课件15张PPT。硅芯片硅太阳能电池硅半导体晶体管1 无机非金属材料的主角——硅讨论：你对硅有什么认识？硅的结构硅的结构类似于金刚石硅单质晶体硅的结构类似于金刚石
单质硅有晶体和无定形两种
晶体硅的物理性质：
带有金属光泽的灰黑色固体
熔点高、硬度大、有脆性
导电性介于导体和绝缘体之间
在常温下化学性质不活泼 ——既不容易得电子，也不容易失电子晶体硅的用途良好的半导体材料
信息技术的关键材料
光电池（如太阳能电池）的常用材料思考：在半导体工业中有这样一句话：“从沙滩到用户”，你如何理解？硅的单质直到18世纪才通过人工合成出来。
硅是一种亲氧元素，在自然界中总是与氧相互化合——自然界不存在游离态的硅。
硅主要以氧化物和硅酸盐的形式存在。
沙子主要成分是二氧化硅，硅的单质就是以二氧化硅为原料制取的。 硅的化合物构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤,约占地壳质量的90%以上.硅的分布与存在存在：没有游离态，只有化合态
分布：自然界中分布广泛，在地壳中居第二位，仅次于氧。是构成矿物和岩石的基本元素。沙子
石英
水晶
玛瑙二氧化硅二氧化硅的结构二氧化硅的物理性质无色晶体 ——饰品、工艺品
良好的导光性能 ——光导纤维
熔点高
硬度大
二氧化硅的化学性质化学稳定性好，但能与一些特殊试剂发生反应。
与氢氟酸反应：
SiO2 + 4HF = SiF4↑+ 2H2O
与强碱反应：
SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O
（酸性氧化物）
与部分碱性氧化物反应：
SiO2 + CaO === CaSiO3高温小结：硅单质——良好的半导体材料（主要用途）
二氧化硅
（1）物理性质（光学性能及其用途）
（2）化学性质（与HF、强碱溶液、碱性氧化物等反应）
思考：如何用SiO2制备硅酸？ 提示：参考用Fe2O3制取Fe(OH)3的 方法作业：预习硅酸和硅酸盐部分知识；
教材P81第9、10题（作业本）；
《基础训练》P62单元自我检测（A）。 课件19张PPT。1 无机非金属材料的主角——硅复 习硅单质——良好的半导体材料（主要用途）
二氧化硅
（1）物理性质：注意光学性能及其用途
（2）化学性质：化学稳定性好，但能与一些特殊试剂发生反应。
二氧化硅的化学性质与氢氟酸反应：SiO2 + 4HF = SiF4↑+ 2H2O
与强碱反应：
SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O
（酸性氧化物）
与部分碱性氧化物反应：
SiO2 + CaO === CaSiO3高温CO2与SiO2的性质比较与水反应与碱反应与碱性氧化物反应与酸反应CO2+H2O=H2CO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O不反应不反应SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OCO2+CaO=CaCO3SiO2+4HF=SiF4↑ +2H2O思考：既然SiO2不溶于水，如何用SiO2制备H2SiO3？实验：在试管中加入2mL的Na2SiO3溶液，滴入1～2滴酚酞溶液，再用胶头滴管逐滴加入盐酸，边加边振荡，观察并记录实验现象。
现象：Na2SiO3溶液滴入酚酞显红色，逐滴加入盐酸至溶液红色变浅并接近消失时，有透明的硅酸凝胶产生。
结论：Na2SiO3溶液呈碱性，H2SiO3酸性很弱，不溶于水。
化学方程式：Na2SiO3+2HCl=H2SiO3(胶体)+2NaClSiO2Na2SiO3NaOHHClH2SiO3硅酸：制备方法：可溶性硅酸盐（一般用Na2SiO3）与其他酸反应制得。
性质：
（1）酸性比碳酸更弱的弱酸，不溶于水。
（2）硅酸浓度较大时，形成软而透明、胶冻状的硅酸凝胶。
用途：硅酸凝胶经干燥脱水 可形成“硅胶”，常用作干燥 剂，也用作催化剂的载体。硅酸钠（Na2SiO3）水溶液俗称“水玻璃”。
用途：
（1）制备硅胶的原料。
（2）水分蒸发后燃烧水分蒸发后 不易燃烧Na2SiO3有防火作用，可作木材防火剂。硅酸盐产品自然界中的硅酸盐——黏土、土壤
硅酸盐工业产品（使用量最大的无机非金属材料）——陶瓷、玻璃、水泥
具有特殊功能的含硅物质
新型陶瓷
硅酸盐组成的表示课堂小结硅酸的性质及制备方法
硅酸钠的性质和用途
常用的陶瓷、水泥、玻璃等硅酸盐产品是使用量最大的无机非金属材料。 作 业教材P80习题（做在书上）；
《基础训练》P68硅及其化合物转化关系：写出反应的化学方程式（作业本）；
《基础训练》P70同步练习（做在书上）。 陶瓷陶瓷陶瓷玻璃玻璃水泥碳化硅（金刚砂，SiC）：硬度大硅钢：高导磁性硅橡胶：良好的弹性分子筛：吸附剂、催化剂几种具有特殊功能的含硅物质硅橡胶新型陶瓷高温结构陶瓷——高纯氧化铝透明陶瓷管新型陶瓷透明陶瓷——高压钠灯的灯管第四章 第一节 无机非金属材料主角—硅 学案
第一课时
【学习目标】
了解硅在自然界中的含量、存在、用途。
了解二氧化硅的物理性质，掌握二氧化硅的化学性质。
了解硅酸盐的重要用途及组成。
4. 了解硅的物理性质和重要用途。
【学习重点】
1、二氧化硅的化学性质
2、硅酸盐的重要用途及组成
【课前活动】
1．从物质存在和组成多样性的角度看， 元素是无机非金属材料的主角，是地壳的基本骨干元素，该元素的主要存在形式是 如石英、水晶和沙子的主要成分都是 ；硅在地壳中的含量居第 位，仅次于 。
2．碳和硅的原子结构示意图分别是_________、_________。碳在自然界的中存在形式有________，而硅在自然界中主要以_________和_________的形式存在，原因是硅是一种________元素。
3．以CO2为例，用方程式表示酸性氧化物的通性。
⑴与水反应
⑵与碱性氧化物反应
⑶与碱反应
一、二氧化硅
二氧化硅的结构
Si与O按 的比例组成的 状原子晶体。
二氧化硅在自然界中常见的形式
地球上存在的天然二氧化硅约占地壳质量 ,
其存在形式有 和 两大类,
统称
石英晶体：结晶的二氧化硅
结晶形 水晶：石英中无色透明的晶体
玛瑙：水晶中具有彩色环带或层状的为玛瑙
3：物理性质 SiO2 溶于水，熔点 ，硬度 。
4：化学性质 （化学稳定性很 ，与水不反应。）
(1)与氢氟酸反应 （雕刻玻璃）（特性）【与其它酸不反应】
★氢氟酸能否用玻璃试剂瓶盛装？★
(2)具有 性氧化物的通性：
①与生石灰反应：
②与烧碱溶液反应：
★盛NaOH溶液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞★原因
5. 二氧化碳与二氧化硅性质比较
二氧化碳
二氧化硅
物理性质
状 态
水溶性
化
学
性
质
与水反应
与碱反应
(熔融烧碱时， 使用石英坩埚)
与碱性氧化物反应
氧化性（与C反应）
与酸反应
6：用途
二、硅酸
1：硅酸的性质
硅酸在水中的溶解度 ，酸性 H2CO3。
2：硅酸的制备
依据课本Ｐ76实验4—1，结合下表完成实验。
实验步骤
实验现象
结论和解释
在试管中加入2ml饱和Na2SiO3溶液，滴入1～2滴酚酞溶液
溶液颜色由无色变
成 色
Na2SiO3溶液呈 性
