（主备人廖宇锋）
课程标准：
通过实验了解氯、氮、硫、硅等非金属及其重要化合物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。
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第一节 无机非金属材料的主角——硅
（第一课时）
教学目标：
1．使学生了解硅的两种重要化合物——二氧化硅及硅酸的主要性质；
2．引导学生对比学习硅的化合物（二氧化硅及硅酸）与碳的化合物（二氧化碳及碳酸），培养学生联系、对比、归纳总结的学习方法；
3．使学生了解二氧化硅和硅酸在日常生活、生产中的应用，感受化学的实用性，增强学习化学的兴趣。
教学重点、难点
重点：二氧化硅的性质
难点：硅酸的性质
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教学环节 | 教?? 师?? 活??? 动 | 学??? 生??? 活??? 动 |
新课导入 | 从电脑的芯片、光导纤维、水泥、玻璃和瓷砖等日常生活中的实例引入硅及其化合物。 晓乐：用PPT图片展现，更能吸引学生的眼球。 | ? |
? ? ? ? ? 新 ? ? 知 ? ? 学 ? ? 习 | 自学讨 论 | 指导学生阅读，并给出知识整理表格及思考题。 ? | 周期表中的位置???????? | 原子结构 示意图????? | 在自然界 中的存在 | 碳 | ? | ? | ? | 硅 | ?? | ? | ? |
兆桂：课前印制相应导学案，学生课前自主完成，课堂花几分钟检测。 | 阅读教材P62第1、2、3自然段及资料卡片内容，填表完成知识整理，然后思考讨论：碳和硅在自然界中的存在形式不同的原因是什么？ |
归纳整 理 | 检查小结 （1）两元素的共性：在化学反应中其原子既不易失电子也不易得电子，主要形成共价（四价）化合物。 （2）存在差异：硅是一种亲氧元素，在自然界中它总是与氧相互化合的，而碳却没有此特点。 |
承上启 下 | 二氧化碳具有哪些重要的性质呢？ | 物理性质：CO2是一种?? 色?? 体， ?? 溶于水，固态CO2俗称?????? 。 化学性质： CO2 + H2O ― CO2 + NaOH ― CO2 + CaO ― |
思考交 流 | 提示： 二氧化硅也是一种酸性氧化物 | 由CO2的性质推测SiO2可能具有哪些重要的性质？ |
归纳整 理 | 检查小结 SiO2是一种酸性氧化物，可能与水反应生成相应酸；与碱反应生成盐和水；与碱性氧化物反应生成盐。 |
自学讨 论 | 指导学生阅读教材有关内容，并给出问题 | 阅读教材P63及P64有关内容，思考并讨论：SiO2实际具有的性质与上述推导一致吗？有没有不同的表现？请举例说明 |
归纳整 理 | 检查小结 与上述推断不完全相同。不同表现是：SiO2是一种难熔固体，不溶于水。正是因为SiO2不溶于水，所以不能直接与水反应生成硅酸，但常温下除能与氢氧化钠溶液反应外，还能与氢氟酸反应生成SiF4气体和水。 | 完成下列反应的化学方程式,并指明反应的类型： SiO2 + NaOH — SiO2 + CaO — SiO2 + HF — |
自学讨 论 | 指导学生阅读教材有关内容，使其了解二氧化硅的结构和用途。 | （1）阅读教材P63：科学视野内容，认识SiO2的结构 （2）观察教材P63～P64上的图4—3、图4—4和图4—5，了解SiO2用途，并了解用途与性质间的关系。 |
归纳整 理 | （1）SiO2晶体是由Si和O按1：2的比例所组成的立体网状结构，基本单元是[SiO4]的正四面体结构。 （2）SiO2性质主要表现在：它是一坚硬、难熔的固体，不溶于水，化学性质非常稳定。 SiO2的这些性质是由其立体网状结构决定的。 |
应用与实践 | ? | （1）实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么要用橡皮塞而不用玻璃塞？ （2）有人认为SiO2既能和碱反应又能和酸反应，所以应认为它是一种两性氧化物。你同意这种看法吗？ |
归纳整 理 | 检查小结 （1）因为SiO2易与强碱溶液反应，生成硅酸钠使试剂瓶受腐蚀，同时生成的硅酸钠溶液是一种矿物胶，具有良好的粘结性，易使瓶塞粘在一起而难以开启。 （2）不同意这种看法。 |
