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1、 4非金属及其化合物 4 1无机非金属材料的主角 硅 第1课时 学习目标 重点难点 1 了解硅的重要化合物的主要性质 认识硅及其化合物的主要用途 2 联系生产生活实际 培养学生对知识的迁移能力 重点 二氧化硅的性质难点 硅酸盐的丰富性和多样性 科学视野 美国的硅谷 斯坦福科研工业区 是美国电子和计算机工业中心 位于美国西海岸加利福尼亚州北部旧金山南郊 圣克拉拉县和圣胡安两城之间的一条长 公里 宽 公里的长条形地带上 由于它集中了全世界 0 以上的著名半导体公司 而半导体的基本元件是硅片 所以该地区被称为 硅谷 硅谷siliconvalley 4非金属及其化合物 4 1无机非金属材料的主角 硅
2、科学视野 科学视野 锦绣中华 科学视野 科学视野 在地壳中硅的含量为26 3 仅次于氧 硅的氧化物及硅酸盐够成了地壳大部分的岩石 沙子和土壤 约占地壳质量的90 以上 在无机非金属材料中 硅一直扮演着主要角色 Si 最外层电子数是4 碳也是 思考2 碳 硅原子主要显几价 正四价 4价 碳 硅都是亲氧元素 硅的亲氧性强于碳的亲氧性 因此硅元素在自然界都是与氧的化合物的形态存在 思考1 硅原子最外层电子数是多少 我们很熟悉的哪种元素最外层电子数与它相同 思考3 比较碳 硅亲合氧的能力 思考 交流 12 结晶形 无定形 硅石 思考 交流 思考 交流 晶体二氧化硅 无定形二氧化硅 晶 思考 交流 其性
3、质主要与结构有关 正四面体空间网状结构 SiO2的结构 正四面体空间网状结构硅氧原子比例 1 2没有SiO2分子存在 只存在硅氧原子 思考 交流 二氧化硅的用途 由于SiO2具有优良的物理化学性能 加上SiO2在自然界的广泛存在 因此从古到今都被人类广泛地应用 光学纤维胃镜 用光导纤维做手术 不用开刀 二氧化硅的用途 交流 研讨 交流 研讨 二氧化硅的用途 交流 研讨 透过图片思考 二氧化硅具有哪些物理性质 化学稳定性如何 你的根据是什么 SiO2的这些性质是由什么决定的 不溶于水 熔沸点比较高 硬度比较大 1 物理性质 思考 交流 思考 实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞 你
4、知道为什么吗 明确 防止玻璃中的SiO2与NaOH溶液反应生成粘稠的Na2SiO3 使瓶塞和瓶口粘在一起 实验 探究 实验 探究 不能与水反应 SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O 高温 酸性氧化物 2 化学性质 实验 探究 2 化学性质 特性 与氢氟酸反应 用于雕刻玻璃 用于工业制粗硅 这就是 从沙滩到用户 高温 弱氧化性 随堂练习 二氧化碳和二氧化硅的物理化学性质及用途比较 CO2 H2O H2CO3 CO2 2NaOH Na2CO3 H2O CO2 Na2O Na2CO3 CO2 CaO CaCO3 不反应 SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O 固态 熔沸点低 气态 熔沸
5、点高 硬度大 SiO2 4HF SiF4 2H2O 人工降雨 灭火等 装饰 石英坩埚 光纤等 高温 探究实验4 1 二 硅酸 实验 探究 SiO32 2H H2SiO3 Na2SiO3 2HCl 2NaCl H2SiO3 a Na2SiO3溶液呈碱性 b 可溶性硅酸盐与盐酸反应生成不溶于水的硅酸 c 先形成硅酸溶胶 后形成硅酸凝胶 d 静置则形成硅酸沉淀 滴入酚酞后溶液变为红色 再滴入稀盐酸 溶液红色变浅至无色 同时有白色胶状沉淀产生 实验 探究 实验 探究 问题1 怎样以石英 SiO2 为主要原料制取硅酸 硅酸的酸性比盐酸弱 那么硅酸酸性与碳酸相比较如何呢 请你设计一个实验论证你的推断 问题