再用胶头滴管逐滴加入稀盐酸，边加边振荡，至溶液颜色变浅并接近消失时停止。
溶液颜色由 色逐渐变 色，最后出现
化学方程式：
酸性强弱：
盐酸 硅酸
硅酸的制备原理：
可溶性硅酸盐＋酸：如Na2SiO3+HCl=
Na2SiO3+CO2+H2O=
用二氧化硅和水行吗？★
3：用途：“硅胶”干燥剂，催化剂载体等
同步测试
1下列关于硅的说法不正确的是
A．硅是非金属元素，但它的单质是灰黑色有金属光泽的固体
B．硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料
C．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质起反应
D．当加热到一定程度时，硅能与氧气、氢气等非金属反应
研析：硅是非金属元素，许多化学性质和碳相似，化学性质不活泼。常温下，硅可与氟气、氢氟酸、强碱溶液反应，加热和高温条件下，硅能与氧气、氢气起反应。
答案：C。
2、与普通玻璃相比具有相同组成的是
A．钢化玻璃 B．光学仪器玻璃
C．石英玻璃 D．有色玻璃
研析：钢化玻璃是把普通玻璃放入电炉里加热变软后急剧冷却，就好像钢淬火一样，所以叫做钢化玻璃，但它和普通玻璃成分相同。光学玻璃是制玻璃的原料中，多加了氧化铅。有色玻璃是在生产玻璃的原料中掺入某些金属氧化物，使之均匀地分散在玻璃态的物质中。比如加入Co2O3制得蓝色钴玻璃。石英玻璃的主要成分是二氧化硅。
答案：A
3．熔融烧碱应选用的器皿是
A．石英坩埚 B．普通玻璃坩埚
C．生铁坩埚 D．陶瓷坩埚
研析：实验中选用器皿，既要考虑器皿材料的熔点，又要考虑材料与所盛物质之间能否反应。石英、普通玻璃、陶瓷中均含有SiO2，高温下，烧碱能与SiO2反应而使坩埚腐蚀：SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O，铁在高温下不与NaOH反应。
答案：C。
4、下列说法不正确的是
A．因为SiO2 不溶于水，故H2SiO3不是SiO2 对应的酸或者说SiO2 不是H2SiO3 对应的酸酐
B．CO2 通入水玻璃可以得到硅酸沉淀
C．SiO2 是一种空间立体网状结构的晶体，熔点高、硬度大
D．氢氟酸能够雕刻玻璃
研析：SiO2 中 Si 呈＋4价， H2SiO3中Si为＋4价，且 H2SiO3（加热）＝ SiO2 ＋ H2O，故A项错误，B项发生的反应：Na2SiO3 ＋ CO2 (少量)＋ H2O ＝H2SiO3↓＋Na2CO3， D项发生的反应为：4HF＋ SiO2 ＝ SiF4↑＋ 2H2O。
答案：A
5、在炼铁、制玻璃、制水泥三种工业生产中，都需要原料
A．纯碱 B．石灰石 C．石英 D．粘土
研析：这是一道硅酸工业中理论联系实际问题的试题。解答本题时应熟悉生产玻璃、水泥等产品的原料情况。制玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英；制水泥的原料是石灰石、粘土等；炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭、空气、石灰石等。相互对比后可知B项为正确答案。
答案：B。
6、有一粗硅，含铁和硅两种杂质，取等质量的样品分别投入足量的稀盐酸和足量的稀氢氧化钠溶液中，放出等量的氢气，则该粗硅中铁和硅的关系正确的是
A．物质的量之比为1：1 B．物质的量比为2：1
C．质量比为4：1 D．质量比为2：1
研析：粗硅与盐酸反应是铁与盐酸反应 Fe +2HCl ＝ FeCl2 + H2 ↑ ；粗硅与碱反应是硅与碱反应Si + 2NaOH + H2O ＝ Na2SiO3 + 2H2 ↑因放出等量氢气，则铁与硅的物质的量之比为2：1， 质量比为4：1。
答案：B、C
7、请回答下列问题：
（1）下列属于无机非金属材料的是
A．高强度水泥 B．钢化玻璃
C．氧化铝陶瓷 D．光导纤维
（2）磷酸钙陶瓷也是一种新型无机非金属材料，它可以用于制成人造骨骼，这是利用这类材料的
A．耐高温特性 B．电学特性
C．光学特性 D．生物功能
研析：（1）水泥、玻璃属硅酸盐材料，是传统无机非金属材料。（2）新型无机非金属材料的四种特性不一定是这类材料的共性，不同的材料具有不同的特性。根析型无机非金属材料的四种特性及其应用进行判断。
答案：（1）C、D。（2）D。
第四章 第一节 无机非金属材料主角—硅学案
第二课时
【学习目标】
1了解硅在自然界中的含量、存在、用途。
2了解硅酸盐的重要用途及组成。
3了解硅的物理性质和重要用途。
【学习重点】
硅酸盐的重要用途及组成
三、硅酸盐（大多 溶于水，化学性质稳定。）
1.硅酸钠 溶于水，俗称 和 泡花碱 。用于制备硅酸和作 。
2.硅酸盐组成的表示：（二氧化硅和氧化物的组合）
表示方法
(1) 将硅酸盐中所有元素都写成氧化物。
氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物 较活泼金属氧化物 二氧化硅 水
(2) 氧化物之间以“·”隔开。
(3) 在氧化物前面按化学式中的比例添加上数字。
Na2SiO3 (硅酸钠)表示为 ，CaMg3Si4O12(石棉)表示为
KAlSi3O8(长石)表示为
3.用途：（陶瓷，玻璃，水泥等）
4.制取水泥、玻璃的原料及反应
常见的硅酸盐产品――传统的无机非金属材料
硅酸盐产品
原料
主要设备
主要成分
玻璃
纯碱、石灰石、石英
玻璃窑
Na2O·CaO·6SiO2
陶瓷
黏土
水泥
黏土和石灰石
水泥回转窑
CaO·SiO2 2 CaO·SiO2 3CaO·Al2O3
特殊功能的含硅物质
物质
性质
用途
碳化硅
俗称金刚砂、具有金刚石的结构，硬度很大
砂纸、砂轮的磨料
含4%的硅钢
有很高的磁性
变压器芯片
硅橡胶
目前最好的耐高温又耐低温的材料
制造火箭、导弹、飞机的零件和绝缘材料
人工制造的分子筛
具有均匀微孔结构，表面积大、具有吸附性
吸附剂和催化剂
四、硅单质
1..物理性质
带有 光泽的 色固体，熔点 （1410℃），硬度 、有 性，单质硅有 和 两种,结构与金刚石类似，硅是良好的 材料
2.化学性质 硅和碳一样最外层 个电子，其原子即 又 电子，常温下化学性质 。
特性：硅与NaOH的反应： Si + 2NaOH + H2O==Na2SiO3 + 2 H2
3.硅的制备 结合教材P81第九题
(1)将石英砂（SiO2）和焦碳在电炉中高温反应生成粗硅和一氧化碳，
化学方程式为：
(2)粗硅转变为纯硅：Si(粗)+2Cl2
(3)SiCl4+2H2
阅读课本P76、P80和P81第9题，谈谈你对“从沙滩到用户”的认识。
4、硅的用途:
硅是人类将太阳能转换成电能的常用材料。可以制造光电池等等。
同步测试
1、下列叙述正确的是?
A．SiO2不属于无机非金属材料? B．金属不能作为结构材料?
C．玻璃是一种新型的非金属材料? D．C60也是一种材料?
研析：SiO2可作为光导纤维，是一种新型的无机非金属材料．C60是近几年才发现的一种新的碳的同素异形体，它可用于超导体，是一种新型无机非金属材料，所以D正确．金属也属于结构材料，但它不耐高温，易腐蚀不宜作高温材料．玻璃和水泥等只能属于传统的非金属材料．?
答案： D?
