《无机非金属材料的主角—硅》教学设计

1、第四章 第一节 无机非金属材料的主角硅常德市安乡县第五中学 陈遵榜课 题第一节 无机非金属材料的主角硅课时安排二课时授课时间整体设计知识和技能：1.了解硅及其化合物在信息技术、材料科学领域中的应用。2把握硅及其化合物的性质和用途，了解硅酸盐的丰富性和广泛性。3了解硅及其化合物在自然界中的广泛存在和生产中的应用及其对环境的影响。4.把握硅酸制取，并能应用强酸制弱酸的化学原理进行实验设计的思维方式。 5硅单质的工业制备和用途。 教学目标过程与方法： 情感、态度、价值观：1培养学生敢于创新的习惯和创新能力。 2培养学生已有的知识经验进行猜想，并能体验到在实际应用中的成就感。 3体验用化学理论知识解决

2、未知的化学问题的乐趣。 4对学生进行积极向上乐观的世界观。重点及理由分析教学重点是二氧化硅和硅酸的性质；二氧化硅和硅酸的性质及硅酸的制取原理。本节内容是在学习金属的相关内容后，开始对非金属的学习。在内容上属于过渡，在学习方法上实则一脉相承。容易使学生感到化学学习较呆板。因此在贯彻“结构决定性质，性质决定用途”主线的学习方法时，宜由果溯因，由因及果的变化，不必按部就班，且介绍性质的内容分量可增加。难点及突破方法教学难点是硅酸的制取原理；硅酸盐的丰富性和多样性。本节内容位于人教版第四单元课题一，总起非金属部分的内容。硅及其化合物在日常生活中应用十分广泛，前景十分广阔。通过对硅及其化合物知识的学习，

3、可以使学生开阔眼界，同时也能使学生增强对学习化学的重要性的认识。教学方法对比、讨论、讲授学法指导学生在老师的引导下，通过回忆所学，进行思考、对比。学习过程中不断地将感性材料转化为理性认识，逐步形成假设，通过实验验证得出结论并联系实际应用。教具使用多媒体、实验用品、课件板 书 设 计第四章 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 2、硅酸 （1）用途 （1）制备（2）物理性质 （2）性质 化学性质 （3）用途二、硅酸盐1、硅酸盐的组成和性质2、硅酸钠的性质和用途三、硅单1、性质 2、用途教 学 过 程教师活动学生活动第一课时【新课导入】从电脑的芯片、光导纤维、水泥、玻璃和

4、瓷砖等日常生活中的实例引入硅及其化合物。倾听【指导学生】给出知识整理表格及思考题。周期表中的位置 原子结构示意图 在自然界中的存在碳硅 阅读教材P62第1、2、3自然段及资料卡片内容，填表完成知识整理，然后思考讨论：碳和硅在自然界中的存在形式不同的原因是什么？【检查小结】（1）两元素的共性：在化学反应中其原子既不易失电子也不易得电子，主要形成共价（四价）化合物。 （2）存在差异：硅是一种亲氧元素，在自然界中它总是与氧相互化合的，而碳却没有此特点。 【讨论】二氧化碳具有哪些重要的性质呢？ 物理性质：CO2是一种 色 体， 溶于水，固态CO2俗称 。化学性质：【思考交流】提示：二氧化硅也是一种酸性

5、氧化物由CO2的性质推测SiO2可能具有哪些重要的性质？【检查小结】SiO2是一种酸性氧化物，可能与水反应生成相应酸；与碱反应生成盐和水；与碱性氧化物反应生成盐。【指导学生阅读】教材有关内容，并给出问题阅读教材P63及P64有关内容，思考并讨论：SiO2实际具有的性质与上述推导一致吗？有没有不同的表现？请举例说明【检查小结】与上述推断不完全相同。不同表现是：SiO2是一种难熔固体，不溶于水。正是因为SiO2不溶于水，所以不能直接与水反应生成硅酸，但常温下除能与氢氧化钠溶液反应外，还能与氢氟酸反应生成SiF4气体和水。完成下列反应的化学方程式,并指明反应的类型：SiO2 + NaOH SiO2

