高中化学优质教案 硅酸盐和硅单质 教学设计[必修](4)
《硅酸》教案设计(完美版)

“硅酸”教课方案课题硅酸课型新讲课讲课教师教材版本人教版高中化学必修一章节第四章第一节第二课时教材剖析本节课的教课内容是人教版高中化学新课程必修 1 模块第四章第一节《无机非金属资料的主角——硅》的第二课时。
第四章是整个必修阶段较为全面、详尽地学习和研究典型非金属元素单质及其化合物性质,以及它们在生产生活实质中的重要应用的一章。
第四章拥有承上启下的作用,表此刻:在第三章的基础长进一步介绍元素化合物知识和研究方法,为前面所学的实验和理论知识增补感性认识的资料,实现知识的整合,也能为《高中必修 2》的元素周期律的学习创建条件。
将硅及其化合物的性质和应用作为非金属的开篇,突出了硅的重要地位。
本章的教课内容关于夯实化学实验方法和计量方法、加强物质分类法在化学研究和学习中的应用、稳固离子方程式的书写和氧化复原反响的知识拥有重要的作用。
本节课的教课内容是硅酸,本节所在的第四章安排在第三章“金属及其化合物”以后,是学习常有无机物及其性质的持续,持续元素化合物知识一般学习和研究方法的训练。
学生在第二章学习了物质的分类,而且在初中已经学习了二氧化碳和碳酸的性质。
在上节课中学生已经学习了平时生活中常常接触的物质二氧化硅,再学习二氧化硅的水化物—硅酸,这样的次序简单激起学生的兴趣,切合学生的认知规律,所以作为这一节的第二课时,把学习内容确立为:硅酸。
学生状况剖析① 已具备的知识和生活经验:学生在初中已经学习了二氧化碳和碳酸的性质,而且学生在第二章学习了物质的分类,在上节课中学生已经学习了平时生活中常常接触的物质二氧化硅。
生活中硅胶干燥剂拥有宽泛的应用。
② 已有的学习方法和技巧:已经初步学会怎样运用分类思想,也初步形成了归纳,类比迁徙的思想。
教课目的1.知识与技术①认识硅酸在生活生产作为干燥剂生产原料的应用;② 理解硅酸是一种难溶性的弱酸的性质;③掌握硅酸的制备方法,并能应用强酸制弱酸的化学原理进行实验设计的思想方式。
高中化学人教版必修1教学案:第四章 非金属及其化合物 1.2 硅酸盐和硅单质 教学案含答案

第二课时 硅酸盐和硅单质 [课标要求]1.了解硅酸盐的性质及组成的表示方法。
2.了解硅的性质和用途。
3.了解几种重要无机非金属材料的生产及用途。
1.概念由硅、氧和金属组成的化合物的总称。
2.组成的表示通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成。
例如:硅酸钠(Na 2SiO 3):Na 2O·SiO 2。
长石(KAlSi 3O 8):K 2O·Al 2O 3·6SiO 2。
3.最简单的硅酸盐——Na 2SiO 34.三种常见的硅酸盐产品1.硅酸钠的水溶液俗称水玻璃,常用于制备黏合剂、防腐剂和耐火材料。
2.传统的无机非金属材料有水泥、玻璃和陶瓷。
3.硅以化合态存在于自然界中,常用作半导体材料和合金材料。
4.熟记三个化学方程式(1)Si +2NaOH +H 2O===Na 2SiO 3+2H 2↑。
(2)Si +4HF===SiF 4↑+2H 2↑。
(3)SiO 2+2C=====高温Si +2CO ↑。