2、下列溶液中加入氯化钡溶液生成白色沉淀，在加入稀硝酸震荡，白色沉淀不消失的是
A．Na2SiO3 B．Na2CO3 C．Na2SO3 D．Na3PO4
研析： BaCO3 和 Ba3(PO4 )2 均为白色沉淀，二者均溶于HNO3，BaSiO3 溶于HNO3 后又生成H2SiO3，而H2SiO3不同于一般的酸，本身为白色沉淀；BaSO3可溶于盐酸等非氧化性酸，但遇到硝酸后被硝酸氧化而转化成BaSO4白色沉淀。
答案：A、C 。
3、“嫦娥奔月”到“万户飞天”，由“东方红”乐曲响彻寰宇到航天员杨利伟遨游太空，中华民族载人航天的梦想已变成现实。载人飞船上两副硅太阳能电池帆板提供了飞船所需的电力。请画出硅原子的原子结构示意图____________。
研析： 本题起点较高，落点较低，考查同学们常见元素原子结构示意图的写法。硅是14号元素，即有14个核电荷，各层电子数分别为2、8、4。
答案：
4、将0.5 mol碳酸氢钙、1 mol碳酸氢钠、3 mol二氧化硅固体混合均匀，在高温下加热到质量不再改变为止。则得到标准状况下的二氧化碳气体的体积是 ，残余固体的成分是 （填化学式），总质量是 。
研析： 碳酸氢钙首先分解生成碳酸钙、水和二氧化碳气体，碳酸氢钠首先分解生成碳酸钠、水和二氧化碳气体；然后碳酸钠与二氧化硅在高温时反应生成硅酸钠与二氧化碳气体，碳酸钙与二氧化硅在高温时反应生成硅酸钙和二氧化碳气体；由于二氧化硅是过量的，最后残余固体的成分是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2（实际上是玻璃的成分）。至于得到标准状况下的二氧化碳气体的体积，可以根据碳原子守恒求出，0.5mol碳酸氢钙、1mol碳酸氢钠中含碳原子2mol，因而V(CO2)＝2mol×22.4L·mol－1＝44.8L。残余固体的总质量可由总质量减去生成的水和二氧化碳气体的质量得到。
答案：44.8 L；Na2SiO3、CaSiO3、SiO2；239 g。
无机非金属材料的主角——硅
一、 教材分析
1、教材的地位和作用
本节介绍了重要的无机非金属材料——硅及其化合物，安排在必修课程模块化学1第三章“金属及其化合物”之后，第四章“非金属及其化合物”之首，是常见无机物及其性质等知识的继续；同时，也为学生学习选修模块2“化学与技术”中的主题2“化学与材料的制造、应用”奠定了知识基础。
本节在选材上着眼于硅单质及其化合物的主要性质，并把硅及其化合物在信息技术、材料化学等领域的应用和发展融合在性质的介绍中，从而让生活在信息技术时代的学生体会到常见硅及其化合物知识的价值，激发学生对芯片、硅太阳能电池、新型陶瓷等的生产和应用原理的兴趣和求知欲望，全面地体现化学课程的科学教育功能。
2、教学目标
（1）知识与技能目标：掌握硅、二氧化硅和硅酸盐的存在、结构特点和性质；了解硅在无机非金属材料中的生产和应用；能通过互联网查阅有关资料并作归纳概述。
（2）过程与方法目标：构建“结构——性质——用途”的知识体系；进一步掌握学习元素及其化合物的一般方法，提高自主学习能力；提高信息获取的能力，信息分析、信息加工和信息交流等能力；逐渐以一种自然的方式对待信息技术，把信息技术作为获取信息、探索问题、协作解决问题的认知工具，就如使用象铅笔、橡皮那样顺手、自然。
（3）情感态度和价值观目标：体会硅在无机非金属材料中扮演的重要角色，增强将化学知识应用于生产、生活和科学技术的意识，赞赏化学科学对信息技术和社会发展的贡献；主动、有目的地发现信息探究知识，提高参与化学科技活动的热情；通过创设一个在实际生活学习中使用信息技术解决问题的学习环境中培养学生的“信息素养”。
3、教学重点、难点
重点难点： 硅在无机非金属材料中的广泛应用
二、教学方法和手段
对于不同学科定位，信息技术的作用分为3种基本课程模式：1、信息技术课程，信息技术作为学习的对象。2、与其他学科的整合，信息技术作为教学工具。3、研究性课程，信息技术作为学习工具。根据本节教材内容的特点，结合学校计算机网络设备和学生已具备一定的计算机操作能力的实际，实施上述第2种整合教学模式组织引导学生利用信息技术进行学习。整个教学的基本过程如下图所示：
具体教学手段如下：
1、将教材中有关硅及其化合物在自然界中的存在和在信息技术、材料化学等领域的应用等内容作概括性的简单介绍。通过展示二氧化硅在自然界中绚丽多彩的晶体形态，硅单质及其化合物在信息技术和材料化学的高科产品，如光导纤维、芯片、硅太阳能电池、新型陶瓷等，把学生引入“硅的海洋”。
2、创设“硅及其化合物的性能”的问题情景，激发学生的学习兴趣和求知欲，进而主动接受学习任务，有目的地利用信息技术搜集阅读资料，探究知识，完成任务。以任务驱动的方式进行教学。
3、最后组织学生进行学习交流、评价、反馈。
三、教学过程设计
（一）引入新课
介绍美国新兴的高科技产业开发区，电子技术研究中心和计算机和半导体工业生产的重要基地——硅谷。由硅带来的人类文明，及其在信息材料的开发中起着举足轻重的作用，激发学生对有关硅的知识的兴趣，从而引入新课。
设计思想：实例导入法，以美国多媒体发源地“硅谷”的开发为知识背景，紧紧抓住学生的注意力，唤起学生浓厚的学习兴趣，促使学生强烈的求知欲望。
（二）讲授新课
为了创设一个学习情景，创造学生自主学习的动力来源，对教材的内容编排作了如下调整：将硅单质、二氧化硅和硅酸盐分别在信息技术和材料科学中的应用知识先作介绍，物质的性质结构的知识放在学生自主学习后再总结归纳，而物质有关的化学反应的知识安排在第2课时。
1、创设情景，诱发质疑，呈现学习任务
（1）创设情景：用多媒体展示二氧化硅在自然界中绚丽多彩的晶体形态，硅单质及二氧化硅的高科产品，如计算机芯片、电子身份证、硅太阳能电池和光导纤维等，还有最重要的无机非金属材料——硅酸盐产品——玻璃、陶瓷、水泥中的陶瓷制品和新型陶瓷等图片。
（2）诱发质疑：硅、二氧化硅和硅酸盐为什么能在信息技术和材料科学中得到广泛的应用，这些硅产品的性能原理？硅、二氧化硅和硅酸盐的性质？
（3）呈现学习任务：通过互联网查阅硅及其化合物在信息技术、材料科学等领域的应用的资料，了解硅产品的性能原理，认识硅、二氧化硅、硅酸盐的性质。
设计思想：通过欣赏法创设一个学习情景，利用绚丽多彩的晶体形态的奇异美吸引学生，利用高科产品的科学魅力激发学生的学习兴趣；在情景中诱发质疑，创造学生自主学习的动力来源；呈现学习任务，让学生有目的地进行自主学习。
2、学生利用信息技术自主学习，探究知识，完成任务
要求学生根据自己的兴趣选择硅、二氧化硅和硅酸盐三种物质中的至少一种进行自主学习，通过互联网查阅相关资料，并对资料进行分析处理，解决“硅、二氧化硅和硅酸盐为什么能在信息技术和材料科学中得到广泛的应用，这些硅产品的性能原理？硅、二氧化硅和硅酸盐的性质？”等问题，并设计好交流的材料，准备介绍自主学习的成果。教师巡堂，物色发言介绍自主学习成果的学生。
设计思想：进行个别化和协作式相结合的自主学习，兼顾学生的志趣，使学生的主体性和个别化得到较大的体现。学生运用互联网手段查阅资料获取信息，并运用比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工，开阔知识视野，改变重课内轻课外，重知识轻能力的教学思想和教学方法。这样的教学气氛十分有利于学生创新精神和问题解决能力的培养。
3、学生交流自主学习成果，师生共同进行学习评价、反馈
个别学生发言，介绍自主学习成果。所有学生将自主学习成果上传到讨论区。并将学习成果编辑保存作为学习评价档案。(后附部分学生的自主学习成果，可见学生所查阅的资料各有所向，这是由学生兴趣和认知结构的差异所致。)
设计思想：通过介绍、交流的学习方式，使学生的学习成果得以发表和分享，培养了学生的语言组织和语言表达的能力，同时增强了学生的荣誉感，体会协作学习的喜悦。实现评价目标多元化，努力将评价贯穿于化学学习的全过程，促进学生知识与技能、过程与方法、情感态度和价值观等方面都得到发展。
（三）总结归纳
通过以上的学习成果交流，指导学生阅读教材，总结归纳本节的内容如下：
1、 单质硅
用途：制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，制造光电池、太阳能电池和硅芯片。
性质：晶体硅的导电性介于导体和半导体之间，是良好的半导体材料。
2、 二氧化硅
用途：制造光导纤维、化学仪器、光学仪器、钟表和电子器件等，制造水晶和玛瑙饰物。
性质：熔点高、硬度大。具有压电效应。化学性质稳定。
3、 硅酸盐
用途：制造陶瓷、玻璃、水泥
性质：结构复杂，一般不溶于水，化学性质稳定。
设计思想：呼应法结课。解决课前提出的问题，达到前后呼应，有豁然开朗之效。突出本节的重点，有助于学生的知识掌握。
（四）布置作业
1、阅读教材（人民教育出版社：普通高中课程标准实验教科书化学必修）第62至68页。
2、完成第69页习题1、2、3
3、书面作业：第69页习题5，根据课堂上查阅的有关资料以“硅及其化合物对人类文明的贡献”为题，写一篇小论文。
设计思想：通过练习及时巩固知识。小论文的开放性有利于实现评价目标的多元化和评价方式的多样化。
附：学生自主学习成果
硅在材料科学和信息技术等领域有广泛的用途。在宇宙航行、卫星通信、计算机等方面大显身手。 在生活中也得到广泛的应用，如石英钟表、煤气炉中的电子打火等。
半导体——导电能力介于导体和绝缘体之间的物质，具有单向导电的特性。
太阳能电池板为什么能够发电?
