§3-3-2二氧化硅與信息材料.doc

江蘇省揚中高級中學2014級高一化學教案專題3 從礦物到基礎材料第三單元 含硅礦物與信息材料定案時間 2014-12-11課題：3-3-2. 二氧化硅與信息材料 教 學 目 標： 知識目標1、知道二氧化硅的一些性質及硅單質的制備2、了解二氧化硅和單晶硅的用途能力目標3、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情感目標4、激發(fā)學習化學的熱情，提高社會責任感。教 學 重 點：二氧化硅和單晶硅的應用，二氧化硅的性質。教 學 難 點： 二氧化硅的化學性質。教 學 過 程：引入：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)礁鞯氐哪兀坑质鞘褂昧耸裁床牧夏?？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。投影：瑪瑙、石英等圖片板書： 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？設疑： 酸性氧化物應該具有那些性質呢？請大家根據(jù)閱讀課本內容設計表格歸納二氧化硅的性質。板書：2性質：性質二氧化硅狀態(tài)固態(tài)硬度大熔沸點很高化學性質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：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：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。過渡：我們開始講的光導纖維也是由SiO2制取的。二光導纖維資料：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。提問：光導纖維有哪些用途呢？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”。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。“中國”兩個字“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。設問：那么硅晶體又是如何制備的呢？板書：三、硅1硅的制備 ：制粗硅：2C+SiO2Si+2CO板書： 硅提純：Si+2Cl2SiCl4（400500 ） SiCl4+2H2Si+4HCl引導：晶體硅的性質又怎樣呢？請大家閱讀課本82頁，然后歸納一下。板書：2硅的物理性質： 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（1）常溫下，性質穩(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硅的用途鞏固練習：1下列關于硅和二氧化硅的性質敘述中正確的是 （ C ） A.常溫下O2能把Si氧化成SiO2 BSiO2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)2001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和二氧化硅的結構和性質及用途，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)：反思：二氧化硅與信息材料練習班級_ 姓名_1科學家提出硅是“21世紀的能源”，這主要是由于作為半導體材料的硅在太陽能發(fā)電過程中具有重要的作用。下列關于硅的說法中正確的是 ( )A自然界硅的貯量豐富 B自然界中存在大量單質硅C高純度的二氧化硅被用于制作計算機芯片 D光導纖維的主要成分是Si 2二氧化硅是一種熔沸點很高的、硬度很大的氧化物，下列有關二氧化硅用途的說法不正確的是( )A.用于制作光學鏡片 B制造光導纖維 C制石英坩堝 D與水直接反應制硅酸3玻璃的主要成分之一是二氧化硅，常溫下，能跟二氧化硅反應的物質是( )A純堿溶液 B濃硫酸 C氫氟酸 D濃硝酸 4下列反應中屬于氧化還原反應的是 ( )ASi+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2 BPbO+H2SO4=PbSO4+H2OCNa2SiO3+6HF=Na2SiF6+3H2O DSiO2+4HF=SiF4+2 H2O5下列試劑不能貯存在磨口玻璃塞的試劑瓶里的 ( )A濃硫酸 BNaOH溶液 C鹽酸 D硫酸銅溶液6生石灰中往往含有雜質CaCO3和SiO2，要檢驗是否存在這兩種雜質，最好選用 ( ) A水 B鹽酸 C硫酸 D燒堿二、填空題7在Na2SiO3溶液中通入過量CO2氣體生成白色沉淀，此沉淀不溶于鹽酸，但能溶于氫氧化鈉溶液重新生成Na2SiO3，試寫出該反應的離子方程式 _A+EBCD+H2O加碳高溫加氧化鈣高 溫加氫氧化鈉加熱8A、B、C、D、E代表單質或化合物，它們之間的相互轉換關系如下圖所示。A為地殼中含量僅次于氧的非金屬元素的單質，其晶體結構與金剛石相似。請?zhí)羁眨?（1）形成單質A的原子的結構示意圖為 _ ，它的最高化合價為 _。 （2）B的化學式（分子式）為_， B和碳反應生成A和E的化學方程式是_。 （3）C的化學式（分子式）為 _，D的化學式（分子式）為 _ 。 三、計算：9在煉鐵時,常采用CaCO3除去礦石中的SiO2。現(xiàn)有SiO2和CaCO3的混合物26g，在高溫下加熱到質量不再改變，冷卻后稱質量為17.2g.(1)寫出可能發(fā)生反應的化學方程式；(2)求產生的氣體在標準狀況時的體積；*(3)求原混合物中的SiO2的質量.參考答案 1.A 2.D 3.C 4.A 5.D 6