高一化学第四章无机非金属材料的主角——硅

1、第四章第一节 无机非金属材料的主角教学目标知识与技能1. 能说出硅的重要化合物二氧化硅及硅酸的主要性质，知道硅酸钠的重要性质和用途。2. 了解硅及硅酸盐的重要性质和用途。3. 认识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。过程与方法1. 自主学习，培养学生的自学能力。2共同实验，认识变色硅胶。3通过自学掌握二氧化硅的性质，通过对硅胶用途的分析，得出相关性质，最后探究在实验室制的硅胶。4. 充分利用课本和课外有关硅及其化合物在生活、信息技术中应用的图片，增加学生的感性认识。情感、态度与价值观1. 知道二氧化硅和硅酸在日常生产生活中的应用，感受化学的实用

2、性，增强学习化学的兴趣。培养学生敢于创新的习惯和创新能力。2. 让学生用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。教学重点、难点重点：二氧化硅、硅和硅酸钠的重要性质。难点：硅酸的性质、硅酸盐的丰富性和多样性。教学过程课件 展示图片 泰山 塔克拉玛干大沙漠 长江三角洲问题 请同学们查阅教材P46、P74，讨论硅在地壳中的含量是多少？居第几位？硅主要以什么形式存在？总结 学生回答后归纳总结：（1）硅在地壳中的含量为26.3%，仅次于氧，居第二位。主要以硅酸盐、硅的氧化物的形式存在。（2）硅酸盐、硅的氧化物、空气、水、阳光等一起构成了地球生物以及人类生存的根基。从原子角度认识硅原子讲述

3、 硅原子的结构示意图为：，与碳原子结构相似，在反应中硅既不容易失去电子，也不容易得到电子，主要形成四价的共价化合物。碳是构成有机物的主要元素，而硅是构成岩石与许多矿物的基本元素。问题 思考碳和硅在自然界中存在形式有所不同的原因是什么？总结 学生回答后归纳总结：碳和硅都是亲氧元素，但是硅的亲氧能力更强。因此，Si在自然界无单质状态存在，总是与氧相互化合，主要以氧化物及硅酸盐的形式存在。而碳在地壳中主要形成石灰岩和碳酸盐等矿物，碳的氧化物CO2通常以分子的形式存在于大气中，通过光合作用，其中的碳元素进入有机化合物世界。 一、二氧化硅和硅酸1、二氧化硅（SiO2）课件 展示水晶、玛瑙等实物；沙漠的照

4、片以及SiO4的四面体的结构图。问题 C、Si原子结构相似，形成的氧化物CO2、SiO2性质却有很大差别，主要是什么原因造成的？总结 学生回答后归纳总结：C、Si原子结构有相似之处，最外层只有4个电子，但形成氧化物的性质却不同，可能是CO2、SiO2的结构不同造成的。展示SiO2结构示意图。讲述 水晶是自然界中六方柱的透明晶体，玛瑙的成分也是SiO2，它们除了一些常见的可作饰物等用途外，SiO2在工业上用途也非常广泛，例如：以石英为材料制成的光导纤维在电信行业的应用等。课件 多媒体展示水晶、玛瑙、石英坩埚以及石英光导纤维等。问题 什么是硅石、石英、水晶、玛瑙？阅读P7475页，画出由硅石分类到

5、玛瑙的树状分类图。总结 学生回答后归纳总结：地球上存在的天然二氧化硅称为（统称为）硅石问题 SiO2是二氧化硅的分子式吗？总结 学生回答后归纳总结：根据结构图知每1个Si原子周围结合4个O原子，Si在中心，O在四个顶角。同时每1个O原子周围结合2个Si原子。因此SiO2不是分子式，而是化学式，只是用SiO2来表示二氧化硅的组成，说明硅原子和氧原子的个数比为1:2。SiO2用途读教材P75，归纳SiO2用途：总结 学生回答后归纳总结：a石英和玛瑙制作饰物和工艺品。纯度较高的石英用来制造石英玻璃，水晶用来制造光学仪器。b.纯净的二氧化硅是现代光学及光纤制品的基本原料，是用来制作光导纤维的主要原料。

