陕西省石泉县高中化学第四章非金属及其化合物4.1无机非金属材料的主角——硅（第1课时）教案新人教版必修1.doc

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1、1无机非金属材料的主角硅课标依据 通过实验了解氯、氮、硫、硅等非金属及其重要化合物的主要性质，认识其在生产生活中的应用和对生态环境的影响。教材分析 在本节之前已经介绍了了金属钠、铝的化学性质，本节开始学习金属的重要化合物。本节是金属化学性质知识的延伸，知识由简单到复杂，符合学生的学习规律。高一三班：学生对于化学知识储备上，在已经学习了一些金属及其化合物的知识，学生容易接受，初步具备分析总结的能力，可以通过对已有知识的复习引导学生进行新课，在学习特点上比较被动，需要教师在课堂上灵活转变教学。高一五班：在知识储备上和 1 班情况相同，课堂较不活跃，但有几个积极分子可以带活班级学习气氛。学情分析高一

2、六班：在知识储备上和前两个班情况相同，课堂较活跃，学生在学习积极性上较好。 知识与能力1、了解硅在自然界中的含量、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程过程与方法1、自主学习，培养学生自学的能力。2、活动探究，通过硅与碳、二氧化硅与二氧化碳的比较，培养学生的归纳能力、比较能力。三维目标情感态度与价值观通过了解材料发展的历史与前景，使学生认识化学在材料科学中的重要地位，体会化学的创造性和实用性，激发对化学科学的兴趣。教学重点二氧化硅的性质(尤其是作为酸性氧化物的性质)教学重难点教学难点二氧化硅的性质(尤其是作为酸性氧化物的性质)教法与学法通过已有知识和日常常识加以引导，使

3、学生自主得到知识。指导学生阅读课本及相关重要化合物的材料2教学资源师生活动 设计意图 批注教学活动设计第一课时引入我们生成的地球，它坚硬的地壳是由什么构成的？岩石，构成岩石的主要成分是硅酸盐及硅的氧化物。问一提到硅，同学们又能想到什么呢？硅谷：美国新兴的高技术产业开发区,电子技术研究中心,计算机生产的重要基地,位于加利福尼亚州圣弗朗西斯科南端.半导体：单晶硅是半导体器材的核心材料,硅半导体是集成电路的主要材料,估计在 21 世纪,硅仍然会占半导体材料的 95%以上.沙子、石英、水晶：主要成分是硅的氧化物光导纤维:从石英玻璃熔融体中,拉出直径为 100 微米的细丝.再把千百根光导纤维组合并增强处

4、理,就制成成光缆,其优点:质轻,体积小,输送距离长,保密性好,成本低.导入从古至今，在无机非金属材料中，硅一直都在扮演着主要的角色。今天，就让我们一同来研究一下硅的氧化物-二氧化硅及硅酸和硅酸盐的性质 。板书 第一节 无机非金属材料的主角-硅(一)讲硅在地壳中含量丰富，仅次于氧，排在第二位，约占 26.3%。投影元素周期表讲位于周期表中的第四长列上的是碳族，这一族可谓是豪门望族。其中具有代表性的是其中的两位兄长。碳，形成了无数种构成人类和其它地球生物等的有机物， “统治了有机界” 。其构成的煤、石油等有机化产品和材料是现代化的基石。而它的弟弟-硅，地壳质量的约 90%，构成了地壳大部分岩石、沙

5、子和土壤， “统治了地壳” ，而当今硅酸盐工业的陶瓷、玻璃、水泥等使人类生活日新月异。思考与交流画出 C、Si 的原子结构简图，并由此分析：硅的化学性质活不活泼，为什么？硅的化合价主要是多少？3讲Si 原子最外层有四个电子,既不易失电子,也不易得电子,所以,硅的化学性质不活泼。主要形成四价的化合物。硅是一种亲氧元素，在自然界它总是与氧相互化合。所以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的形式存在。思考常温下，单质碳、硅的化学性质都不活泼，为什么碳在自然界中有稳定的单质（金刚石）存在，而硅却没有，说明了什么？单质硅的化学性质虽然稳定，但硅是一种亲氧元素，硅原子和氧原子的结合非常

