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(xué)習(xí)導(dǎo)言學(xué)習(xí)導(dǎo)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(chǎn)活動的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，本章教材引領(lǐng)學(xué)生走進元素化合物的應(yīng)用世界。從自然界中的元素走進材料世界中的元素，將學(xué)生的視野打開，體現(xiàn)多角度、多層面和大視野。材料的性能取決于材料的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)，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(zhì)來分析材料的性能。本章教材一方面引導(dǎo)學(xué)生回顧學(xué)習(xí)非金屬及其化合物的化學(xué)性質(zhì)的方法，并以此方法學(xué)習(xí)硅及其化合物

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

3、”和“分析”的科學(xué)方法。情感態(tài)度與價值觀：體會組成材料的物質(zhì)性質(zhì)與材料性能的密切關(guān)系，認(rèn)識新材料的開發(fā)對社會、生活產(chǎn)生的重要影響，了解材料開發(fā)和應(yīng)用與化學(xué)科學(xué)發(fā)展之間的關(guān)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(shù)字計算機“埃尼阿克”（ENIAC）在美國研制成功。它當(dāng)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(dá)30多噸，占地有兩三間教室般大。它當(dāng)時的運算速度為每秒5000次加法運算。雖

4、然這在當(dāng)時是相當(dāng)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(zhì)呢？?研習(xí)教材重難點研習(xí)點研習(xí)點1半導(dǎo)體材料與單質(zhì)硅半導(dǎo)體材料與單質(zhì)硅1半導(dǎo)體材料半導(dǎo)體材料特指導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的一類材料。最早使用的半導(dǎo)體材料是鍺，但因其含量低，提煉工藝復(fù)雜，價格昂貴，而不適合廣泛使用。目前廣泛使用的半導(dǎo)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(zhì)硅（1）存在：自然界中無單質(zhì)硅，硅元素全部以化合態(tài)存在，如二氧化硅、硅酸鹽等?；蠎B(tài)的硅是構(gòu)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(zhì)：單質(zhì)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(dǎo)體材料。典例典例2：有科學(xué)家提出硅是“21世紀(jì)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(guān)于其有利因素的說法中，你認(rèn)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(chǎn)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(zhì)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(zhì)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(chǎn)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(xí)點研習(xí)點2二氧化硅與光導(dǎo)纖維二氧化硅與光導(dǎo)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(zhì)的石英晶體叫做瑪瑙。另外二氧化硅也是構(gòu)成巖石的重要成分。2、二氧化硅的物理性質(zhì)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(xué)

8、性質(zhì)（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(yīng)生成鹽和水：SiO22NaOH＝Na2SiO3H2O②二氧化硅在高溫下可與堿性氧化物反應(yīng)：SiO2＋CaOCaSiO3高溫（2）特性①SiO2不溶于水，也不與水反應(yīng)。②二氧化硅在常溫下與氫氟酸反應(yīng)：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(yīng)該注意什么問題？提示：提示：1不能通過SiO2與H2O反應(yīng)的方法來制取其對應(yīng)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(yīng)保存在塑料瓶中。NaOH溶液不能保存在玻璃塞的玻璃瓶中，應(yīng)保存在橡膠塞的玻璃瓶