硅和二氧化硅

硅和二氧化硅（通用2篇）

硅和二氧化硅 篇1

第二节 硅和二氧化硅

知识目标：

1、熟练掌握硅和二氧化硅的化学性质；

2、了解硅和二氧化硅的特性及用途。

能力目标：培养学生的思考、判断能力。

美育目标：插图以及书前彩图的运用，新科技知识的介绍，激发学生热爱科学，运用科学为人类创造美的渴望。

教学重点：硅和二氧化硅的化学性质。

教学难点：1、如何调动学生对较简单枯燥的元素及化合物知识的学习的兴趣。

2、根据所学碳以及元素周期律的知识，归纳出一些硅的化学性质。

师生活动设计：

1、 阅读教材第146页，并根据碳单质和二氧化硅的性质，归纳出硅及二氧化硅的性质，找出特殊性。

2、 阅读教材第146-147页内容归纳硅、二氧化硅的用途，硅酸盐用氧化物形式书写的方法。

3、 练习巩固。

〖引言〗上节课我们系统地介绍了碳族元素的结构特点及性质递变规律，本节课我们重点学习碳族元素中硅及其化合物二氧化硅的有关知识。

〖板书〗一、硅

〖引导〗 阅读p145的第一、二自然段，总结出硅的存在形态、结构特点、物性等方面内容，完成相应内容。

引1：硅在地壳中含量仅次于氧,居第二位。在自然界中，只有以化合态存在的硅。这些化合态的硅广泛存在于地壳的各种矿物和岩石里。硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体，熔点和沸点都很高，硬度也很大。它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〗1、分布与存在：只以化合态存在，分布广泛含量仅次于氧。

2、物理性质：熔沸点高，硬度大，半导体。

引2根据所学的碳以及元素周期律的知识，归纳出一些硅的化学性质。完成相应内容。

硅的许多化学性质跟碳相似。在常温下，硅的化学性质不活泼，只与氟气、氢氟酸和强碱起反应。在加热条件下，硅能跟一些非金属反应。

si+ f2 = si+ hf =

si+ naoh= si＋o2

〖讲解〗 硅元素原子的最外电子层的电子数目与碳元素原子的最外电子层中的电子数目相同，都有4个电子，所以，硅的许多化学性质跟碳相似。在常温下，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、硫酸、硝酸等起反应。在加热条件下，硅能跟一些非金属反应。例如，加热时，研细的硅能在氧气中燃烧，生成二氧化硅并放出大量的热。

〖板书〗 3、化学性质：

〖过度〗硅的这些化学性质决定了什么样用途呢？阅读p146第二段完成相应内容。

引3：硅是良好的半导体材料，硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件。含硅4％（质量分数）的钢具有良好的导磁性，可用来制造变压器铁芯；含硅15％（质量分数）左右的钢具有良好的耐酸性，可用来制造耐酸设备等。

〖板书〗 4、硅的用途：

〖过度〗大家都知道，电子工业上所用的硅都是纯度很高的硅，而自然界没有单质硅存在，那么，我们怎样制取呢？看书后回答，完成相应内容。

引4：工业上制取粗硅 sio2; sio2＋2c si＋2co↑。

制高纯硅反应式为 si+2cl2＝sicl4（400～500℃）、 。

〖板书〗 5、硅的制取： sio2＋2c si＋2co↑

〖讲解〗 由于自然界没有单质硅存在，因此，我们使用的硅,都是从它的化合物中提取的。在工业上，用碳在高温下还原二氧化硅的方法可制得含有少量杂质的粗硅。上述反应产物是一氧化碳，而不是二氧化碳。另外，将粗硅提纯后，可以得到用作半导体材料的高纯硅。

〖选学〗 粗硅的提纯：首先，使si跟cl2起反应：si+2cl2＝sicl4（400～500℃）生成的sicl4液体通过精馏，除去其中硼、砷等杂质。然后，用h2还原sicl4： 这就得到纯度较高的多晶硅。　

