硅及其化合物教案.doc

_无机非金属材料的主角硅教学设计（1）教学目标：【知识与技能】1了解硅元素在自然界中的存在形式； 2知道二氧化硅的性质；3了解硅酸的性质及制法，了解硅酸钠的性质；4知道硅、二氧化硅的在信息技术、材料科学等领域的应用。【过程与方法】1帮助学生学习运用对比的方法来认识物质的共性和个性，促进学生对新旧知识进行归纳比较能力的发展。 2通过硅及其化合物等内容体现从物质的结构猜测物质的性质，推出物质的用途的思维过程，建构“结构性质用途”学习的共同模式，。 3本节多数内容属于了解层次，部分段落阅读自学，提高的阅读能力、收集资料能力、自学能力和语言表达能力。【情感态度与价值观】1用硅给现代人类文明进程所带来的重大影响（从传统材料到信息材料），为学生构架一座从书本知识到现代科技知识和生活实际的桥梁。开阔学生眼界，提高科技文化素养，理解更多的现代相关科学理论与技术； 2促进学生逐渐形成正确的科学社会观，学生认识到“科学技术是第一生产力”，关心环境，资源再生及研究、探索、发现新材料等与现代社会有关的化学问题，提高学生社会责任感。【教学重点】二氧化硅的主要化学性质。【教学难点】二氧化硅晶体结构【教学过程】导课问题：问题：请简要阅读课文后回答课文标题中“无机非金属材料的主角-硅”“主角”两个字在这里的涵义是什么？（学生回答：硅含量仅次于氧，硅的氧化物和硅酸盐构成地壳的主要部分） 板书 第四章非金属元素及其化合物板书 4-1无机非金属材料的主角-硅讲述硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中的大部分岩石、沙子和土壤，约占地壳质量90以上。各种各样的硅酸盐和水、空气和阳光构成了人类及生物生存的根基。自古至今，在无机非金属材料中，硅一直扮演着主角的角色。问题碳和硅元素结构上又和碳有什么不同？推测硅单质的性质有哪些？学生阅读74中间自然段。回答硅位于元素周期表，与碳元素同族。原子最外层均有四个电子。硅同碳元素一样，其原子即不容易失去电子又不容易得到电子，主要形成四价的化合物。其中二氧化硅是硅的最重要的化合物。“最重要”三个字是如何体现呢？接下来具体进行了解二氧化硅有关性质。板书一、二氧化硅和硅酸投影金刚石、晶体硅、二氧化硅的晶体模型及水晶标本。板书、二氧化硅（SiO）讲述地球上天然二氧化硅成为硅石，约占地壳质量的20，存在形态有结晶性和无定性两种。投影二氧化硅晶体模型：这种能说明什么问题呢？展示“鸟巢”工程图片，产生一些联想对网状结构留下深刻印象。通常，这种空间网状结构的物质都具有高硬度、高熔点的特点，如金刚石。阅读科学视野。讲解将晶体硅结构中的每一个“硅-硅”共价键打开，并在其间夹入一个氧原子，就形成了二氧化硅的晶体。这样，每个硅原子和四个氧原子以共价键结合，形成以该硅原子为中心的正四面体型结构，这种正四面体型结构向空间伸展，就形成了具有空间网状结构的原子晶体。由于每个氧原子同时和两个硅原子成键，所以二氧化硅晶体中，硅氧原子数之比为1:2，SiO2只表示一种比例关系，并不表示晶体中存在SiO2的小分子。重点在于明确结构与化学式的关系。讲述水晶石英中无色透明的晶体；具有彩色环带状或层状的称为玛瑙。二氧化硅可用来做光导纤维。课本上的关于二氧化硅的矿石和用途讲述石英可用来做石英钟、石英表，耐高温的石英玻璃；水晶可以用来制造电子工业中的重要部件、光学仪器、工艺品、眼镜片等，含有有色杂质的石英，还可用于制造精密仪器轴承，耐磨器皿和装饰品等。这些应用与二氧化硅的什么性质有关？板书（）物理性质：坚硬、难溶固体二氧化硅是一种典型的酸性氧化物，能与碱性氧化物或者碱发生反应，酸性氧化物一般不与酸发生化学反应，而二氧化硅却能与氢氟酸发生反应，这也是工业上用氢氟酸雕刻玻璃的反应原理。思考已知玻璃中含有SiO2，而硅酸钠又是一种粘合剂，回答为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？（）化学性质：板书 1、酸性氧化物SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2OSiO2+CaO CaSiO32、氧化性：SiO2+2C=Si+2CO（工业上用此反应制粗硅） 硅的提纯3、特殊性：SiO24HFSiF42H2O （怎样保存HF？塑料瓶）4、在高温下与碳酸盐的反应（应用于玻璃生产）SiO2 + Na2CO3 = CO2 + Na2SiO3SiO2 + CaCO3 = CO2 + CaSiO3过渡刚才我们提到二氧化硅不能溶于水得到相应的酸硅酸。那么，硅酸是怎样的一种酸？它怎样制得呢？下面我们就来学习这个问题。板书.硅酸(H2SiO3)提出思考：硅酸（H2SiO3）能通过二氧化硅与水反应制得吗？为什么？ 引入：硅酸 、 不溶于水，酸性比碳酸弱。实验试管中加入L Na2i3饱和溶液，滴入滴酚酞试液，再用胶头滴管逐滴滴入稀盐酸，边滴边震荡，至红色变浅并接近消失停止，记录现象。