必修一第四章第一节无机非技术材料的主角-硅

第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角—硅会泽县茚旺高级中学付秋香本节建议2课时第一课时：P74至P76二氧化硅和硅酸第二课时：P77至P80硅酸盐、硅单质第1节无机非金属材料的主角—硅（第一课时）一、课时安排

本课时包含内容：P74至P76二氧化硅和硅酸二、教材内容分析

1．教材编写

通过二氧化硅和硅酸的性质、应用、发展及可能带来的负面影响的学习，突出它在社会发展、科学现代化中的重要性和应用价值，从而丰富学生的知识，开拓学生的视野。编写意图

硅在自然界的存在、二氧化硅、P76思考与交流、硅酸、实验4-1教学内容编写特点①

内容编排上打破常规。从硅的亲氧性引出硅主要存在的两种形式，接着从学生比较熟悉的硅的化合物着手，介绍二氧化硅、硅酸及硅酸盐的性质，最后介绍硅的单质，符合学生的认知规律，有利于学生的学习。

②重点、非重点内容把握准确。

重点知识、主干内容的学习和要求充分呈现，对于非重点知识和拓展性内容，采用多种方式展现，比如用图片的方式展现应用广泛的硅酸盐产品，在“科学视野”中介绍新型陶瓷等等。让学生不仅学习了知识，也开阔了眼界，同时也增强了学生对学习非金属及化合物的重要性的认识。编写特点2．教材内容前后关系、地位

本节内容安排在必修1第四章，是非金属及其化合物的第一单元内容；安排在“金属及其化合物”之后，也是常见无机物及其性质等知识的继续。本节内容与生产、生活、社会、工业及高科技联系较为密切，知识性、趣味性强，有利调动学生学习积极性。另一方面有利于学生对元素及其化合物学习方法的巩固，同时也为学生学习选修模块2“化学与技术”中的主题2“化学与材料的制造、应用”奠定了知识基础。

主要变化点旧教材第一册新教材必修1备注

在整个教材体系中的位置

在学习元素周期表和周期律以后，在以卤素、氧族元素为非金属元素性质代表以后

作为非金属的开篇，和“氯”都是单独成为一节，而“硫和氮的氧化物”放在一起

强调硅是无机非金属材料的主角，突出硅及化合物在社会发展、国民经济、信息化社会中的重要性及应用价值

节标题及小标题对比

第二节硅和二氧化硅第三节无机非金属材料

第一节无机非金属材料的主角—硅

硅结构

无

有强调结构对化学性质的影响

主要变化点旧教材第一册新教材《必修1》备注二氧化硅的分类与结构

无有强调二氧化硅的存在形式与用途

二氧化硅的化学性质有有强调二氧化硅酸性氧化物的性质，补充二氧化硅与HF的反应

硅酸

物理化学性质物理化学性质制备硅胶的实验强调硅胶的制备、性质及应用

3．教材素材处理

本课时内容从学生已有的知识为背景，生活中事实为情景，通过图片为学生提供许多感性知识，符合学生的认知规律。教材中从碳和硅的原子结构入手，认识两元素单质及化合物。列出二氧化硅空间结构，引导学生从结构中认识物质性质，了解相关用途，体现从“结构→性质→应用”的主线。（1）实物图片共10个；其一是硅及化合物构成地壳主要成分，形成美丽自然风光，强调硅的广泛存在。其二是硅及化合物在生活、工业的重要用途，激发学生努力学习化学热情，认识化学科的重要性。（2）科学视野1个：列出二氧化硅空间结构，为二氧化硅和二氧化碳物理性质的差别提供依据，引导学生从结构认识物质性质，了解相关用途.（3）思考与交流1个：探究二氧化硅的物理性质和化学性质，在讨论中学会交流、合作学习：分组讨论①二氧化硅的物理性质：从CO2和SiO2结构中去找它们性质差异②突出二氧化硅化学性质：从酸性氧化物类别出发，归纳出二氧化硅化学共性，再找出特殊性。

