人教版化学必修一第四章第一节《无机非金属材料的主角-硅》导学案

第四章非金属及其化合物第1节无机非金属材料的主角—硅〔共2课时〕(第1课时)【学习目标】1.通过阅读填空、阅读思索、观看图片，初步知道二氧化硅的存在、结构和用途。2.通过思索沟通、阅读书写、思索争论、比照探究、争论归纳，知道二氧化硅的性质并能归纳出酸性氧化物的通性，进一步提升对新旧学问比拟归纳的力量。3.通过分组试验、思索争论、拓展探究，知道硅酸的制备原理并初步了解硅胶的制备过程和用途。【学习重点】二氧化硅的性质及硅胶的制备【温馨提示】“硅酸制备原理的探究〞可能是你学习的难点哟【自主学习】旧知回忆：1.地壳中元素含量，硅排第__2__位，含量占____26.3%______。2.二氧化碳具有哪些重要性质？〔1〕物理性质：CO2是一种__无___色___气___体，___微___溶于水，固态CO2俗称___干冰___。〔2〕化学性质〔写方程式〕：①CO2+H2OH2CO3__②CO2+CaO_CaCO3_③CO2+NaOH_NaHCO3__新知预习：阅读教材P74～76，按要求完成以下问题：1.完成下表：碳硅原子结构示意图〔略〕〔略〕主要化合价4、0、+2、+40、+4思索:如何从原子结构的观点去熟悉比拟碳和硅的化学性质？2.书写以下化学反响方程式：〔1〕用氢氟酸刻蚀玻璃__SiO2+4HF_SiF4↑+2H2O_〔2〕在高温条件下二氧化硅与生石灰作用__SiO2+CaO_CaSiO3__〔3〕将二氧化硅溶于氢氧化钠溶液中__SiO2+2NaOH_Na2SiO3+H2O_【同步学习】情景导入：通过观看P74图41，思索构成漂亮地球的地壳成分是什么？构成岩石的主要成分是什么？一、二氧化硅和硅酸1.二氧化硅〔SiO2〕活动一：SiO2存在、结构及用途1.阅读填空：阅读教材P74第三段完成以下空格：硅元素和碳元素在自然界中的存在：硅是一种亲氧元素，在自然界中它总是与氧相互化合的〔这一点与碳在自然界中有稳定的单质存在有所不同〕。硅主要以熔点很高的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通常以分子形式存在大气中，通过光合作用，其中的碳元素又进入有机化合物的世界。2.阅读填空：阅读教材P74最终一段和P75其次段，并观看图43和图44完成以下填空：二氧化硅的存在：〔1〕SiO2是硅重要的化合物。地球上存在的自然?二氧化硅约占地壳质量的12%，其存在形态有结晶形和无定形两大类，统称硅石。〔2〕石英是结晶的二氧化硅，具有不同的晶型和颜色。石英中无色透亮?????的晶体就是通常所说的水晶，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。3.阅读思索：阅读教材P74“科学视野〞思索以下问题：二氧化硅的空间构型是四周体型结构，你能简洁描述二氧化硅的根本单元吗？______硅氧四周体，结构〔略〕___。4.阅读填空：阅读教材P75最终一段，并观看图45，完成以下填空：二氧化硅的用途：以二氧化硅为主要成分的沙子仍是根本的建筑材料，纯洁的二氧化硅是现代光学及光纤制品的根本原料，用石英、玛瑙制作的饰物和工艺品那么为越来越多的人们所宠爱。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。活动二、二氧化硅的性质1.思索沟通：教材P76“思索与沟通〞。2.阅读书写：阅读教材P76SiO2的化学性质，书写以下反响的化学方程式：①SiO2+4HFSiF4↑+2H2O②SiO2+CaOCaSiO3_③SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O3.思索争论：〔1〕试验室盛放碱溶液的试剂瓶一般用橡胶塞，而不用玻璃塞？缘由是一般玻璃中含有二氧化硅，会与碱液发生反响，导致瓶塞无法翻开。〔2〕有人认为SiO2既能和酸又能和碱反响，所以它是一种氧化物。这种说法对吗？不对，原是二氧化硅只能与酸中的氢氟酸反响，它是二氧化硅的特性。4.比照探究：结合“旧知回忆2〞，比拟二氧化硅和和二氧化碳的化学性质有哪些差异？相同点：均为酸性氧化物，具有酸性氧化物的通行；不同点：二氧化硅能与氢氟酸反响，而二氧碳不能。高温可反响反响：SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑5.争论归纳：二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物，归纳酸性氧化物的通性。对应练习1、以下物质能与SiO2起反响的是〔C〕①浓H2SO4②H2O③盐酸④HF⑤KOH溶液⑥氧化钙A、①②⑥B、②④C、④⑤⑥D、③④⑤⑥对应练习2、以下试剂的保存方法正确的选项是〔BD〕A．氢氟酸保存在玻璃瓶中B．烧碱溶液放在带橡皮塞的玻璃瓶中C．水玻璃放在滴瓶中D．硅胶必需密封保存2.硅酸〔H2SiO3〕活动三、硅酸〔H2SiO3〕的制备和性质探究1.分组试验：完成教材P76试验41，并填写P77表格。2.思索争论：〔1〕上述制备原理的依据是什么？由强酸与弱酸盐反响制取弱酸。〔2〕能否用H2CO3制备H2SiO3?可以，CO2+H2O+Na2SiO3H2SiO3↓+Na2CO3。3.拓展探究：往肯定量的饱和硅酸钠溶液中通入足量的CO2，观看现象并填写以下表格。现象产生白色胶状沉淀化学方程式CO2+H2O+Na2SiO3H2SiO3↓+Na2CO3结论硅酸〔或原硅酸〕是不溶于水的白色胶状沉淀4.制备硅胶：〔1〕阅读教材P76并结合上述试验归纳出硅胶的制备过程。〔略〕。〔2〕硅胶的性质和用途？试验室或袋装食品、瓶装药品的枯燥剂，也可作催化剂载体高温对应练习3、能证明碳酸比硅酸酸性强的试验事实是〔D〕高温A．CO2是气体，而SiO2是固体B．高温下能发生反响：Na2CO3＋SiO2=====Na2SiO3＋CO2↑C．CO2溶于水生成碳酸，而SiO2却不溶于水D．CO2通入Na2SiO3溶液中有胶状沉淀生成对应练习4、关于SiO2和CO2的表达中，正确的选项是B两者都是酸性氧化物，故都不跟一切酸反响B．SiO2熔点高、硬度大，CO2熔点低、硬度小C．SiO2比CO2的相对分子质量大，故SiO2的熔点、沸点比CO2高D．两者都能与水反响生成对应的酸【反响练习】1．以下物质中主要成分不是二氧化硅的是〔A〕