屋顶上排满太阳能电池板，就可以实现家中用电的自给。太阳能电池板也同晶体管一样，是由半导体组成的。它的主要材料是硅，也有一些其他合金。
太阳能电池板是太阳能发电系统中最重要的部件之一。太阳能电池板的表面由两个性质各异的部分组成。当太阳能电池板受到光的照射时，能够把光能转变为电能，使电流从一方流向另一方，输出直流电存入蓄电池中。太阳能电池板就是根据这种原理设计的。太阳能电池板由电池片、组件边框、钢化玻璃、封装材料以及接线盒等组成。
CPU的结构
CPU的中间就是我们平时称作核心或CPU内核的地方，这颗由单晶硅做成的芯片可以说是电脑的大脑了，所有的计算、接受/存储命令、处理数据都是在这指甲盖大小的地方进行的。
电子身份证
2004年3月，北京、上海、深圳等6个城市的居民将拿到全新的身份证--作为试点城市的居民，他们将首先拿到第二代身份证--电子身份证。到2008年，将基本完成全国10亿多张身份证的更换。证上所在信息来看，二代证与现行的身份证并无二致，最大的区别在于，它的内部嵌入了一枚指甲盖大小的非接触式IC芯片，从而实现了“电子防伪”和“数字管理”两大功能。
结晶体
原子、离子或分子按一定的空间次序排列而形成的固体，具有规则的外形。如食盐、石英、云母、明矾等。
光导纤维
利用光导纤维进行的通信叫光纤通信。一对金属电话线至多只能同时传送一千多路电话，而根据理论计算，一对细如蛛丝的光导纤维可以同时通一百亿路电话！铺设1000公里的同轴电缆大约需要500吨铜，改用光纤通信只需几公斤石英就可以了。
另外，利用光导纤维制成的内窥镜，可以帮助医生检查胃、食道、十二指肠等的疾病。光导纤维胃镜是由上千根玻璃纤维组成的软管，它有输送光线、传导图像的本领，又有柔软、灵活，可以任意弯曲等优点，可以通过食道插入胃里。光导纤维把胃里的图像传出来，医生就可以窥见胃里的情形，然后根据情况进行诊断和治疗。
高压钠灯
钠蒸气放电发光问题早在1950年就得以解决，由于没有一种能抵御高温钠蒸气（1400℃）强烈腐蚀的特殊材料，所以，直到1965年才制取第一支高压钠灯。
水晶与保健
明代著名医学家李时珍在《本草纲目》中记述，水晶“辛寒无毒”，主治“惊悸心热”，还能治疗“肺痈吐脓、咳逆上气”，能“安心明目、去赤眼、熨热肿、”“益毛发、悦颜色。”
水晶是一种颇为人们喜爱的宝石，在古代，称之为“水精”，即水的精华，此上还称之为“水玉”、“白附”、“玉晶”、“千年冰”、“菩萨石”、“放光石”等。古希腊著名哲学家亚里斯多德也认为，水晶是由冰逐渐演变而成。其实，水晶是二氧化硅（SiO2）的晶体，与水或冰没有内在联系。它通常为无色透明，但含铁族元素时可具有不同的颜色，如紫争、黄色、烟灰色等。当不晶中含有沿一定方向排列的纤维或针状矿物时，就可加工成“水晶猎眼”或“星光水晶”或“发晶”，若含有水的包裹体时，即可能成为“水胆水晶”。我国江苏东海水晶产量占全国的二分之一，素有“水晶之乡”的美称。
长期以来，水晶以其晶莹透明、温润素净而被人们视为圣洁之物，并相信佩戴之能“御邪魔，拆鬼神”，是吉祥之象征。水晶饰品清凉艳丽，夏天佩戴给人增添凉爽之感，解除炎暑之烦燥。在我国西北地区，害火眼（一种眼疾）的人则相信戴上水晶眼镜能解牛眼中之火从而消除眼疾。水晶的洁白无瑕（宏观的），也使人们相信其中藏有神灵，将其制成圆球加以凝视，可以预言未来，所以日本人总喜欢把水晶球陈设于家中。水晶之品种尤以紫色水晶（紫晶）最为珍贵，除其色泽高雅之外，我们的祖先一直认为紫晶可以促使相互谅解，保佑万事如意。现在罗马大教堂的主教常佩戴紫晶戒指，典礼上则用水晶制成的高脚酒杯盛酒。此外，天然水晶含有多种对人体有益的元素，不具放射性，凡此种种，使得水晶及其制品，长期以来倍受人们青睐。
水晶的分类
一、按工业用途分：压电水晶、光学水晶、熔炼水晶，主要从裂隙、包裹体、节瘤、双晶等方面进行区分。
二、按颜色、形态和物性差异分：
1、 水晶：无色、透明如水的晶体；
2、 紫晶：含三价铁和锰，呈现紫色透明或半透明者；
3、 烟水晶（俗称为茶晶），呈现黄色或烟褐色的透明晶体；
4、 墨晶：墨黑色，含有机质的半透明晶体；
5、 黄晶：含二价铁呈现黄色到红一桔黄一褐色的透明晶体；
6、 蔷薇水晶：含Ti等微量元素，显蔷薇色
7、 草入水晶（俗称发晶）：含金红石、角闪石、电气石等针状矿物包裹体者；
8、 绿水晶：含阳起石针状包裹物；
9、 彩虹水晶：含有细水气泡或淬体充填裂隙的水晶，这些裂隙通过干涉光产生彩虹。
教学设计方案一
课题：新型无机非金属材料
教学重点：新型无机非金属材料的特点。
教学过程：
引言：能源、信息、材料是文明的三大支柱。而能源问题的解决和信息社会的飞速发展都是以材料的突破为前提的。材料与我们的生活密切相关，是人类社会生活中不可缺少的物质基础，它们在现代电子、航天航空等尖端科学中应用广泛。人类使用和制造材料有着悠久的历史，制造出的第一种材料是陶。
