无机非金属材料的主角

1、第一节无机非金属材料的主角（第1课时）一、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、了解硅的基本性质和用途4、初步培养学生自主查阅资料的能力过程与方法1、自主学习，培养学生自学能力2、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、培养学生学习无机元素化合物的正确方法：结构决定性质，性质决定用途2、通过对硅及其化合物用途的学习使学生热爱自然，热爱化学二、教学重点二氧化硅的用途，性质三、教学难点二氧化硅的性质和结构四、教学过程投影通过巍然屹立的高山， 广袤无际的大沙漠，美丽的长江三角洲I,

2、高耸入云的万丈高楼, 高科技计算机芯片，中国古代陶瓷。讲述通过刚才观看到的图片，我们一定能感受到我们的世界是多么的美丽，多么的雄伟， 是谁把我们的世界，我们的生活营造的如此美丽雄伟，绚丽多姿呢？她就是我们本节 课要学习的无机非金属材料主角硅。板书第一节 无机非金属材料主角-硅过渡我们来看硅的原子结构投影硅的原子结构示意图 讲述 硅与碳最外层电子数都是4 个，但电子层数不同，所以它们的性质既相似又不同。它们的相似性表现在最外层电子数相同，由于它们的最外层电子数都是4 个电子，因此在化学反应中既不易失电子又不易得电子，主要是形成四价化合物。它们的不同点是碳在自然界里有单质存在如金刚石，而硅在自然界

3、里全部以化合态存在。 过渡 虽然硅的化合物随处可见，而且远古时期人类就己经开始使用硅酸盐产品，但硅单质直到 18 世纪上半叶才由化学家制备出来。 老师 同学们想一想这是什么原因？ 学生 因为硅在自然界里全部以化合态存在，人们不易发现。 老师 当科学家制备出硅单质以后，才对硅单质性质有所了解。 过渡 硅是怎么制备出来的呢？它又有哪些性质呢？ 老师 硅通常有两种同素异形体，结晶形和无定形两种，下面我们以结晶形硅单质来讨论硅单质的性质 板书一、硅单质1、晶体硅的结构 老师 硅以四个共价键与另外四个硅原子相互连接形成类似于金刚石结构的空间网状结构。这种结构的物质熔点都比较高，硬度也比较大，难溶于水。因

4、为这种结构的物质熔化要必须要破坏共价键，硅原子之间形成共价键比较稳定，要破坏它必须要消耗较多的能量，所以熔点比较高，要溶于水也必须要破坏共价键，所以硅难溶于水。 板书 2 、物理性质结晶体硅带有金属光泽的灰黑色固体，难溶于水，熔点高，硬度大。导电性介于金属与非金属之间，是一种良好的半导体材料。3、化学性质化学性质比较稳定（ 1）与非金属反应（ 2）与氢氟酸反应（ 3）与强碱反应4、用途（ 1）半导体材料2）计算机芯片3）太阳能电池5、制备SiO2+C=Si+2CO 板书二、二氧化硅 讲述 硅是一种亲氧元素。在自然界中它总是与氧相互化合的，硅与氧形成的化合物就是二氧化硅。二氧化硅是硅的重要化合物

5、。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类。结晶形的二氧化硅是由硅和氧形成的正四面体结构单元构成的。 板书 1 、二氧化硅晶体结构 投影 二氧化硅的晶体结构 讲述 我们看到，每个硅原子周围结合4 个氧原子，形成一个正四面体结构，硅原子在正四面体的中心，氧原子在正四面体的四个顶点。许多这样的四面体又通过顶点的氧原子相连，每个氧原子为两个正面体所共有，即每个氧原子与2 个硅原子结合。这样在二氧化硅晶体中， 硅和氧原子以 1： 2 的比例形成立体网状结构， 因此化学式二氧化硅只表示二氧化硅晶体中硅原子和氧原子的个数比，不存在二氧化硅分子。二氧化硅的结构跟我们初中

