一粒沙 芯世界

在生活中含硅的材料很常见，如沙子、玻璃、光纤、芯片等，但很少有学生知道它们都和硅元素有关。在数字信息化的时代，我们的生活离不开光纤和芯片的应用，学生对数字产品如手机、电脑都有极大的兴趣，相信他们也一定很想一探究竟：这些数字产品的化学成分是什么呢？沙子和芯片有什么联系呢？教学背景教学重难点二氧化硅的结构和性质硅的制备和用途【引入】播放歌曲“青花瓷”走近硅时代生活中的含硅材料玛瑙沙子水晶生活中的含硅材料硅胶干燥剂生活中的含硅材料蜡像制作:硅胶生活中的含硅材料【环节一】硅元素在自然界的存在形式天然水晶玛瑙自然界中Si元素存在形式：硅酸盐和SiO2光导纤维（展示光纤）1966年，高锟在《光频率介质纤维表面波导》论文中开创性地提出光导纤维在通信中应用的基本原理,获2009年度诺贝尔物理学奖1979-赵梓森拉制出我国自主研发的第一根实用光纤，被誉为“中国光纤之父”【环节二】自主学习,总结SiO2结构及性质SiOSiO2晶体结构硅氧氧氧氧材料1：石英玻璃是用二氧化硅制造的特种工业技术玻璃，具有一系列优良的物理、化学性能，如：1、石英玻璃的软化点温度约1730℃，可以在1100℃下长时间使用。2、除氢氟酸外，石英玻璃几乎不与其他酸类物质发生化学反应，其耐酸能力是陶瓷的30倍，不锈钢的150倍。3、石英玻璃的热膨胀系数极小，能承受剧烈的温度变化，将石英玻璃加热至1100℃左右，放入常温水中也不会炸裂。4、石英玻璃在紫外到红外的整个光谱波段都有较好的透光性能，可见光透过率在93%以上。5、石英玻璃的电阻值相当于普通玻璃的一万倍，是极好的电绝缘材料，即使在高温下也具有良好的电性能。材料2:我国有着悠久的“玉文化”，古代精美绝伦的玉器，其工艺之精湛，至今为人们所叹服。据研究，古代是以精选的河砂作为磨料对玉石进行加工的。SiO2的用途【环节三】探究SiO2化学性质创设情境:盛有NaOH溶液的试剂瓶误用玻璃塞观察两个试剂瓶，推测SiO2化学性质?CO2SiO2是否为酸性氧化物是是与水反应与碱性氧化物（CaO）反应CO2+CaO=CaCa3与强碱溶液反应（NaOH）与酸反应(HF)CO2+H2OH2CO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O高温SiO2+CaO==CaSiO3类比推测掌握化学性质⇌CO2SiO2是否为酸性氧化物是是与水反应与碱性氧化物（CaO）反应CO2+CaO=CaCO3与强碱溶液反应（NaOH）与酸反应(HF)CO2+H2O⇌H2CO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+4HF=SiF4↑+2H2O高温SiO2+CaO==CaSiO3类比推测掌握化学性质（特性）【环节四】硅的制备及用途硅的制备：•SiO2+2C======Si（粗硅）+2CO↑•Si+3HCl=======H2+SiHCl3（沸点较低，31.8oC）•SiHCl3+2H2======Si（纯硅）+3HCl1600~1800oC250~300oC1100~1200oC全新“生物芯片”：量子芯片汽车钥匙防盗芯片手机支付芯片语音芯片•光电池太阳能电池板书设计第四章非金属元素及其化合物第一节一粒沙芯世界一、Si元素存在形式：SiO2及硅酸盐（自然界中）二、SiO2晶体结构：空间网状结构三、SiO2性质1、物理性质：硬度大（晶体）、熔点高、难溶于水2、化学性质（酸性氧化物）SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2↑特性：SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O四、Si的制备及用途1、制备SiO2+2C==Si（粗硅）+2CO↑2、用途：制硅芯片、制硅-太阳能电池教学反思硅属于元素化合物的专题，知识程度要求不高，通过大量的图片及视频，带领学生了解生活中常见的含硅材料，并采用对比的方法让学生掌握了SiO2的性质，使学生认识到原来硅材料的用途如此之大！培养了学生多从化学的视野去认识周围的事物，探求事物的本质！