现象结论化学方程式Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3实验视频、制备：较强酸与可溶硅酸盐溶液Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO3+Na2CO3硅酸是一种白色胶状物质，不溶于水，受热干燥失水。H2SiO3=H2O+SiO23、用途：硅胶多孔，吸附水份能力强，常用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体。展示干燥剂，小结硅酸用途讲解生成的H4SiO4叫原硅酸，是一种白色胶状物质，不溶于水，在干燥的空气中易失水变成硅酸。板书 H4SiO4=H2SiO3+H2O小结略作业反思附板书第四章非金属元素及其化合物第一节 无机非金属材料的主角硅一、二氧化硅物理性质：坚硬、难溶固体化学性质： 酸性氧化物：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O SiO2+CaO=CaSiO3 氧化性：SiO2+2C=Si+2CO 特殊性：SiO24HFSiF42H2O 二.硅酸(H2SiO3) 不溶于水，酸性比碳酸弱。硅酸的制取Na2SiO3+2HCl+H2O=H4SiO4+2NaClNa2SiO3+CO2+2H2O=H4SiO4+Na2CO3H4SiO4=H2SiO3+H2O无机非金属材料的主角硅教学设计（2）一、教学目标（一）知识技能1. 了解单质硅、硅酸盐的组成、结构特点、主要性质和用途。2. 认识硅酸盐等在生产、信息技术、材料科学等领域的应用。3. 掌握单质硅、硅酸钠的化学性质。（二）过程与方法1. 学习用实验研究物质性质的方法。2. 了解材料发展的历史与前景。（三）情感价值观认识化学在材料科学中的重要地位，了解中华民族的传统文化，激发学习化学的兴趣。二、教学重点硅、硅酸盐的用途。三、教学难点掌握硅、硅酸钠的化学性质。四、教学过程三.硅酸盐实验探究:硅酸钠（Na2SiO3），其水溶液俗称水玻璃，可作肥皂填料、木材防火剂及粘合剂。实验探究实验4-2，取两张滤纸条，分别放入蒸馏水和饱和Na2SiO3溶液中，使之充分吸湿、浸透，取出稍沥干（不再滴液）后，同时分别在酒精灯外焰点燃。观察现象。完成实验，填写实验报告。实验报告：放入蒸馏水放入Na2SiO3饱和溶液现象结论课堂阅读P.77第一段，概括你所获取的信息，制作成知识小卡片。1) 硅酸盐的丰富性和复杂性的原因；2) 土壤胶体的形成过程；3) 土壤胶体的作用阅读、思考与交流1、玻璃普通玻璃的大致组成：Na2OCaO6SiO2各种特种玻璃的特性和应用种类特性用途普通玻璃在较低温度下易软化窗玻璃、玻璃器皿等石英玻璃膨胀系数小、耐酸碱、强度大、滤光化学仪器；高压水银灯、紫外灯的灯壳等光学玻璃光性能好、有折光和色散性眼镜片；照相机、显微镜、望远镜、用凹凸透镜等光学仪器玻璃纤维耐腐蚀、不怕烧、不导电、不吸水、隔热、吸声、防虫蛀宇航员的衣服、玻璃钢等钢化玻璃耐高温、耐腐蚀、强度大、质轻、抗震裂运动器材；微波通信器材；汽车、火车窗玻璃等玻璃的工业制取：原料：石灰石、纯碱、石英SiO2 + Na2CO3 = CO2 + Na2SiO3SiO2 + CaCO3 = CO2 + CaSiO3硅酸盐的表示方法：金属氧化物。二氧化硅。水阅读课本P77 资料卡片石棉：CaO3MgO4SiO2【CaMg3Si4O12】长石：K2OAl2O36SiO2【K2Al2Si6O16】高岭石：Al2O3.2SiO2.2H2O 2.水泥1） 原料：石灰石、粘土；主要成分硅酸三钙（3CaO。SiO2、硅酸二钙（2CaO。SO2）、铝酸三钙（3CaO。Al2O3）2、用途：建筑行业水泥在各个工程上应用3）阅读资料交流感受。（1）现在全世界年产水泥总数超过6亿吨。一种新型水泥双快水泥（快凝、快硬）问世。它浇注一天后的硬度，相当于普通水泥浇注7-28天后的硬度。（2）我国水泥工业的发展情况：水泥产量自1979年到1999年增长了7.8倍，20年间我国水泥产量平均增长达11.08，水泥产量自1995年以来一直居全世界首位。其中1999年我国水泥产量占世界的3716。我国现有水泥企业8000多家，而20万吨以上的企业不足10，全国水泥企业平均规模不到10万吨，与世界其它国家相经差距极大。3陶瓷原料：粘土思考：为什么在英文中用China表示中国？新型的陶瓷 （1）高温结构陶瓷（2）压电陶瓷（3）透明陶瓷（4）超导陶瓷请阅读课文材料，讨论归纳。新型无机非金属材料的主要特点：1、强度高，耐高温；2、具有电学特性：绝缘体、半导体、导体等；3、具有光学特性：发光、透光（可见光、红外光、射线）；4、具有生物功能。四硅单质单质硅有晶体硅和无定形硅两类。（1）硅的物理性质 晶体硅是有金属光泽光泽的灰黑色色固体，