设问：提出问题，让学生讨论。
1.玻璃刀能划玻璃靠的是什么材料？（刀头上的金刚石）
2.手表中的"钻"指的是什么材料的多少？（人造红宝石）
3.煤气炉中电子打火靠的是什么材料？（压电陶瓷）
4.信息高速公路是依靠什么材料来铺设的？（光导纤维）
板书： 第三节 新型无机非金属材料
材料包括很多种，可以把它们分类：投影：
一、材料的分类和特点：
1．材料可分为：无机非金属材料 传统无机非金属材料 如：水泥、玻璃、陶瓷
新型无机非金属材料 如：高温结构陶瓷、光导纤维
金属材料 如：Fe、Cu、Al、合金等。
高分子材料 如：聚乙烯、聚氯乙烯
讲解：今天，我们主要学习和了解的是新型无机非金属材料。请看课本中的有关内容，可以讨论，交流，也可以起来发言。注意总结出要点。
交流并及时小结：1．传统的硅酸盐材料有什么优、缺点？
优点：抗腐蚀、耐高温；缺点：质脆、经不起热冲击。
2．新型无机非金属材料有哪些特性？
①承受高温，强度高。 ②具有光学特性。③具有电学特性。 ④具有生物功能。
板书：二、新型无机非金属材料简介
新型无机非金属材料很多，现列举几种：压电材料；磁性材料；导体陶瓷；激光材料，光导纤维；超硬材料（氮化硼）；高温结构陶瓷；生物陶瓷（人造骨头、人造血管）等等。
今天，我们主要了解其中的两种高温结构陶瓷和光导纤维。
板书： (一)、高温结构陶瓷
1．氧化铝陶瓷
展示：高压钠灯。外罩是玻璃，里面的灯管是氧化铝陶瓷，是一种高温结构材料。
高压钠灯内温度高达1400℃，同时钠蒸气具有很强的腐蚀性。
展示：坩埚、高温炉管。
让学生概括出氧化铝陶瓷的主要性能和用途。可以看书、交流。
讲解：性能：熔点高、硬度大、透明、耐高温；用途：坩埚、高温炉管、 刚玉球磨机、高压钠灯管管
2．氮化硅陶瓷
展示：陶瓷柴油机的图片。
说明：氮化硅陶瓷也是一种高温结构陶瓷，我国等少数先进国家，已经用它制造出来陶瓷柴油机。 其优点：超硬物质，具有润滑性，耐磨性抗腐蚀性强，高温也能抗氧化。
当然，还有其他高温结构材料，如碳化硼陶瓷等等。
板书：（二）、光导纤维
展示：光缆、光导纤维仪、光导纤维装饰品、玩具等。
上述物品及演示中，可以观察到：光导纤维可以传输光、图像、音乐等。
当然，它的最大用途是，远距离信息传输，构建信息高速公路。还可以用于医学的肠镜、胃镜、心脏等内窥镜。
播放：光导纤维的视频。
学生概括：光导纤维的主要性能和用途：传导光的能力很强，应用于通信。
教师小结：对比光纤光缆和普通电缆。光纤光缆信息量大，每根光缆上理论上可同时通过10亿路电话。而普通电缆8管同轴电缆每条通话1800路；光纤光缆原料来源广（石英玻璃），节约有色金属。而普通光缆资源较少；光纤光缆质量小，每km27g，不怕腐蚀，铺设方便。而普通光缆每km1.6t；光纤光缆成本低，每km 10 000元左右。而普通光缆每km 200 000元左右；光纤光缆性能好，抗电磁干扰保密性强 ，能防窃听，不发生电辐射……
指导阅读：教材中的资料“人造宝石”。
教师展示有关图片并适当讲解。
课堂练习：
1．有关高温结构陶瓷和光导纤维的说法正确的是（?? ）
A．高温结构陶瓷弥补了金属材料的弱点，但是硬度却远远低于金属材料
B．氮化硅陶器是一种重要的结构材料，具有超硬性，它不与任何无机酸反应
C．光导纤维是一种能高质基传导光的玻璃纤维
D．光导纤维的抗干扰性能好，不发生电辐射，通讯质量高，能防窃听
2．下列有关材料的说法不正确的是（?? ）
A．传统的无机材料虽有不少优点，但质脆、经不起热冲击
B．新型无机非金属材料虽然克服了传统无机材料的缺点，但强度比较差
C．高温结构材料具有能受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点
D．新型无机非金属材料特性之一具有电学特性
参考答案：1．C、D? 2．B
板书设计：第三节 新型无机非金属材料
一、材料的分类和特点：
2．新型无机非金属材料有哪些特性？
①承受高温，强度高。 ②具有光学特性。③具有电学特性。 ④具有生物功能。
二、新型无机非金属材料简介
(一)、高温结构陶瓷
1．氧化铝陶瓷
性能：熔点高、硬度大、透明、耐高温；用途：坩埚、高温炉管、 刚玉球磨机、高压钠灯管管
2．氮化硅陶瓷
其优点：超硬物质，具有润滑性，耐磨性抗腐蚀性强，高温也能抗氧化。
还有其他高温结构材料，如碳化硼陶瓷等等。
（二）、光导纤维
对比光纤光缆和普通电缆
光纤光缆
普通电缆
信息量大，信息量大，每根光缆上理论上可同时通过10亿路电话
8管同轴电缆每条通话1800路
原料来源广（石英玻璃），节约有色金属
资源较少
质量小，每km27g，不怕腐蚀，铺设方便
每km1.6t
成本低，每km 10 000元左右
普通光缆每km 200 000元左右
性能好，抗电磁干扰保密性强 ，能防窃听，不发生电辐射
?