硅酸盐5.其他含硅物质(1)碳化硅:化学式为SiC ,俗称金刚砂,具有金刚石结构特点,硬度很大,可用作砂纸、砂轮的磨料。
(2)含硅4%的硅钢:具有很高的导磁性,可作变压器铁芯。
(3)硅橡胶:既耐高温又耐低温的一种有良好弹性的橡胶。
(4)人工制造分子筛:有均匀微孔结构,主要用作吸附剂和催化剂载体。
1.Na 2SiO 3为什么必须密封保存?提示:Na 2SiO 3会吸收空气中的CO 2和水蒸气而变质,反应的化学方程式为Na 2SiO 3+H 2O +CO 2===Na 2CO 3+H 2SiO 3↓。
2.硅酸盐可写成二氧化硅和金属氧化物的形式,是否可理解成硅酸盐是二氧化硅和金属氧化物的混合物?提示:否。
硅酸盐结构复杂,通常用SiO 2和金属氧化物的组合形式来表示其组成,但不是它们的混合物。
1.硅酸盐氧化物形式的改写 书写形式⎩⎪⎨⎪⎧氧化物的排列顺序:活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水氧化物之间以“·”隔开化学计量数⎩⎪⎨⎪⎧配置原则:各元素原子总个数比值符合原来的组成若出现分数时应化为整数例如:钠长石(NaAlSi 3O 8)不能写成12Na 2O·12Al 2O 3·3SiO 2,应写成Na 2O·Al 2O 3·6SiO 2。
硅单质与硅酸盐教学设计

硅单质与硅酸盐教学设计简介:本文档是针对高中化学教学中“硅单质与硅酸盐”这一知识点的教学设计。
在本教学设计中,我们将通过理论讲解、实验演示和练习题等多种教学方法,帮助学生全面了解硅单质和硅酸盐的特性、制备方法以及在工业和日常生活中的应用。
一、教学目标:1. 知识与理解a. 掌握硅单质与硅酸盐的定义及其特性;b. 熟悉硅单质的制备方法;c. 了解常见的硅酸盐及其制备方法;d. 了解硅酸盐在工业中的应用。
2. 能力与技能a. 运用所学知识预测硅单质和硅酸盐的化学性质;b. 分析解决问题时,运用所学知识和实验技巧。
3. 情感态度价值观a. 培养学生对化学实验的兴趣,注重实践与应用;b. 培养学生的观察能力和团队合作意识。
二、教学重点:1. 硅单质的制备方法及其特性;2. 常见的硅酸盐及其制备方法;3. 硅酸盐在工业中的应用。
三、教学内容与方法:1. 硅单质的特性讲解a. 原子结构与物理性质;b. 化学性质及与其他元素的反应。
2. 硅单质的制备方法a. 通过还原法制备硅单质;b. 通过电弧法制备硅单质;c. 通过热还原法制备硅单质。
3. 硅酸盐的特性讲解a. 硅酸盐的结构和分类;b. 硅酸盐的物理性质和化学性质。
4. 常见的硅酸盐及其制备方法a. 碳酸硅盐的制备方法;b. 硫酸盐的制备方法;c. 氯盐的制备方法。
5. 硅酸盐在工业中的应用a. 玻璃工业中的应用;b. 陶瓷工业中的应用;c. 水泥工业中的应用;d. 涂料工业中的应用。
四、教学过程安排:1. 导入(5分钟)为激发学生的学习兴趣,可以通过提问的方式,帮助学生回顾已经学习过的相关知识,例如:“我们之前学过什么是单质?请举例说明。
”、“你们知道硅酸盐有哪些常见的应用?”等。
