苏教版必修一第三单元 含硅矿物与信息材料教案

二氧化硅与信息材料教案

【学习目标】

认识硅和二氧化硅的性质

【创设情景】

 1．最初的电脑有几十吨，占地100多平方米，耗电量大，而性能还不如现在电差的电脑，硅芯片的使用，大大减小了计算机的体积与质量，加快了计算速率。现在我国的超级计算机计算速度已进入世界前十名，也拥有了自主开发生产的CPU。

2005年3月28日，在人民大会堂，邓中翰代表中星微“星光中国芯”研发团队，接受国家主席胡锦涛为他颁发的共和国最高奖励 ——国家科技进步一等奖。  “中国芯”的诞生彻底改写了蓬勃发展的中国IT业无“芯”的历史。如今 “中国芯”已成功占领了计算机图像输入芯片市场的世界第一位。从此，中国人可以用上“中国芯”，并且，让世界上其他国家也用上“中国芯”！如果追溯一下芯片的来历，人们发现，它竟然来自最普通的石头。

2. 展示日常生活中的玛瑙饰品、石英钟、石英眼镜、水晶等。

【设问】1.同学们，关于硅你们还知道什么？

2.从化学的角度看，你知道玛瑙饰品、石英钟、石英眼镜、水晶的主要成分是什么吗？

3.沙子、石英、水晶、硅藻土等都是天然存在的二氧化硅，关于SiO2，你还知道哪些内容呢？

【归纳小结】

一、SiO2的性质

１.二氧化硅具有什么样的物理性质？哪些常见的物质主要成分是二氧化硅？

２.从物质分类的角度来看，二氧化硅属于哪类物质，预测它能与哪些物质反应？

①与强碱溶液反应                                  （以NaOH为例）

②与碱性氧化物反应　　　　　　　　　　　　　　　　（以CaO为例）

③弱氧化性                                         

④特性：和HF反应　　　　　　　　　　　，应用　　　　　　　　    　　

３.工业上制硫酸最后一步是SO3+H2O=H2SO4,能否用和水反应制取硅酸，说明理由；H2SiO3是难溶于水的二元弱酸，在实验室中怎样制取硅酸？列举SiO2的应用

４.水玻璃是　　　，盛放氢氧化钠溶液的玻璃试剂瓶为什么不能使用磨口玻璃塞，试解释其中的原因。

５.SiO2有哪些用途？

【过渡】

1.硅单质用途广泛，但自然界中却没有硅单质。工业上是如何制取硅单质的呢？

【归纳小结】

二、Si的性质

1.硅的制取

2.硅的物理性质

3.硅的化学性质：

单质硅在常温比较稳定，与氧气、氯气、硝酸、硫酸等物质都很难发生反应，但能与氟气、氢氟酸、强碱反应。在加热时能跟O2等物质发生反应。

⑴与非金属反应：①与F2反应                                     

             ②与O2反应                                     

⑵与碱液（NaOH溶液）反应                                       

⑶与酸反应：与HF反应                                          

4.硅的用途

【巩固练习】

1.下列关于SiO2和Si的叙述中，正确的是                                 (    )                               

A.都能跟强碱溶液反应，都不会跟酸反应

B.SiO2和Si的熔点和沸点都比较高

C.Si能跟某些非金属反应，SiO2跟任何非金属都不反应

D.都能跟烧碱反应，都不会跟纯碱反应

2.根据右图所示变化关系，请回答下列问题。

⑴写出A、B、C、D物质的化学式

A.　　    　　　  B.　　     　　

C.　　　　　      D.　　　   　

⑵写出C→A的化学方程式:

⑶写出下列变化的离子方程式

A→B：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

C→B：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

【课外练习】

一、选择题

1.下列物质的主要成分不是SiO2的是                                      （    ）

A．石英           B.水晶        C.金刚砂        D.玛瑙

2.下列物质不与水反应的是                                               （　　）

A.SiO2　          B.SO2　        C.CO2　          D.CaO

3.将固态的氢氧化钠加热至熔融状态，不可选用的器皿是                      (    ) 

A.铁坩埚         B.石英坩埚      C.石墨坩埚        D. 氧化铝坩埚 

4.二氧化硅是一种熔沸点很高的、硬度很大的物质的氧化物，下列有关二氧化硅用途的说法不正确的是                                                           (    )                                                          

