教學案例《硅及其化合物》

硅及其化合物單質硅、二氧化硅、硅酸鹽

案例教學目標知識技能

了解硅、二氧化硅的性質及用途；初步了解無機非金屬材料；初步了解半導體材料、光導纖維等。過程方法

進一步深化學生對研究物質性質的方法和程序的認識；培養(yǎng)學生收集信息、分析信息的能力。情感態(tài)度價值觀

通過對材料的介紹，使學生感受到化學科學的魅力及化學對人類生產、生活的貢獻。無機非金屬材料金屬材料復合材料在這張幻燈片上，同學們看到了什么？玻璃和陶瓷電腦芯片光導纖維二氧化硅（SiO2）單質硅（Si）硅酸鹽硅元素硅、二氧化硅的物理性質及物理性質與材料性能的關系觀察圖片，了解硅的顏色和狀態(tài)；通過硅可以作為半導體材料了解硅的導電性——介于導體和絕緣體之間；觀察白水晶，認識二氧化硅的顏色、狀態(tài)、硬度等物理性質；觀察光導纖維，聆聽教師介紹光導纖維傳輸信號原理，體會性質與材料性能的關系。

硅的物理性質導電性介于導體和絕緣體之間灰黑色固體，有金屬光澤，硬而脆二氧化硅的物理性質無色透明晶體，折射率大熔點高、硬度大任務1：預測硅和二氧化硅的化學性質你已經學過許多非金屬單質（如Cl2、O2、H2、C等）及其氧化物（如CO2）的性質，也在認識這些物質的性質的過程中了解了研究物質性質的方法和思路，請你根據(jù)已有知識和經驗，預測：Si和SiO2有哪些性質？它們分別能與哪些物質發(fā)生反應？說明你的預測依據(jù)。你還記得嗎？學生活動交流討論，分別從非金屬單質、酸性氧化物的通性和氧還性的角度預測硅和二氧化硅的化學性質，并選擇典型試劑實現(xiàn)反應；回答問題：說明預測結果及依據(jù)。教師小結

預測結果：硅、二氧化硅的化學性質；預測思路，即研究物質性質的基本思路任務2：為你的預測尋找證據(jù)請你閱讀資料，思考：

1.這些資料為你的預測提供了哪些證據(jù)支持？2.從這些資料中，你發(fā)現(xiàn)了哪些你沒有預想到的性質？3.小結硅和二氧化硅的化學性質。為什么選擇硅做半導體材料？

最早使用的半導體材料的是鍺（Ge），但由于鍺在地殼中含量很低、提煉工藝復雜、因此價格昂貴，不適于廣泛使用。硅（siliicon）在地殼中的含量僅次于氧，儲量豐富，現(xiàn)已成為應用廣泛的半導體材料。在常溫下，硅的化學性質不活潑。，除了氟氣（F2）、氫氟酸（HF）和強堿外，它不易與其他物質如氫氣、氧氣、氯氣、硫酸、硝酸等反應。在加熱條件下，硅能與某些非金屬單質發(fā)生反應。例如，加熱時研細的硅能在氧氣中燃燒，生成二氧化硅并放出大量的熱。

你知道嗎？硅是從哪里來的？

自然界沒有游離態(tài)的硅，常見的化合態(tài)的硅有二氧化硅和硅酸鹽等。工業(yè)上，用焦炭在電爐中還原二氧化硅得到含有少量雜質的粗硅。

粗硅經化學方法提純后，可得到高純度的硅。它們從這里來！誰是二氧化硅的“克星”？

二氧化硅的熔點高、硬度大，化學性質也很穩(wěn)定。一些水晶制品上的精美圖案是怎樣雕刻上去的呢？原來，氫氟酸是二氧化硅的“克星”。常溫下，氫氟酸能與二氧化硅反應，此反應常被用來刻蝕玻璃。

二氧化硅也能在常溫下與堿溶液反應，但因反應緩慢而不具有實用價值。

學生活動閱讀資料，提取有效信息，對預測進行驗證；閱讀資料，提取有效信息，發(fā)現(xiàn)硅、二氧化硅的其他性質；小結硅、二氧化硅的化學性質，并與全班同學交流；就閱讀過程中的某些問題質疑；

教師小結硅、二氧化硅的化學性質；硅、二氧化硅的特殊性質與它們的結構有關。任務3：請你運用所學知識完成下列轉化自然界中硅主要以二氧化硅的形式存在，請你利用硅、二氧化硅的性質實現(xiàn)下列轉化：作業(yè)1：請根據(jù)你的認識完善研究物質性質的方法與程序

作業(yè)2：比較Si、Cl2、S、N2等非金屬單質的性質，尋找它們的區(qū)別與聯(lián)系。作業(yè)