高中化学41《无机非金属材料的主角硅》教案新人教版必修

1、第四章 非金属及其化合物第一节 无机非金属材料的主角硅第一课时 教学设计 1、教学目标：（1）学问与技能目标：把握硅、二氧化硅的存在、结构特点和性质；明白硅在无机非金 属材料中的生产和应用；能通过互联网查阅有关资料并作归纳概述；重点把握二氧化硅 的化学性质；（2）过程与方法目标：构建“ 结构性质用途” 的学问体系；进一步把握学习元 素及其化合物的一般方法,提高自主学习才能；提高信息猎取的才能,信息分析、信息 加工和信息沟通等才能；把信息技术作为猎取信息、探究问题、协作解决问题的认知工具；（3）情感态度和价值观目标：体会硅在无机非金属材料中扮演的重要角色,增强将化学 学问应用于生产、 生活和科学

2、技术的意识,称赞化学科学对信息技术和社会进展的奉献；主动、有目的地发觉信息探究学问,提高参加化学科技活动的热忱；通过创设一个在实 际生活学习中使用信息技术解决问题的学习环境中培育同学的“ 信息素养”；2、教学方式：引导、探究、自学、对比、练习 3、教学过程设计 引入新课： 大家曾听说过“ 硅谷” 吧；它是美国新兴的高科技产业开发区,电子技术研 究中心和运算机和半导体工业生产的重要基地；电子工业能得到蓬勃进展,硅元素在信息材料中的开发与应用起着举足轻重的作用,这就是我们将要争论的非金属材料的主角硅；老师： 硅元素及其化合物在我们的生活中有着广泛的应用,下面请同学们展现你们收集的有关资料；同学：

3、分合作小组展现本组通过互联网查阅硅及其化合物在信息技术、材料科学等领域的应用的图片资料及实物（如绚丽多彩的水晶饰品、电子身份证、石英电子表、 石英钟、沙、玻璃、瓷器等）老师： 从古至今,在无机非金属材料中,硅始终扮演着主要的角色；（问题）虽然硅的化合物随处可见,但硅的单质直到18 世纪上半叶才由化学家制备出来,这是为什么？ 请画出硅和碳的原子结构示意图同学： 硅的原子结构示意图为,与碳相像,硅原子和碳原子的最外层电子数均为 4,而中学我们知道碳的化学性质很稳固,能以多种碳的单质存 在于自然界中；老师： 硅元素以什么形状存在于自然界？硅元素主要存在于什么物质里？同学： 硅含量虽然很多,由于硅是一

4、种亲氧元素,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为主要存在形式；因此硅是以化合态存在于自然界,硅元素主要存在于地壳的各种矿物和岩石里；老师： 多媒体展现二氧化硅在自然界中的不同存在形式（硅石、石英、水晶、砂子、玛瑙）；二氧化硅广泛存在于自然界中,与其他矿物共同构成了岩石,自然二氧化硅也叫硅石；砂子的主要成分就是二氧化硅,石英的主要成分也是二氧化硅,水晶是纯度较高的 二氧化硅；老师： 二氧化硅的性质如何？同样从我们熟知的何种物质能得到些提示？同学： 硅单质与碳单质有如此多的相像之处,那么,二氧化硅的性质也应当和二氧化碳 的性质有相像之处？老师： 很好,我们用比较法来探讨二氧化

5、硅的性质,请大家回忆我们中学学过的二氧化 碳的性质；能溶于水, 密度比空气大；同学： 二氧化碳的物理性质是常温常压下是无色无味的气体,化学性质是：本身不燃烧,一般情形下也不支持燃烧,能与水反应生成碳酸,能与碱反 应,是酸性氧化物；老师： 大家回答得很流利；请问,有没有固体的二氧化碳？同学： 有！固体的二氧化碳叫干冰；老师： 干冰可以用来人工降雨,为什么？同学： 由于干冰有易升华的性质；老师： 那么,二氧化碳所具有的物理性质二氧化硅是否具有呢？可通过熟知的何种物质 进行判定？同学： 我们可通过平常简洁接触到的沙来比较二氧化碳与二氧化硅的性质；老师： 很好,描述一下二氧化硅的物理性质吧；同学： 二

