2022年蘇教版化學(xué)必修1 專題三 第三單元 二氧化硅與信息材料 教案

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1、2022年蘇教版化學(xué)必修1 專題三 第三單元 二氧化硅與信息材料 教案 一、學(xué)習(xí)目標(biāo) （1）知道二氧化硅的一些性質(zhì)及硅單質(zhì)的制備，了解二氧化硅和單晶硅的用途，以及與人類文明發(fā)展的密切關(guān)系。 （2）了解我國(guó)材料科學(xué)發(fā)展的成就，社會(huì)及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對(duì)新型材料的要求，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的熱情，提高社會(huì)責(zé)任感。 二、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 重點(diǎn)：二氧化硅和單晶硅的應(yīng)用，二氧化硅的性質(zhì)。 難點(diǎn)：二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)。 三、設(shè)計(jì)思路 本節(jié)課內(nèi)容較貼近生活實(shí)際，所以在教學(xué)中考慮充分利用實(shí)物、模型及教科書中的彩圖和插圖，增強(qiáng)教學(xué)的直觀性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，本節(jié)內(nèi)容較簡(jiǎn)單，可通過學(xué)生自己閱讀歸納和老師

2、評(píng)價(jià)總結(jié)的方法來(lái)認(rèn)識(shí)物質(zhì)的共性和個(gè)性，有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的記憶和掌握。 四、教學(xué)過程 【導(dǎo)入新課】你們平時(shí)愛看電視嗎？主持人中你們最喜歡哪一位？ 【設(shè)疑】很多節(jié)目都有主持人在現(xiàn)場(chǎng)與全國(guó)各地的觀眾進(jìn)行交流的場(chǎng)景，那么，聲音和圖像信號(hào)是如何同步及時(shí)傳輸?shù)礁鞯氐哪?？又是使用了什么材料呢? 【講述】 圖像信號(hào)、聲音信號(hào)必須依靠光纜及時(shí)傳遞，讓我們盡管身處不同的地方，卻都能同步收看。制光纜的主要原料是二氧化硅，下面我們首先研究二氧化硅的性質(zhì)。 【投影】瑪瑙、石英等圖片（ppt2） 【講述】這些物質(zhì)的主要成分都是二氧化硅。 【板書】 一、二氧化硅 1．存在形式：沙子、石英、水晶、硅藻土 【

3、設(shè)問】二氧化硅是氧化物，它是哪類氧化物？ 【學(xué)生回答】酸性氧化物。 【設(shè)疑】 酸性氧化物應(yīng)該具有那些性質(zhì)呢？請(qǐng)大家根據(jù)閱讀課本內(nèi)容設(shè)計(jì)表格歸納二氧化硅的性質(zhì)。 【板書】2．性質(zhì)：(ppt3) 性質(zhì) 二氧化硅 狀態(tài) 固態(tài) 硬度 大 熔沸點(diǎn) 很高 化學(xué)性質(zhì) 與水 不反應(yīng) 與堿溶液 SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O 與堿性氧化物 SiO2+CaOCaSiO3 【歸納】從上面的比較我們看出，SiO2性質(zhì)不活潑，不與水、酸（氫氟酸除外）反應(yīng)，耐高溫、耐腐蝕。但可與堿性氧化物和強(qiáng)堿溶液反應(yīng)。 【設(shè)疑】盛放氫氧化鈉溶液的玻璃試劑瓶不能用玻璃塞，你知

4、道是什么原因嗎？ 【強(qiáng)調(diào)】氫氧化鈉與玻璃中二氧化硅反應(yīng)，生成硅酸鈉，具有粘性，容易把瓶子和塞子粘住，不容易打開。 【講述】 SiO2的熔沸點(diǎn)很高是由它的結(jié)構(gòu)決定的，它是空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 【板書】（ppt4） 3．空間結(jié)構(gòu)：立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)單元：正四面體 【介紹】 SiO2用途非常廣泛，可用于制作光學(xué)鏡片、石英坩堝等，我們來(lái)看介紹。（ppt5、6、7） 【過渡】我們開始講的光導(dǎo)纖維也是由SiO2制取的。 二．光導(dǎo)纖維（ppt8） 【講述】光導(dǎo)纖維，簡(jiǎn)稱“光纖”，就是一種能利用光的全反射作用來(lái)傳導(dǎo)光線的透明度極高的玻璃細(xì)絲。光纖通信發(fā)展很快，全世界總量超過1億

