人教版高中化学必修一化学：《无机非金属材料的主角——硅》教案

1、第一节无机非金属材料的主角硅教材分析：硅是带来人类文明的重要元素之一，硅及其化合物是元素化合物知识的重要基础知识。本节内容不仅为形成化学基本观念提供感性基础，也为了解化学与生活，化学与社会发展， 化学与技术进步之间的密切关系提供了丰富的素材。本节的主要内容有硅在自然界中的存在形式、二氧化硅的性质、硅酸盐的性质、硅及化合物的用途。在教学中可采用碳和硅（同一主族相邻的两种元素）进行对比，突出它们的相似性与不同性。另外多运用日常生活中的事例进行教学，联系生产生活的实际，充分利用实物、模型、彩图、实物照片等形式，增强教学的直观行，激发学生的学习兴趣，培养学生热 爱科学的情感。教学目标：知识与技能1 、

2、 了解硅的重要化合物的主要性质，认识硅及其化合物的主要用途。2 、 联系生产生活实际，培养学生对知识的迁移能力。过程与方法1 、 采用对比的方法，联系碳、二氧化碳大等学生已有的知识、经验来介绍硅、二 氧化硅等新知识。2 、 运用日常生活中事例进行教学，增强教学的直观性。情感态度与价值观1、 、 认识硅及其化合物的广泛哟鸥鸟国土，体会化学的创造性与实用性，并关注化 学有关的实际问题。2、 利用实物、模型及学生自己手机的有关实物或照片，激发学生的学习兴趣，培 养学生热爱科学的情感。3、 通过动手实验，培养学生实事求是的科学态度。 教学重点：二氧化硅的性质教学难点：硅酸盐的丰富性和多样性。教学方法：

3、对比法、讨论法、讲授法教学安排：（二课时）第一课时：二氧化硅、硅酸第二课时：硅酸盐、单质硅 教学过程：（第一课时）导入美国的硅谷一一位于美国西海岸加利福尼亚州北部旧金山南郊，圣克拉拉县和圣胡安两城之间的一条长4 8公里，宽1 6公里的长条形地带上。由于它集中了全世界90%以上的著名半导体公司（思科、英特尔、惠普、朗讯、苹果） ，而半导体的基本元件是硅片，所以该 地区被称为 硅谷”。该地区客观上成为美国高新技术的摇篮，现在硅谷已成为世界各国半导体工业聚集区的代名词。也是高新科技的象征。师既然硅这么重要，那么他是如何存在，有些什么性乳棉,贝陛吐苑.30%质呢？板书4-1无机非金属材料的主角一一硅师

4、主角，我们足以看出硅的地位。我们看课本P46图 3-1,硅在地壳中的含量居第二，仅次与氧。硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤、约占地壳总量的90%以上。学生活动看图4-1师大家在元素周期表中找到硅，并且写出硅和碳的原子结构示意图。学生活动师它们最外层均为四个电子，既不容易得到也不容易失去，性质稳定。但他们却是不可以忽视的：碳-统治了有机界：碳是构成有机物的主要元素；硅一统治了无机矿物界：硅是构成岩石与许多矿物的基本元素。下面我们的学习就围绕着碳和硅的相似性进行学习。学生活动回顾碳的相关知识6比oC C5 H2CO3存在酸性氧化物弱酸性质师阅读课本P74-76页内容，从碳的性

5、质总结硅、二氧化硅、硅酸的性质。学生活动资料卡片在25c和101kPa的条件下，由单质生成1molCO2时放热393.5J;而在同样条件下, 生成1molSiO2时放热910.9J.放热越多，其生成物通常越稳定，可见SiO2比CO2更容易生成，而 且更稳定。思考比较碳、硅亲合氧的能力及硅在自然存在形式？归纳硅的亲氧性强于碳的亲氧性。 因此硅元素在氧化气氛包围的地球上，硅主要以SiO2及硅酸盐形式存在。板书1、二氧化硅SiO2师从课本P74-75的内容，大家对二氧化硅进行树型分类?学生思考、书写展示二氧化硅的结构模型师二氧化硅晶体，基本结构单元是正四面体，每个Si结合4个O,每个。结合2个Si,

6、形成空间网状结构。正是这种结构，决定了其具有优良的物理和化学性质。思考与交流请根据SiO2的存在和应用思考：二氧化硅具有哪些物理性质？化学稳定性如何？你的根据是什么？SiO2的这些性质是由什么决定的？1学生活动归纳、总Z板书物理性质：熔点高、硬度大用途：建筑材料、饰品、工艺品化学性质：稳定性好过渡下面我们一起来看看 SiO2的化学性质，玻璃的主要成分是二氧化硅和硅酸盐，我们通过其性质，来看SiO2的性质。师我们可以用玻璃瓶来装试剂：酸、碱、盐，这可以看出其化学性质稳定，不能够跟一般的酸发生反应，除 HF外。板书a、不与酸反应，氢氟酸除外SiO2+4HF = SiF4 忏 2H2。用途：可以在玻