6、牢固，形成的二氧化硅或硅酸盐中的硅氧化学键非常牢固，硅氧键一旦形成就很难被破坏，所以，自然界中硅都是以二氧化硅或硅酸盐的形式存在，没有游离态的硅。过下面我们首先来研究一下二氧化硅的性质和用途。板书一、二氧化硅和硅酸1、二氧化硅(SiO 2 )(1) 存在讲SiO 2 是硅的重要化合物。地球上存在的天然二氧化硅约占地壳质量的 12，其存在形态有结晶形和无定形两大类，通称硅石。投影并展示水晶、玛瑙、石英坩埚、一段光缆讲水晶是自然界中六方柱状的透明晶体，玛瑙的成分也是 SiO2，它们除了一些常见的可作饰物等用途外，SiO 2 在工业上用途也非学广泛，例如，以石英为材料而制成的纤维在电信行业的应用等。

7、板书(2) 用途投影小结、制光导纤维、石英玻璃制化学仪器了解硅在自然界中的含量、存在、用途硅石结晶形：玛瑙、石英、水晶无定形：硅藻土4、石英表、石英钟、水晶制光学仪器和工艺品、玛瑙制精密轴承和装饰品讲结合已有的关于水晶、沙子主要成分也是 SiO2 的知识，思考一下，SiO 2的物理性质有哪些，注意与 CO2进行比较研究板书(3) 物理性质：熔点高，硬度大的固体、不溶于水，纯净的SiO2 晶体无色透明思考为什么 SiO2与 CO2的性质上有着这么大的差别呢？讲主要取决于结构的不同。CO 2是 C 与 O 通过化学键所连接的分子结构，而 SiO2 是 SiO四面体结构投影硅氧四面体结构讲SiO 4

8、四面体：每 1 个 Si 原子周围结合 4 个 O 原子，Si 在中心,O 在四个顶角. 同时每 1 个 O 原子周围结合 2 个 Si 原子相结合。二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为 2：1,通常用 SiO2 来表示二氧化硅的组成. 板书(4) 结构：空间网状结构讲我们说，结构决定性质，SiO 2 的网状结构不仅决定了其物理性质的特殊性，还决定了其化学性质的稳定性。板书(5) 化学性质：稳定，不活泼具有酸性氧化物的性质：(不溶于水且不和水反应) 1与强碱反应 ：SiO 2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 自主学习，培养学生自学的能力SiO4四面体结构5与碱性氧化物反应：SiO 2+CaO

9、高 温 CaSiO3 讲SiO 2除了具有酸性氧化物的通用性之外，还具有特性。比如酸性氧化物一般不与酸反应，而 SiO2却能与 HF 反应，这也是工业上雕刻玻璃的反应原理板书 与 HF 的反应：SiO 2+4HF=SiF4 +2H 2O 2讲除此之外，SiO 2在制水泥、玻璃、纯硅时，还有一些特殊反应投影小结弱氧化性：SiO 2+2C 高 温 Si +2CO (工业上制粗硅) 3与某些盐反应：Na 2CO3+SiO2 高 温 Na2SiO3+CO2 4CaCO3+SiO2 高 温 CaSiO3+CO2 (工业上制玻璃的主要反应)思考与交流1、实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？HF 能腐蚀玻璃，

10、因此，盛装氢氟酸不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。2、实验室盛装 NaOH 溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞？NaOH 溶液能与玻璃中的 SiO2 反应生成 Na2SiO3 ，使瓶塞部分粘结而无法打开。因此盛装 NaOH 溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡胶塞。过刚才我们提到 SiO2不能溶于 H2O 得到相应的酸，但它对应的酸叫硅酸，那么硅酸是一种怎样制得的酸呢？板书2、硅酸(H 2SiO3)讲H 2SiO3是一种比 H2CO3还要弱的酸，它不溶于水，不能使指示剂褪色，是一种白色粉末状的固体。板书硅酸是一种弱酸，它不溶于水，不能使指示剂变色，是一种白色粉末状的固体。 问SiO 2 不溶于水且

11、不和水反应，那么要如何制备硅酸呢？结合初中制备 CO2的方法来设想一下？讲初中制备 CO2是利用碳酸盐与强酸反应，是强酸制弱酸的原理。H2SiO3也是一种很弱的酸，我们是否也可以用硅酸盐来制备呢？6投影实验P76 实验 4-1实验 4-1：向饱和 Na2SiO3 溶液中滴入酚酞，再滴入稀盐酸问若改向 Na2SiO3溶液中滴加 H2SO4 会有什么现象呢？板书Na 2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3 Na2SiO3+H2SO4=Na2SO4+H2SiO3 讲所生成的硅酸逐渐聚合而形成胶体硅酸溶胶，硅酸浓度较大时，则形成软而透明的、胶冻状的硅酸凝胶。硅酸凝胶经干燥脱水就形成硅酸干胶，称