6、学过的金刚石的空间结构非常相似。 投影 金刚石的空间结构 启发 一般来说当原子之间相互连接形成空间网状结构时， 它们都具有一些优良的物理性质和化学性质。我们对金刚石的性质应该是比较熟悉的，同学们想一想金刚石具有哪些典型的物理性质和化学性质呢？ 学生 金刚石不溶于水，熔沸点很高，坚硬，化学性质稳定。 老师 很好，二氧化硅的结构与金刚石的结构是相似的，那么二氧化硅也应该具有相似的性质。 板书 2 、物理性质难溶于水，坚硬，高熔点，化学性质稳定。 老师 二氧化硅的性质可以从它在自然界里的存在以及用途中得到证实。 投影 这是建筑材料沙子，沙子中含有小粒的二氧化硅晶体；这是天然水晶，水晶无色透明二氧化硅

7、晶体；这是天然玛瑙，玛瑙是带有彩色环状或层状的二氧化硅晶体。 老师 从二氧化硅能在自然界里稳定存在，说明二氧化硅能不能溶于水？ 学生 不溶于水 老师 水晶和玛瑙都是我们生活中常见的装饰品，同学们说它们的硬度大还是小？ 学生 大 投影 这是石英坩埚，它也是由二氧化硅晶体制成。 老师 我们想一想，坩埚是可以用酒精灯直接加热的仪器，这说明它可以耐高温。这就说明了二氧化硅晶体的熔点高还是低？ 学生 熔点很高 老师 化学性质稳定不稳定？ 学生 稳定 老师 现在我们通过一个实验来证明二氧化硅的化学性质稳定。 实验 二氧化硅与盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸反应。观察现象 学生 二氧化硅只能溶于氢氟酸，产生气泡。

8、板书3 、化学性质（ 1）与氢氟酸反应SiO2+4HF=SiF 4 T +2H2O 老师 氢氟酸是惟一能与二氧化硅反应的酸。 提问 想一想： HF 酸能保存在玻璃瓶中吗？为什么？ 学生 不能。因为HF 酸能与玻璃中的二氧化硅反应。 投影 玻璃上的这些图案是如何画不来的？ 学生 用 HF 酸腐蚀出来的。 启发 二氧化硅与二氧化碳一样都属于酸性氧化物，同学们想一想酸性氧化物有哪些通性呢？ 学生 能与水、碱、碱性氧化物反应 老师 哪位同学上来写出二氧化碳与水、氢氧化钠、氧化钠反应的方程式学生 CO2+H2O=H2CO3 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O CO2+Na2O= Na2CO3 老师

9、 二氧化硅能不能与水反应 学生 不能 老师 二氧化硅不溶于水，与水不反应，这是与二氧化碳不同的。但二氧化硅与氢氧化钠、氧化钠都是可以反应的。请写出反应的化学方程式。 板书 （ 2）与碱反应SiO2+2NaOH=Na 2SiO3（ 3 ）与碱性氧化物反应SiO2+CaO=CaSiO 3 老师 根据二氧化硅的性质思考：为什么盛碱性的试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡皮塞？ 学生 玻璃的主要成分是二氧化硅，碱性试剂对二氧化硅有腐蚀作用。 过渡 二氧化碳与水反应得到碳酸，二氧化硅能不能与水反应得到硅酸呢？ 学生 不能，因为硅酸与水不反应 老师 那硅酸如何才能得到呢？请看下面的实验 实验 硅酸钠（含酚酞）与盐酸

10、反应，观察现象 学生 红色变浅，有白色胶状沉淀。 讲述 硅酸钠溶液中加入酚酞溶液显红色，说明硅酸钠溶液显碱性，当加入盐酸以后，溶液的碱性减弱，所以溶液的红色逐渐褪去，生成的白色的沉淀是硅酸。（第 2 课时）一、三维目标知识与技能1、了解硅酸盐的重要用途及组成2、掌握碳酸钠的化学性质了解硅的过程与方法通过自主学习探究，培养学生自主学习能力情感、态度与价值观1、培养学生爱国主义情感2、激发学生学习化学的举兴趣二、教学重点硅酸盐的性质及重要的用途三、教学难点硅晶体结构，硅酸盐的组成四、教学过程 板书 三、硅酸Na 2SiO 3+2HCl=2NaCl+H 2SiO 3 老师 这个反应说明了硅酸是强酸还