6、+ CaO SiO2 + HF 【指导学生阅读】教材有关内容，使其了解二氧化硅的结构和用途。（1）阅读教材P63：科学视野内容，认识SiO2的结构（2）观察教材P63P64上的图43、图44和图45，了解SiO2用途，并了解用途与性质间的关系。【归纳整理】（1）SiO2晶体是由Si和O按1：2的比例所组成的立体网状结构，基本单元是SiO4的正四面体结构。（2）SiO2性质主要表现在：它是一坚硬、难熔的固体，不溶于水，化学性质非常稳定。SiO2的这些性质是由其立体网状结构决定的。【应用与实践】（1）实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么要用橡皮塞而不用玻璃塞？（2）有人认为SiO2既能和碱反应又能

7、和酸反应，所以应认为它是一种两性氧化物。你同意这种看法吗？学生讨论回答【检查小结】（1）因为SiO2易与强碱溶液反应，生成硅酸钠使试剂瓶受腐蚀，同时生成的硅酸钠溶液是一种矿物胶，具有良好的粘结性，易使瓶塞粘在一起而难以开启。（2）不同意这种看法。【指导学生阅读】教材有关内容，给出问题阅读教材P64最后一自然段，思考讨论下列问题：（1）硅酸与盐酸比较，谁的酸性强？你是根据什么现象判断出来的？（2）硅酸与碳酸比较又会怎样呢？【实验探究】提示：酸与盐反应规律之一是较强的酸能制出更弱的酸。完成实验41，并填写教材P65相关表格。补充实验：往一定量的饱和硅酸钠溶液中通入足量的CO2，观察现象。该现象说明

8、了什么？【检查小结】硅酸的酸性比盐酸和碳酸的酸性都弱。这是根据往硅酸钠溶液中滴加盐酸或通入足量的CO2后，产生不溶于水的硅酸判断出来的。【应用与实践】写出以SiO2为原料制备硅酸的化学方程式学生练习【自学释疑】结合实验41，阅读教材P64最后一自然段，归纳总结硅胶的制备方法及其重要应用。思考回答【制备方法】 加适量盐酸或通入足量CO2 干燥脱水 硅酸钠溶液 硅酸溶胶 硅胶用途：常用作干燥剂、催化剂的载体。第二课时【新课导入】通过水玻璃、硅橡胶、玻璃、陶瓷、水泥等物质中硅的存在形式引入硅酸盐【自学思考】阅读教材P65中间两自然段，思考硅酸盐的组成和性质。思考讨论【检查小结】硅酸盐是由硅、氧和金属

9、组成的化合物的总称，分布极广。硅酸盐一般都不溶于水，化学性质很稳定。【指导学生阅读】问题 阅读教材P67资料卡片，回答下列问题：如何用氧化物的形式表示硅酸盐的组成？【检查小结】硅酸盐的表示方法：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水【练习】用氧化物的形式表示下列硅酸盐的组成：KAlSi3O8 CaAl2Si3O103H2O学生思考回答【实验探究】指导学生完成实验操作【指导学生阅读】并给出问题：阅读教材P66第一、二、三自然段。回答下列问题：（1） 硅酸盐种类繁多、结构复杂的原因是什么？（2）为什么土壤具有保肥能力？（3）中国作为“瓷器故乡”的原因是什么？思考【检查小结】（1）由于Al与Si在

10、元素周期表位置相邻、离子大小相近，Al3+常或多或少地置换硅酸盐中的Si4+而形成铝硅酸盐。为了保持电中性，会伴随引入其他正离子，从而大大增加了硅酸盐的丰富性和复杂性。（2）硅酸盐岩石长期在水的侵蚀下，风化为黏土，并且形成土壤胶体（硅酸盐与硅酸相似，有形成胶体的性质）。土壤胶体因其表面积巨大且一般带负电，能吸收NH4+、K+等数十种生物所需的营养离子，所以土壤具有保肥能力。（3）现在出土的各种陶瓷制品、雄伟古建筑上留下的陶瓷砖瓦以及英文“中国”一词又指“瓷器”，等等，所有这些都反映了在西方人眼中中国作为“陶瓷故乡”的形象。【指导学生阅读】知识整理表格性能用途高温结构陶瓷压电陶瓷透明陶瓷超导陶瓷阅读教材P66科学视野并进行知识整理【指导学生阅读】知识整理表格性能用途金刚砂硅钢硅橡胶分子筛阅读教材P67最后一自然段，并进行知识整理【指导学生阅读】知识整理表 分类物性化性应用