合肥市高中化学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1课时教案新人教版.docx

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项目内容课题第四章 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）修改与创新教学目标（一）知识与能力：了解硅在自然界中的含量、存在、用途。了解二氧化硅的物理性质，掌握二氧化硅的化学性质。了解硅的基本性质。（二）过程与方法： 自主学习，培养学生自学能力。 活动探究，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（三）态度情感价值观：培养学生学习元素化合物的正确方法：结构决定性质、性质决定用途。通过对硅及其用途的学习使学生热爱自然、热爱化学。教学重、难点教学重点： 二氧化硅的性质教学难点： 硅酸的性质教学过程预习探究（学生用）1.二氧化硅：（1）物理性质：不溶于水的固体，熔、沸点高，硬度大 ；（2）化学性质：与氢氟酸反应：SiO2+4HF=SiF4+2H2O ； 与碱性氧化物(如CaO)反应：SiO2+CaOCaSiO3 ； 与强碱反应(如NaOH)反应：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O（3）用途： 用于制取光导纤维、玻璃、陶瓷等2.硅酸：（1）物理性质：不溶于水，酸性比碳酸弱；（2）制备：Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl；（3）用途：干燥剂、催化剂载体互动课堂（一）情景激思（教师用）【新课引入】在美国有一个规模宏大的新兴高科技工业园区，那就是家喻户晓的硅谷。它是美国电子技术研究中心和计算机和半导体工业生产的重要基地。电子工业能得到蓬勃发展，硅元素在信息材料中的开发与应用起着举足轻重的作用，今天我们就一起来探讨非金属材料的主角硅。【教师强调】本节课的课标是：掌握二氧化硅的性质。【过渡】请同学们展示你们收集的有关资料。【板书】第一节 无机非金属材料的主角硅（二）合作探究（师生共用）【学生活动】学生阅读课本P74页前两段。【教师总结】硅在地壳中的含量占第二位，仅次于氧。既不易失去电子又不易得到电子，主要形成四价的化合物。从初中的学习我们知道碳的化学性质很稳定，能以多种碳的单质存在于自然界中。+14824【问题1】试根据“结构性质用途”，请思考：单质硅有什么结构特点？请画出硅和碳的原子结构示意图。+642【学生思考并回答】： 【教师总结】【讲述】碳和硅一样，其原子既不易失去也不易得到电子，主要形成四价的化合物。【问题2】回忆碳在自然界存在形态，联想硅的存在，硅元素以什么形态存在于自然界？硅元素主要存在于什么物质里？【学生思考并回答】【教师总结】硅是一种亲氧元素，在氧化气氛包围的地球上，硅主要以熔点很高的二氧化硅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。【板书】一、二氧化硅【教师活动】多媒体展示二氧化硅在自然界中的不同存在形式，引入二氧化硅的存在和应用。【学生活动】阅读课本P74-75页科学视野。【教师活动】展示二氧化硅的晶体结构。【学生活动】（填空）SiO2是硅的最重要的化合物，其存在形式有结晶形和无定形两大类，统称硅石。石英晶体是结晶的二氧化硅，其中无色透明的晶体叫水晶，具有彩色环带状或层状的称为玛瑙。沙子中含有小粒的石英晶体。SiO2晶体有多种晶型，其基本结构单元如图所示：该结构具有四面体结构，每个Si周围有4个O，而每个O跟2个Si相结合，所以SiO2是由Si和O按原子个数比为12所组成的立体网状结构的晶体。【问题3】根据二氧化硅的存在和应用，二氧化硅具有什么物理性质？尝试与二氧化碳作比较？【板书】1.二氧化硅的性质和用途【学生活动】1.根据已有知识填写下列关于CO2和SiO2的对比表。二氧化碳二氧化硅存在空气岩石中，石英、沙子和硅藻土都含有SiO2物理性质熔、沸点低，常温下是气体，微溶于水硬度大，熔点高的固体，不溶于水【教师总结】二氧化硅是坚硬、难溶的固体。【问题4】思考二氧化硅与二氧化碳的性质比较，并举例写出二氧化碳作为酸性氧化物能发生反应的化学方程式。【学生思考并书写】 【引入】根据二氧化碳的性质，你能知道二氧化硅的化学性质吗？【板书】2.二氧化硅的化学性质【过渡】1. 玻璃很硬，玻璃中主要成分之一是二氧化硅，（展示量筒）量筒上的刻度是如何刻出来的？2. 实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸(HF)? 3.实验室盛放NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞,你知道是为什么吗? 【教师活动】展示被氢氟酸腐蚀的玻片【学生思考并回答】 【教师总结】不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应，能与碱性氧化物反应，与强碱也能反应生成盐和水。SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O SiO2+CaO CaSiO3【自主练习】根据已有知识填写下列关于CO2和SiO2的对比表（写出有关反应的化学方程式）。二氧化碳二氧化硅化学性质与水反应CO2+H2O H2CO3不反应与酸反应不反应SiO2+4HF=SiF4+2H2O与NaOH反应CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O与CaO反应CO2+CaO=CaCO3SiO2+CaO CaSiO3用途人工降雨光导纤维【过渡】硅酸（H2SiO3）能通过二氧化硅与水反应制得吗？为什么？【学生思考并回答】 【教师总结】不能，SiO2不溶于水，所以硅酸只能通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得。【板书】二、硅酸【教师活动】演示实验41：要求根据现象记录，观察硅酸溶胶硅酸凝胶，展示常用的硅胶的图片，袋装食品、瓶装药品的干燥剂硅胶。【学生活动】注意观察实验现象，回答下列有关实验41的问题现象在饱和Na2SiO3溶液中，滴加酚酞溶液呈红色。逐滴加入稀盐酸，有透明的凝胶产生，溶液红色逐渐变浅最后完全褪色。结论在饱和Na2SiO3溶液中，滴加稀盐酸，生成硅酸凝胶。方程式Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl；SiO32-+2H+=H2SiO3【板书】Na2SiO3+2HCl+H2O=H4SiO4+2NaCl；Na2SiO3+CO2+2H2O=H4SiO4+Na2CO3；H4SiO4=H2SiO3+H2o【教师总结】归纳整理制备方法： 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【教师强调】硅酸是一种很弱的酸，其酸性比碳酸还弱，溶解度很小。硅酸容易聚合形成硅酸溶胶,硅酸浓度较大时,则形成软而透明的、胶冻状的硅酸凝胶。硅酸凝胶经干燥脱水就