2. 硅单质的特性讲解(20分钟)在讲解硅单质的特性时,可以通过PPT或黑板写字的方式,向学生简明扼要地介绍硅单质的结构、物理性质和化学性质。
同时,可以引入一些真实生活中的例子,让学生更好地理解硅单质的应用领域。
同步精品课堂学年高中化学专题4..硅酸盐和硅单质教学案新人教必修

专题4.1.2 硅酸盐与硅单质【教学目标】知识与技能:1、了解硅酸盐、硅主要性质2、认识硅酸盐、硅等在生产、信息技术、材料科学等领域应用过程与方法:通过硅与碳比拟学习,引导学生学会运用比照方法来认识物质。
情感态度与价值观:通过对硅酸盐材料及硅用途学习,使学生了解新型无机非金属材料,培养学生热爱科学情感。
【教学重点】硅、硅酸盐丰富性与多样性【教学难点】通过学习,掌握研究非金属元素单质及化合物一般方法【课时安排】【教学过程】〖思考〗CO2与CO2在物理、化学性质方面有哪些相似性与不同之处〖投影回忆〗〖回忆〗上节课我们提到,用可溶性硅酸盐Na2SiO3来制备H2SiO3。
事实上,在自然界中,硅酸盐是构成地壳岩石主要成分,大多数硅酸盐是不溶于水。
自然界中存在各种天然硅酸盐矿物约占地壳总质量5%。
〖板书〗二、硅酸盐(silicate)1、定义:硅酸盐是由硅、氧、金属所组成化合物总称。
〖讲解〗硅酸盐构造复杂,一般不溶于水,性质很稳定。
最简单硅酸盐是硅酸钠,下面我们主要研究一下硅酸钠性质〖板书〗2、硅酸钠(1) 物理性质:白色固体,易溶于水,水溶液俗称水玻璃或泡花碱,是一种泡花碱〖投影实验〗P77 实验4-2、〖板书〗(2) 化学性质:相对稳定,不能燃烧,不易被腐蚀,热稳定性强〖讲解〗硅酸盐种类很多,构造复杂,为了方便记忆与计算,常用氧化物形式表示硅酸盐组成〖板书〗3、表示方法:原那么:金属氧化物〔较活泼------较不活泼〕方法:○1找组成元素○2写成氧化物形式○3原子个数比不变○4检查有无遗漏〖投影〗例、请用氧化物形式表示以下硅酸盐组成:硅酸钠〔Na2SiO3〕镁橄榄石〔Mg2SiO4〕高岭土{Al2(Si2O5)(OH)4}〖讲解〗硅酸盐材料具有很多优良性能,为我们生活、为人类科技进步作出了很大奉献。
受传统陶瓷某些特殊性能启发,科技工作者在此根底上进展了一次又一次创新,又研制出了许多种组成不同、性能更特殊新型陶瓷。
高一化学教案-硅酸、硅酸盐与硅单质 最新

二、硅酸:
自学提纲---读书P64-65 • 如何制备硅酸? • 硅酸的性质如何? • 如何制备硅胶? • 硅胶有什么用途?
归纳与总结
二、硅酸:
1、硅酸的制法:
Na2SiO3 + 2HCl + H2O === H4SiO4↓ + 2NaCl Na2SiO3 + CO2 + 2H2O === Na2CO3 + H4SiO4↓ H4SiO4 === H2SiO3 + H2O (易 )
土器:砖瓦
2 3
瓷器: ---茶具
青瓦 (淋水冷却,Fe3O4、FeO较多) 陶器 江苏宜兴的紫砂壶、秦汉兵马俑。
炻器: --水缸、砂锅
彩釉与搪瓷 注: 不属于陶瓷
四、硅单质:
自学提纲--读书P68-69
1. 硅在自然界中存在形式? 2. 硅的物理性质? 3. 硅的化学性质为什么不活泼? 硅有那些化学性质? 4. 工业上如何生产硅? 5. 硅的用途? 6. 与单质碳比较,硅有什么相同与不同?
