硅单质

高一化学单质硅教案

【篇一：高一化学硅和二氧化硅教案2】

硅和二氧化硅

●教学目标

1．使学生了解硅的结构特点、性质、用途、存在及制备方法．

2．使学生了解二氧化硅的存在、性质和用途．

3．培养学生对知识归纳、总结和探究的能力．

●教学重点

硅和二氧化硅的化学性质

●教学难点

培养学生对知识的归纳、总结和探究的能力

●课时安排

一课时

●教学方法

引导、探究、对比、练习

●教学用具

投影仪

两条干燥的布条或线绳(其中一条在硅酸钠溶液中预先浸过)、酒精灯、

火柴

●教学过程

［引言］请大家看课本彩图中的硅单质照片．

［师］别看它看起来灰溜溜的，它自己及它的化合物的作用却是大

得很．大到高科技领域，小到我们的周围，到处都有硅及其化合物

的踪影．当今电子工业的飞速发展，更是和人们对硅的性质的认识

息息相

关．本节课，我们就来学习硅及其化合物的有关知识．

［板书］第二节硅和二氧化硅

［过渡］首先，我们来认识一下元素含量居于自然界第二的硅单质

的性质．

［板书］一、硅(si)

［师］请大家阅读课本p145的第一、二自然段，总结出硅的存在

形态、结构特点、物理性质等方面的

内容．

［学生阅读］

［问］硅元素以什么形态存在于自然界？硅元素主要存在于什么物

质里？

［生］硅以化合态存在于自然界，硅元素主要存在于地壳的各种矿

物和岩石里．

［问］硅有几种同素异形体？分别是什么？

［生］硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体．

［问］为什么晶体硅的熔沸点高、硬度大？

［生］因为它的结构类似于金刚石．

［问］硅的导电性怎样？

［生］介于金属和非金属之间，是半导体．

［师］很好．以上内容我们可总结如下：

［板书］以化合态存在于自然界，有两种同素异形体．

(1)物理性质：熔、沸点高，硬度大，半导体．

［过渡］那么，硅单质的化学性质又有哪些？其和同主族的碳相比，

是否一样？下面，我们就来学习

这个问题．

［板书］(2)化学性质

［师］请大家根据初中所学知识回答，碳单质有哪些化学性质？

［生］碳单质在常温下性质稳定，高温时可和氧气等活泼非金属反

应．在化学反应中常做还原剂．［师］回答得很好．那么，硅的性

质是否也如此呢？请大家阅读课本p146第一自然段进行总结．

［学生阅读后回答］

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，如氧气、氯气、硝酸、

硫酸等起反应；加热时，能跟一些非金属反应，如它能和氧气反应

生成二氧化硅．

［师］对．我们可把上述硅单质的化学性质归纳如下：

［讲解并板书］常温下性质稳定

si＋2f2====sif4si＋4hf====sif4＋2h2↑

si＋2naoh＋h2o====na2sio3＋2h2↑si＋o2

硅(sic)及氮化硅(si3n4)．

［过渡］物质的用途由其性质决定，硅的这些性质决定了硅什么样

的用途呢？请大家阅读课本p146第

二自然段和课本p147选学内容“硅的用途”．

［板书］(3)硅的用途

［学生阅读后回答］可以用来制集成电路、晶体管、硅整流器、太

阳能电池，还可以用来制造变压器

铁芯及耐酸设备等．

［师］回答得很好．不过，大家需要知道的是，电子工业上所用的

硅，都是纯度很高的硅，而由我们

刚才所学知识知道，自然界没有单质硅存在．那么，我们怎样制取

硅呢？请大家看课本后回答．

［板书］(4)硅的制法

［学生看书后回答］我们使用的硅，都是从硅的化合物中提取

的．工业上用碳和二氧化硅在高温下反

应制取硅．sio2［师］除此以外，硅在高温时还可分别和碳及氮气

反应生成熔沸点很高、硬度很大的金刚砂——碳化

高温

?????

［板书］sio2＋2csi＋2co↑(工业制法)

［师］注意！上述反应中的产物是一氧化碳，而不是二氧化碳．另

外，通过上述反应所制得的硅只是

粗硅，用做半导体材料时，还需将其提纯．

［过渡］硅在常温下性质稳定，但在受热条件下可和氧气反应生成

二氧化硅．接下来，我们来学习硅

的最高价氧化物——二氧化硅的性质．

［板书］二、二氧化硅(sio2)

