dioxide>
(1)
存在
(2)
用途
(3)
物理性质:
熔点高,硬度大的固体、不溶于水,纯净的SiO2
晶体无色透明
(4)
结构:
空间网状结构
(5)
化学性质:
稳定,不活泼
①具有酸性氧化物的性质:
(不溶于水且不和水反应)
与强碱反应
:
SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
与碱性氧化物反应:
SiO2+CaO
高温
CaSiO3
②与HF的反应:
SiO2+4HF==SiF4
↑+2H2O
2、硅酸(H2SiO3)
硅酸是一种弱酸,它不溶于水,不能使指示剂变色,是一种白色粉末状的固体。
Na2SiO3+2HCl==2NaCl+H2SiO3
↓
Na2SiO3+H2SO4==Na2SO4+H2SiO3
↓
Na2SiO3+CO2+H2O==Na2CO3+H2SiO3
↓
H2SiO3
△
H2O
+SiO2
教学过程
教学步骤、内容
教学方法、手段、师生活动
[引入]我们生成的地球,它坚硬的地壳是由什么构成的?
岩石,构成岩石的主要成分是硅酸盐及硅的氧化物。
[问]一提到硅,同学们又能想到什么呢?
硅谷:
美国新兴的高技术产业开发区,电子技术研究中心,计算机生产的重要基地,位于加利福尼亚州圣弗朗西斯科南端.
半导体:
单晶硅是半导体器材的核心材料,硅半导体是集成电路的主要材料,估计在21世纪,硅仍然会占半导体材料的95%以上.
沙子、石英、水晶:
主要成分是硅的氧化物
光导纤维:
从石英玻璃熔融体中,拉出直径为100微米的细丝.再把千百根光导纤维组合并增强处理,就制成成光缆,其优点:
质轻,体积小,输送距离长,保密性好,成本低。
[导入]从古至今,在无机非金属材料中,硅一直都在扮演着主要的角色。
今天,就让我们一同来研究一下硅的氧化物------二氧化硅及硅酸和硅酸盐的性质
。
[板书]第四章
第一节
无机非金属材料的主角------硅
(一)
[讲]硅在地壳中含量丰富,仅次于氧,排在第二位,约占26.3%。
[投影]元素周期表
[讲]位于周期表中的第四长列上的是碳族,这一族可谓是豪门望族。
其中具有代表性的是其中的两位兄长。
碳,形成了无数种构成人类和其它地球生物等的有机物,“统治了有机界”。
其构成的煤、石油等有机化产品和材料是现代化的基石。
而它配以多媒体图片
从感性上让学生接触要学习的内容,激起学生学习的兴趣。
的弟弟------硅,地壳质量的约90%,构成了地壳大部分岩石、沙子和土壤,
“统治了地壳”,而当今硅酸盐工业的陶瓷、玻璃、水泥等使人类生活日新月异。
[思考与交流]画出C、Si的原子结构简图,并由此分析:
硅的化学性质活不活泼,为什么?
硅的化合价主要是多少?
[讲]Si原子最外层有四个电子,既不易失电子,也不易得电子,所以,硅的化学性质不活泼。
主要形成四价的化合物。
硅是一种亲氧元素,在自然界它总是与氧相互化合。
所以在氧化气氛包围的地球上,硅主要以熔点很高的
氧化物及硅酸盐的形式存在。
[思考]常温下,单质碳、硅的化学性质都不活泼,为什么碳在自然界中有稳定的单质(金刚石)存在,而硅却没有,说明了什么?
单质硅的化学性质虽然稳定,但硅是一种亲氧元素,硅原子和氧原子的结合非常牢固,形成的二氧化硅或硅酸盐中的硅氧化学键非常牢固,硅氧键一旦形成就很难被破坏,所以,自然界中硅都是以二氧化硅或硅酸盐的形式存在,没有游离态的硅。
[过]下面我们首先来研究一下二氧化硅的性质和用途。
[板书]一、二氧化硅和硅酸
1、二氧化硅(SiO2
)dioxide>
(1)
存在
[讲]SiO2
是硅的重要化合物。
地球上存在的天然二氧化硅约占地壳质量的12%,其存在形态有结晶形和无定形两大类,通称硅石。
联系生活,激发求知欲。
图片呈现,直观、深刻,加深认识。
[投影]并展示水晶、玛瑙、石英坩埚、一段光缆
[讲]水晶是自然界中六方柱状的透明晶体,玛瑙的成分也是SiO2,它们除了一些常见的可作饰物等用途外,SiO2
在工业上用途也非学广泛,例如,以石英为材料而制成的纤维在电信行业的应用等。
[板书]
(2)
用途
[投影小结]
①、制光导纤维
②、石英玻璃制化学仪器
③、石英表、石英钟
④、水晶制光学仪器和工艺品
⑤、玛瑙制精密轴承和装饰品
[讲]结合已有的关于水晶、沙子主要成分也是SiO2
的知识,思考一下,SiO2的物理性质有哪些,注意与CO2进行比较研究
[板书](3)
物理性质:
熔点高,硬度大的固体、不溶于水,纯净的SiO2
晶体无色透明
[思考]为什么SiO2与CO2的性质上有着这么大的差别呢?
[讲]主要取决于结构的不同。
CO2是C与O通过化学键所连接的分子结构,而SiO2
是Si—O四面体结构
[投影]硅氧四面体结构
抽象思维,初步建立SiO2空间立体结构。
通过视频呈现,使学生对SiO2的结构的理解更深刻。
硅石
结晶形:
玛瑙、石英、水晶
无定形:
硅藻土
[SiO]
[讲][SiO4]四面体:
每1个Si原子周围结合4个O原子,Si在中心,O在四个顶角.
同时每1个O原子周围结合2个Si原子相结合。
二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为2:
1,通常用SiO2
来表示二氧化硅的组成.
[板书](4)
结构:
空间网状结构
[讲]我们说,结构决定性质,SiO2
的网状结构不仅决定了其物理性质的特殊性,还决定了其化学性质的稳定性。
[板书](5)
化学性质:
稳定,不活泼
①具有酸性氧化物的性质:
(不溶于水且不和水反应)
与强碱反应
:
SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
与碱性氧化物反应:
SiO2+CaO
高温
CaSiO3
[讲]SiO2除了具有酸性氧化物的通用性之外,还具有特性。
比如酸性氧化物一般不与酸反应,而SiO2却能与HF反应,这也是工业上雕刻玻璃的反应原理
[板书]②与HF的反应:
SiO2+4HF==SiF4
↑+2H2O
[讲]除此之外,SiO2在制水泥、玻璃、纯硅时,还有一些特殊反应
[投影小结]
③
弱氧化性:
SiO2+2C
高温
Si
+2CO↑
(工业上制粗硅)
④
与某些盐反应:
Na2CO3+SiO2
高温
Na2SiO3+CO2↑
CaCO3+SiO2
高温
CaSiO3+CO2
↑
(工业上制玻璃的主要反应)
[思考与交流]1、实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸?
提高学生信息处理能力,