无机非金属材料的主角—硅—教案

1、学习必备欢迎下载第一节无机非金属材料的主角硅从容说课硅是一种重要的非金属元素，在地壳中含量丰富，仅次于氧，含量为 2.6%。而且，硅的氧化物及硅酸盐是构成我们赖以生存的地球岩石的主要成分。同时，由于硅酸盐及其化合物广泛的用途及诱人的发展前景，所以，把硅放在本章的第一节来介绍、学习。新教材对本章的编排也与旧教材有很大的不同：1.顺序不同。新教材是按：二氧化硅和硅酸硅酸盐 硅单质编排的，而旧教材是按单质、化合物、性质、用途的顺序编排的。之所以如此安排是力求体现新课改的精神：培养学生的科学素养，培养学生的探究能力。因为，在自然界二氧化硅（沙子的主要成分）大量存在，它与人们的生产、生活联系密切。学生对

2、其用途、性质有一定的了解，学生从已有的用途入手，很容易想到：二氧化硅有这样的用途，那么，它的性质怎样？这样，就自然而然地引起了学生的兴趣，激发了学生的求知欲，减少了学习上的障碍。2.要求不同。新教材从用途入手学习重要的性质，注重培养能力，使学生在主动参与中学习知识，在主动探究中学习知识。而旧教材过于强调知识的灌输，忽略了能力的培养。本节抓住重点化学性质而不是面面俱到，这样，节省了时间，有利于学生掌握更多的知识，有利于扩大知识面，最终达到提高科学素养的目的。具体建议：1.从用途入手，掌握二氧化硅、硅酸盐的化学性质。通过引导学生联系实际，了解用途，通过观察图片，增强感性认识，为进一步学习打下基础。

3、2.采用对比的方法学习。教学时，建议把CO2、 SiO2 进行比较，通过复习也可以把 CaCO3、 CaSiO3 进行比较，硅酸和碳酸，CO2 的性质，温故知新，学习C 和 Si 进行比较。SiO2 的性质。同时，3.做好演示实验，增强感性认识。实验是学习化学的重要手段， 不仅有利于学生掌握知识， 更有利于培养能力。 要做好书上的两个实验，引导学生观察思考，也可以根据实际情况设计探究实验，培养探究能力。例如：可以让学生设计实验证明硅酸的酸性比碳酸弱。另外，还可以根据“科学视野”指导学生查阅资料，了解传统的硅酸盐材料与新材料的联系与区别，培养学生主动学习的意识。本节教学重点：二氧化硅的用途、性质

4、。本节教学难点：二氧化硅的晶体结构、硅酸盐的多样性。课时安排：2 课时第1课时三维目标知识与技能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。3.了解硅的基本性质。4.初步培养自主查阅资料的能力。5.使学生初步掌握化学实验基本操作、基本技能。学习必备欢迎下载过程与方法1.自主学习，培养学生自学能力。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。情感、态度与价值观1.培养学生学习元素化合物的正确方法：结构决定性质、性质决定用途。2.通过对硅及其用途的学习使学生热爱自然，热爱化学。教学重点二氧化硅的用途、性质，硅酸的

5、性质教学难点二氧化硅的性质、结构教具准备多媒体、投影仪、水晶石、一段光缆、试管、烧杯、胶头滴管、启普发生器、 NaOH 溶液、 Na 2SiO 3 溶液、 HCl 、 H2SO4 溶液教学过程新课导入（多媒体播放幻灯片）1.锦绣中华巍巍昆仑山气势磅礴的东岳泰山奇峰峻岭的黄山2.广袤的土地塔克拉玛干大沙漠美丽的长江三角洲师：我们生存的地球，她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。（多媒体投出课题：1.无机非金属材料的主角硅）师：从古至今，在无机非金属材料中，硅一直都扮演着主要的角色。多媒体播放幻灯片中国古代的瓷器推进新课师：请同学们翻开书后面元素周期表，找到硅元

6、素，并指出其所在的位置。师：硅的原子结构示意图为：硅与碳结构相似，在反应中， 硅既不容易失去电子，也不容易得到电子，主要形成四价的共价化合物。师：硅在自然界中主要以二氧化硅及硅酸盐的形式存在，最常见的沙子中， 就含有硅的氧化物SiO2。板书一、二氧化硅和硅酸师：请同学们思考：在自然界中有大量游离态的碳，但却没有硅，这说明了什么？（多媒体投影资料长片SiO 2、 CO2 的稳定性比较）板书 1.二氧化硅（ SiO2）生：看书，了解SiO 2 的俗名、在地壳中的含量。活动与探究思考： C、 Si 在周期表中位于同一列，形成的氧化物CO2、 SiO2 性质却有很大的差别，请思考，这主要是什么原因构成