（4）实验1个：探究Na2SiO3性质，同时了解硅酸的制备方法。建议由学生完成，在亲自动手实验中，着重观察透明的硅酸凝胶的形成，注意分析Na2SiO3的性质，掌握实验方法，深入理解反应过程，书写P77化学方程式。

建议：首先完成教材【实验4-1】，盐酸浓度以6mol/L为宜，而控制溶液混合物的酸碱性是制取硅酸凝胶的关键。接着补充实验：往一定量饱和的硅酸钠溶液中通入足量的CO2，观察现象并记录分析，引导学生观察白色胶状沉淀的生成，加深对硅酸酸性比碳酸弱的认识。三、学情分析

1．知识技能方面：学生在初中已学习了二氧化碳的物理性质和化学性质、用途，同时也学了碳单质存在的形态、物理性质及化学性质。必修1第二章已学习了物质分类，酸、碱、盐的反应规律，具备了一定知识背景和学习能力。

附表：

与本课时有关的初中化学碳元素相关知识物质物理性质化学性质实验内容结构用途CO2

有有制备原理及装置

有温室效应CO有有H2CO3有2．学生已有基础对本节学习的影响

正面影响：通过类比及对比分析SiO2化学性质负面影响：混淆CO2与SiO2物理性质新教材中元素化合物知识放在一起集中学习，缺少元素周期律的理论指导，知识面宽，内容零散，容易按已有知识照搬，形成一些错误结论和方法。同时高一学生思维活跃，但对物质性质认识主要停留在宏观表象，对化学现象的分析，归纳能力较弱。

四、教学目标确定

1．基础目标①通过与碳及化合物性质的对比，学习二氧化硅及硅酸的性质，认识二氧化硅是一种酸性氧化物，同时又有自己的特性。②通过实验，探究硅酸的性质与制备，了解硅胶的用途。③通过对硅与碳及化合物性质的对比学习，体会联系、对比、归纳总结的学习方法；提升对新旧知识进行归纳比较的能力。④了解二氧化硅和硅酸在日常生活、生产中的应用，感受化学的实用性，增强学习化学的兴趣。⑤通过“结构——性质——用途”的学习模式，逐步掌握学习元素化合物知识的一般方法。2．拓展性目标①依据：构建元素及化合物知识目标网络，给物质结构理论打下基础②内容：结构与性质方面介绍SiO2的空间网状结构与物理性质；介绍酸性氧化物通性

3．教学重点、难点重点：二氧化硅的性质难点：硅酸的性质五、教学基本设计

教师活动：教学时主要采用设问质疑，实验探究，类推类比、比较分析的教学方法；利用多媒体教学和实验教学相结合，增强直观性，提高课堂效率；将“启发→推测→结论”贯穿整个教学。学生活动：本课时应充分让学生自己去观察、讨论、分析，培养其自主能力和勇于探索创新的精神。这样做增加了学生参与机会，增强了参与意识，教给学生获取知识的途径，思考问题的方法，从而提高学生学习化学的兴趣。基本环节教师活动学生活动设计意图时间活动一导入：从电脑的芯片、光导纤维、水泥、玻璃和瓷砖等日常生活中的实例引入硅及其化合物观看PPT

初步认识从电脑的芯片、光导纤维、水泥、玻璃和瓷砖等物质与硅及其化合物关系1分活动二指导学生阅读教材，填表完成知识整理，组织学生讨论交流阅读教材P74第1、2自然段内容及图片，填表完成知识整理，然后思考交流：碳和硅在自然界中的存在形式不同的原因是什么？学会自学2分基本环节教师活动学生活动设计意图时间活动三归纳整理：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。汇报交流，讨论评价反馈自学效果3分活动四引导分析：二氧化碳具有哪些重要的性质：思考、交流与评价，归纳总结：物理性质：CO2是一种

色

体，

溶于水，固态CO2俗称

。化学性质：CO2+H2O―CO2+NaOH承上启下2分基本环节教师活动学生活动设计意图时间活动五由CO2的性质推测SiO2可能具有哪些重要的性质？推测、思考、交流学会类比2分活动六引导思考交流