知识梳 理 | 给出下列表格，比较性质异同 ? | CO2 | ????????? SiO2 | 能否与水反应 | ? | ? | 能否与氧化钙反应 | ? | ? | 能否与氢氧化钠溶液反应 | ? | ? | 能否与氢氟酸反应 | ? | ? | 能否与碳反应 | ? | 参看课后习题4 |
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思考交 流?? | 指导学生阅读教材有关内容，给出问题 | 阅读教材P64最后一自然段，思考讨论下列问题： （1）硅酸与盐酸比较，谁的酸性强？你是根据什么现象判断出来的？ （2）硅酸与碳酸比较又会怎样呢？ |
实验探 究 | 提示： 酸与盐反应规律之一是较强的酸能制出更弱的酸。 | 完成实验4—1，并填写教材P65相关表格。 补充实验：往一定量的饱和硅酸钠溶液中通入足量的CO2，观察现象。该现象说明了什么？ 曾新荣：秉承新课标思想，实验让学生动手，最好课前准备小组实验 |
归纳整 理 | 检查小结 硅酸的酸性比盐酸和碳酸的酸性都弱。这是根据往硅酸钠溶液中滴加盐酸或通入足量的CO2后，产生不溶于水的硅酸判断出来的。 |
应用与实践 ? | ???????????????? ????????????????????????? | 写出以SiO2为原料制备硅酸的化学方程式 |
自学释 疑 | ? ? | 结合实验4—1，阅读教材P64最后一自然段，归纳总结硅胶的制备方法及其重要应用。??? |
归纳整 理 | 制备方法： ? ??????? 加适量盐酸或通入足量CO2????????????? 干燥脱水 硅酸钠溶液??????????????????????????? 硅酸溶胶???????????????? 硅胶 用途：常用作干燥剂、催化剂的载体。 |
板书设计 | 一、二氧化硅和硅酸 ?? 1、二氧化硅?????????????? 2、硅酸 ?? （1）用途?????????????????? （1）制备 （2）物理性质?????????????? （2）性质 ???? 化学性质??????????? （3）用途 |
苏红：元素及其化合物知识点多而且细，学生需要多练习，所以精选以下习题。
巩固练习
1、宣传科学知识，介绍高新科技，揭露伪科学，是科学工作者的义务，下列说法属于伪科学的是（? ）。
A.以二氧化硅为主要原料制造光导纤维????? ??????B.碳炉边放盆水，可防止煤气中毒
C.在墙壁刚粉刷过石灰浆的室内生一炭火盆，墙壁会冒汗? ???D.用干冰进行人工降雨
2、下列说法正确的是（? ）
A．SiO2能和水发生化合反应生成硅酸??????? B．SiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸
C．SiO2的俗名叫水玻璃，不溶于水????????? D．SiO2又叫水晶，能溶于NaOH溶液中
3、①盐酸、②浓硫酸、③氧气、④氢氟酸、⑤氢氧化钾溶液中，能与地壳中含量第一和第二的两元素形成的化合物起化学反应的是（? ）
A．①②??????? B．④⑤???????? C．②④??????? D．③④
4、将过量的二氧化碳通入下列溶液中，最终会出现浑浊的是（? ）
A．氯化钙溶液??? B．澄清的石灰水 ????C．水玻璃???? D．硝酸钡溶液
5、熔融烧碱应选用的器皿是（? ）
A．铁制坩埚?????? B．普通玻璃坩埚???? C．石英坩埚??? D．陶瓷坩埚
6、下列关于碳和硅的叙述中，不正确的是（? ）
A．＋4价氧化物都与氢氧化钠溶液反应??? B．单质在加热时都能与氧气反应
C．氧化物都能溶于水生成相应的酸??????? D．碳和硅两种元素都有能导电的单质
7、下列试剂可用带玻璃塞的玻璃瓶保存的是（? ）
A．硅酸钠溶液???? B．盐酸????? C．氢氟酸?????? D．氢氧化钠溶液
8、和空气接触可发生非氧化还原反应的物质组合是（? ）
? ① Na?? ②Na2SiO3溶液?? ③Na2O2? ④烧碱溶液?? ⑤石灰水? ⑥Fe(OH)2
A．①③④????? B．②④⑤??????? C．②③⑥???? D．①④⑤
9、已知由石墨转化为金刚石需要吸收热量，下列说法中正确的是（ ）
A．石墨比金刚石稳定????????? B．金刚石比石墨稳定???