7、璃上雕刻花纹等师因为HF酸可以和SiO2反应，所以HF的保存就不能使用玻璃瓶，而用塑料或橡胶瓶，我 们可以用这个性质在玻璃上雕刻花纹，量器上雕刻刻度等。展示装有NaOH的试剂瓶思考一般的试剂瓶都使用玻璃瓶塞，而这个试剂瓶使用的是橡胶塞，为什么？思考、讨论总结我们开始将 CO2和SiO2比较，CO2是酸性氧化物，SiO2也是酸性氧化物，所以其具有 酸性氧化物的通性，即能与碱、碱性氧化物反应。板书b、与碱性氧化物反应Wj温SiO2 CaOCaSiO3C、与碱反应SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3+H2。师正是因为其能与 NaOH发生反应，所以其瓶塞使用的是橡胶塞。过渡CO2溶于水生成H2

8、CO3, SiO2我们知道它是不能溶于水的，它有没有对应的酸呢？如何制取呢？思考碳酸的制取，使用的是强酸制弱酸的方法，那么硅酸是不是也可以使用同样的方法获得 呢？探究实验4-1试管中取3ml Na2SiO3溶液，滴入2滴酚儆，逐滴加入稀 HCl ,边加边振荡，至 红色变浅并接近消失时停止。学生活动观察、思考总结、归纳、板书2、硅酸实验过程：现象：红色消失，生成白色凝胶结论：硅酸钠转化为硅酸反应：Na2SiO3+2HCl = H2SiO3（胶体）+2NaCl师硅酸凝胶经干燥脱水后的到多空的硅酸干凝胶，称为硅胶”。硅胶多空，吸附水的能力强,常用作实验室和袋装食品、瓶装药品的干燥剂，也可以作催化剂的

9、载体。课堂练习1、下列各组物质有关性质关系的比较，正确的是（）A.溶解性：CO2 <SiO2B.酸性：H2SQ3 > H2CO3C.熔点：SiO2 > CO2 （干冰）D.硬度：SiO2 <CO22、要除去SiO2中的CaO杂质，最适宜的试剂是（）A、纯碱溶液B、盐酸C、硫酸D、氢氧化钠溶液总结本节课我们主要学习了二氧化硅的存在、用途、性质和硅酸的制取、用途。需要重点掌 握二氧化硅的性质和硅酸的制取。Na2SiO3板书设计:§4-1无机非金属材料的主角1、二氧化硅SiO2 物理性质：熔点高、硬度大用途：建筑材料、饰品、工艺品化学性质：稳定性好a、不与酸反应，氢

10、氟酸除外SiO2+4HF = SiF4 T+ 2H2O用途：可以在玻璃上雕刻花纹等b、与碱性氧化物反应Wj温SiO2 CaO CaSiO3C、与碱反应SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3+ H2O2、硅酸实验过程：现象：红色消失，生成白色凝胶结论：硅酸钠转化为硅酸反应：Na2SiO3+2HCl = H2SiO3（胶体）+2NaCl教学反思:CaSiO?*£J4教学过程：(第二课时)复习引入上节课我们学习了二氧化硅的性质和用途和硅酸的制取用途。对照它们之间的转化关系，写出相应的方程式。学生活动书写相关的化学方程式。创设情境在农田的施肥中，如何才能使NH4 , K +更大程度的吸

11、收呢？联系胶体的性质进行思考。学生活动阅读P77 ,科学视野。师硅酸盐岩石长期在水和大气中二氧化碳侵蚀下，风化为黏土，并且形成土壤胶体。土壤胶 体带负电，与nh4 , k+等营养离子相结合，使土壤具有保肥作用。土壤、岩石中都含有大量硅酸盐，硅酸盐在自然界中分布极广，其结构复杂，大多数不 溶于水，化学性质稳定。展示Na2SiO3溶液师SiO2与NaOH反应生成的Na2SiO3就一种最简单的硅酸盐，其能够溶于水，水溶液俗称为 水玻璃，是制备硅胶和木材防火剂的主要原料。实验4-2取两个滤纸片，分别浸在水和水玻璃中，取出，放在酒精灯外焰上。学生活动观察、填表。放入蒸储水放入Na2SiO3饱和溶液现象结

12、论师浸泡在Na2SiO3饱和溶液的滤纸不能燃烧，所以其可以作木材的防火剂。师看图4-8应用广泛的硅酸盐产品学生活动阅读课本P78-79内容，填写下表板书原料生产设备主要成分水泥玻璃陶瓷师以上我们介绍的是传统的无机非金属材料，现在非金属材料发展迅速，出现了许多具有特 殊功能的材料。介绍SiC、硅钢、硅橡胶、新型陶瓷等内容。学生活动阅读课本P79,单质硅，完成下列问题。板书(1)硅单质的存在形式：有 和 两种。(2)物理性质：。(3)化学性质：常温下 。(4)硅的用途：高纯硅是良好的 材料，于制造集成电路、太阳能电池等。师指导学生完成，并介绍相关内容课堂练习1、熔融烧碱应选用的器皿是()A.石英增期B.普通玻璃塔塌C.铁制塔期 D.陶瓷塔竭2、生产水泥、普通玻璃都要用到的主要原料是()A.黏土B.石灰石C.纯碱D.石英3、下列所列各物质的用途中，不正确.的是A.石英砂：制玻璃、制单晶硅B.硅胶：干燥剂、吸附剂、催化剂载体C.碳化硅：砂纸、砂轮D.