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无机与非金属材料 无机非金属材料的主角硅[2017-01-07 18:04:54]

无机非金属材料的主角硅

一、探究目标

(一)知识技能

1. 了解硅、二氧化硅的主要性质。

2. 认识硅、二氧化硅在生产、信息技术、材料科学等领域的应用。

(二)过程与方法

1. 结构决定性质、性质决定用途。

2. 了解材料发展的历史与前景。

(三)情感价值观

认识化学在材料科学中的重要地位,了解中华民族的传统文化,激发学习化学的兴趣。

二、探究重点

二氧化硅的结构、性质和用途;硅单质的用途。

三、探究难点

二氧化硅的结构和化学性质。

四、探究过程

阅读与思考

板书 第四章 非金属及其化合物

请阅读课本第四章引言,对照元素周期表回顾你所知道的非金属及其化合物。

地壳中含量最多的前两种元素:氧和硅,它们构成了地壳的基本骨架;

空气中的含量最多的元素:氮和氧,它们是地球生命的重要基础元素之一;

人类活动产生的影响大气质量的气态氧化物主要是非金属氧化物如:so2、no2、co等。

食盐中的氯元素等。

思考与交流

1. 同学们想象一下,所展示的图片,它们之间有什么联系呢?

2. 计算机的芯片,传导电话的光缆,化学实验室的玻璃仪器,你能想象得出它们都是以硅或硅的化合物为材料制成的吗?那末,自然界有没有游离的硅?自然界有没有硅的化合物呢?没有的怎样制取?有的怎样利用?请同学阅读课本p.62

板书 无机非金属材料的主角—硅

一、 二氧化硅(silicon dioxide)

1.物理性质:请同学阅读课本p.63内容,将你阅读的内容整理成知识小卡片。

整理归纳

二氧化硅的物理性质:结构与金刚石相似,熔点高;硬度大,不溶于水,是沙子、石英等的主要成分,可用来装饰、制造电子部件和光学仪器。

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?你的根据是什么?sio2的这些性质是由什么决定的? 练习1①实验室中盛放碱液的试剂瓶为什么不用玻璃塞?②实验室盛放氢氟酸的试剂瓶为什么不用玻璃瓶?

①因为玻璃中含有二氧化硅,易与碱液反应生成对应的硅酸盐,将瓶塞与瓶口粘合。

②因为玻璃的主要成分是二氧化硅,氢氟酸与二氧化硅反应:

sio2 +4hf == sif4↑+ 2h2o。

2. 化学性质

二氧化硅的化学性质不活泼,是酸性氧化物。

知识迁移:二氧化碳与二氧化硅的化学性质比较相近,请阅读课本,以表格形式将二氧化碳和二氧化硅的化学性质作一个对比。

整理归纳

物质

二氧化碳(co2)

二氧化硅(sio2)

与水反应

co2+ h2o == h2co3

不反应

与酸反应

不反应

sio2+ 4hf == sif4↑+ 2h2o

与碱反应

co2+2naoh==na2co3+h2o

sio2+2naoh==na2sio3+h2o

与碱性氧化物反应

co2+ na2o == na2co3

高温
sio
2+ cao === casio3

与碳反应

co2+ c == 2co

高温

sio2+ 2c == si + 2co

练习2、如何除去下列物质中的杂质?(用化学方程式表示其过程)

sio2中混有caco3 caco3中混有sio2

3. 用途

二氧化硅用途广,石英表中的压电材料、光导纤维等 光纤光缆与普通电缆的比较

光纤光缆

普通光缆

每根光缆可同时通过10亿路电话

8管同轴电缆,每条通话1800

原料来源广

资源较少

质量轻,不怕腐蚀,铺设方便

质量大,怕腐蚀

抗电磁干扰,保密性好,不发生电辐射

不抗电磁干扰,发生电辐射

二、硅单质2

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