〖引入〗 我们许多人家里有石英钟，身上还带有石英电子表，大家知道为什么以石英命名，石英又是什么？

〖回答〗二氧化硅

〖板书〗二、二氧化硅

〖引导〗co2、sio2都是iva族元素形成的最高价氧化物，回忆初中学过的二氧化碳的性质，并看书归纳二氧化硅的性质，完成引导5中存在、物性、化性三栏。

引导5：

二氧化碳

二氧化硅

存在

空气

存在于岩石中，硅石、石英、水晶、硅藻土等都含二氧化硅

物理性质

熔点、沸点低，常温为气体

坚硬难熔的固体

化

学性质

1、与水

co2+h2o＝h2co3

不反应

2、与酸

不反应

3、与naoh溶液

co2+2naoh＝na2co3

4、与cao

co2+ cao caco3

用途

饮料、制碱

光导纤维、光学仪器、化学仪器、钟表、电子部件

〖板书〗 1、物理性质：坚硬难溶的固体。

〖讲解〗co2、sio2的物理性质差别很大，二氧化碳是一种无色无味的气体，二氧化硅是一种坚硬难熔的固体。是因为二氧化碳是分子晶体，而二氧化硅是原子晶体。

〖提问〗 co2、sio2的化学性质共性是什么？对应的酸是什么？

〖讲解〗co2、sio2的化学性质差别不很大，比较相似，都能与碱性氧化物或强碱反应生成盐，都是酸性氧化物。二氧化硅对应的水化物是硅酸（h2sio3）。硅酸不能由二氧化硅直接制得，只能通过可溶性硅酸盐与酸反应制取。硅酸不溶于水,是一种弱酸，它的酸性比碳酸还要弱。

〖板书〗2、化学性质：不溶液于水的酸性氧化物。

〖讨论〗为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶要用橡皮塞而不能用玻璃塞（玻璃中含有sio2）？

〖答案〗sio2＋2naoh＝na2sio3＋h2o 产物硅酸钠是一种粘合剂，容易使瓶塞与瓶颈粘在一起而打不开。

〖过渡〗 二氧化硅广泛存在于自然界中，与其他矿物共同构成了岩石，天然二氧化硅也叫硅石。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。请大家看书了解它们的用途。并填入引导5。

〖板书〗 3、用途：

〖讲解〗 二氧化硅的用途很广，可用来做高性能通讯材料光导纤维；石英可用来制造石英电子表、石英钟，耐高温的石英玻璃；透明的石英晶体，就是我们常说的水晶。水晶常用来制造电子工业中的重要部件、光学仪器，也用来制成高级工艺品和眼镜片等。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。详细内容请读课本p151相关资料。

〖板书〗 三、硅酸、硅酸盐组成的表示方法

〖过度〗刚才提到二氧化硅不能溶于水得到对应的酸——硅酸（h2sio3）。那么硅酸是怎样一种酸？又怎能样制取呢？

〖板书〗1、硅酸：不溶于水，酸性比碳酸弱。

〖讲解〗 二氧化硅对应的水化物是硅酸（h2sio3）。硅酸不能由二氧化硅直接制得，只能通过可溶性硅酸盐与酸反应制取。硅酸不溶于水,是一种弱酸，它的酸性比碳酸还要弱。

na2sio3+2hcl=2nacl+h2sio3↓ na2sio3+h2o+2hcl=h4sio4↓+2nacl （选学）

〖思考〗请与出一个能表示硅酸比碳酸弱的化学反应方程式。

〖板书〗2、硅酸盐组成的表示方法：

〖讲解〗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％。粘土的主要成分是硅酸盐。粘土是制造陶瓷器的主要原料。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。书与时，应把金属氧化物与在最前面，然后写sio2，最后写h2o。且各种氧化物之间用“·”隔开。如:

〖板书并讲解〗硅酸钠 na2sio3 (na2o·sio2)

高岭石 al2(si2o5)(oh)4 (al2o3·2sio2·2h2o)

〖练习〗镁橄榄石 mg2sio4 2mgo·sio2

正长石 kalsi3o8 k2o·al2o3·6sio2

〖选讲〗 硅酸钠是一种最常见的硅酸盐，它的水溶液俗称水玻璃。水玻璃是无色粘稠的液体，是一种矿物胶，可用作建筑上的粘合剂。硅酸钠不能燃烧且不易受腐蚀，可用作防腐剂，木材、纺织品等浸过水玻璃后，不但能防腐而且不易着火。

