魯科必修1第04章第1節(jié)

1、第4章元素與材料世界元素與材料世界學習導言學習導言▲章節(jié)知識概說章節(jié)知識概說材料是人類生活和生產活動的重要物質基礎，本章教材引領學生走進元素化合物的應用世界。從自然界中的元素走進材料世界中的元素，將學生的視野打開，體現多角度、多層面和大視野。材料的性能取決于材料的化學組成和結構，因此教材從元素出發(fā)，通過了解元素及其重要化合物的性質來分析材料的性能。本章教材一方面引導學生回顧學習非金屬及其化合物的化學性質的方法，并以此方法學習硅及其化合物

2、的重要性質；另一方面。進一步豐富學生對金屬元素及其化合物的認識，給他們一個更為廣闊的認識物質世界的空間，也為后面學習元素周期律及元素周期表打下基礎?！n標理念感悟課標理念感悟知識與技能：根據生產、生活中的應用實例或通過實驗研究，了解鋁、硅及其重要化合物的性質，能夠應用這些性質解決一些生產、生活和化學學科中的簡單問題。能列舉金屬材料、無機非金屬材料和復合材料在生產、生活中及其他領域的應用。過程與方法：通過本章的學習，讓學生進一步體驗“比較

3、”和“分析”的科學方法。情感態(tài)度與價值觀：體會組成材料的物質性質與材料性能的密切關系，認識新材料的開發(fā)對社會、生活產生的重要影響，了解材料開發(fā)和應用與化學科學發(fā)展之間的關系。第1節(jié)硅無機非金屬材料無機非金屬材料1946年2月15日，世界上第一臺通用電子數字計算機“埃尼阿克”（ENIAC）在美國研制成功。它當時由1.8萬個電子管組成，是一臺又大又笨重的機器，體重達30多噸，占地有兩三間教室般大。它當時的運算速度為每秒5000次加法運算。雖

4、然這在當時是相當了不起的成就，但其計算速度還不如今天的一臺微型計算器的運行速度。是什么使計算機的體積減小的同時，加快了計算速度呢？是硅芯片。那么，硅芯片是從哪里來的呢？硅又有什么性質呢？?研習教材重難點研習點研習點1半導體材料與單質硅半導體材料與單質硅1半導體材料半導體材料特指導電能力介于導體和絕緣體之間的一類材料。最早使用的半導體材料是鍺，但因其含量低，提煉工藝復雜，價格昂貴，而不適合廣泛使用。目前廣泛使用的半導體材料是硅元素，在地殼

5、中含量居第二位，該元素全部以化合態(tài)存在于自然界中，儲量豐富。常見的有晶體硅和無定形硅等形式存在。2單質硅（1）存在：自然界中無單質硅，硅元素全部以化合態(tài)存在，如二氧化硅、硅酸鹽等。化合態(tài)的硅是構成地殼的礦石和巖石的主要成分，硅在地殼中的含量居第二位。（2）物理性質：單質硅有晶體硅和無定形硅兩種。晶體硅呈灰黑色，有金屬光澤，硬而脆，熔點很高（1410℃），是良好的半導體材料。典例典例2：有科學家提出硅是“21世紀的能源”、“未來的石油”的

6、觀點。假如硅作為一種普遍使用的新型能源被開發(fā)利用，下列關于其有利因素的說法中，你認為不妥的是A便于運輸、儲存，從安全角度考慮，硅是最佳的燃料B自然界的含硅化合物易開采C硅燃燒放出的熱量大，燃燒產物對環(huán)境污染程度低且容易有效控制D自然界中存在大量單質硅研析：研析：有些燃料，如氫氣具有發(fā)熱量大，無污染等優(yōu)點，但從運輸、儲存角度就不如硅了，硅是固體、常溫下性質穩(wěn)定，是非常安全的；另外，硅在自然界存在廣泛，硅化合物易開采，其燃燒產物為SiO2，

7、對環(huán)境污染程度低。但需注意的是，自然界沒有游離態(tài)的硅，因此，D是錯誤的。答案：答案：D研習點研習點2二氧化硅與光導纖維二氧化硅與光導纖維1、二氧化硅的存在二氧化硅廣泛存在與自然界中，天然二氧化硅叫硅石。石英的主要成分為二氧化硅晶體，透明的石英晶體叫做水晶，含有有色雜質的石英晶體叫做瑪瑙。另外二氧化硅也是構成巖石的重要成分。2、二氧化硅的物理性質純凈的二氧化硅晶體呈無色，熔點高，硬度大，不溶于水，也不溶于其他一般的溶劑。3、二氧化硅的化學

8、性質（1）二氧化硅是一種酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性①二氧化硅在常溫時可以與堿溶液緩慢反應生成鹽和水：SiO22NaOH＝Na2SiO3H2O②二氧化硅在高溫下可與堿性氧化物反應：SiO2＋CaOCaSiO3高溫（2）特性①SiO2不溶于水，也不與水反應。②二氧化硅在常溫下與氫氟酸反應：SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O③二氧化硅中的硅為＋4價，具有弱的氧化性，如在高溫時，二氧化硅中的硅可以被碳置換出來。思考：思考：1如何制取硅

9、酸？2保存氫氟酸、NaOH溶液時應該注意什么問題？提示：提示：1不能通過SiO2與H2O反應的方法來制取其對應的水化物——硅酸(H2SiO3)制取H2SiO3的方法如下：Na2SiO32HCl＝2NaClH2SiO3↓或Na2SiO3CO2H2O＝Na2CO3H2SiO3↓[硅酸(H2SiO3)不溶于水，其酸性比H2CO3還弱。]2氫氟酸不能保存在玻璃瓶中，應保存在塑料瓶中。NaOH溶液不能保存在玻璃塞的玻璃瓶中，應保存在橡膠塞的玻璃瓶