6、c.沙子是基本的建筑材料。课件 多媒体展示SiO2用途问题 讨论SiO2的危害总结 学生讨论后归纳总结：在隧道开凿，石英粉加工等工作环境下易形成含有二氧化硅的粉尘，人长期吸入含有二氧化硅的粉尘，就会患硅肺病（旧称矽肺）。问题 结合已有的关于水晶、沙子的主要成分也是SiO2的知识，请同学们思考SiO2的物理性质有哪些？与CO2比较，并填写下表：二氧化碳二氧化硅化学式化学式的意义状态硬度水溶性熔沸点总结 学生讨论后归纳总结物理性质：纯净的SiO2是一种的熔点高、硬度大、不导电、不溶于水的无色透明固体。问题 想一想你在实验室见到的盛装NaOH溶液的试剂瓶用的是橡皮塞还是玻璃塞？（已知玻璃的主要成分是

7、SiO2）总结 学生回答后教师总结：NaOH溶液能与玻璃中的SiO2反应生成Na2SiO3 (具有粘合性) ，使瓶塞部分粘结而无法打开。因此盛装NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡胶塞。问题 已知SiO2是酸性氧化物，结合初中知识，请同学们说出SiO2还可能具有哪些性质？写出有关的化学反应方程式。1. 酸性氧化物与强碱反应生成盐和水、与碱性氧化物反应生成盐SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O、SiO2 + CaO = CaSiO3讲解2. 弱氧化性与碳反应制取粗硅SiO2 + 2C Si + 2CO3. 特性：与HF的反应此反：SiO2 + 4HF = SiF4+ 2H

8、2O该反应常用于雕刻玻璃。问题 实验室能用玻璃瓶盛装氢氟酸溶液吗？总结 学生回答后教师总结：不能，氢氟酸能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸溶液不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。讲述 在高温时二氧化硅还能某些盐反应 SiO2 + Na2CO3 = Na2SiO3 + CO2、SiO2 + CaCO3 = CaSiO3 + CO2这是在玻璃窑中以纯碱、石灰石和石英为原料熔融制取玻璃的反应原理。问题（课上练习） 从物理性质和化学性质的角度比较CO2和SiO2的性质的异同。CO2SiO2不同点熔沸点低高状态气体无色晶体与水反应不反应与酸反应不反应相同点与碱性氧化物反应与碱反应弱氧化性用途人工降雨，灭火2、硅酸（

9、H2SiO3）实验 硅酸（H2SiO3）制法可溶性硅酸盐与酸反应： 实验41 学生分组实验，填写下表现象滴入酚酞后溶液变为红色，再滴入稀盐酸，溶液红色变浅至无色，同时有白色胶状沉淀产生结论a、Na2SiO3溶液呈碱性，b、可溶性硅酸盐与盐酸反应生成不溶于水的硅酸，c、先形成硅酸溶胶，后形成硅酸凝胶，d、静置则形成硅酸沉淀。方程式Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3(胶体)讲述 在学生分组实验完成后教师讲授硅胶：实验得到的硅酸胶体硅酸溶胶，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后得到多孔的的硅酸干凝胶，称为“硅胶”，具有极强的吸水性，常用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也可用作催化剂的载体。问题 归纳硅酸（H2SiO3）的物理性质总结 学生回答后归纳总结：硅酸（H2SiO3）为白色固体，难溶于水。讲述 硅酸（H2SiO3）的化学性质（1）不稳定（比H2CO3稳定），受热易分解。（2）酸性极弱，酸性比碳酸还弱，不能使指示剂发生变色，只能与强碱发生中和反应。 H2SiO3 + 2NaOH = Na2SiO3 + 2H2O课件 展示课上巩固练习题小结 本节课我