高中化学 第4章 材料家族中的元素 第1节 硅 无机非金属材料（第1课时）教学设计2 鲁科版必修1

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1、第4章材料家族中的元素第1节硅无机非金属材料第1课时【教学目标】知识与技能：1、了解硅在自然界的存在、含量2、了解单质硅的主要性质、工业制法和主要用途。3、初步培养学生自主查阅资料的能力和阅读能力过程与方法：1、自主学习2、通过碳与硅的新旧知识的比较，设疑引导、变疑为导、变教为导的思路教学法。情感、态度与价值观1、使学生掌握学习元素化合物知识的一般规律和正确方法2、使学生体会组成材料的物质的性质与材料的性能的密切关系，认识新材料的开发对人类生产、生活的重要影响，学会关注与化学有关的社会热点问题，激发他们学习化学的热情。【教学过程】你能在沙子与计算机之间、沙子与计算机光通信之间建

2、立起某种联系吗？（提示：沙子的主要成分是SiO2）一、半导体材料与单质硅［交流研讨］你知道的半导体材料有哪些？非金属单质有哪些相似的化学性质？［学生回答、教师总结］除硅外，常见的半导体材料还有锗、铟等。大多数非金属单质一般可与金属、氧气、氢气、碱等物质反应。［联想质疑］硅作为非金属，它具有这些性质吗？学生思考回答培养学生思考总结归纳的能力［阅读总结］阅读课本总结归纳1。单质硅的物理性质学生总结回答灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体，熔点很高（1410°）硅的化学性质2．硅的化学性质：常温下不活泼，除氟气、氢氟酸和强碱外，一般不与其他物质反应。加热条件下，可与氧气反应。Si+O2加

3、热=====SiO2Si+2F2===SiF4Si+4HF===SiF4↑+2H2↑学生思考回答。。。培养学生思考总结归纳的能力硅的工业制法3．硅的工业制法：工业上，用焦炭在电炉中还原SiO2得到含有少量杂质的粗硅后再提纯。SiO2+2CSi+2CO↑［交流研讨］什么原因促使硅成为一种重要的半导体材料？硅除作为半导体材料外，还有哪些用途？［学生回答、教师总结］硅成为一种重要的半导体材料的原因是：原料丰富易得，价格低，常温下化学性质稳定。硅除作为半导体材料用来制集成电路、晶体管、硅整流器外，还可制造太阳能电池，硅合金等。硅合金用于制造变压器、耐酸设备等。二、二氧化硅与光导纤维交流

4、研讨阅读教材P108页，说明在自然界哪些常见物质的主要成分是二氧化硅？从物质分类角度来看，二氧化硅属于哪类物质？可能具［学生回答、教师总结］自然界常见的沙子、鹅卵石、石英、水晶的主要成分是二氧化硅，纯净的二氧化硅为无色透明的晶体，不溶于水，熔点高、硬度大。它属于非金属氧化物、酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性。可与碱性氧化物、碱反应，还可与氢氟酸反应。有那些性质？在实验室，为什么盛装碱液的试剂瓶不能用玻璃塞？［讲解、板书］1。物理性质2．化学性质SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2OSiO2+CSi+CO2SiO2+CaOCaSiO3SiO2+4HF==SiF4↑+2H2

5、O归纳总结［交流研讨］过去，人们曾应用CaF2粉末和浓H2SO4的混合物涂抹到玻璃上刻字作画，请说明原理。［提问］1992年在美国曾提出一项关于通信方面的计划，大家知道是什么吗？［讲述］是“信息高速公路”计划，而光纤、光缆是信息高速公路的基石。光纤通信发展很快，全世界总量超过1亿公里。我国在这方面起步并不算晚，1995年一年铺设了130万公里，全国已形成八横八纵的干线网。拉萨和大多数县城已经铺设了光缆。中日、中美海底光缆已经开通。另外，光纤还用于医学等许多方面，如肠镜、胃镜。甚至可以利用内窥镜观察到心脏内部的情况。［交流研讨］阅读教材，说明二氧化硅的用途。3。二氧化硅的用途：制

6、造电子元器件、光学仪器、精密仪器轴承、光导纤维、石英钟、工艺品、玻璃等。三、硅及其化合物的特性物质一般规律硅及其化合物特性Si硅还原性大于碳[SiO2＋2CSi＋2CO↑非金属单质与强碱溶液一般不产生H2硅可与强碱反应产生H2非金属一般不与非氧化性酸反应Si+4HF==SiF4↑+2H2一般非金属单质为绝缘体硅为半导体SiO2酸性氧化物一般与水反应生成相应酸SiO2不溶于水不与水反应酸性氧化物一般不与酸发生复分解反应SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O“较强酸制较弱酸”是复分解反应的一个规律，H2CO3酸性大于H2SiO3以下反应不能说明酸性强弱Na2CO3＋SiO2Na

7、2SiO3＋CO2↑、CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑H2SiO3无机酸一般易溶于水硅酸难溶于水硅酸盐大多数硅酸盐难溶于水常见的可溶性硅酸盐为Na2Si03四、光纤1.光纤是光导纤维的简写，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具。传输原理是'光的全反射'。2.通常光纤与光缆两个名词会被混淆。多数光纤在使用前必须由几层保护结构包覆，包覆后的缆线即被称为光缆。光纤外层的保护层和绝缘层可防止周围环境对光纤的伤害，如水、火、电击等。光缆分为：光纤，缓冲层及披覆。光纤和同轴电缆相似，