  A．用于制作光学镜片 B．制造光导纤维  C．制石英坩埚  D．与水直接反应制硅酸

5.玻璃的主要成分之一是二氧化硅，能在玻璃上进行蚀刻，将其制成毛玻璃和雕花玻璃的物质是                                                                             (    )                                                

A．烧碱         B．纯碱         C．氢氟酸         D．盐酸

6.地壳中含量第一和第二的两种元素形成的化合物，不具有的性质是           (    )
A．熔点很高         　   B．是酸酐，与水反应生成对应的酸
C．可与生石灰反应 　     D．与碳在高温下反应可制取两元素中的一种单质

7.关于晶体硅的说法中不正确的是：                                        （　　）

A.晶体硅呈灰黑色，是具有金属光泽、硬而脆的非金属固体

B.硅的化学性质比较稳定，因此在自然界里有游离的硅存在

C.硅的化学性质很稳定，常温下不与任何物质发生反应

D.工业上用碳在高温下还原二氧化硅来制备粗硅

8.下列说法正确的是                                                     (    )

A.在硅酸钠溶液中加入盐酸产生沉淀        

B.水玻璃在空气中存放易变质

C.因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸强

D.二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸

9.下列变化需要加入氧化剂才能实现的是：                                 （　　）

　A.SiO2→SiO32-     B.Si→SiO32-      C.SiO2→Si　       D.SiCl4→Si

10.下列变化不能一步实现的是：                                          （　　）

A．Na2SiO3→H2SiO3 　B.H2SiO3→SiO2    C.SiO2→H2SiO3　　　D.SiO2→Na2SiO3

11.下列说法正确的是：                                                   （　　）

A.因SiO2不溶于水，故SiO2不是H2SiO3的酸酐

B.CO2通入水玻璃（Na2SiO3溶液）可以得到硅酸

C.CO2通入饱和的氯化钙溶液中能生成白色沉淀

D.SiO2的俗名叫水晶

12.下列溶液可以盛放在玻璃试剂瓶中，但不能用磨口玻璃塞的是：             （  　）              

　A.硅酸钠溶液　  　B.氢氟酸    C.氢氧化钠溶液　　  　D.氯化钠溶液

13.在SiO2＋3C===SiC＋2CO的反应中，氧化剂与还原剂质量之比是             (    )
　A．35∶60B．60∶36C．1∶2D．1∶3

14.下列物质的反应过程符合所示过程的是                                  (    )                                 

A．向CaCl2溶液中通人过量CO2

B．向水玻璃溶液中通人过量CO2

C．向澄清石灰水中通人过量CO2

D．向水玻璃溶液中加入过量盐酸

二、填空题

1.下列反应中，SiO2表现什么化学性质?在A～D选项中选出正确答案。

(1)SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O             (2)SiO2+Na2CO3       Na2SiO3+CO2↑      

(3)SiO2+2C      Si+2CO↑             (4)SiO2+4HF=SiF4+2H2O      

 A．作为玻璃的成分与氢氟酸反应而使玻璃能被雕刻

 B．将挥发性的酸酐从其中代换出来

 C．弱氧化性      

D．酸性氧化物的通性

2.实验室现提供下列试剂瓶, ①细口磨口塞玻璃瓶瓶②细口橡皮塞玻璃瓶③细口塑料瓶④广口瓶⑤棕色广口瓶，如果你是实验室管理员,你将如何存放下列药品?你的依据是什么?

a.二氧化硅___    _ b.氢氧化钠溶液___    _ c.硝酸银晶体___   __

d.氢氟酸__      _  e.浓硫酸___     _

3.A和B两种元素的原子最外层电子数相等，但差一个电子层。A、B的单质在常温

下是同一状态；A和C两元素电子层数相等，并能形成化合物AC2，每个AC2分子中共有22个电子，回答：

(1)A、B、C是（元素符号填写）：A             ，B           ，C          ；

A、B、C的原子结构示意图分别为                             。

(2)A与B最高价氧化物相对应的水化物的酸性比较(用化学式表示)                   ，

   用化学方程式说明                      。

(3)写出B的氢化物在空气中自燃的化学方程式，并注明电子转移的方向和数目        

三、计算题

1.已知硅与强碱溶液反应：Si+2OH-+H2O=SiO32-+2H2↑，现把11.5g钠和4.2g硅投入100g水中，在标准状况下，收集到氢气的体积是多少?溶液中各溶质的质量分数是多少?