第四章 非金属及其化合物
第一节 无机非金属材料的主角——硅 第一课时
[教学设计]
1、教学目标：
（1）知识与技能目标：掌握硅、二氧化硅的存在、结构特点和性质；了解硅在无机非金属材料中的生产和应用；能通过互联网查阅有关资料并作归纳概述；重点掌握二氧化硅的化学性质。
（2）过程与方法目标：构建“结构——性质——用途”的知识体系；进一步掌握学习元素及其化合物的一般方法，提高自主学习能力；提高信息获取的能力，信息分析、信息加工和信息交流等能力；把信息技术作为获取信息、探索问题、协作解决问题的认知工具。
（3）情感态度和价值观目标：体会硅在无机非金属材料中扮演的重要角色，增强将化学知识应用于生产、生活和科学技术的意识，赞赏化学科学对信息技术和社会发展的贡献；主动、有目的地发现信息探究知识，提高参与化学科技活动的热情；通过创设一个在实际生活学习中使用信息技术解决问题的学习环境中培养学生的“信息素养”。
2、教学方式：
引导、探究、自学、对比、练习
3、教学过程设计
引入新课：大家曾听说过“硅谷”吧。它是美国新兴的高科技产业开发区，电子技术研究中心和计算机和半导体工业生产的重要基地。电子工业能得到蓬勃发展，硅元素在信息材料中 的开发与应用起着举足轻重的作用，这就是我们将要研究的非金属材料的主角——硅。
教师：硅元素及其化合物在我们的生活中有着广泛的应用，下面请同学们展示你们收集的有关资料。
学生：分合作小组展示本组通过互联网查阅硅及其化合物在信息技术、材料科学等领域的应用的图片资料及实物（如绚丽多彩的水晶饰品、电子身份证、石英电子表、石英钟、沙、玻璃、瓷器等）
教师：从古至今，在无机非金属材料中，硅一直扮演着主要的角色。
（问题）虽然硅的化合物随处可见，但硅的单质直到18世纪上半叶才由化学家制备出来，这是为什么？请画出硅和碳的原子结构示意图
学生：硅的原子结构示意图为 ，与碳相似，硅原子和碳原子的最外层电子数均为4，而初中我们知道碳的化学性质很稳定，能以多种碳的单质存在于自然界中。
教师：硅元素以什么形态存在于自然界？硅元素主要存在于什么物质里？
学生：硅含量虽然很多，由于硅是一种亲氧元素，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为主要存在形式。因此硅是以化合态存在于自然界，硅元素主要存在于地壳的各种矿物和岩石里。
教师：多媒体展示二氧化硅在自然界中的不同存在形式（硅石、石英、水晶、砂子、玛瑙）。二氧化硅广泛存在于自然界中，与其他矿物共同构成了岩石，天然二氧化硅也叫硅石。砂子的主要成分就是二氧化硅，石英的主要成分也是二氧化硅，水晶是纯度较高的二氧化硅。
教师：二氧化硅的性质如何？同样从我们熟知的何种物质能得到些提示？
学生：硅单质与碳单质有如此多的相似之处，那么，二氧化硅的性质也应该和二氧化碳的性质有相似之处？
教师：很好，我们用比较法来探讨二氧化硅的性质，请大家回忆我们初中学过的二氧化碳的性质。
学生：二氧化碳的物理性质是常温常压下是无色无味的气体，能溶于水，密度比空气大。
化学性质是：本身不燃烧，一般情况下也不支持燃烧，能与水反应生成碳酸，能与碱反应，是酸性氧化物。
教师：大家回答得很流利。请问，有没有固体的二氧化碳？
学生：有！固体的二氧化碳叫干冰。
教师：干冰可以用来人工降雨，为什么？
学生：因为干冰有易升华的性质。
教师：那么，二氧化碳所具有的物理性质二氧化硅是否具有呢？可通过熟知的何种物质进行判断？
学生：我们可通过平常容易接触到的沙来比较二氧化碳与二氧化硅的性质。
教师：很好，描述一下二氧化硅的物理性质吧。
学生：二氧化硅与二氧化碳的物理性质差别很大，它是一种坚硬难熔的固体，不溶于水。
教师：为什么二氧化硅与二氧化碳的物理性质差别很大？多媒体展示二氧化硅的空间网状结构。让学生初步了解结构决定性质。
教师：玻璃中主要成分之一是二氧化硅，（展示量筒）量筒上的刻度是如何刻出来的？
学生首先想到是用小刀，但玻璃很硬，无法用小刀在玻璃上刻。
教师：二氧化硅能与氢氟酸发生反应，我们利用这一反应原理用氢氟酸雕刻玻璃的，由此，我们不能用玻璃来盛装氢氟酸以及参与一切有关氢氟酸的反应。氢氟酸应保存在塑料瓶中，其有关反应在铅皿中进行。
教师：（展示盛有硫酸铜溶液、氢氧化钠溶液的试剂瓶）盛有硫酸铜溶液、氢氧化钠溶液的试剂瓶有何不同？
学生：观察：盛有硫酸铜溶液、氢氧化钠溶液的瓶塞不一样，为什么盛有氢氧化钠溶液的瓶塞要用橡皮塞？
教师：SiO2能和碱起反应，生成粘稠的硅酸钠（展示硅酸钠的粘稠性），容易使瓶塞和瓶颈粘在一起而不能打开，所以盛氢氧化钠的试剂瓶用橡皮塞。。
（学生可能会问：但平时盛装NaOH溶液却仍然使用玻璃容器，只是用橡皮塞，这是为什么？因为尽管NaOH能与SiO2该反应并不十分迅速，而玻璃表面较光滑，接触面积很小，反应的程度较小，对玻璃瓶的腐蚀并不明显。但如果用磨口塞的话，磨口处的表面积远大于光滑表面，反应后在表面生成Na2SiO3是一种粘性物质，将瓶塞与瓶子紧紧粘在一起而无法打开瓶塞，因而必须用橡皮胶塞。）
教师：二氧化硅能与碱反应生成盐和水，我们把这样的氧化物称为酸性氧化物，回忆我们以前学过的酸性氧化物。（写出二氧化硫、三氧化硫分别与水、氢氧化钠反应的化学方程式
学生回忆、交流：熟知的二氧化碳也是酸性氧化物。
教师：通过回忆二氧化碳的性质再进一步完善二氧化硅的性质，列表比较二者性质的异同点。
[投影展示] SiO2与CO2化学性质的比较
性 质
二氧化碳(CO2)
二氧化硅(SiO2)
与水反应
CO2 + H2O = H2CO3
不 反 应
与碱反应
CO2+2NaOH = Na2CO3+H2O
CO2+NaOH = NaHCO3
SiO2+2NaOH =
Na2SiO3+H2O
与碱性氧化物反应
CO2+CaO = CaCO3
SiO2+CaO高温CaSiO3
与酸反应
不 反 应
SiO2+4HF = SiF4↑+2H2O
教师：二氧化硅不溶于水，如何将二氧化硅转变成相对应的酸？
学生：思考、总结、交流
教师：小结：阐明“强酸制弱酸”的原理,通过硅酸盐和酸可以制备硅酸。
学生：分组实验4-1，观察硅酸溶胶→硅酸凝胶。
教师：展示常用的硅胶的图片，袋装食品、瓶装药品的干燥剂—硅胶。
教师：展示一瓶在空气中露置久的硅酸钠溶液，倒转，这瓶硅酸钠溶液与你们桌上的硅酸钠溶液有何不同，分析、提出设想，并设计实验加以验证。
学生：观察、猜想、交流：可能是空气中的二氧化碳所为，设计验证实验：向饱和硅酸钠溶液中用玻璃管吹气。
实验结论：硅酸是一种很弱的酸，酸性比碳酸还弱。
教师：通过本节课的学习，我们可感受到二氧化硅、硅酸在日常生活、生产和科研等方面有着重要的用途，关于硅酸盐和硅单质的有关内容，下节课再做进一步的讨论。
作业设计：课本P69 1、2、3、4
教学设计说明：
1．采用实例、欣赏法创设学习情景：以美国多媒体发源地“硅谷”的开发为知识背景导入新课抓住学生的注意力；利用绚丽多彩的晶体形态的奇异美吸引学生，利用高科产品的科学魅力激发学生的学习兴趣，把学生引入“硅的海洋”。
2．对于本节的重点知识二氧化硅的性质的处理方式：从学生兴趣入手，从沙子，水晶，石英这些常见物入手，结合日常生活中的经验进行学习，学生不难得出二氧化硅的物理性质：硬度大，熔点高，难溶于水；化学性质稳定，再从二氧化硅晶体的内部结构加以解释，引导学生养成关注生活，从现象到本质的思维习惯。
3．在突破本节课重难点（二氧化硅与氢氟酸的反应、二氧化硅是酸性氧化物、硅酸是一种比碳酸还弱的酸），采取“问题解决”的学习方式，引导学生发现问题→提出假设→设计实验验证→分析，得出结论，提升学生分析问题、解决问题的能力。
4．充分利用二氧化硅、二氧化碳性质的相似性，采用对比的学习方法，可以使学生温故而知新，让学生能更多地参予教学活动，并在学习的过程中培养学生对知识的归纳、总结和探究的能力。
第三章 非金属及其化合物
第一节 无机非金属材料的主角——硅
学习目标：
1、了解硅在自然界中含量、存在、用途
2、了解二氧化硅的物理性质，掌握二氧化硅的化学性质
3、了解硅酸盐的重要用途及组成。