5、公里。我國(guó)在這方面起步并不算晚，1995年一年鋪設(shè)了130萬(wàn)公里，全國(guó)已形成八橫八縱的干線網(wǎng)。中日海底光纜已經(jīng)開通，中美海底光纜工程也已經(jīng)啟動(dòng)。1992年美國(guó)曾提出一項(xiàng)關(guān)于通信方面的計(jì)劃，這就是“信息高速公路”計(jì)劃，而光纖、光纜是信息高速公路的基石。 【觀看】光導(dǎo)纖維介紹的錄像。（ppt9） 【提問】剛才錄像中提到了光導(dǎo)纖維有哪些用途呢？ 【講述】光導(dǎo)纖維的應(yīng)用。（ppt10） 【過渡】光纖很神奇，下面我們?cè)賮?lái)看個(gè)神奇的圖片：用硅原子組成的兩個(gè)漢字“中國(guó)”。(ppt11) 【介紹】照片上的兩個(gè)字是在硅晶體表面，通過操縱硅原子“寫出”的。“中國(guó)”兩個(gè)字“筆畫”的寬度約兩納米，這是目前世

6、界上最小的漢字，說明人類已進(jìn)入操縱原子的時(shí)代，目前只有中國(guó)等少數(shù)國(guó)家掌握。我們應(yīng)該為此感到自豪。 【講述】硅常作半導(dǎo)體材料。硅半導(dǎo)體材料的制備必須先制得高純硅，請(qǐng)看制備出的硅晶體圖片。 【設(shè)問】那么硅晶體又是如何制備的呢？ 【板書】三、硅（ppt12） 1．硅的制備 制粗硅：2C+SiO2Si+2CO↑ 【過渡】這樣制得的硅仍含有雜質(zhì)，純度不高，仍然不能滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要，所以要把粗硅提純。 【板書】硅提純： Si+2Cl2SiCl4（400—500 ℃） SiCl4+2H2Si+4HCl 【引導(dǎo)】晶體硅的性質(zhì)又怎樣呢？請(qǐng)大家閱讀課本82頁(yè)，然后歸納一下。 【板書】2．

7、硅的物理性質(zhì)(ppt13) 灰黑色、有金屬光澤、硬而脆的固體。熔沸點(diǎn)高，硬度大，難溶于水。 硅晶體的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是一種重要的半導(dǎo)體材料。 3．硅的化學(xué)性質(zhì)(ppt14) （1）常溫下，性質(zhì)穩(wěn)定，與氧氣、氯氣、硝硫酸等都很難反應(yīng) （2）加熱高溫條件下，與氧氣、氯氣等反應(yīng)。 Si + O2 SiO2 Si + 2Cl2 SiCl4（液態(tài)） 4．硅的用途（ppt15、16、17） 【鞏固練習(xí)】(ppt18、19、20) 1．下列關(guān)于硅和二氧化硅的性質(zhì)敘述中正確的是 （ C ） A.常溫下O2能把Si氧化成

8、SiO2 B．SiO2是酸性氧化物，能與水反應(yīng)生成硅酸 C．石英、水晶、海沙的主要成分都是SiO2 D．硅通常很穩(wěn)定，不溶于常見的溶液中。 2．要除去SiO2中混有的少量雜質(zhì)CaCO3，最適宜的試劑是 ( B ) A.水 B.鹽酸 C.稀硫酸 D.氫氧化鈉溶液。 3．據(jù)2001年12月有消息報(bào)道，有科學(xué)家提出硅是“21世紀(jì)的能源”、“未來(lái)的石油”的觀點(diǎn) 。假如硅作為一種普通使用的新型能源被開發(fā)利用，關(guān)于其有利因素的下列說法中，你認(rèn)為不妥當(dāng)?shù)氖?

9、 （ D ） A.硅便于運(yùn)輸、儲(chǔ)存，從安全角度考慮，硅是最佳的燃料； B.硅的來(lái)源豐富，易開采，且可再生； C.硅燃燒放出的熱量大，且燃燒產(chǎn)物對(duì)環(huán)境污染程度底，容易有效控制； D.尋找高效催化劑，使硅的生產(chǎn)耗能很低，是硅能源開發(fā)利用的關(guān)鍵技術(shù) 【結(jié)束語(yǔ)】這節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了硅單質(zhì)和二氧化硅的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)及用途，我們也了解到硅及其化合物在全球信息的流通、電子業(yè)的發(fā)展中充當(dāng)了非常重要的角色，隨著科技的發(fā)展，它們還會(huì)為人類文明的進(jìn)步發(fā)揮更多的作用，創(chuàng)造更多的奇跡。希望同學(xué)們努力學(xué)習(xí)，掌握更多的科學(xué)知識(shí)，研究硅這古老而又年輕的元素在更多方面的應(yīng)用。 【作業(yè)】1． 完成“練習(xí)與實(shí)踐”第2、3、6三題。 2．通過查閱資料了解硅及其化合物在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用。