归纳整理：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。

反馈自学效果1-2分基本环节教师活动学生活动设计意图时间活动七引导阅读教材P76有关内容，思考并讨论：SiO2实际具有的性质与CO2有没有不同的表现？请举例说明

阅读教材P76有关内容，思考并讨论

自学讨论2分活动八归纳整理：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。

汇报交流，讨论评价

反馈自学效果2分基本环节教师活动学生活动设计意图时间活动九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P75：科学视野内容，认识SiO2的结构（2）观察教材P75上的图4—3、图4—4和图4—5，了解SiO2用途，并了解用途与性质间的关系。自学讨论2分活动十归纳整理（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汇报交流，讨论评价

反馈自学效果2分基本环节教师活动学生活动设计意图时间活动十一课堂评价：（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？

独立思考应用于实践2分活动十二检查小结汇报交流：（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

反馈自学效果2分基本环节教师活动学生活动设计意图时间活动十三知识梳理，引导分析并填写表格，分析思考SiO2作为酸性氧化物的共性与特性？填写表格，分析思考SiO2作为酸性氧化物的共性与特性自学讨论2分活动十四指导学生阅读教材P76最后一自然段，思考讨论下列问题1、怎样制得硅酸？（原料、实验注意问题等）2、硅酸是一种什么样的物质？

学生先由已有相关知识猜测，然后由教师提示阅读教材P76最后一自然段，讨论原料、实验注意等问题

自学讨论2分基本环节教师活动学生活动设计意图时间活动十五酸与盐反应规律之一是较强的酸能制出更弱的酸。实验探究：完成实验4—1，并填写教材P77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。该现象说明了什么？

实验验证，强化理解记忆

4分活动十六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。

汇报交流，讨论评价

反馈自学效果2分基本环节教师活动学生活动设计意图时间活动十七引导学生自学释疑

结合实验4—1，阅读教材P76最后一自然段，归纳总结硅胶的制备方法及其重要应用。自学讨论

2分活动十八硅胶制备方法课堂评价：如何利用SiO2制取硅酸？写出相应的化学方程式。归纳整理独立思考反馈自学效果课堂评价3分活动十九师生共同回顾学案1分第1节无机非金属材料的主角—硅（第二课时）

一、课时安排

本课时包含内容：P77至P80硅酸盐硅单质二、教材内容分析

1、教材编写

通过硅酸盐性质、硅酸盐工业及硅的学习，突出它们在社会发展、科学现代化中的重要性和应用价值，从而丰富学生的知识，开拓学生的视野。硅酸钠性质、实验4-2、硅酸盐工业、硅单质编写意图教学内容2．教材内容前后关系、地位

本课时内容属于硅元素及化合物知识，是在学生初中已学习非金属元素碳的基础上，具有一定知识背景，充分借助碳和碳酸盐知识，通过与非金属元素碳的化合物之间的比对、演绎方法来认识、掌握本课时的知识。物质的分类、离子反应、氧化还原反应理论对本课时学习具有一定指导作用，同时强化对理论应用和巩固理解。另一方面有利于学生对元素及其化合物学习方法的巩固。主要变化点旧教材第一册新教材必修1备注节标题及小标题对比