4、了解硅的基本性质、重要用途，了解硅单质的物理性质。
5、掌握硅酸钠的化学性质。
6、初步培养自主查阅资料的能力
7、使学生初步掌握化学实验基本操作、基本技能。
学习重点、难点：
二氧化硅、硅酸盐的用途、性质，硅酸的性质。硅晶体结构，硅酸盐的组成
教学过程：
二氧化硅和硅酸
二氧化硅
⑴二氧化硅的存在 。
⑵二氧化硅的结构 。
⑶二氧化硅的用途 。
⑷二氧化硅的性质
物理性质：
化学性质：
与氢氟酸反应：
与碱性氧化物的反应：
与强碱反应：化学方程式
离子方程式
硅酸
实验4—1
现象
结论
化学方程式
反应原理
[活动与探究]
把二氧化碳通入硅酸钠溶液中，会发生什么现象？
硅酸盐
定义：
用途（记住用途）：
性质：
代表：硅酸钠
干滤纸
用蒸馏水润湿
用硅酸钠润湿
现象
结论
硅酸钠的用途：
[活动与探究]氢氧化钠与碳酸钠溶液瓶塞相同，都是橡皮塞。你能推测是什么原因造成的吗？请讨论。
[学生阅读]科学视野 《新型陶瓷》
硅酸盐组成的表示：
方法：⑴找出组成元素⑵写成氧化物的形式⑶注意原子守恒⑷检查有无遗漏
[练习]1、写出下列硅酸盐的组成表示方式：
硅酸钠： 石棉：
长石：
2、正长石的组成可以表示成KAlSi3Ox，则x= 。用氧化物表示的组成为 。
三、硅单质
第一节 无机非金属材料的主角—硅?第一课时教学设计
[教学目标]
知识与技能
?1．了解硅元素在自然界中的存在形式；
2．知道二氧化硅的性质；
?3．了解硅酸的性质及制法，了解硅酸钠的性质；
?4．知道硅及其化合物的用途。
过程与方法
?1．使学生学会运用对比的方法来认识物质的共性和个性，从而培养学生对新旧知识进行归纳比较的能力。 2．“结构——性质——用途”是 硅及其化合物等内容学习的共同模式，让学生通过物质的结构猜测物质的性质，从而推出物质的用途。
?3．本节多数内容属于了解层次，部分段落可让学生阅读自学培养学生的自学能力。
情感态度与价值观
?1．在大量的直观感性材料的陪衬下，使化学学习不再使人感到枯燥乏味而是生动有趣；为学生构架一座从书本知识到现代科技知识和生活实际的桥梁。有助与学生开阔眼界，提高科技文化素养，理解更多的现代相关科学理论与技术；
2．使学生逐渐形成正确的科学社会观，使学生认识到“科学技术是第一生产力”，关心环境，资源再生等与现代社会有关的化学问题，培养学生社会责任感。
?[教学方式] ?教学方法：提问、对比、引导、探究 ??????????? 学习方法：自学、观察、想象、归纳
??[教学重点] ??二氧化硅的性质；
?[教学难点] ??硅酸盐的丰富性和多样性
?[教学媒体] 多媒体课件
?[教学用具] 试管 胶头滴管? 滤纸或木条吸管? 烧杯? 酒精灯 镊子?? 盐酸溶液? 氢氧化钠溶液? 酚酞试液 硅酸钠溶液? 蒸馏水? 食品中的干燥剂? 氢氟酸腐蚀过的玻璃片
??[教学过程]
教师活动
学生活动
设计意图
新课引入：观看题图，引入第四章
?
?
介绍硅在自然界中的存在形式，引入第一节
观察题图，周期表以及地壳元素分布图，思考
观看一段有关硅及其化合物应用的段片
创设问题情景，诱发学生求知欲望
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引出本节课的课题
提出思考：1。根据“结构——性质——用途”，请思考：单质硅有什么结构特点？猜想其具有什么物性和化性？常温下为什么硅具有化学稳定性？尝试与碳做比较？
引导：展示周期表和硅的结构图
小结硅与碳在结构和性质方面的异同
学生思考回答
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?
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观察，思考
归纳《学案》P55硅与碳的比较，划书P62、P68内容
培养学生对新旧知识进行归纳比较的能力
让学生了解“结构——性质——用途” 的化学学习模式
提出思考：1。硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可制成太阳能电池、光电池等，硅的这些用途是利用了硅的什么性质？
2．? 在半导体工业中有这样一句行话：“从沙滩到用户”，你是如何理解的？
引导学生思考讨论，小结用途
学生思考回答
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?
?
?
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小结，划书
培养学生思维能力
引入：二氧化硅的存在和应用
提出思考：1.根据二氧化硅的存在和应用，二氧化硅具有什么物理性质？化学稳定性如何？你的根据是什么？二氧化硅的这些性质是由什么决定的？尝试与二氧化碳作比较？
讲解二氧化硅的三个性质，注重引导与二氧化碳作比较，展示两个物质的结构图，强调结构决定性质
?
思考与交流P56
归纳《学案》P56二氧化硅与二氧化碳的比较，划书P64内容
?
培养学生对新旧知识进行归纳比较的能力，加深了解“结构——性质——用途” 的化学学习模式
提出思考：5。实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸(HF)?
6．实验室盛放NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而 不用玻璃塞,你知道是为什么吗?
展示被氢氟酸腐蚀的玻片
观察，思考，回答
做记录
引导学生将已学知识与实际相结合
提出思考：7．硅酸（H2SiO3）能通过二氧化硅与水反应制得吗？为什么？
引入：硅酸
实验4—1：要求现象记录
展示干燥剂，小结硅酸用途
学生思考回答
?
?
注意观察实验现象，总结得出结论
?
?
?
培养学生观察能力与思维能力
引入：硅酸盐
提出思考：8．硅酸钠 （Na2SiO3）的俗称是什么？有什么用途？
实验4—2：要求现象记录
?
思考回答
注意观察实验现象，总结得出结论
?
培养学生主动归纳总结能力
引入：硅酸盐及含硅化合物
提出思考：9．从古自今，人类创造性地生产出哪三大类硅酸盐产品？一般硅酸盐的性质如何？如何表示复杂硅酸盐的组成？
10．还有哪些含硅物质？有什么用途？
此部分主要由学生课前自学，课堂回答，归纳小结
让学生阅读自学培养学生的自学能力，展示大量图片，开阔学生眼界，让学生理解更多的现代相关科学理论与技术，使学生认识到“科学技术是第一生产力”，培养学生社会责任感。
课堂小结,布置作业
?
巩固知识
附：学生课前自学材料：分小组完成自学任务，小组得分记录在同学们的过程性评价里。
问题提纲：
1．? 根据“结构——性质——用途”，请思考：单质硅有什么结构特点？猜想其具有什么物性和化性？常温下为什么硅具有化学稳定性？尝试与碳作比较？
2．? 硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可制成太阳能电池、光电池等，硅的这些用途是利用了硅的什么性质？
3．? 在半导体工业中有这样一句行话：“从沙滩到用户”，你是如何理解的？
4．? 根据二氧化硅的存在和应用，请分析：二氧化硅具有什么物性？化学稳定性如何？你的根据是什么？二氧化硅的这些性质是由什么决定的？尝试与二氧化碳作比较？
5．实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸(HF)?
6．实验室盛放NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而 不用玻璃塞,你知道是为什么吗?????????????????
7．硅酸（H2SiO3）能通过二氧化硅与水反应制得吗？为什么？
8．硅酸钠 （Na2SiO3）的俗称是什么？有什么用途？
9．从古自今，人类创造性地生产出哪三大类硅酸盐产品？一般硅酸盐的性质如何？如何表示复杂硅酸盐的组成？
10．还有哪些含硅物质？有什么用途？
?