7、的？生 1：CO2 是气体， SiO 2 是固体。生 2：C、 Si 有相似之处，最外层都只有4 个电子，但形成的氧化物性质却不同，可能是Si、 C 的结构不同。生 3：可能是SiO2、 CO2 的结构不同。学习必备欢迎下载（多媒体动画SiO 4的正四面体结构）知识拓展（多媒体动画“干冰”的空间结构示意图）师： SiO2 与 CO2 的性质有明显差别，其根本原因在于它们的空间结构不同。师：展示水晶、玛瑙、石英坩埚、一段光缆。师：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， SiO2 在工业上用途也非常广泛，例如：以石英为材料而制成的光导纤维在电

8、信行业的应用等。（多媒体播放幻灯片 SiO2 的用途）师：结合已有的关于水晶、沙子主要成分也是SiO 2 的知识，请同学们思考：SiO 2 的物理性质有哪些，化学性质有哪些，并注意与CO2 作比较。二氧化硅二氧化碳化学式物理性质化学性质可能的解释师：常识告诉我们 SiO 2 难溶于水，熔点很高，化学性质也很稳定。现在让我们通过实验来证明。活动与探究SiO 2 分别与盐酸、H2SO4、 HNO 3、 HF （氢氟酸）反应现象、方程式结论HClH2SO4SiO2HNO 3HF师： HF 是唯一可以与SiO 2 反应的酸。板书 SiO2+4HF=SiF 4 +2H 2O师：一般玻璃都是光滑、透明的，

9、但是，同学们也常见到一些玻璃制品，如玻璃镜、门窗等画有许许多多美丽的图案，这些图案是怎么“绘上”去的呢？就是利用HF 和 SiO 2 反应的原理。师：已知SiO 2 是酸性氧化物，结合初中的知识，请同学们说出SiO 2 还可能具有哪些性质？讨论：生 1：与碱反应。生 2：与碱性氧化物反应。师：请分别写出CO2、 SiO 2 与 H2O、 CaO、 Na 2O、 Ca（ OH） 2 、 NaOH 反应的化学方程式。生 1：CO2+Na2O=Na 2CO3CO2+CaO=CaCO 3CO2+H 2O=H 2CO3生 2：SiO 2+Na2 O=Na 2SiO 3SiO 2+CaO=CaSiO 3生

10、 3：CO2+2NaOH=Na 2CO3+H2OCO2+Ca（OH ） 2=CaCO 3+H 2O生 4：SiO 2+2NaOH=Na 2SiO 3+H2O SiO 2+Ca（ OH ） 2=CaSiO 3+H 2O SiO 2+H 2O= 不反应师： SiO2 具有酸性氧化物的通性，与碱反应生成盐和水。例题剖析【例 1】 （20XX 年上海理综）玻璃的主要成分之一是二氧化硅。能在玻璃上进行蚀刻，将其制成毛学习必备欢迎下载玻璃和雕花玻璃的物质是A. 烧碱B. 纯碱C.氢氟酸D.盐酸师：请同学们思考，并解释其原因。生 1：选 AC ，因为，烧碱和氢氟酸都能与玻璃中的二氧化硅反应。生 2：选 C，

11、因为，烧碱和二氧化硅反应需要加热，所以，只选C 而不选 A 。师（总结）：正确的答案应该为C。因为，在常温下，虽然烧碱和二氧化硅能反应：SiO 2+2NaOH=Na 2SiO3+H2O，但该反应的速率较慢，不适于进行玻璃加工。氢氟酸（ HF）能和 SiO 2 发生反应： SiO2+4HF=SiF 4 +2H 2O，利用这个反应可以进行玻璃雕花。解答： C板书 2.硅酸师： SiO2 难溶于 H 2O，其对应的水化物叫硅酸，硅酸也难溶于水。在实验室里用可溶性的硅酸盐与其他酸反应而制得。活动与探究把稀盐酸滴加到生：分组做实验现象结论反应方程式反应原理Na 2SiO 3 溶液中，可能发生什么现象？该

12、反应的原理是什么？4-1，并完成下表知识拓展把稀 H 2SO4 加入到 Na 2SiO3 溶液中，又会产生什么现象？现象结论反应方程式反应原理活动与探究1.把 CO2 通入 Na2SiO 3 溶液中，会发生什么现象？师：打开一袋装食品，取出里面一小包展示给同学们看，并问：这是什么？生 1：保鲜剂生 2：干燥剂师：干燥剂。有的是生石灰，有的是“硅胶”，什么是“硅胶”呢？请看书P64 P65。例题剖析【例 2】 （ 1995 年上海， 7） CO2 通入下列各溶液中，不可能产生沉淀的是A. 氯化钙溶液B. 石灰水C.饱和碳酸钠溶液D. 硅酸钠溶液师：请一个同学回答并简要解释其原因。生：选 A 。C

13、aCl 2+CO 2 +H 2O不反应， B 中通入 CO2 产生 CaCO3 沉淀， C 中会产生 NaHCO 3 沉淀， D 中会析出硅酸沉淀。师（总结）：分析得很好。解答： A知识拓展如果把上题改成“足量的CO2 通入下列各溶液中，可能产生沉淀的是”则又选什么？生：选 CD。师（总结）：解题时，要注意审题，要能够举一反三。答案： CD学习必备欢迎下载【例 3】 （ 20XX 年春季， 5）下列氧化物按其形成的含氧酸酸性递增顺序排列的是A.SiO 2<CO 2<SO3<P2O5B.SiO 2<CO 2<P2O5<SO3C.CO 2<SiO2<