高温 高温
粗硅提纯:
SiO2
+C 高温
粗硅
+Cl2
SiCl4
精馏 +H2 加热 高温
精Si
5、用途: 高纯硅:半导体材料。 变压器铁芯(含硅4%的钢有导磁性) 合金: 耐酸设备(含硅15%左右的钢有耐酸性)
半导体
硅 铁
课堂练习:1
已知硅与强碱氢氧化钠溶液反应的化学方 程式为: Si+2NaOH+H O==Na SiO +2H
硅酸盐工业的特点:
(1)原料:含硅的物质、碳酸盐等。 (2)反应条件:高温。 (3)反应原理:复杂的物理、化学变化。 (4)生成物:硅酸盐。
硅酸盐和硅单质(教学设计)-2016-2017学年高一化学上册

和碱性氧化物
CO2+CaO=CaCO3
SiO2+CO2CaSiO3
和碱
CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O
SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
和酸
————
SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O
和水
CO2+H2O===H2CO3
————
聆听
通过介绍,引入主题
基础梳理
【引导学生阅读教材,思考、整理】
(3)一般情况下,活泼金属与酸发生置换反应生成氢气,非金属单质与非氧化性酸不反应,但硅例外。
Si+4HF=SiF4↑+2H2↑。
(4)一般情况下,酸性氧化物不与酸反应,但SiO2能与酸反应。
SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O。
(5)一般情况下,较强的酸与较弱的酸的盐溶液反应,制得较弱的酸,如Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3(胶体)。但制玻璃时却发生了下列反应:
一、硅酸盐
1.概念:
硅酸盐是由________________组成的化合物的总称。
2.硅酸盐的性质
硅酸盐是一类结构复杂的固态物质,大多_______于水,化学性质很_________。
【视频了解硅酸的性质及存在】
3.硅酸盐组成的表示
通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成。
例如:Na2SiO3:___________;
5.硅酸盐材料
【视频观看了解常见硅酸盐材料】
(1)三种常见的硅酸盐产品
(2)其他含硅的物质
二、硅单质
1.种类:单质硅有_____和_______两类。
2.结构:晶体硅的结构与_______相似。
2020-2021高中化学1学案:4.1 第2课时硅酸盐和硅单质含解析

2020-2021学年高中化学人教版必修1学案:4.1 第2课时硅酸盐和硅单质含解析第2课时硅酸盐和硅单质一、硅酸盐1.概念:硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。
2.硅酸盐的性质:硅酸盐是一类结构复杂的固态物质,大多不溶于水,化学性质很稳定.3.硅酸盐组成的表示:通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成.例如:Na2SiO3:Na2O·SiO2;长石:KAlSi3O8:K2O·Al2O3·6SiO2。
4.最常见的硅酸盐——Na2SiO3。
Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃,能制备硅胶和木材防火剂。
5.三种常见的硅酸盐产品。
6.其他含硅的物质。
二、硅单质1.物理性质晶体硅是有金属光泽的灰黑色固体,熔点高、硬度大、有脆性。
晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料。
2.化学性质(1)稳定性:常温下硅的化学性质不活泼,只能与氟气(F2)、氢氟酸(HF)和强碱溶液反应.化学方程式分别为:Si+2F2===SiF4,Si+4HF===SiF4↑+2H2↑,Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑。
(2)还原性:在加热条件下,硅能与一些非金属单质发生反应:Si+2Cl2错误!SiCl4,Si+O2错误!SiO2,Si+C错误!SiC。
3.工业制法(1)制粗硅:SiO2+2C错误!Si(粗)+2CO↑;(2)粗硅提纯:Si+2Cl2错误!SiCl4,SiCl4+2H2错误!Si(纯)+4HCl。
