四川省宜宾市一中2018_2019学年高中化学《无机非金属材料的主角—硅》教学设计.docx

无机非金属材料的主角硅课题无无机非金属材料的主角硅总课时2班级（类型）学习目标1知道硅是一种亲氧元素，知道硅在自然界总是以与氧结合的形式存在。2知道二氧化硅晶体的物理性质，了解二氧化硅晶体的结构对其物理性质的影响。3知道二氧化硅能与氢氟酸、碱性氧化物、强碱反应，并能用化学方程式描述。4能列举二氧化硅的主要用途，知道石英、水晶、玛瑙、光导纤维的主要成分为二氧化硅。5知道硅酸是一种很弱的酸（酸性比碳酸弱）且难溶于水。知道硅胶是常用的干燥剂。6了解硅酸的制备方法，认识强酸制弱酸的一般规律。重、难点1 二氧化硅的性质2 二氧化硅和NaOH的反应，硅酸的制备学习环节和内容学生活动教师反思1-2-2 化学计量在实验中的应用教学目标1知道硅是一种亲氧元素，知道硅在自然界总是以与氧结合的形式存在。2知道二氧化硅晶体的物理性质，了解二氧化硅晶体的结构对其物理性质的影响。3知道二氧化硅能与氢氟酸、碱性氧化物、强碱反应，并能用化学方程式描述。4能列举二氧化硅的主要用途，知道石英、水晶、玛瑙、光导纤维的主要成分为二氧化硅。5知道硅酸是一种很弱的酸（酸性比碳酸弱）且难溶于水。知道硅胶是常用的干燥剂。6了解硅酸的制备方法，认识强酸制弱酸的一般规律。重点、难点1、二氧化硅的性质2、二氧化硅和NaOH的反应，硅酸的制备教 学 内 容【引入新课】美国的硅谷位于美国西海岸加利福尼亚州北部旧金山南郊，圣克拉拉县和圣胡安两城之间的一条长48公里，宽16公里的长条形地带上。由于它集中了全世界90以上的著名半导体公司（思科、英特尔、惠普、朗讯、苹果），半导体的基本元件是硅片，所以该地区被称为“硅谷”。该地区客观上成为美国高新技术的摇篮， 现在硅谷已成为世界各国半导体工业聚集区的代名词。也是高新科技的象征。 2009诺贝尔奖物理奖，由号称光导纤维之父、香港的高锟教授进行光导纤维科技与感光组件的研究，带领人类走向科技飞跃的未来。1966年，高锟发表了一篇题为光频率介质纤维表面波导的 论文，首创性地提出光导纤维在通信上运用的基础原理。简略地说，只要解决好玻璃纯度和成分等问题，就能够应用玻璃制造光学纤维，从而高效传输信息。这一设想提出之后，有人称之为匪夷所思，也有人对此大加褒扬。但在争论中，高锟的假想逐步变成现实：利用石英玻璃制成的光纤使用越来越广泛，全世界掀起了一场光纤通信的革命。这次一半的诺贝尔奖金由高锟获得，他的继续研究大幅突破了光在玻璃光导纤维中传播的距离，可以让光在光导纤维中传播远超过一百公里，远远超过当时实验室最好的成果(约20公尺)。光导纤维在通讯领域上的应用跟我们当前的生活应用已经是密不可分，例如网络的高速传送。大幅提高了我们的通讯质量。【教师讲述】硅如此重要，今天来学习硅及其化合物的知识。【板书】 无机非金属材料的主角硅【讲述】“主角”两个字，足以看出硅的地位。可以这么说，没有感光材料，无法留下青春的回忆，没有高纯度晶体硅，就没有今天的奔腾处理器，没有含硅的新型材料，就没有神舟系列。【投影】课本p46图3-1【讲述】硅在地壳中的含量居第二，仅次与氧。硅是一种亲氧元素，地壳中大部分的岩石、沙子和土壤是由硅的氧化物及硅酸盐构成，约占地壳总量的90%以上。