6、氧化硅与二氧化碳的物理性质差别很大,它是一种坚硬难熔的固体,不溶于水；老师： 为什么二氧化硅与二氧化碳的物理性质差别很大？多媒体展现二氧化硅的空间网状结构；让同学初步明白结构打算性质；老师：玻璃中主要成分之一是二氧化硅,（展现量筒）量筒上的刻度是如何刻出来的？同学第一想到是用小刀,但玻璃很硬,无法用小刀在玻璃上刻；老师：二氧化硅能与氢氟酸发生反应,我们利用这一反应原理用氢氟酸雕刻玻璃的,由此,我们不能用玻璃来盛装氢氟酸以及参加一切有关氢氟酸的反应；氢氟酸应储存在塑料瓶中,其有关反应在铅皿中进行；老师：（展现盛有硫酸铜溶液、氢氧化钠溶液的试剂瓶）盛有硫酸铜溶液、氢氧化钠溶液的试剂瓶有何不同？同学

7、：观看：盛有硫酸铜溶液、氢氧化钠溶液的瓶塞不一样,为什么盛有氢氧化钠溶液的瓶塞要用橡皮塞？老师： SiO2 能和碱起反应,生成粘稠的硅酸钠（展现硅酸钠的粘稠性）,简洁使瓶塞和瓶颈粘在一起而不能打开,所以盛氢氧化钠的试剂瓶用橡皮塞；（同学可能会问： 但平常盛装 NaOH溶液却仍旧使用玻璃容器,只是用橡皮塞, 这是为什么？由于尽管 NaOH能与 SiO2 该反应并不非常快速,而玻璃表面较光滑,接触面积很小,反应的程度较小,对玻璃瓶的腐蚀并不明显；但假如用磨口塞的话,磨口处的表面积远大于光滑表面, 反应后在表面生成Na2SiO3是一种粘性物质, 将瓶塞与瓶子紧紧粘在一起而无法打开瓶塞,因而必需用橡皮

8、胶塞；）老师：二氧化硅能与碱反应生成盐和水,我们把这样的氧化物称为酸性氧化物,回忆我们以前学过的酸性氧化物； （写出二氧化硫、三氧化硫分别与水、氢氧化钠反应的化学方程式 同学回忆、沟通：熟知的二氧化碳也是酸性氧化物；老师：通过回忆二氧化碳的性质再进一步完善二氧化硅的性质,列表比较二者性质的异 同点； 投影展现 SiO 2与 CO2化学性质的比较性质二氧化碳 CO2 二氧化硅SiO2 与水反应CO2 + H 2O = H 2CO3不反应与碱反应CO2+2NaOH = Na2CO 3+H2O SiO2+2NaOH = 与碱性氧化物反应CO 2+NaOH = NaHCONa2SiO3+H2O 高温

9、SiO2+CaOCO 2+CaO = CaCO3CaSiO3与酸反应不反应SiO2+4HF = SiF 4 +2H2O 老师：二氧化硅不溶于水,如何将二氧化硅转变成相对应的酸？同学：摸索、总结、沟通老师：小结：阐明“ 强酸制弱酸” 的原理, 通过硅酸盐和酸可以制备硅酸；同学：分组试验 4-1 ,观看硅酸溶胶硅酸凝胶；老师：展现常用的硅胶的图片,袋装食品、瓶装药品的干燥剂硅胶；老师：展现一瓶在空气中露置久的硅酸钠溶液,倒转,这瓶硅酸钠溶液与你们桌上的硅 酸钠溶液有何不同,分析、提出设想,并设计试验加以验证；同学：观看、猜想、沟通：可能是空气中的二氧化碳所为,设计验证明验：向饱和硅酸 钠溶液中用玻

