硅及其重要的化合物
一、素质教育目标
（一）知识教学点
1．二氧化硅的晶体结构、性质和用途。
2．原硅酸及硅酸的组成和性质。
3．几种硅酸盐的组成和性质。
（二）能力训练点
1．归纳思维能力
通过二氧化碳与二氧化硅、碳酸钠与硅酸钠等结构与性质的学习，应引导学
生从其原子间的结合方式、键长、键能、键角、硬度、熔沸点等进行全面归纳总结，
以提高学生的综合认知水平。
2．分析思维能力
“结构→性质→用途”是二氧化硅、硅酸、硅酸钠等内容教学的共有模式。教学
时应抓住物质结构的前置分析，顺水推舟，导出有关物质的性质和用途。
3．自学能力
本节多数内容属于了解层次，行文浅显易读，部分段落可让学生阅读自学，
仔细了解领悟有关知识的内涵，培养学生的自学能力。
4．观察能力可指导学生搜集并观察身边及生活环境中的石英、砂石、水晶、
各种含硅矿物、粘土等实物，分析比较其性状（硬度、色泽）等物理性质的异同
训练学生的观察能力。
（三）德育渗透点
1．“科学是第一生产力”。光导纤维与现代通讯等内容的学习，可极大地
唤起学生热爱科学，热爱科技的激情，培养他们学习科学、实践科学的能力。
2．美育的渗透。自然界是美丽的：形形色色的石英砂石，晶莹剔透的水晶，
形神兼备的奇石，伟岸挺拔的建筑物与石英砂都密不可分，玲珑剔透的瓷器实
为高岭土之美……这些内容都会激发学生的美感和热爱祖国、热爱大自然情感。
二、教学重点、难点、疑点及解决办法
1．重点
（1）二氧化碳和二氧化硅的比较——它们属于同一主族元素的氧化物。因
此，化学性质十分相似，都是酸性氧化物，可在一定条件下跟碱性氧化物、碱等
反应；都具有一定的氧化性，可在高温下与碳反应。但是，由于二者的晶体结构
不同，使得二者的物理性质有很大的不同，二氧化碳形成分子晶体，其熔、沸点
均很低，而二氧化硅形成原子晶体，熔点、沸点、硬度都很高。
（2）二氧化硅的化学性质——①酸性氧化物的性质。表现为能与
保存在磨口塞试剂瓶中。②氧化性。工业上制取单质硅的反应即利用了
③高温下与碳酸钙、碳酸钠等碳酸盐反应。这是玻璃熔炉中的反应（见下
节）。④与氢氟酸的反应，SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O。这是为什么制取和保存HF
时不能用玻璃仪器的原因。
2．难点
二氧化硅的空间结构。
3．疑点
二氧化硅是原子晶体，为什么“干冰”是分子晶体。
4．解决办法
关于二氧化硅性质的知识是通过二氧化碳的比较得出的，抓住其结构的异
同进行剖析，上述重点就迎刃而解了。通过运用硅与氧原子的成键规律，结合键
长、键角等数据引导学生展开空间想象力，再展示金刚石、晶体硅、二氧化硅晶体
结构模型或设计多媒体课件，让学生建立起金刚石、晶体硅、二氧化硅晶体的空
间结构。教学时要让学生明确二氧化硅晶体中不存在单个的“SiO2”分子，晶体中
每一个硅原子跟四个氧原子结合成共价键，每一个氧原子跟两个硅原子结合成
共价键，Si与O的个数比为 1∶2。明确了这些有利于学生掌握二氧化硅晶体的
空间结构。
三、课时安排
1课时。
四、教具准备
金刚石、晶体硅、二氧化硅的晶体模型的多媒体课件，水晶，1mol/L盐酸、
水玻璃、二氧化碳气体发生器。
五、学生活动设计
二氧化硅的教学用先列出图表，然后让学生自学独立完成，从而达到掌握
“列表分析”的学习方法。在此基础上，让学生提出疑问，师生共同讨论答疑。
硅酸及其盐的知识采用自学法完成。因此，本节课以学生的动手练习和自学
为主。
六、教学步骤
（一）明确目标
与“一”的内容相同。
（二）整体感知
硅及二氧化硅的结构、性质、用途等知识是本节的主要内容，与其有关的知
识点贯穿于本章的始终，能反应出本章的知识结构。
（三）重点、难点的学习与目标完成过程
1．引言（组织教学：略）
二氧化硅、粘土等物质在现代科技、工农业生产中发挥着很大的作用，今天
我与同学们一起到硅“家里”作客，探讨一下其中的“秘密”。
播放金刚石、晶体硅、二氧化硅的晶体模型的多媒体课件，展示水晶标本。
演示实验：①硅酸的制取：向硅酸钠的溶液中滴加 1mol/L的盐酸，观察现
象。
②二氧化碳气体通入水玻璃中，观察现象。通过这一事实，得出的结论是什
么？
2．教学过程
（1）让学生自学课本 4页至 8页，然后独立完成《学案导学》提纲上所列出
的内容。
①二氧化硅在自然界中的存在状态主要有____和____状态两种。无定形二氧