第二节硅和二氧化硅第三节无机非金属材料

第一节无机非金属材料的主角—硅

硅的化学性质有定性描述：亲氧性削弱硅元素性质知识的系统性建议补充Si与O2的反应

硅的制备

有无硅的用途

有有新教材强调硅的应用性

主要变化点旧教材第一册新教材必修1备注硅酸盐

存在存在与用途化学性质呈现方式多样化：图片、科学视野、资料卡片等

硅酸盐工业

水泥、玻璃及陶瓷的成分与工业制备原理原料、新型无机非金属材料及特性若干

水泥、玻璃及陶瓷的成分与工业制备原料、新型无机非金属材料4种（引入分子筛）；新型无机非金属材料及特性若干放入科学视野

减少水泥、玻璃及陶瓷的成分与工业制备原理。目的是降低对学生知识记忆性要求。新型无机非金属材料（引入分子筛）数目及特性均减少，目的是引导学生课后资料查阅与讨论

3．教材素材处理

本课时内容以生活中事实为情景，通过图片为学生提供许多感性知识，符合认知规律。通过硅及硅酸盐在我们生产、生活及科技方面应用，为人类带来许多价值，培养学生对化学学科崇高精神及正确的价值观。（1）实物图片共10个；一是人面鱼纹彩陶盆、故宫陶瓷瓦、世界第一大坝三峡工程等，构成了硅酸盐工业的“化学活历史”。二是硅太阳能电池、硅芯片在生活、工业的重要用途。教学中要充分发挥这些图片的功能，以化学的“美”激发学生努力学习化学的热情，认识化学科的重要性。（2）实验分析1个：探究Na2SiO3性质。由学生完成这个实验，体验知识的形成过程和方法。通过实验，让学生观察水玻璃的黏稠性，认识用水玻璃浸泡织物可以防火。（3）科学视野2个：分别为硅酸盐的丰富性和多样性，硅酸盐对农作物重要意义。介绍新型陶瓷、传统硅酸盐在我们生活各个方面应用。若课时不够，这两个科学视野可作学生课后阅读。（4）需补充的素材建议补充Si与O2的反应，Na2SiO3溶液与酚酞作用并与Na2CO3对比三、学情分析

1．知识技能方面：学生在初中已学习了碳酸钠水溶液简单知识，同时学生在初中已初步了解过水泥、玻璃、陶瓷的生产和应用。必修1第二章已学习了物质分类，酸、碱、盐的反应规律，具备了一定知识背景和学习能力。

附表：

与本课时有关的初中化学碳元素相关知识物质物理性质化学性质实验内容结构用途C

有

有

金刚石、石墨、C60

有

有Na2CO3（水溶液）碱性2．学生已有基础对本节学习的影响正面影响：通过类比分析Na2SiO3化学性质负面影响：混淆C与Si物理性质、混淆Na2SiO3与Na2CO3化学性质。四、教学目标确定

1．基础性目标①学习硅及硅酸钠的重要性质、用途，了解传统的硅酸盐工业及新型陶瓷。②体会硅及其重要化合物在生产中的应用和对生态环境的影响，树立绿色化学意识和可持续发展的意识。2．拓展性目标：构建元素及化合物知识目标网络，给物质结构理论打下基础。3．教学重点、难点重点：硅和硅酸钠的重要性质难点：硅酸盐的丰富性和多样性五、教学设计教师活动：

教学时主要采用设问质疑，实验探究，对比分析的教学法；利用多媒体教学和实验教学相结合，增强直观性，提高课堂效率；从学科事实升华：结构→性质→用途的关系，对学生进行方法论引导。教学方法上充分体现以学生为中心，注重学生的主体性，将“启发→推测→结论”贯穿整个教学。基本环节教师活动学生活动设计意图时间活动一通过水玻璃、硅橡胶、玻璃、陶瓷、水泥等物质中硅的存在形式引入硅酸盐

观看PPT

新课导入，初步认识硅的存在形式引入硅酸盐

2分活动二指导阅读教材P77第一，二两自然段，思考硅酸盐的组成和性质

阅读教材P77第一，二两自然段，思考硅酸盐的组成和性质汇报交流，理解记忆：硅酸盐是由硅、氧和金属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

学会自学，识记性知识当堂强化3分基本环节教师活动学生活动设计意图时间活动三引导观察硅酸钠的水溶液的外观（颜色、状态、黏度等）、分析硅酸钠的性质

观察硅酸钠的水溶液的外观、阅读教材相关部分、思考、交流、填写学案：1、硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，它的用途有：

、

、

。将实物展示，观察分析与教材阅读相结合，有利于激发学习热情、

5分活动四指导学生完成实验4—2，并填写教材P77相关表格

了解实验步骤，注意观察、分析，完成实验4—2，并填写教材P77相关表格实验探究强化理解

2分基本环节教师活动学生活动设计意图时间活动五随堂评价：2水玻璃长期暴露在空气