12、为“硅胶” 。硅胶多孔，吸附水分能力强，常用做实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体。讲如果对硅酸加热，其可以分解生成 SiO2 板书H 2SiO3 H2O +SiO2 活动与探究硅酸是一种比碳酸还要弱的酸，请利用中学实验室常见的仪器及药品，设计一个简单实验，证明硅酸的酸性比碳酸弱，并完成一份实验报告。分析利用 CO2 溶于水产生 H2CO3 ，而 H2CO3的酸性比 H2SiO3 的酸性强，可以将 CO2通入到 Na2SiO3的溶液中。板书Na 2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3 总结本节课我们学习了一种重要的非金属元素硅的化合物 SiO2和 H2S

13、iO3，了解了 SiO2的重要性质及用途。知道了晶莹透明的水晶、五彩斑斓的玛瑙与普通沙子的化学成分并没有什么两样。知道了 SiO2在当前信息时代、IT 产业中的重要作用。化学知识可以帮助我们认识，现象 滴入酚酞溶液显红色，再滴入盐酸红色消失，并有透明胶状物质生成结论 Na2SiO3 溶液呈碱性，与酸反应生成了 H2SiO3 且 H2SiO3 难溶于水化学方程式Na2SiO3+2HCl=H2SiO3 +2NaCl 了解二氧化硅的物理性质，掌握二氧化硅的化学性质程7了解世界，我们也可以用学过的知识进行发明、创造，造福人类。8活动探究，通过硅与碳、二氧化硅与二氧化碳的比较，培养学生的归纳能力、比较能

14、力。通过了解材料发展的历史与前景，使学生认识化学在材料科学中的重要地位，体9会化学的创造性和实用性，激发对化学科学的兴趣。当堂检测有效练习第一课时1、制造光导纤维的主要原料是（ ）A.晶体硅 B.二氧化硅 C.石墨 D.硅酸钠2、下列说法正确的是（ ）ASiO 2溶于水显酸性BCO 2通入水玻璃(硅酸钠的水溶液）可得硅酸CSiO 2是酸性氧化物，它不溶于任何酸DSiO 2晶体中不存在单个 SiO2分子3、下列物质中,不能用玻璃瓶来盛装的是( )A.烧碱溶液 B.浓硫酸 C.氢氟酸 D.碳酸钠溶液4、要除去 SiO2 中的 CaO 杂质，最适宜的试剂是（ ）A.纯碱溶液 B 盐酸 C 硫酸 D

15、苛性钠溶液5、加热熔融烧碱时应使用下列哪种坩埚（ ）A.石英坩埚 B.普通玻璃坩埚 C.铁坩埚 D.陶瓷坩埚6、CO 2 通入下列各溶液中,不可能产生沉淀的是 ( )A 石灰水 B 饱和碳酸钠溶液C 硅酸钠溶液 D 氯化钙溶液作业布置 练习册互动探究 1板书设计 第一节 无机非金属材料的主角-硅一、二氧化硅和硅酸1、二氧化硅(SiO 2 )(1) 存在10(2) 用途(3) 物理性质：(4) 结构：空间网状结构(5) 化学性质：稳定，不活泼具有酸性氧化物的性质：(不溶于水且不和水反应) 1与强碱反应 ：SiO 2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 与碱性氧化物反应：SiO 2+CaO 高 温 CaSiO3 与 HF 的反应：SiO 2+4HF=SiF4 +2H 2O 22、硅酸(H 2SiO3)硅酸是一种弱酸，它不溶于水，不能使指示剂变色，是一种白色粉末状的固体。Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3 Na2SiO3+H2SO4=Na2SO4+H2SiO3 Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3 教学反思 1. 知识回顾是自己在说，应该让学生自己回顾回答，有利于学生第记忆和掌握。2. 关于化学方程式的书写，学生较难掌握，应该让学生自己练习书写3. 课堂练习较少，不能充分反映学生学得情况。备注