4.用途(1)用做半导体材料,制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件。
(2)制合金,如含硅4%的钢可制成变压器的铁芯,含硅15%的钢可制造耐酸设备等。
(3)制造光电池,将光能直接转换为电能。
知识点一硅酸盐的表示方法1.规律通常用氧化物的形式来表示硅酸盐的组成。
硅酸盐中的硅元素以SiO2的形式表示,金属元素如Na、K、Mg、Al、Ca等,以它们常见的氧化物形式表示,氢元素以H2O的形式表示。
高一化学硅酸盐和硅单质导学案 副本

合用优选文件资料分享高一化学《硅酸盐和硅单质》导教学设计高一化学《硅酸盐和硅单质》导教学设计第 2 课时硅酸盐和硅单质[ 学习目标定位 ] 1. 知道硅酸钠的性质和用途。
2. 学会用氧化物的形式表示复杂硅酸盐的方法。
3. 知道玻璃、水泥和陶瓷是硅酸盐制品以及生产它们的主要原料。
4. 知道晶体硅是优秀的半导体资料,能说出它的主要用途。
1 .盐酸、碳酸、硅酸都能与碱反响,请写出它们分别与足量氢氧化钠溶液反响的化学方程式和离子方程式:(1)________________________________________________________ ________________;___________________________________________________________ _____________。
(2)________________________________________________________ ________________;___________________________________________________________ _____________。
(3)________________________________________________________ ________________;___________________________________________________________ _____________。
2 .用化学方程式表示: (1) 盐酸的酸性比碳酸强:___________________________________________________________________________________________________________ _____________。
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第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角——硅第2课时硅酸盐和硅单质三维目标1.知识与技能(1)初步了解硅酸盐的重要用途及组成。
(2)了解硅的物理性质和重要用途。
(3)掌握硅酸钠的化学性质。
2.过程与方法(1)通过对水泥工业的教学,培养学生的自学能力和表达能力。
(2)活动探究,通过硅与碳的比较,培养学生的归纳能力、比较能力。
3.情感态度与价值观(1)通过对玻璃、陶瓷工业现状及前景的介绍,激发学生学习化学的兴趣。
(2)通过对硅及其用途的学习使学生热爱自然、热爱化学。
教学重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。
教学难点硅酸盐的重要用途及组成,硅的物理性质和重要用途。
教学过程【导入新课】硅元素在地壳中的含量仅次于氧元素,但在自然界中找不到游离态的硅,硅元素在自然界中主要是以硅酸盐和二氧化硅的形式存在,地壳质量的92%是硅酸盐和二氧化硅。
上节课我们学习了有关二氧化硅的知识,这节课我们一起来学习有关硅酸盐的知识。
【推进新课】硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称,在自然界中分布极广。
硅酸盐是一大类结构复杂的固态物质,大多数不溶于水,化学性质很稳定。
【投影】自然界中的一些硅酸盐的图片及其化学式【分析】硅酸盐的种类多、结构很复杂,其组成表示方法一般有两种:(1)盐化学式法,如:硅酸钠Na2SiO3 、硅酸钙CaSiO3等。
此法一般用于组成较简单的硅酸盐。
(2)盐氧化物法:对于复杂的硅酸盐,通常可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成。