C．石墨和金刚石一样稳定????? D．以上结论都不正确
10、某无色混合气体可能含有CO2、H2、CO和H2O（气）中的一种或几种，依次进行以下处理（假设每次处理均反应完全）：①通过盛有硅胶的干燥管时，气体体积不变；②通过炽热的氧化铜时，固体变为红色；③通过白色CuSO4粉末时，粉末变蓝色；④通过澄清石灰水时，溶液变浑浊。则原混合气体的成分不可能是
A? H2和CO??? B? CO2、H2和CO??? C? H2O和CO2? ??D? H2和CO2
11、按由多到少的顺序，在地壳中的含量列前四位的元素依次是?? 、?? 、?? 、?? 。
碳、硅均位于元素周期表的?????? 族，其原子结构示意图分别是?? ??????、??????? 。
碳是构成????? 的主要元素，硅主要以熔点很高的??????? 和????? 的形式存在，是构成岩石与许多矿物的基本元素。
12、由同一种元素组成的不同单质，称为该元素的同素异形体。在各种碳的同素异形体中，铅笔芯的主要成分是????? ，它是一种深灰色、有金属光泽且不透明的片状固体，质软，具有润滑性，它能够???? ，常用作电极。钻石的成分是?????? ，是无色透明的晶体，硬度??? 。由60个碳原子组成、形似足球的
???? （写分子式）也是碳的同素异形体。
13、下表中括号内的物质是杂质，试将除杂试剂和分离方法填入表中：
混合物 | SiO2（CaCO3） | SiO2 (Fe2O3) | SiO2 (NaCl) | SiO2 (Si) | Si (Al) | NaHCO3 (Na2SiO3) |
除杂试剂 | ? | ? | ? | ? | ? | ? |
分离方法 | ? | ? | ? | ? | ? | ? |
14、检验石灰中含有碳酸钙和二氧化硅的方法是：取少许试样，加入过量的?????? ，有???? 产生，说明石灰中含有??????? 。充分振荡后过滤，有滤渣存在说明含有?????? 。
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备课参考
1．参考答案??
巩固练习答案：1 B? 2 D? 3 B? 4 C? 5 A? 6 C? 7B? 8B? 9A? 10C?
11? O、Si、Al、Fe、IVA、原子结构示意图略、有机化合物、氧化物、硅酸盐
12 石墨、导电、碳元素、很大、C60
13（1）盐酸、过滤（2）盐酸、过滤（3）水、过滤（4）O2、加热（5）盐酸、过滤
（6）足量CO2/H2O、过滤
14 稀盐酸、无色气体、碳酸钙、二氧化硅
2．资料运用
（1）教材《化学》必修I，人民教育出版社，[2004]
（2）《教师教学用书》化学必修I
（3）《中学第二教材》高中化学必修I，北京教育出版社，主编? 薛金星
（4）高中课程《新学案》，主编? 刘成坤
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硅在高新技术中的应用（收集整理者宋爱英）
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单晶硅作为半导体器件的核心材料，大大地促进了信息技术的革命。自20世纪中叶以来，单晶硅随着半导体工业的需要而迅速了展。到1996年全球半导体产业销售额达到1410亿美元，而其中单晶硅材料的销售达到74亿美元。中国消耗的大部分集成电路及其硅片主要依赖进口。但我国科技人员正迎头赶上，于1998年成功地制造出了12英寸单晶硅，标志着我国单晶硅生产进入了新的发展时期。
信息材料技术是新材料技术的重要组成部分，也是信息技术尤其是电子信息技术发展的基础。从目前情况来看，硅半导体仍然是集成电路的主要材料。据估计在21世纪内，硅仍然会占半导致体材料的95%以上。
微电子与生物技术紧密结合的以DNA芯片等为代表的生物工程是21世纪微电子领域的另一个热点和新的经济增长点。采用微电子加工技术，可以在指甲盖大小的硅片上制作出含有多达10～20万种DNA基因片段的芯片.利用这种芯片可以在短时间内检测或发现遗传基因的变化等情况。这无疑对遗传学研究、疾病诊断与治疗、转基因工程等具有极其重要的作用。