6、2 可溶性硅酸盐与CO2反应生成不溶于水的硅酸 Na2SiO3 CO2 H2O Na2CO3 H2SiO3 生成的硅酸逐渐聚合而形成硅酸溶胶 经干燥脱水就形成硅酸干胶 称为 硅胶 常常用做干燥剂 用途 本节课学习了哪些知识和学习方法 通过本节课的学习你有哪些收获或感想 小结 不溶于水 极弱酸 酸性比碳酸还弱 制法 SiO32 2H H2SiO3 SiO32 H2O CO2 H2SiO3 CO32 H2SiO3 2NaOH Na2SiO3 H2O 性质 一 SiO2 结构特点物理性质化学性质用途 二 H2SiO3 物理性质化学性质用途实验室制法 小结 4 1无机非金属材料的主角 硅 第2课时硅酸
7、盐和硅单质 1 初步了解硅酸盐的重要用途及组成 2 掌握硅的物理性质和重要用途 3 掌握硅酸钠的化学性质 学习目标 重点难点 硅酸盐的重要用途及组成 硅的物理性质和重要用途 硅酸钠的化学性质 硅酸盐是由硅 氧和金属组成的化合物的总称 硅酸盐是一类结构复杂的固态物质 大多数不溶于水 化学性质稳定 1 硅酸盐 常见硅酸盐矿物 思考 看书学习如何将硅酸盐用氧化物的形式表示 硅酸盐结构复杂 种类繁多 通常用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成 例如 Na2SiO3 Na2O SiO2CaSiO3 Ca2O SiO2 要领 各元素写成相应的氧化物 化合价不变 元素守恒格式 金属氧化物 二氧化硅 水 各氧
8、化物前系数为最简整数比 顺序 金属按活动顺序表 硅酸盐的盐氧化物法书写规律 用氧化物形式表示下列硅酸盐 1 蛇纹石 H4Mg3Si2O92 钙长石 CaAl2SiO63 石棉 CaMg3Si4O124 长石 KAlSi3O85 普通玻璃 CaNa2Si6O14 1 3MgO 2SiO2 2H2O2 CaO Al2O3 SiO23 CaO 3MgO 4SiO24 K2O Al2O3 6SiO25 CaO Na2O 6SiO2 三 硅酸盐 硅酸盐的结构很复杂 一般都不溶于水 1 硅酸钠 Na2SiO3 溶于水 其水溶液俗称为水玻璃 可制备硅胶 木材防火剂等 实验探究2取两条一样的干燥布条 分别放入
9、蒸馏水和硅酸钠饱和溶液中 使之充分吸湿 浸透 取出稍沥干后 分别放置在酒精灯外焰处 观察现象 思考 交流 燃烧 无明火 不燃烧 Na2SiO3不易燃烧 可作防火剂 无机非金属材料 硅酸盐产品 陶瓷 水泥 玻璃 3 硅酸盐产品 交流 研讨 硅酸盐产品简介 科学视野 几种特种玻璃 景德镇传统名瓷之一的粉彩瓷 享有盛誉的中国古代陶瓷 科学视野 传统无机非金属材料 陶瓷 玻璃 水泥 新型无机非金属材料 新型陶瓷 透明陶瓷 超导陶瓷等 高温结构陶瓷 压电陶瓷 科学视野 高压钠灯 透明氧化铝陶瓷 科学视野 生物陶瓷应用 科学视野 用高温结构陶瓷做的发动机叶片 科学视野 4 硅单质 1 存在 硅有晶体硅和无
10、定形硅两种 2 物理性质 晶体硅的结构类似于金刚石 熔点 1410 和沸点都很高 硬度大 3 化学性质 常温下硅单质的化学性质不活泼 导电性介于导体和绝缘体之间 交流 研讨 4 用途 硅太阳能电池 晶体硅的导电性介于导体和半导体之间 是良好的半导体材料 硅是信息技术的关键材料 交流 研讨 小结 硅酸盐1 表示方法 盐化学式法 盐氧化物法2 硅酸钠 硅酸钠是一种无色晶体 熔点高 硅酸钠易溶于水 水溶液俗称水玻璃 呈碱性 Na2SiO3易吸收空气中的CO2 Na2SiO3 H2O CO2 2NaCO3 H2SiO3 胶体 Na2SiO3溶液 水玻璃 木材防火 黏胶剂等3 硅酸盐产品 水泥 陶瓷 玻璃4 硅 存在与状态 物理性质 化学性质 用途 用途
