教學(xué)案例《硅及其化合物》

硅及其化合物單質(zhì)硅、二氧化硅、硅酸鹽

案例教學(xué)目標(biāo)知識技能

了解硅、二氧化硅的性質(zhì)及用途；初步了解無機(jī)非金屬材料；初步了解半導(dǎo)體材料、光導(dǎo)纖維等。過程方法

進(jìn)一步深化學(xué)生對研究物質(zhì)性質(zhì)的方法和程序的認(rèn)識；培養(yǎng)學(xué)生收集信息、分析信息的能力。情感態(tài)度價值觀

通過對材料的介紹，使學(xué)生感受到化學(xué)科學(xué)的魅力及化學(xué)對人類生產(chǎn)、生活的貢獻(xiàn)。無機(jī)非金屬材料金屬材料復(fù)合材料在這張幻燈片上，同學(xué)們看到了什么？玻璃和陶瓷電腦芯片光導(dǎo)纖維二氧化硅（SiO2）單質(zhì)硅（Si）硅酸鹽硅元素硅、二氧化硅的物理性質(zhì)及物理性質(zhì)與材料性能的關(guān)系觀察圖片，了解硅的顏色和狀態(tài)；通過硅可以作為半導(dǎo)體材料了解硅的導(dǎo)電性——介于導(dǎo)體和絕緣體之間；觀察白水晶，認(rèn)識二氧化硅的顏色、狀態(tài)、硬度等物理性質(zhì)；觀察光導(dǎo)纖維，聆聽教師介紹光導(dǎo)纖維傳輸信號原理，體會性質(zhì)與材料性能的關(guān)系。

硅的物理性質(zhì)導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間灰黑色固體，有金屬光澤，硬而脆二氧化硅的物理性質(zhì)無色透明晶體，折射率大熔點(diǎn)高、硬度大任務(wù)1：預(yù)測硅和二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)你已經(jīng)學(xué)過許多非金屬單質(zhì)（如Cl2、O2、H2、C等）及其氧化物（如CO2）的性質(zhì)，也在認(rèn)識這些物質(zhì)的性質(zhì)的過程中了解了研究物質(zhì)性質(zhì)的方法和思路，請你根據(jù)已有知識和經(jīng)驗，預(yù)測：Si和SiO2有哪些性質(zhì)？它們分別能與哪些物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)？說明你的預(yù)測依據(jù)。你還記得嗎？學(xué)生活動交流討論，分別從非金屬單質(zhì)、酸性氧化物的通性和氧還性的角度預(yù)測硅和二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)，并選擇典型試劑實(shí)現(xiàn)反應(yīng)；回答問題：說明預(yù)測結(jié)果及依據(jù)。教師小結(jié)

預(yù)測結(jié)果：硅、二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)；預(yù)測思路，即研究物質(zhì)性質(zhì)的基本思路任務(wù)2：為你的預(yù)測尋找證據(jù)請你閱讀資料，思考：

1.這些資料為你的預(yù)測提供了哪些證據(jù)支持？2.從這些資料中，你發(fā)現(xiàn)了哪些你沒有預(yù)想到的性質(zhì)？3.小結(jié)硅和二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)。為什么選擇硅做半導(dǎo)體材料？

最早使用的半導(dǎo)體材料的是鍺（Ge），但由于鍺在地殼中含量很低、提煉工藝復(fù)雜、因此價格昂貴，不適于廣泛使用。硅（siliicon）在地殼中的含量僅次于氧，儲量豐富，現(xiàn)已成為應(yīng)用廣泛的半導(dǎo)體材料。在常溫下，硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑。，除了氟氣（F2）、氫氟酸（HF）和強(qiáng)堿外，它不易與其他物質(zhì)如氫氣、氧氣、氯氣、硫酸、硝酸等反應(yīng)。在加熱條件下，硅能與某些非金屬單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。例如，加熱時研細(xì)的硅能在氧氣中燃燒，生成二氧化硅并放出大量的熱。

你知道嗎？硅是從哪里來的？

自然界沒有游離態(tài)的硅，常見的化合態(tài)的硅有二氧化硅和硅酸鹽等。工業(yè)上，用焦炭在電爐中還原二氧化硅得到含有少量雜質(zhì)的粗硅。

粗硅經(jīng)化學(xué)方法提純后，可得到高純度的硅。它們從這里來！誰是二氧化硅的“克星”？

二氧化硅的熔點(diǎn)高、硬度大，化學(xué)性質(zhì)也很穩(wěn)定。一些水晶制品上的精美圖案是怎樣雕刻上去的呢？原來，氫氟酸是二氧化硅的“克星”。常溫下，氫氟酸能與二氧化硅反應(yīng)，此反應(yīng)常被用來刻蝕玻璃。

二氧化硅也能在常溫下與堿溶液反應(yīng)，但因反應(yīng)緩慢而不具有實(shí)用價值。

學(xué)生活動閱讀資料，提取有效信息，對預(yù)測進(jìn)行驗證；閱讀資料，提取有效信息，發(fā)現(xiàn)硅、二氧化硅的其他性質(zhì)；小結(jié)硅、二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)，并與全班同學(xué)交流；就閱讀過程中的某些問題質(zhì)疑；

教師小結(jié)硅、二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)；硅、二氧化硅的特殊性質(zhì)與它們的結(jié)構(gòu)有關(guān)。任務(wù)3：請你運(yùn)用所學(xué)知識完成下列轉(zhuǎn)化自然界中硅主要以二氧化硅的形式存在，請你利用硅、二氧化硅的性質(zhì)實(shí)現(xiàn)下列轉(zhuǎn)化：作業(yè)1：請根據(jù)你的認(rèn)識完善研究物質(zhì)性質(zhì)的方法與程序

作業(yè)2：比較Si、Cl2、S、N2等非金屬單質(zhì)的性質(zhì)，尋找它們的區(qū)別與聯(lián)系。作業(yè)