〖课外选作练习〗

1、下列说法正确的是 [ ]

a.二氧化硅溶于水显酸性 b.二氧化碳通入水玻璃中可以得到原硅酸

c.因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸强

d.二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸

分析：此题是关于硅及其化合物性质的选择题，宜采用筛选法。

a.sio2很难溶于水，无法显酸性。

b.原硅酸酸性比碳酸弱，co2通入水玻璃（na2sio3溶液）会发生强酸制取弱酸的复分解反应：na2sio3＋2h2o＋co2==na2co3＋h4sio4↓

c.高温时如下反应可以进行：sio2＋na2co3==na2sio3＋co2↑

但因为co2成气态逸出，并不说明硅酸比碳酸强，硅酸和碳酸酸性强弱的比较是指在水溶液中的情况。

d.sio2可以溶于氢氟酸中，这是sio2的一个重要特性。

sio2＋4hf＝sif4↑＋2h2o

答案：b

〖板书〗

第七章 碳族元素 无机非金属材料

第二节 硅和二氧化硅

一、硅

1. 分布与存在

(1) 存在：只以化合态存在

(2) 分布：分布广泛含量仅次于氧

2、物理性质：熔沸点高，硬度大，半导体。

3、化学性质：不溶液于水的酸性氧化物。

4、硅的用途：

5、硅的制取：硅的制取： sio2＋2c si＋2co↑

二、二氧化硅

1、物理性质：坚硬难溶的固体。

2、化学性质：

3、用途：

三、硅酸、硅酸盐组成的表示方法

1、硅酸：不溶于水，酸性比碳酸弱。

2、硅酸盐组成的表示方法：

硅酸钠 na2sio3 (na2o·sio2)

高岭石 al2(si2o5)(oh)4 (al2o3·2sio2·2h2o)

硅和二氧化硅 篇2

教学目的要求：

1、知识目标

熟练掌握碳族元素相似性、递变性、特殊性的具体内容及原因。熟练掌握硅、二氧化硅的化学性质。

2、能力目标

把握“位—构—性”三者关系，掌握元素及化合物一类知识的学习方法。

3、德育目标

能灵活运用对立统一的辩证唯物主义观点，分析、解释元素化合物知识的有关内容。激发学生兴趣，培养勇于探索知识的学习品质。

教学过程：

[引言]：阅读cctv报道，《共和国的嘉奖》XX年3月28日，庄严肃穆的人们大会堂。邓中翰心潮起伏，久久难以平静。在这里，他将代表中星微“星光中国芯”研发团队。接受共和国最高规格的奖励——国家科技进步奖。……

他们把技术变成了生成力和滚滚的财富，从此，中国人可以用上“中国芯”，并且让世界上其他国家也用上“中国芯”。让全世界都能听到“中国芯”咚咚跳动的声音。

[提问]：你读了这篇令人振奋的报道，你是否知道“中国芯”的核心材料是什么？

[学生]：硅。

[师]：含硅物质除了包括应用到“中国芯”等电子材料外，它还应用到我们生活的方方面面，请看：

[投影]：含硅物质的用途。

[学生]：（观看）

[师]：硅及其化合物与我们的生活如此密切，用途如此广泛，让我们一起来学习硅及其化合物许多未知的性质。

[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]1。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]介于金属与非金属之间，是半导体。

[师]很好。为了便于记忆，我们把半导体硅、锗、锡、镓编为顺口溜：“归者惜家”。

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

[思考]根据元素周期律的知识你认为硅单质的化学性质与什么物质相似？你能否从中推测出硅有哪些化学性质？

[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确定，高温时可与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p149第四自然段进行总结。

[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，不活泼，加热时，与某些非金属反应：

si＋o2 sio2

硅还有一些特性，请同学们写出硅和氟、硅和氢氟酸反应的化学方程式。

si＋2f2 sif4 si＋hf sif4＋2h2

si＋2naoh＋h2o na2sio3＋2h2

[师]除此以外，硅在高温时还可分别与碳及氮气反应生成熔沸点很高、硬度很大金刚砂——碳化硅（sic）及氮化硅（si3n4）。

[过渡]我们知道自然界没有单质硅存在，我们在工业上是如何制取硅呢？

[板书]（4）硅的制法

[学生看书后p146页回答]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。

高温

[板书]sio2＋2c si＋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。

[提问]你知道什么是硅石、石英、水晶、玛瑙吗？

[板书]2.二氧化硅（sio2）

[学生看书p146页最后自然段——p147页1-3自然段回答]