［问］二氧化硅和二氧化碳都是第Ⅳa族元素形成的最高价氧化物，

它们的性质是否相同呢？请大家

回忆我们初中学过的二氧化碳的性质，并从物理性质和化学性质两

方面回答．

［生］二氧化碳的物理性质是：常温常压下是无色无味的气体，能

溶于水，密度比空气大．化学性质是：本身不燃烧，一般情况下也

不支持燃烧，能和水反应生成碳酸，能和碱反应，是酸性氧

化物．

很流利．请问，有没有固体的二氧化碳？

［生］有！固体的二氧化碳叫干冰．

［师］干冰可以用来人工降雨，为什么？

［生］因为干冰有易升华的性质．

［师］那么，二氧化碳所具有的物理性质二氧化硅是否具有呢？请

大家看课本有关内容，比较二氧化

碳和二氧化硅的物理性质．

［板书］(1)物理性质

［学生看书后回答］二氧化硅和二氧化碳的物理性质差别很大，它

是一种坚硬难熔的固体，不溶于水．

［板书］坚硬难溶的固体，不溶于水．

［过渡］二氧化硅的化学性质和二氧化碳相比，是不是也有这么大

的差异呢？请大家阅读课本有关内

容，并填写下表．

［板书］(2)化学性质

［投影展示］sio2和co2化学性质的比较

［找一个同学把答案填写在胶片上，不足部分由教师和学生共同补

充］

注：［上表答案］

［师］从上表可以看出，二氧化硅能和碱反应生成相应的盐和水，

是一种酸性氧化物，它不能溶于水

得到相应的酸——硅酸．

酸性氧化物一般不和酸发生化学反应，而二氧化硅却能和氢氟酸发

生反应，这也是工业上用氢氟酸雕

刻玻璃的反应原理．以上两点，属二氧化硅的特性．

由此，我们可总结出二氧化硅的主要化学性质为：

［讲解并板书］不溶于水的酸性氧化物，能和氢氟酸反应．

［问题探究］为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻

璃塞．

［生］因为玻璃中含有sio2，sio2是酸性氧化物，能和碱起反应，

容易使玻璃瓶塞和瓶颈粘在一起而

不能打开．

［师］很正确．

［过渡］二氧化硅广泛存在于自然界中，和其他矿物共同构成了岩

石，天然二氧化硅也叫硅石．砂子的主要成分就是二氧化硅，石英

的主要成分也是二氧化硅，水晶是纯度较高的二氧化硅．请大家看

课本有

关内容，了解它们的用途．并总结出来．

［板书］(3)用途

［学生看书后回答］二氧化硅可用来做光导纤维；石英可用来做石

英钟、石英表，耐高温的石英玻璃；水晶可以用来制造电子工业中

的重要部件、光学仪器、工艺品、眼镜片等，含有有色杂质的石英，

还可用

于制造精密仪器轴承，耐磨器皿和装饰品等．

［师］大家回答得很全面．

［师］确实，二氧化硅在日常生活、生产和科研等方面有着重要的

用途，但有时也会对人体造成危害，

使人患硅肺病，请大家阅读课本p148“二氧化硅粉尘的危害”的内容．

［学生阅读后］

［师］希望大家努力学习，并能在将来发明和创造一些新的技术、

新的设备以控制空气中粉尘的含量，

从而为人类的健康和生存环境做出贡献．

［过渡］刚才我们提到二氧化硅不能溶于水得到相应的酸——硅

酸．那么，硅酸是怎样的一种酸？它

怎样制得呢？下面我们就来学习这个问题．

［板书］三、硅酸(h2sio3)

［师］从上一节我们比较同主族元素的性质知道，硅酸是一种比碳

酸还要弱的酸，它不溶于水，不能

使指示剂变色，是一种白色粉末状的固体．

［板书］不溶于水，酸性比碳酸弱．

［师］硅酸可通过可溶性硅酸盐和酸反应得到，如：

［讲解并板书］na2sio3＋2hcl＋h2o====h4sio4↓＋2nacl

na2sio3＋co2＋2h2o====h4sio4↓＋na2co3

［讲解］生成的h4sio4叫原硅酸，是一种白色胶状物质，不溶于水，

在干燥的空气中易失水变成硅酸．硅

酸在加热条件下会进一步失水得到二氧化硅．

［板书］h4sio4====h2sio3＋h2oh2sio3sio2＋h2o

［过渡］刚才我们提到的硅酸钠，是一种可溶性的硅酸盐，而其他

硅酸盐多数是不溶于水的．硅酸盐

是构成地壳岩石的主要成分，自然界中存在的各种天然硅酸盐矿物，

约占地壳质量的5%．

［板书］四、硅酸盐

［师］请大家看以下实验．

［演示实验］取两根一样的干燥布条(其中一根在硅酸钠溶液中浸过)

在火焰上燃烧．

［问］两根布条燃烧的情况一样吗？现象有何不同？

［生］不一样．一根很容易燃烧，一根不燃．

［师］是什么原因造成了这样的差别呢？答案在这里！

［板书］硅酸钠(na2sio3)

