡哪一位？ 【設疑】很多節(jié)目都有主持人在現(xiàn)場與全國各地的觀眾進行交流的場景，那么，聲音和圖像信號是如何同步及時傳輸?shù)礁鞯氐哪?？又是使用了什么材料呢? 【講述】 圖像信號、聲音信號必須依靠光纜及時傳遞，讓我們盡管身處不同的地方，卻都能同步收看。制光纜的主要原料是二氧化硅，下面我們首先研究二氧化硅的性質(zhì)。 【投影】瑪瑙、石英等圖片（ppt2） 【講述】這些物質(zhì)的主要成分都是二氧化硅。 【板書】 一、二氧化硅 1．存在形式：沙子、石英、水晶、硅藻土 【設問】二氧化硅是氧化物，它是哪類氧化物？ 【學生回答】酸性氧化物。 【設疑】 酸性氧化物應該具有那些性質(zhì)呢？請大家根據(jù)閱讀課本內(nèi)容設計表格歸納二氧化硅的性質(zhì)。 【板書】2．性質(zhì)：(ppt3) 性質(zhì) 二氧化硅 狀態(tài) 固態(tài) 硬度 大 熔沸點 很高 化學性質(zhì) 與水 不反應 與堿溶液 SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O 與堿性氧化物 SiO2+CaOCaSiO3 【歸納】從上面的比較我們看出，SiO2性質(zhì)不活潑，不與水、酸（氫氟酸除外）反應，耐高溫、耐腐蝕。但可與堿性氧化物和強堿溶液反應。 【設疑】盛放氫氧化鈉溶液的玻璃試劑瓶不能用玻璃塞，你知道是什么原因嗎？ 【強調(diào)】氫氧化鈉與玻璃中二氧化硅反應，生成硅酸鈉，具有粘性，容易把瓶子和塞子粘住，不容易打開。 【講述】 SiO2的熔沸點很高是由它的結構決定的，它是空間網(wǎng)狀結構。 【板書】（ppt4） 3．空間結構：立體網(wǎng)狀結構 結構單元：正四面體 【介紹】 SiO2用途非常廣泛，可用于制作光學鏡片、石英坩堝等，我們來看介紹。（ppt5、6、7） 【過渡】我們開始講的光導纖維也是由SiO2制取的。 二．光導纖維（ppt8） 【講述】光導纖維，簡稱“光纖”，就是一種能利用光的全反射作用來傳導光線的透明度極高的玻璃細絲。光纖通信發(fā)展很快，全世界總量超過1億公里。我國在這方面起步并不算晚，1995年一年鋪設了130萬公里，全國已形成八橫八縱的干線網(wǎng)。中日海底光纜已經(jīng)開通，中美海底光纜工程也已經(jīng)啟動。1992年美國曾提出一項關于通信方面的計劃，這就是“信息高速公路”計劃，而光纖、光纜是信息高速公路的基石。 【觀看】光導纖維介紹的錄像。（ppt9） 【提問】剛才錄像中提到了光導纖維有哪些用途呢？ 【講述】光導纖維的應用。（ppt10） 【過渡】光纖很神奇，下面我們再來看個神奇的圖片：用硅原子組成的兩個漢字“中國”。(ppt11) 【介紹】照片上的兩個字是在硅晶體表面，通過操縱硅原子“寫出”的?！爸袊眱蓚€字“筆畫”的寬度約兩納米，這是目前世界上最小的漢字，說明人類已進入操縱原子的時代，目前只有中國等少數(shù)國家掌握。我們應該為此感到自豪。 【講述】硅常作半導體材料。硅半導體材料的制備必須先制得高純硅，請看制備出的硅晶體圖片。 【設問】那么硅晶體又是如何制備的呢？ 【板書】三、硅（ppt12） 1．硅的制備 制粗硅：2C+SiO2Si+2CO↑ 【過渡】這樣制得的硅仍含有雜質(zhì)，純度不高，仍然不能滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要，所以要把粗硅提純。 【板書】硅提純： Si+2Cl2SiCl4（400—500 ℃） SiCl4+2H2Si+4HCl 【引導】晶體硅的性質(zhì)又怎樣呢？請大家閱讀課本82頁，然后歸納一下。 【板書】2．硅的物理性質(zhì)(ppt13) 灰黑色、有金屬光澤、硬而脆的固體。熔沸點高，硬度大，難溶于水。 硅晶體的導電性介于導體和絕緣體之間，是一種重要的半導體材料。 3．硅的化學性質(zhì)(ppt14) （1）常溫下，性質(zhì)穩(wěn)定，與氧氣、氯氣、硝硫酸等都很難反應 （2）加熱高溫條件下，與氧氣、氯氣等反應。 Si + O2 SiO2 Si + 2Cl2 SiCl4（液態(tài)） 4．硅的用途（ppt15、16、17） 【鞏固練習】(ppt18、19、20) 1．下列關于硅和二氧化硅的性質(zhì)敘述中正確的是 （ C ） A.常溫下O2能把Si氧化成SiO2 B．SiO2是酸性氧化物，能與水反應生成硅酸 C．石英、水晶、海沙的主要成分都是SiO2 D．硅通常很穩(wěn)定，不溶于常見的溶液中。 2．要除去SiO2中混有的少量雜質(zhì)CaCO3，最適宜的試劑是 ( B ) A.水 B.鹽酸 C.稀硫酸 D.氫氧化鈉溶液。 3．據(jù)xx年12月有消息報道，有科學家提出硅是“21世紀的能源”、“未來的石油”的觀點 。假如硅作為一種普通使用的新型能源被開發(fā)利用，關于其有利因素的下列說法中，你認為不妥當?shù)氖? （ D ） A.硅便于運輸、儲存，從安全角度考慮，硅是最佳的燃料； B.硅的來源豐富，易開采，且可再生； C.硅燃燒放出的熱量大，且燃燒產(chǎn)物對環(huán)境污染程度底，容易有效控制； D.尋找高效催化劑，使硅的生產(chǎn)耗能很低，是硅能源開發(fā)利用的關鍵技術 【結束語】這節(jié)課我們主要學習了硅單質(zhì)和二氧化硅的結構和性質(zhì)及用途，我們也了解到硅及其化合物在全球信息的流通、電子業(yè)的發(fā)展中充當了非常重要的角色，隨著科技的發(fā)展，它們還會為人類文明的進步發(fā)揮更多的作用，創(chuàng)造更多的奇跡。希望同學們努力學習，掌握更多的科學知識，研究硅這古老而又年輕的元素在更多方面的應用。 【作業(yè)】1． 完成“練習與實踐”第2、3、6三題。 2．通過查閱資料了解硅及其化合物在生活和生產(chǎn)中的應用。