[生]天然的二氧化硅叫硅石，石英的主要成份是二氧化硅，透明的石英叫水晶，含有杂质的水晶叫玛瑙。

[师]很好，我们把硅石分类树状分布图

硅石

晶体（石英）

无定形（硅藻土）

水晶

玛瑙

[师]二氧化硅用途。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着。

[思考与交流]根据sio2的存在和应用，请你分析以下问题：sio2具有哪些物理性质？化学稳定性如何？

[生]二氧化硅是坚硬、难熔的固体，不溶于水。sio2性质很稳定，不活泼，除氢氟酸外不与其它酸反应，但能与碱性氧化物或强碱反应，属酸性氧化物。

[板书]（1）物理性质

[板书]坚硬难溶的固体，不溶于水。

[提问] sio2不活泼，很稳定，但稳定是相对的，在一定条件下也能发生化学反应，从co和sio2都是via族最高氧化物的角度、以及物质通性和特性角度去推测一下sio2具有哪些化学性质？

请大家阅读课本有关内容p146页，并填写下表。

[板书]（2）化学性质

[投影展示]sio2与co2化学性质的比较

物质

二氧化硅（sio2）

二氧化碳（co2）

物质分类

与碱性氧化物反应

与碱反应

与水反应

与碳反应

与氢氟酸反应

[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]

二氧化碳（co2）

二氧化硅（sio2）

酸性氧化物

高温

酸性氧化物

cao＋co2 caco3

cao＋sio2 casio3

co2＋2naoh na2co3＋h2o

sio2＋2naoh na2sio3＋h2o

co2＋h2o h2co3

不反应

co2＋c 2co

sio2＋2c si＋2co↑

不反应

sio2＋4hf sif4↑＋2h2o

[师]从上表可以看出，二氧化硅能与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。

酸性氧化物一般不与酸发生化学反应，而二氧化硅却能与氢氟酸发生反应，这也是工业上用氢氟酸雕刻玻璃的反应原理。以上两点，属于氧化硅的特性。

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，能与氢氟酸反应

[问]已知玻璃中含有sio2，回答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]因为是sio2酸性氧化物，能与碱起反应，容易使瓶塞和瓶颈粘在一起而不能打开。

[师]很正确。sio2不能溶于水制取相应的硅酸，那么我们如何来制取硅酸呢？

[演示]实验：向饱和na2sio3溶液中，　滴入稀盐酸。

现象

滴入盐酸有透明的硅酸凝胶产生

结论

na2sio3呈碱性，硅酸难溶于水

方程式

na2sio3＋2hcl＝h2sio3＋2nacl

思考：除了用hcl外还能用什么酸来制硅酸？

探究：如何利用sio2制取硅酸？写出相应的化学方程式。

我们知道sio2不能直接与水反应制取硅酸，那么给你sio2其它一些条件你能否制取硅酸？

探究：如何利用sio2制取酸硅？写出相应的化学方程式。

[板书]3.硅酸（h2sio3）

硅酸不溶于水的白色固体

硅酸是一种很弱的酸，酸性比碳酸还弱

sio2＋2naoh na2sio3＋h2o

na2sio3＋co2＋h2o na2co3＋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与酸反应得到，如：

[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＋h2o h4sio4 sio2＋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]硅酸钠（na2sio3）

[讲解] 硅酸钠的种类很多，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最前面，然后写sio2，最后写h2o。且各氧化物之间要用“·”隔开。如：

[板书并讲解] na2sio3 na2o·sio2

al(si2o5)(oh)4 al2o3·2sio2·h2o

[练习]用硅酸盐氧化物的形式表示下列物质：

钙长石：caal2sio6

[生练习]给予指导。

[课堂练习]

1.下列元素在自然界中只能以化合态存在的是（ ）

a.c b.si c.s d.o

2.能溶解单质硅的是（ ）

a.盐酸 b.硝酸 c.硫酸 d.氢氟酸

3.下列氧化物中不溶于水，但属于酸酐的是（ ）

a.sio2 b.so3 c.p2o5 d.cuo

4.下列物质的主要成分不是sio2的是（ ）

a.玛瑙 b.水晶 c.金刚砂 d.石英

课堂小结：