请观赏课本p74图4-1。阅图后，在元素周期表中找到硅，并且写出硅和碳的原子结构示意图。建议要求学生动手翻阅周期表，为元素周期表的形成积累感性材料【学生活动书写】 C Si 【讲述】它们最外层均为四个电子，既不容易得到也不容易失去，性质稳定。【学生思考】碳、硅在自然存在形式有什么不同。【归纳总结】碳在自然界有稳定单质。硅总是与氧相互化合，硅元素在氧化性气氛包围的地球上，主要以SiO2及硅酸盐形式存在。【板书】1二氧化硅 SiO2【讲述】阅读课本P74-75的内容，大家对天然二氧化硅进行树型分类【学生活动】 【资料展示】中国硅藻土资源丰富。全国10个省(区)有硅藻土矿产出。探明储量的矿区有354处，总保有储量矿石3.85亿吨。仅次于美国，居世界第2位。【讲述】请根据SiO2的存在和应用思考二氧化硅具有哪些物理性质？为什么SiO2和CO2的物理性质差异很大？化学稳定性如何？你的根据是什么？【学生活动】填写P76思考交流并发言【投影讲述】物理性质：熔点高、硬度大，化学稳定性好【学生活动】观察P75图42，认识“由Si和O原子直接构成二氧化硅，没有二氧化硅分子”，与“二氧化碳是由碳原子和氧原子组成的分子”作对比。【讲述】玻璃成分中含有二氧化硅。但可以用玻璃瓶来装酸、碱、盐试剂，这可以看出其化学性质稳定，不能够跟一般的酸发生反应，但HF除外。【板书】（1）不与酸反应，氢氟酸除外 SiO24HFSiF42H2O【讲述】因为HF酸可以和SiO2反应，所以HF的保存就不能使用玻璃瓶，而用塑料或橡胶瓶，我们可以用这个性质在玻璃上雕刻花纹，量器上雕刻刻度等。【展示提问】装有NaOH的试剂瓶为什么使用的是橡胶塞？【学生讨论思考】【讲述】能和碱反应生成盐和水的氧化物称为酸性氧化物。我们先将CO2和SiO2比较，CO2是酸性氧化物，所以它具有酸性氧化物的通性，即能与碱、碱性氧化物反应。SiO2也是酸性氧化物。【学生活动】书写二氧化碳和CaO反应的方程式，和NaOH反应的化学方程式，推测SiO2和CaO反应的方程式，和NaOH反应的化学方程式。【板书】（2）与碱性氧化物反应 CO2+CaOCaCO3 SiO2+CaO CaSiO3 （3）与碱反应 CO2+2NaOHNa2CO3+H2O SiO22NaOHNa2SiO3H2O通过对比的方法来加深学生对CO2和SiO2性质的理解，同时锻炼学生书写方程式能力【总结】二氧化硅是酸性氧化物。正是因为其能与NaOH发生反应，所以其瓶塞使用的是橡胶塞。【提问】CO2溶于水生成H2CO3，SiO2不溶于水，它对应的酸是什么？如何制取？【学生分组实验4-1】试管中取3ml Na2SiO3溶液，滴入2滴酚酞，逐滴加入浓度为6mol/L的稀盐酸，边加边振荡，至红色变浅并接近消失时停止。【学生观察思考】现象：红色消失，生成白色凝胶 结论：硅酸钠转化为硅酸 反应：Na2SiO32HClH2SiO3(胶体)2NaCl【演示】用激光笔演示丁达尔效应【板书】2硅酸 Na2SiO32HClH2SiO3(胶体)2NaCl建议学生分组实验为佳，试管中得到晶莹剔透、果冻状的硅酸凝胶，学生能体会到兴奋和惊喜。实验中可提供给学生碳酸钙，创造实验开放度，学生分组实验能体现学