金属氧化物写在前面,再写SiO2,最后写H2O;氧化物之间用“·”隔开。
例如:Na2SiO3写成Na2O·SiO2;Al2(Si2O5)(OH)4写成Al2O3·2SiO2·2H2O。
盐氧化物书写原则:①各元素写成相应的氧化物,元素的价态保持不变。
②顺序按先金属后非金属,金属元素中按金属活动性顺序依次排列,中间用“·”间隔。
③注意改写后应与原来化学式中的原子个数比相同。
【板书】一、硅酸盐1.硅酸盐组成的表示方法(1)盐化学式法如:硅酸钠:Na2SiO3、硅酸钙:CaSiO3,此法用于组成简单的硅酸盐。
(2)盐氧化物法如:锆石:ZrO2·SiO2红柱石:Al2O3·SiO2镁橄榄石:2MgO·SiO2钙铝石榴子石:3CaO·Al2O3·3SiO2【练习】把下列式子改写成氧化物的形式。
(1)蛇纹石:H4Mg3Si2O9(2)钙长石:CaAl2SiO6(3)石棉:CaMg3Si4O12(4)长石:KAlSi3O8(5)普通玻璃:CaNa2Si6O14(6)黏土:Al2(Si2O5)(OH)4【提示】(1)蛇纹石:H4Mg3Si2O9写成3MgO·2SiO2·2H2O;(2)钙长石:CaAl2SiO6写成CaO·Al2O3·SiO2;(3)石棉:CaMg3Si4O12写成CaO· 3MgO·4SiO2;(4)长石:KAlSi3O8写成K2O·Al2O3·6SiO2;(5)普通玻璃:CaNa2Si6O14写成CaO·Na2O·6SiO2;(6)黏土:Al2(Si2O5)(OH)4写成Al2O3·2SiO2·2H2O。
【过渡】在硅酸盐中,硅酸钠是极少数可溶于水的一种,用途广泛,下面我们先来学习它的有关知识。
【探究实验1】实验步骤:①将硅酸钠加水溶解,并检验其溶液的酸碱性;②向硅酸钠溶液中通二氧化碳或滴加稀盐酸;③再向②中滴加氢氧化钠溶液。
【现象】硅酸钠溶于水,滴加酚酞后溶液呈红色;向其中通入二氧化碳或滴加稀盐酸后都产生白色沉淀;再加氢氧化钠溶液,沉淀溶解。
【结论】(1)硅酸钠能溶于水,水溶液呈碱性。
(2)由于硅酸是一种弱酸,酸性比碳酸还要弱,利用强酸制弱酸的原理,所以向溶液中通二氧化碳或滴加稀盐酸有白色沉淀——硅酸生成,化学反应方程式:Na2SiO3+H2O+CO2===H2SiO3↓+Na2CO3;Na2SiO3+2HCl===H2SiO3↓+2NaCl。
(3)硅酸是一种酸,与碱可以发生酸碱中和反应,生成可溶于水的硅酸钠,所以在沉淀中加入氢氧化钠溶液,沉淀溶解,反应的化学方程式为H2SiO3+2NaOH===Na2SiO3+2H2O。
【总结】硅酸钠是一种无色晶体,熔点高,易溶于水,是硅酸盐中少数几种溶于水中的盐,水溶液俗称“水玻璃”。
硅酸钠的水溶液呈碱性,水溶液在空气中易变质,硅酸钠溶液中通入二氧化碳有沉淀生成,根据强酸制弱酸的原理说明H2CO3的酸性强于H2SiO3。
由于盐酸的酸性强于硅酸,所以盐酸也可以和水玻璃反应生成硅酸沉淀。
【板书】2.硅酸钠(1)硅酸钠是一种无色晶体,熔点高。
(2)Na2SiO3易溶于水,溶液呈碱性,它的水溶液俗称“水玻璃”。
(3)Na2SiO3溶液易吸收空气中的CO2,化学方程式为Na2SiO3+H2O+CO2===H2SiO3↓+Na2CO3,因此Na2SiO3溶液要密封保存。
【探究实验2】实验步骤:取两条一样的干燥布条,分别放入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。
【现象】在硅酸钠溶液中浸泡并沥干的布条不燃烧。
【结论】在硅酸钠溶液中浸泡并沥干的布条不燃烧,说明用水玻璃浸泡过后的物质可以防火。
【总结】硅酸钠用途很广,建筑工业和造纸工业用它作黏合剂。
木材织物用水玻璃浸泡过后既防腐又不易着火。
【板书】(4)用途:建筑工业和造纸工业用它作黏合剂,木材或织物用水玻璃浸泡后既防腐又不易着火。
【投影】传统的三大硅酸盐产品【过渡】玻璃、水泥、陶瓷是传统的三大硅酸盐产品,即传统材料。
中国的瓷器更是驰名世界,英文的“中国”(China)一词又指“瓷器”,这反映了在西方人眼中中国作为“瓷器故乡”的形象。
那么,这三大硅酸盐产品是如何生产的呢?生产它们的原料分别是什么呢?请同学们阅读教材相关内容进行总结。
【总结】陶瓷的制备是将黏土去除杂质后,加水混匀,制成所需形状的坯件,再经过高温烧制就得到陶瓷产品。
在高温烧制时,坯件中的原料发生了一系列复杂的物理变化和化学变化。