[教学设计说明]
??????? 本节主要是介绍碳族元素的另外一种代表元素——硅。在新课标当中，有着跟以往教材明显区别的地方，这就是淡化了硅、二氧化硅、硅酸盐等物质的化学性质，只是简单的介绍了二氧化硅作为酸性氧化物的共性和特性以及作为硅酸盐的代表——硅酸钠的最基本的化学性质。其余更多的篇幅是介绍这些物质在生活上的应用，特别是在今天一些最热门的行业以及最新兴的科学领域中的重要作用。其中，为了扩大学生的知识面，激发学生学习化学的兴趣，本节配有大量的插图、资料卡片、科学视野，供学生老师参考。另外，教师还可以根据当地的实际情况挑选更多的和学生密切相关的知识进行拓展。由于此内容比原教材改动较大，本人考虑到学生现有水平，在实际教学做出相关处理：如学生课前在小组内通过合作交流学习完成自学任务，然后经过老师堂上对重点的引导，学生的自己思考，最后对于问题的解答，学生很快就能够达成一致，从而达到共同促进的最终效果，而且能加大课堂容量，提高课堂效益。
《无机非金属材料的主角 硅》 第二课时教学设计及课件
一、探究目标
（一）知识技能
1. 了解硅酸、硅酸盐的组成、结构特点、主要性质和用途。
认识硅酸、硅酸盐等在生产、信息技术、材料科学等领域的应用。
2. 掌握硅酸钠的化学性质。
（二）过程与方法
1. ?学习用实验研究物质性质的方法。
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
硅酸、硅酸盐的用途。
三、探究难点
掌握硅酸钠的化学性质。
四、探究过程
1. 硅酸（H2SiO3）
实验探究: 硅酸是一种很弱的酸（酸性比碳酸还弱），溶解度很小。由于SiO2不溶于水，所以硅酸是通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得。[实验4-1]在试管中加入3-5ml饱和Na2SiO3溶液，滴入1-2滴酚酞溶液，再用胶头滴管逐滴加入稀盐酸，边加边振荡，至溶液红色变浅并接近消失时停止。静置。仔细观察变化过程及其现象。
实验报告
现象
结论
化学方程式
离子方程式
阅读整理：“硅胶”──干燥剂，催化剂的载体
2.硅酸盐（silicate）课文P.66 图4-8 应用广泛的硅酸盐产品
实验探究: 硅酸钠（Na2SiO3），其水溶液俗称水玻璃，可作肥皂填料、木材防火剂及粘合剂。[实验探究]实验4-2，取两张滤纸条，分别放入蒸馏水和饱和Na2SiO3溶液中，使之充分吸湿、浸透，取出稍沥干（不再滴液）后，同时分别在酒精灯外焰点燃。观察现象。完成实验，填写实验报告。
实验报告：
放入蒸馏水
放入Na2SiO3饱和溶液
现象
结论
[课堂阅读]P.66第一段，概括你所获取的信息，制作成知识小卡片。
?1) 硅酸盐的丰富性和复杂性的原因；
?2) 土壤胶体的形成过程；
?3) 土壤胶体的作用……
阅读、思考与交流
·玻璃
普通玻璃的大致组成：Na2O·CaO·6SiO2 各种特种玻璃的特性和应用
种类
特性
用途
普通玻璃
在较低温度下易软化
窗玻璃、玻璃器皿等
石英玻璃
膨胀系数小、耐酸碱、强度大、滤光
化学仪器；高压水银灯、紫外灯的灯壳等
光学玻璃
光性能好、有折光和色散性
眼镜片；照相机、显微镜、望远镜、用凹凸透镜等光学仪器
玻璃纤维
耐腐蚀、不怕烧、不导电、不吸水、隔热、吸声、防虫蛀
宇航员的衣服、玻璃钢等
钢化玻璃
耐高温、耐腐蚀、强度大、质轻、抗震裂
运动器材；微波通信器材；汽车、火车窗玻璃等
思考与交流 从上表我们知道了一些特种玻璃的性质和用途，请从改进材料方面谈谈本表内容给你启发。
·水泥
1） 主要成分硅酸三钙（3CaO?SiO2、硅酸二钙（2CaO?SO2）、铝酸三钙（3CaO?Al2O3）2、用途：建筑行业水泥在各个工程上应用
3）阅读资料交流感受。
（1）现在全世界年产水泥总数超过6亿吨。一种新型水泥──双快水泥（快凝、快硬）问世。它浇注一天后的硬度，相当于普通水泥浇注7-28天后的硬度。（2）我国水泥工业的发展情况：水泥产量自1979年到1999年增长了7.8倍，20年间我国水泥产量平均增长达11.08％，水泥产量自1995年以来一直居全世界首位。其中1999年我国水泥产量占世界的37．16％。我国现有水泥企业8000多家，而20万吨以上的企业不足10％，全国水泥企业平均规模不到10万吨，与世界其它国家相经差距极大。
·陶瓷
思考：为什么在英文中用China表示中国？
新型的陶瓷 （1）高温结构陶瓷（2）压电陶瓷（3）透明陶瓷（4）超导陶瓷
请阅读课文材料，讨论归纳。
新型无机非金属材料的主要特点：
1、强度高，耐高温；2、具有电学特性：绝缘体、半导体、导体等；3、具有光学特性：发光、透光（可见光、红外光、射线）；4、具有生物功能。
课堂阅读：课本P67具有特殊功能的含硅的物质
小结：1、硅酸、硅酸盐的用途
2、掌握硅酸钠的化学性质
作业：课本P69 N1、N2
第二课时 硅酸盐和硅单质
教学目标：
知识技能：1.了解硅酸钠的性质和主要用途
2.对硅酸盐工业及一些产品有大致印象 ,体会硅酸盐的丰富性和复杂性
3.了解硅是重要的半导体材料，在电子工业上的广泛用途。
过程与方法：本节课内容属于了解层次,行文浅显易懂,可让学生阅读自学,仔细体会有关知识的内涵,进行归纳总结，培养学生的自学、归纳能力。
情感、态度与价值观；以中国的陶瓷在世界文明中的重要地位为例，感悟我们中华民族的伟大与希望；以晶体硅在高新技术领域里的重要作用为例，体会科学、技术、社会之间的相互关系，使学生真正地认识到硅酸盐工业与人类生产、生活密切相关。
教学难点：硅酸盐的丰富性和多样性
教学方式：实物展示、启发诱导、引导归纳、自学、讲述、实验探究
教学过程设计：
教师：通过趣味实验“烧不坏的布” （取两根一样的干燥布条，其中一根在硅酸钠溶液中浸过，在火焰上燃烧）进入新的内容的学习，创设学生探究学习的情境。。
学生：观察两根布条燃烧的现象：一根很容易燃烧，一根不燃。
教师：揭示奥秘：不燃的布条是由于我预先在硅酸钠溶液俗名“水玻璃”中浸泡并晒干的。
学生：实验4-2，亲自体验该过程。
学生讨论，交流：硅酸钠的性质、用途（显碱性，能耐高温）
教师：小结：硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，，其用途很广；建筑工业及造纸工业用它做粘合剂；木材或织物用水玻璃浸泡过后既防腐又不易着火；浸过水玻璃的鲜蛋可以长期保存；水玻璃还用作软水剂，洗涤剂和制肥皂的填料；它也是制硅胶和分子筛的原料。
教师：硅酸钠是最简单的硅酸盐，从古至今，人类创造性地生产出了三大硅酸盐工业产品——陶瓷、玻璃、水泥，它们在日常生活应用很广泛，请同学展示。
学生：展示水泥、住宅玻璃、汽车、火车的车窗玻璃、挡风玻璃、各种颜色的玻璃、光学仪器玻璃、器皿玻璃、缸、罐、茶具、瓷质餐具、卫生设施、艺术饰品。
教师：我国是世界上最早生产陶器的国家，瓷器是中华文明的象征，中国的瓷器驰名世界，英文的“中国”（China）一词又指“瓷器”，这反映了在西方人眼中中国作为“瓷器故乡”的形象。
教师：请大家根据生活经验，说一下玻璃、陶瓷的性能？
学生讨论，交流：玻璃的透光性能好，但易碎，并且易伤人；用玻璃制成的物品美观，但就是不结实，如窗户上的玻璃，很容易打破；玻璃不耐热，开水都能把它炸裂；陶瓷硬度高、耐磨损、耐高温、化学性质稳定，但易破损。
教师：传统陶瓷有许多独特的优势，这使得很多行业的科学家都对它情有独钟，然而它的弱点的存在，又使它的应用范围受到了一定的限制。关于陶瓷，科学家们一直在探索着扬长避短的制作技术，并已取得了很大的进展和突破，产生了多种多样具有特殊性能的新型陶瓷，下面请同学展示。
学生展示、介绍搜集的新型陶瓷资料。
教师：硅酸盐的种类很多，结构也很复杂，通常可用