11、是弱酸？ 学生 弱酸 过渡 碳酸也是弱酸，它的酸性比碳酸强还是弱呢？ 启发 我们知道，在复分解反应中，相对强酸可以制弱酸，我们来看看碳酸能不能制硅酸，就可以推出硅酸的酸性比碳酸强还是弱。 实验 向硅酸钠的水溶液中吹气，观察现象 学生 有白色沉淀 老师 说明碳酸可以制硅酸，也就说明了碳酸的酸性比硅酸强。板书 Na2SiO3+CO2+H2O=Na 2CO3+H2SiO3酸性： HCl>H 2CO 3> H2SiO3 讲述 由于二氧化硅与水反应，所以我们只能以硅酸盐与比它强的酸反应而制得，所生成的硅酸聚合而成硅酸溶胶。如果硅酸浓度较大时，则形成一种软而透明、胶冻状的硅酸凝胶。硅酸凝胶经干

12、燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶，称为硅胶。由于硅胶多孔，吸附力强，常用作实验室和袋装食品、瓶装药品的干燥剂。也可以用作催化剂的载体。 过渡 由于硅酸是一种极弱的酸，所以也具有酸的某些性质，如与碱反应，与碱性氧化物反应。板书 H2SiO3+2NaOH=Na 2SiO3+H 2OH2SiO3+Na2O=Na2SiO3 板书 四、硅酸盐 讲述 硅是硅元素的单质，硅酸盐是硅、氧和金属元素组成的化合物。 板书 1 、定义硅酸盐是硅、氧和金属元素组成的化合物。 讲述 硅酸盐是一大类结构复杂的固态物质，我们通常用氧化物的形成来表示它。 板书 2 、表示投影硅酸钠：Na2。SiO2石棉：CaO- 3MgO- 4

13、SiO2黏土： Al 2O3 - 2SiO2 - 2H2O 展示 硅酸钠溶液、玻璃片、水泥、石棉、陶瓷。 实验 取少量石棉于烧杯中，加少量水，再加稀盐酸，观察现象。 讲述 大多数硅酸盐是不溶于水的，化学性质也比较稳定。 板书 3 、性质大多数硅酸盐是不溶于水的，化学性质也比较稳定。 过渡 大多数硅酸盐是不溶于水质，只有少数硅酸盐是易溶于水的。如硅酸钠。硅酸钠是硅酸盐中最简单的一种盐，它可溶于水，其水溶液我们通常称之为水玻璃。过渡下面我们就以硅酸钠为例来介绍硅酸盐的某些性质。板书硅酸钠：实验取两个小木条或纸条，分别放入蒸储水和硅酸钠饱和溶液中，使之充分吸湿、浸透, 取出稍沥干后，同时分别放置于酒

14、精灯外焰处。观察现象。投影硅酸钠的耐火性放入蒸储水放入硅酸钠溶液现象木条变干燃烧木条变十不燃烧结论无耐火性有耐火性板书具有耐火性启发上节课我们做过在硅酸钠溶液中滴加酚酗，溶液显红色，说明硅酸钠水溶液显什么性？板书水溶液显碱性启发在硅酸钠水溶液中滴加盐酸，可通入二氧化碳，有何现象？板书能与酸反应Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H 2SiO3Na2SiO3+CO 2+H 2O=Na 2CO 3+H 2SiO3展示氢氧化钠、硅酸钠、盐酸和稀硫酸的试剂瓶，观察瓶塞有何不同？讲述由于硅酸钠溶液显碱性，所以盛硅酸钠溶液的试剂瓶要用玻璃塞。过渡同学们在小学就学过英语单词一一China,它的汉语翻译是中国，除了中国以外还可以表示什么含义？学生瓷器老师对, 是餐器! 中华民族是一个勤劳、善良、勇于创造的民族！中华民族有着五千年光辉灿烂的民族！也正因这五千年的文化底蕴，孕育出中华民族的智慧，磨炼出一双双巧夺天工的妙手，为世人捧出一件件精美绝伦的陶瓷制品。投影景德镇陶瓷制品老师同学们说一说我们生活中还有哪些用品是陶瓷制的？学生有碗、卫生洁具、电器开关、瓷砖等。老师同学们所举的事例，都是传统的硅酸盐陶瓷，它们是以黏土为原料，经高温烧结而成,传统的硅酸盐陶瓷具