水泥产品的主要成分是2CaO·SiO2、3CaO·SiO2、3CaO·Al2O3,工业上是以黏土(主要成分为铝硅酸盐)、石灰石为主要原料,在水泥回转窑中高温煅烧后,再加入适量的石膏,磨成细粉,就得到普通的硅酸盐水泥。
生产过程中加入石膏的作用是调节水泥的硬化速度。
普通玻璃的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2,普通玻璃是将石灰石、纯碱、石英在玻璃熔炉中高温熔融制得。
【板书】3.硅酸盐产品(1)水泥主要成分:2CaO·SiO2、3CaO·SiO2、3CaO·Al2O3。
制造原料:黏土(SiO2)、石灰石、石膏(适量)(注意:生产过程中加入石膏的作用是调节水泥的硬化速度)。
主要设备:水泥回转窑。
生产条件:高温煅烧。
(2)陶瓷产品成分:复杂,主要是硅酸盐。
制造原料:黏土、石英砂。
(3)玻璃成分:Na2SiO3、CaSiO3、SiO2。
制造原料:纯碱、石灰石、石英(SiO2)。
主要设备:玻璃熔炉。
生产条件:高温熔融。
【分析】玻璃、水泥、陶瓷生产的共同点:都在高温下,发生了复杂的物理和化学变化。
原料物质都有含硅元素,产品都含硅酸盐,且都是混合物。
此外,化学家还制成了其他一些具有特殊功能的含硅的物质。
例如,硅与碳的化合物碳化硅(俗称金刚砂),具有金刚石结构,硬度很大,可作砂纸、砂轮的磨料;人工合成的硅橡胶是目前最好的既耐高温又耐低温的橡胶,用于制造火箭、导弹、飞机的零件和绝缘材料等;人工合成的分子筛,主要作吸附剂和催化剂等。
【投影】金刚砂、硅橡胶、分子筛的图片【过渡】虽然硅的化合物随处可见,而且远古时期人类就已经开始加工和使用陶瓷,但硅的单质直到18世纪上半叶才由化学家制备出来。
下面我们就一起来认识一下硅单质。
【板书】二、硅单质1.硅单质的物理性质【分析】与碳相似,硅单质有晶体硅和无定形体两种,硅晶体中每个Si原子都是以4个共价键和另外4个Si原子相连,形成空间正四面体的立体网状结构,类似于金刚石的结构。
【提问】结构决定性质,请同学们根据硅的结构来推测单质硅有什么性质?【提示】单质硅熔点高、硬度大。
【投影】单晶硅图片【总结】灰黑色、有金属光泽,硬而脆的固体,熔、沸点高。
硅在元素周期表中处于金属与非金属的过渡位置,晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料。
【板书】2.单质硅的化学性质(1)常温下,硅的化学性质不活泼,除氟气、氢氟酸和强碱外,硅不跟其他物质起反应,如:O 2、Cl 2、H 2SO 4、HNO 3等。
Si +4HF===SiF 4↑+2H 2↑;Si +2F 2===SiF 4;Si +2NaOH +H 2O ===Na 2SiO 3+2H 2↑。
(2)加热的条件下,硅能跟一些非金属反应。
Si +O 2=====△SiO 2;Si +2Cl 2=====△SiCl 4;Si +C=====△SiC 。
【设问】从20世纪中叶开始,硅成了信息技术的关键材料,那单质硅能用做什么呢?【投影】单晶硅的用途高纯的单晶硅是重要的半导体材料,可做成太阳能电池,在开发能源方面是一种很有前途的材料。
另外,广泛应用的二极管、三极管、晶闸管和各种集成电路(包括我们计算机内的芯片和CPU)都是用硅制作的原材料。
【板书】3.硅的主要用途(1)用于制造硅芯片、集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件。
(2)制造太阳能电池。
(3)制造合金,如含硅4%(质量分数)的钢导磁性好制造变压器的铁芯;含硅15%(质量分数)的钢有良好的耐酸性等。
课堂小结这节课我们主要学习了硅单质的结构、性质及用途和硅酸盐的知识,通过学习,我们了解到硅及其化合物在社会发展和人类文明进步历程中充当了一个非常重要的角色,可以说目前全球信息的流通、电子工业的发展都离不开硅;我们也相信随着科技的发展,它们还会为人类文明的进步发挥更多的作用,创造更多的奇迹。
希望同学们努力学习,掌握更多的科学知识,开发、研究硅这古老而又年轻的元素在更多方面的应用。
板书设计一、硅酸盐1.硅酸盐组成的表示方法(1)盐化学式法如:硅酸钠:Na2SiO3、硅酸钙:CaSiO3,此法用于组成简单的硅酸盐。
(2)盐氧化物法如:锆石:ZrO2·SiO2红柱石:Al2O3·SiO2镁橄榄石:2MgO·SiO2钙铝石榴子石:3CaO·Al2O3·3SiO22.硅酸钠(1)硅酸钠是一种无色晶体,熔点高。