無機非金屬材料的主角 硅
一、探究目標
（一）知識技能
1. 了解硅、二氧化硅的主要性質。
2. 認識硅、二氧化硅在生產、信息技術、材料科學等領域的應用。
（二）過程與方法
1. 結構決定性質、性質決定用途。
2. 了解材料發展的歷史與前景。
（三）情感價值觀
認識化學在材料科學中的重要地位，了解中華民族的傳統文化，激發學習化學的興趣。
二、探究重點
二氧化硅的結構、性質和用途；硅單質的用途。
三、探究難點
二氧化硅的結構和化學性質。
四、探究過程
閱讀與思考
板書 第四章 非金屬及其化合物
請閱讀課本第四章引言，對照元素周期表回顧你所知道的非金屬及其化合物。
地殼中含量最多的前兩種元素：氧和硅，它們構成了地殼的基本骨架；
空氣中的含量最多的元素：氮和氧，它們是地球生命的重要基礎元素之一；
人類活動產生的影響大氣質量的氣態氧化物主要是非金屬氧化物如：so2、no2、co等。
食鹽中的氯元素等。
思考與交流
1. 同學們想象一下，所展示的圖片，它們之間有什么聯系呢？
2. 計算機的芯片，傳導電話的光纜，化學實驗室的玻璃儀器，你能想象得出它們都是以硅或硅的化合物為材料制成的嗎？那末，自然界有沒有游離的硅？自然界有沒有硅的化合物呢？沒有的怎樣制取？有的怎樣利用？請同學閱讀課本p.62
板書 無機非金屬材料的主角—硅
一、 二氧化硅（silicon dioxide）
1. 物理性質：請同學閱讀課本p.63內容，將你閱讀的內容整理成知識小卡片。
整理歸納
二氧化硅的物理性質：結構與金剛石相似，熔點高；硬度大，不溶于水，是沙子、石英等的主要成分，可用來裝飾、制造電子部件和光學儀器。
思考與交流 根據sio2的存在和應用，請你分析以下問題：sio2具有哪些物理性質？化學穩定性如何？你的根據是什么？sio2的這些性質是由什么決定的？ 練習1①實驗室中盛放堿液的試劑瓶為什么不用玻璃塞？②實驗室盛放氫氟酸的試劑瓶為什么不用玻璃瓶？
①因為玻璃中含有二氧化硅，易與堿液反應生成對應的硅酸鹽，將瓶塞與瓶口粘合。
②因為玻璃的主要成分是二氧化硅，氫氟酸與二氧化硅反應：
sio2 +4hf == sif4↑+ 2h2o。
2. 化學性質
二氧化硅的化學性質不活潑，是酸性氧化物。
知識遷移：二氧化碳與二氧化硅的化學性質比較相近，請閱讀課本，以表格形式將二氧化碳和二氧化硅的化學性質作一個對比。
整理歸納
物質
二氧化碳（co2）
二氧化硅（sio2）
與水反應
co2 + h2o == h2co3
不反應
與酸反應
不反應
sio2 + 4hf == sif4↑+ 2h2o
與堿反應
co2+2naoh==na2co3 +h2o
sio2+2naoh==na2sio3+h2o
與堿性氧化物反應
co2 + na2o == na2co3
高溫
sio2 + cao === casio3
與碳反應
co2 + c == 2co
高溫
sio2 + 2c == si + 2co ↑
練習2、如何除去下列物質中的雜質?(用化學方程式表示其過程)
sio2中混有caco3 caco3中混有sio2
3. 用途
二氧化硅用途廣，石英表中的壓電材料、光導纖維等 光纖光纜與普通電纜的比較
光纖光纜
普通光纜
每根光纜可同時通過10億路電話
8管同軸電纜，每條通話1800路
原料來源廣
資源較少
質量輕，不怕腐蝕，鋪設方便
質量大，怕腐蝕
抗電磁干擾，保密性好，不發生電輻射
不抗電磁干擾，發生電輻射
二、硅單質