14、P2O5<SO3D.CO 2<P2O5<SO3<SiO 2师：还是请同学们先分析。生：几种酸性氧化物所形成的酸分别为：H2SiO3、 H2CO3、H 3PO4、 H2SO4 。其中，硫酸为强酸，磷酸为中强酸，碳酸、硅酸为弱酸。但是，硅酸的酸性最弱，所以，应该选B。师：正确。解答： B课堂小结本节课我们学习了一种重要的非金属元素硅及其化合物二氧化硅和硅酸，了解了 SiO 2 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 SiO 2 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、了解世界，我们也可以用

15、学过的化学知识进行发明、创造，造福人类。布置作业1.教材 P69：4.板书设计第一节无机非金属材料的主角硅第1课时一、二氧化硅和硅酸1.SiO 2：（ 1）SiO 2 的存在：（ 2）SiO 2 的结构：（ 3） SiO 2 用途：非常广泛（ 4）SiO 2 的性质物理性质：化学性质：2.硅酸（ 1）性质： NaOH ，加热（ 2）用途：3.小结： SiO 2 的性质、 SiO2 的用途活动与探究1.用本节课所学的知识，在一玻璃片上用氢氟酸雕刻出美丽的图案，图案自行设计。（提示：可以先在一玻璃片上涂上一层石蜡，然后画出图案，把氢氟酸滴在图案上，过一段时间，去掉石蜡，观察）2.上网查找资料：Si

16、O 2 的用途。3.利用中学实验室常见的仪器及药品，设计一简单实验，证明硅酸的酸性比碳酸弱，完成一份实验报告。附：实验报告示例实验名称 _日期 _天气 _实验目的实验原理实验仪器及药品实验步骤实验现象解释、化学方程式1学习必备欢迎下载234随堂练习1.下列物质中主要成分不是二氧化硅的是A. 硅胶B. 水晶C.玛瑙D.硅石答案： A2.可以用来制取半导体材料（如大规模集成电路）的是A. 二氧化硅B. 粗硅C.高纯硅D.硅酸盐答案： C3.NaOH 、 KOH 等碱性溶液可以贮存在下列哪种试剂瓶中A. 具有玻璃塞的细口瓶B. 具有玻璃塞的广口瓶C.带滴管的滴瓶D. 具有橡胶塞的细口瓶答案： D4.

17、二氧化硅属于酸性氧化物，理由是A.Si 是非金属元素B.SiO 2 对应的水化物是可溶性弱酸C.SiO 2 与强碱反应生成盐和水D.SiO 2 不能与酸反应答案： C5.下列物质中，能够与NaOH 溶液反应的是A. 碳酸钠B. 硅酸钠C.二氧化硅D.氢氧化铝答案： CD高温6.在 SiO2+3CSiC+2CO 反应中，氧化剂和还原剂的质量比为A.36 30B.60 36C.2 1D.1 2答案： D7.现代建筑的门窗框架常用电解加工成的古铜色硬铝制造。取硬铝样品进行如下实验（每一步试剂均过量），由此可以推知硬铝的组成为A.Al 、 Cu、 Mg 、 Si、 MnC.Al 、 Fe、 C、 Cu

18、B.Al 、 Mg 、 Si、 ZnD.Al 、 Si、 Zn、 Na答案： A8.用多种方法鉴别Na 2CO3 和 SiO2 两种白色粉末物质（注：能够写化学方程式的写出化学反应方程式；鉴别方法可以不用填满，若序号不够也可以自己再添）。 _ 。 _ 。 _ 。答案：焰色反应法：焰色反应为黄色的是Na2CO3，余者为 SiO2酸液产气法：分别取少许待测粉末，滴加稀盐酸，能够产生气体的是Na2CO3 ，不反应的是 SiO 2。化学方程式： Na2CO3 2HCl=2NaCl H2O CO29.为了测定人体新陈代谢呼出气体中CO2 的体积分数，某学生课外小组设计了如下图的实验装置。实学习必备欢迎下载验中用过量 NaOH 溶液吸收气体中的验时只用嘴吸气和呼气） ，请填空。CO2，准确测量瓶中溶液吸收CO2 后的增重及剩余气体的体积（实呼吸口测量气EF体体积0. 5 mo l .L- 1 NaOH溶 液放大了的多孔球泡（ 1）图中瓶的作用是 _ 。（ 2） 对实验装置尚有如下 A 、B 、C、 D 四种建议，你认为合理的是 _。（填代号）A. 在 E 处增加 CaCl 2 干燥管B. 在 F 处增加 CaCl 2 干燥管C.在 E 和 F 两处增加 CaCl2 干燥管D. 不必增加干燥管（ 3）将插入溶液的管子下端改成具