［讲解］不燃的布条是由于我预先在硅酸钠溶液中浸泡并晒干

的．这也是硅酸钠的用途之一．硅酸钠

的水溶液俗名“水玻璃”，其用途很广，建筑工业及造纸工业用它做

粘合剂．

木材或织物用水玻璃浸泡过后既防腐又不易着火．浸过水玻璃的鲜

蛋可以长期保存．水玻璃还用作软

水剂、洗涤剂和制肥皂的填料．它也是制硅胶和分子筛的原料．

硅酸盐的种类很多，结构也很复杂，通常可用二氧化硅和金属氧化

物的形式来表示其组成．书写时，应把金属元素的氧化物写在前面，

若有多种金属元素，按活泼性依次减弱的顺序写出其氧化物，然后

写

［师］粘土的主要成分也是硅酸盐，是制造陶瓷器的主要原料．

［投影练习］阅读下文，完成1~3题．

硅晶体结构类似于金刚石，低温下单质硅不活泼，和空气、h2o、

酸均无作用，但可和强碱和强氧化剂在适当温度下作用，如硅能和

卤素在加热或高温下生成四卤化硅；高价态硅的化合物可在高温下

被碳、镁、氢等还原剂还原成单质硅；工业上也可用硅和焦炭在高

温下制金刚砂(sic)．某高纯硅炼制厂利用食盐、

石英、水、焦炭为原料制取用作半导体材料的高纯硅．

1．假设根据每步反应建立一个生产车间，该高纯硅厂家需要几个车

间()

a．3个

c．5个b．4个d．6个

2．生产原理中没有涉及到的反应是()

a．置换反应

c．化合反应b．复分解反应d．电解反应

3．该厂家不采用石英和焦炭直接制高纯硅的主要原因是()

a．产量太低

b．产品中含sicd．耗能太大c．产品中含有过量的硅石和焦炭

答案：1．c2．b3．b

a．混合物

b．硅酸盐d．铝酸盐c．两种氧化物的水化物

酸盐，不是混合物，也不是两种氧化物的水化物，更不是铝酸盐．

答案：b

●板书设计

第三节硅和二氧化硅

一、硅(si)