10、璃管吹气；试验结论：硅酸是一种很弱的酸,酸性比碳酸仍弱；老师：通过本节课的学习,我们可感受到二氧化硅、硅酸在日常生活、生产和科研等方 面有着重要的用途,关于硅酸盐和硅单质的有关内容,下节课再做进一步的争论；作业设计： 课本 P69 1 、2、3、4 其次课时 硅酸盐和硅单质 教学目标：学问技能： 1. 明白硅酸钠的性质和主要用途2. 对硅酸盐工业及一些产品有大致印象 , 体会硅酸盐的丰富性和复杂性3. 明白硅是重要的半导体材料,在电子工业上的广泛用途；过程与方法：本节课内容属于明白层次, 行文浅显易懂, 可让同学阅读自学, 认真体会有关学问的内涵 , 进行归纳总结,培育同学的自学、归纳才能；情

11、感、态度与价值观；以中国的陶瓷在世界文明中的重要位置为例,感悟我们中华民族 的宏大与期望；以晶体硅在高新技术领域里的重要作用为例,体会科学、技术、社会之 间的相互关系,使同学真正地熟悉到硅酸盐工业与人类生产、生活亲密相关；教学难点： 硅酸盐的丰富性和多样性 教学方式： 实物展现、启示诱导、引导归纳、自学、叙述、试验探究 w.w.w.k.s.5.u.c.o.m 教学过程设计：老师：通过趣味试验“ 烧不坏的布”（取两根一样的干燥布条,其中一根在硅酸钠溶液 中浸过,在火焰上燃烧）进入新的内容的学习,创设同学探究学习的情境；同学：观看两根布条燃烧的现象：一根很简洁燃烧,一根不燃；老师：揭示秘密：不燃的

12、布条是由于我预先在硅酸钠溶液俗名“ 水玻璃” 中浸泡并晒干 的；同学：试验 4-2 ,亲自体验该过程；同学争论,沟通：硅酸钠的性质、用途（显碱性,能耐高温）老师： 小结： 硅酸钠的水溶液俗称水玻璃,其用途很广； 建筑工业及造纸工业用它做粘 合剂；木材或织物用水玻璃浸泡过后既防腐又不易着火；浸过水玻璃的鲜蛋可以长期保 存；水玻璃仍用作软水剂,洗涤剂和制肥皂的填料；它也是制硅胶和分子筛的原料；老师：硅酸钠是最简洁的硅酸盐,从古至今,人类制造性地生产出了三大硅酸盐工业产品陶瓷、玻璃、水泥,它们在日常生活应用很广泛,请同学展现；同学：展现水泥、住宅玻璃、汽车、火车的车窗玻璃、挡风玻璃、各种颜色的玻璃、

13、光 学仪器玻璃、器皿玻璃、缸、罐、茶具、瓷质餐具、卫生设施、艺术饰品；老师：我国是世界上最早生产陶器的国家,瓷器是中华文明的象征,中国的瓷器驰名世界,英文的“ 中国”（China ）一词又指“ 瓷器”,这反映了在西方人眼中中国作为“ 瓷器家乡” 的形象；老师：请大家依据生活体会,说一下玻璃、陶瓷的性能？同学争论,沟通：玻璃的透光性能好,但易碎,并且易伤人；用玻璃制成的物品美观,但就是不牢固,如窗户上的玻璃,很简洁打破；玻璃不耐热,开水都能把它炸裂；陶瓷硬 度高、耐磨损、耐高温、化学性质稳固,但易破旧；老师：传统陶瓷有很多特殊的优势,这使得很多行业的科学家都对它情有独钟,然而它 的弱点的存在,又使它的应用范畴受到了肯定的限制；关于陶瓷,科学家们始终在探究 着扬长避短的制作技术,并已取得了很大的进展和突破,产生了多种多样具有特殊性能的新型陶瓷,下面请同学展现；同学展现、介绍搜集的新型陶瓷资料；老师：硅酸盐的种类很多,结构也很复杂,通常可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表 示其组成；展现资料卡片；老师：科学家仍研制了一些具有特别功能的含硅的物质,图片展现碳化硅、硅钢、人造 分子筛等老师：虽然硅的化合物随