化硅主要有____等，它是怎样形成的？____它的主要用途是____。二氧化硅的主
要用途是____。
② SiO2和 6CO2的比较：
③二氧化硅的化学性质：
与HF作用____________________________________________
与NaOH溶液作用：化学方程式，_____________________________，离子
方程式____________________________________________。
这两个反应提醒我们，在实验室里制取HF时，应，保________存氢氟酸
时应____ ____；保存NaOH等碱性物质时，应________。
与碱性氧化物，如 CaO、Na2O等反应 2O等反应________ ____二氧化硅
的氧化性（请举两例，用方程式表示）
____ ________④硅酸是____色的____体，是____失水的产物。一般不能由
二氧化硅与水反应制取。写出制取硅酸的有关化学方程式：
________________________________________________
⑤硅酸盐的基本知识：
A．写出下列物质（或其主要成份）的化学式，并改写成氧化物的形式
B．列举水玻璃的用途
________________________________________
________________________________________
C．向水玻璃的溶液中通入二氧化碳，会有什么现象发生？____写出这一
过程的化学方程式和离子方程式____、_____。这一反应说明了哪些问题？____。
D．试回顾总结中学化学中学过的能跟二氧化碳反应的物质有哪些，写出
它们间发生反应的化学方程式。
（2）点拨与答疑
①二氧化硅的晶体结构。
将晶体硅结构中的每一个“硅-硅”共价键打开，并在其间夹入一个氧原子，
就形成了二氧化硅的晶体。这样，每个硅原子和四个氧原子以共价键结合，形成
以该硅原子为中心的正四面体型结构（值得注意的是，Si-O-Si键也有一定的键
角，不是直线型，其键角为 109°28′），这种正四面体型结构向空间伸展，就
形成了具有空间网状结构的原子晶体。由于每个氧原子同时和两个硅原子成键，
所以二氧化硅晶体中，硅氧原子数之比为 1∶2，SiO2只表示一种比例关系，并
不表示晶体中存在 SiO2的小分子。
②硅藻土用于催化剂载体。
有些固体物质做催化剂时，化学反应是在其表面上发生的。但它本身的表面
积不够大，难以充分发挥其催化作用。这时往往根据吸附原理，将它们固定在一
些化学性质稳定而表面积较大的物质表面上使用。例如，工业上生产硫酸所用催
化剂五氧化二钒就是吸附在硅藻土上使用的。可见，催化剂载体应具备两个基本
条件：有较大的表面积，有较好的化学稳定性，二者缺一不可。如活性炭有较大
的表面积，但在高温下易被氧化，所以一般不用于催化剂载体。
③碳化硅（SiC）俗名金刚砂，具有和金刚石相似的结构。由于碳原子的半
径比硅原子的半径小，则 C-C、C-Si、Si-Si的键能依次减小，所以金刚石、金刚砂、
晶体硅的熔点依次降低。
（四）总结、扩展、答疑
1．本节课学习的主要内容（用投影）：
上述转化关系中箭头指向表示其性质，箭头指出表示其生成反应（可用于
制取）。
2．当堂小测试：
（1）上述转化关系用化学方程式表示出来。
（2）简答：盛氢氧化钠溶液的试剂瓶为什么要用橡胶塞，而不能用玻璃塞？
__________________________________________
（3）“水玻璃”如何保存？简要说明理由。____________________。
（五）布置作业
课本第九页 3、4、5题。
七、板书设计
硅及其重要的化合物
一、二氧化硅
SiO2和 CO2的比较（投影或使用小黑板）
二、硅酸、硅酸盐
硅酸、硅酸与碳酸的比较
小结：用投影揭示出相互转化关系
八、参考资料
不怕火的衣服。有不怕火的衣服吗？有。我们的消防队员，炼铁、炼钢工人都
配备了不怕火的衣服。原来，这些不怕火的衣服都是石棉做的（石棉是矿石——
镁、铁、钙的硅酸盐）。
在石棉的结构中，有大量的气孔，所以是热的绝缘材料，又因石棉在高温
下也不跟氧气反应，是不可燃的，并且在 1000℃高温下不分解、不熔化，从而
可以制作消防队员，炼铁、炼钢工人的衣服和手套等。
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