以化合态存在于自然界；有两种同素异形体．

(1)物理性质：熔、沸点高，硬度大，半导体．

(2)化学性质

常温下性质稳定

si＋o2sio2

(3)硅的用途

【篇二：高一化学无机非金属材料的主角硅教案】

高一化学无机非金属材料的主角硅教案

教学目标

1、掌握硅及其化合物的结构和化学性质，并在信息处理中建构知

识。2、通过结构认识性质，了解硅及其化合物的用途。能力目标

1、归纳思维能力

通过各种资源的呈现，提炼出硅及其化合物的性质2、分析能力

通过硅的原子结构，学会分析硅可能具有的性质。

通过提供的各种资源，了解硅及其化合物在日常生活中作用3、自

学能力

本节部分内容属于了解层次，学生通过资料探究，掌握归纳总结学

习的方法通过协作学习，学会团队合作解决学习任务

教学重点

1、硅和二氧化硅的性质。

2、以生活的事例为切入点，联系硅结构和用途的必然联系。教学

难点

1、硅化合物的丰富性和多样性

2、通过资料探究，学生自主学习硅的知识。教学过程

1、地壳中含量第一和第二的两种元素所形成的化合物不具有的性

质是（）a、熔点很高b、和水反应生成对应的酸c、可和烧碱反

应生成盐d、坚硬

2、下列物质中，主要成分不是sio2的是（）a、金刚砂b、玛瑙

c、水晶d、石英

3、要除去sio2中混有的少量cao杂质，最适宜的试剂是（）a、

纯碱溶液b、盐酸c、硫酸d、苛性钠溶液4、下列物质中，不能用

玻璃瓶来盛装的是（）

a、烧碱溶液b、浓硫酸c、氢氟酸d、碳酸钠溶液

5、将过量的分别通入①cacl2溶液，②na2sio3溶液，③ca(oh)2

溶液，④饱和na2co3溶液。最终溶液中有白色沉淀析出的是（）

a、①②③④b、②④c、①②③d、②③

6、下列各组物质有关性质关系的比较，正确的是（）a、稳定性：

co2sio2b、酸性：h2sio3h2co3c、熔点：sio2co2(干冰)d、

硬度：sio2co2(干冰)7、下列说法正确的是（）a、自然界存在大

量单质硅b、sio2和任何酸都不起反应

c、光导纤维被广泛使用于信息传输

d、sio2的化学性质很活泼，能和很多物质发生化学反应

【篇三：全国优质教学设计高中化学人教版必修1：

4.1硅】

无机非金属材料的主角《硅》

【引入】同学们，请大家看两张熟悉的照片，这是美丽的洛阳的夜

景，

当华灯初上，当你漫步这繁华的都市，当你看到这如织的车

流，这多彩的霓虹我不知道你会是一种什么样的心情？不知

道为什么，每当我看到这一切，我都会产生一种莫名的焦虑，

我焦虑什么？两个字：能源。我不知道这繁华的背后要以多

少能源消耗为代价，带着这种忧虑，我查阅资料，我发现这

样的一些信息。

【展示】各种物质的燃烧热及各元素在地壳中的分布图

【讲述】当看到这信息时，我的心中先是一喜，但随即我又陷入了

深

深的失望之中，哪位同学知道我为什么失望？

【回答】因为自然界中没有单质硅

【板书】存在：化合态

【讲述】自然界中并没有单质硅，我们不可能耗费巨大的能源把硅

从

二氧化硅中置换出来，再让硅一烧了之，我们知道，在这个

过程中能量是守恒的，那么，是不是以硅来获取能源这条路

就走不通了呢？

【录像】太阳能电池

【讲述】这样的太阳能板并不出现在遥远的太空，它己经走入我们

的

生活!

【展示】阳光罐

【过渡】你见过硅吗?展示并总结物性

【板书】灰黑色有金属光泽的固体

【设问】这些单质硅是通过什么途径制备的？（石英砂----硅块-----.

硅片）

【录像】单晶硅的制备

【讲述】值得自豪的是在我们洛阳，就有这样一家生产单晶硅的厂

家，

洛阳的单晶硅厂，是新中国最早的单晶硅厂，被称为中国硅

产业的黄浦军校，这里有国家级实验室和先进的生产线，我

有幸参观过这个工厂，在参观的过程中我注意到有这样一个

生产环节，工人们在把切割好的圆圆的硅片用一种无色的液

体在浸泡，我问这是在干什么.随行的技术人员说这是在腐

蚀切割时给表面带来的机械损伤，通过自学材料一“硅和二

氧化硅的化学性质”,你认为应该选用什么化学试剂？

【回答】根据硅的性质，可以选用氢氟酸和氢氧化钠

【实验】氢氟酸和硅--------毛玻璃si+4hf====sif4+2h2↑

【展示】各种酸洗磨砂玻璃

【实验】氢氧化钠和硅------泡花碱（泡花碱的性质探究，并总结其

优

点）.si+2naoh+h2o=====na2sio3+2h2↑

【自学】材料：工业上采用氢氧化钠和二氧化硅在加热条件下制备

硅

水玻璃，其中n值越大，粘性越好。

【探究实验】

实验1：感受不同水玻璃的粘性

实验2：尝试点燃分别在水中和水玻璃中浸泡过的小木条。实验3：

向水玻璃中滴加酚酞，测试其酸碱性

【设问】通过自学材料及相关实验，分析水玻璃粘合剂的优缺点，

如

果你是一名服装厂的厂长，你是否选用水玻璃做包装盒的粘合剂？

【实验】硅酸钠制硅酸凝胶（介绍注意事项）

【过渡】同学们，刚才提到二氧化硅可以制硅，你见过二氧化硅吗？

【展示】各种各样的二氧化硅

【总结】二氧化硅的物理性质，模型，引出他山之石可以攻玉，硅

片

的研磨等知识

【过渡】通过刚才咱们己经知道了二氧化硅的一些性质和用途，还

用

哪些用途呢？

【学生活动】请同学们介绍你在网上搜索到的光纤的知识，向同学

们介绍

【作业】

无机非金属材料的主角《硅》学案

【阅读材料1】硅和二氧化硅的性质：

硅的化学性质不活泼，除氟气氢氟酸和强碱外，硅不跟其它物质，

如氧气氯气硝酸硫酸等起反应。加热时，能跟一些非金属反应，如

它能和氧气反应生成二氧化硅。

(1)常温下性质稳定

si+2f2====sif4si+4hf====sif4+2h2↑

si+2naoh+h2o=====na2sio3+2h2↑

(2)加热时能和某些非金属反应si+o2====sio2二氧化硅是酸性氧化

物、硅酸的酸酐。化学性质很稳定。不溶于水也不跟水反应，不跟

一般的酸起作用。能和氟化氢气体或氢氟酸反应生成四氟化硅气体。

sio2+4hf=sif4↑+2h2o

有酸性氧化物的其它通性，能和碱(强碱溶液或熔化的碱)反应生成盐

和水。sio2+2naoh=na2sio3+h2o

【探究实验】

【问题】通过以上阅读材料的学习和探究实验，请你分析用水玻璃

做粘合剂的优缺点，如果你是一位服装厂的厂长，你是否选用水玻

璃做包装盒的粘合剂？

对比学习：