A．硅胶 B．水晶 C．玛瑙 D．硅石2．NaOH、KOH等碱性溶液可以贮存在以下哪种试剂瓶中〔D〕A．具有玻璃塞的细口瓶 B．具有玻璃塞的广口瓶 C．带滴管的滴瓶 D．具有橡胶塞的细口瓶3．以下物质中，不能能够与NaOH溶液反响的是〔B〕

A．二氧化碳B．硅酸钠 C．二氧化硅 D．氢氧化铝4．以下物质的变化，不能通过一步化学反响完成的是〔D〕

A．CO2→H2CO3 B．SiO2→Na2SiO3 C．Na2O2→Na2CO3 D．SiO2→H2SiO3存在制备原理____结构H2SiO3性质___________【归纳梳理】SiO2用途用途物理性质________________________________________________________________性质化学性质______________________________________【课后稳固】教材作业：P80～81习题3、4提高训练：1.光纤通信70年月后期开展起来的一种新型通信技术，目前长距离光纤通信系统已投入使用，光纤通信的光学纤维是由以下哪种物质经特别工艺制成的〔B〕A．碳B．石英C．锗 D．硅2.以下说法中，错误的选项是〔A〕A．硅酸是不挥发性酸，它与食盐反响生成氯化氢B．水玻璃有粘性，所以要存放在带橡胶塞的试剂瓶中C．氢氟酸能和玻璃发生化学反响，所以氢氟酸要存放在塑料瓶中D．烧碱液能腐蚀玻璃并生成硅酸钠，所以烧碱液要存放在带橡胶塞的玻璃瓶中3.下面有关硅的表达中，正确的选项是〔B〕A．光导纤维是以硅为主要原料制成的B．硅在电子工业中，是最重要的半导体材料C．硅的化学性质不活泼，在自然界中可以以游离态存在D．硅是构成矿物和岩石的主要元素，硅在地壳中的含量在全部的元素中居第一位4.以下表达中，正确的选项是〔B〕A．自然界中存在大量单质硅B．石英、水晶的主要成分都是SiO2C．SiO2的化学性质活泼，跟酸碱都能发生化学反响D．SiO2是酸性氧化物，它不与任何酸反响5.以下离子方程式，不正确的选项是〔D〕

A．澄清石灰水中通入少量二氧化碳：Ca2++2OH+CO2=CaCO3↓+H2O

B．碳酸钠溶液中参加过量二氧化碳：CO32+CO2+H2O=2HCO3C．二氧化硅与烧碱溶液反响：SiO2+2OH=SiO32+H2OD．硅酸与烧碱溶液中和：H++OH=H2O6.以下试剂能贮存在磨口玻璃塞的试剂瓶里的是〔C〕A．HF溶液 B．KOH溶液C．盐酸 D．水玻璃7．熔融烧碱应选用的器皿是〔C〕A.石英坩埚

B.一般玻璃坩埚C．铁制坩埚

D．陶瓷坩埚8.以下所列各物质的用途中，不正确的选项是〔D〕A．石英砂：制玻璃、制单晶硅B．硅胶：枯燥剂、吸附剂、催化剂载体C．碳化硅：砂纸、砂轮D．硅酸：粘合剂、耐火材料用地壳中某主要元素生产的多种产品在现代高科技中占有重要位置，足见化学对现代物质文明的重要作用。例如：〔1〕计算机芯片的主要成分是Si；〔2〕光导纤维的主要成分是SiO2：〔3〕目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是Si；〔4〕用作吸附剂、枯燥剂、催化剂或催化剂载体的人造分子筛大多是一类称为硅胶的化合物；10、推断以下说法的正误，并加以解释。在括号中填正误，横线上填解释。(1)二氧化硅溶于水显酸性。(×)二氧化硅不溶于水。高温(2)二氧化碳通入水玻璃可得到硅酸。(√)CO2+H2O+Na2SiO3H2SiO3↓+Na2CO3。高温(3)高温时有CaCO3＋SiO2=====CaSiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸强。(×)该反响是在高温下反响生成气体，使平衡正向移动，而不是在溶液中进行，因此不能证明酸性强弱。(4)由于二氧化硅属于酸性氧化物，所以它不溶于任何酸。(×)二氧化硅具有与氢氟酸反响的特性。【我的反思】。(第2课时)【学习目标】1.通过阅读教材、分组试验，初步熟悉硅酸盐的组成、性质及根本用途。2.通过阅读教材、观看图片、思索争论，熟悉传统的硅酸盐产品和具有传统功能的含硅材料。3.通过阅读填空、拓展探究，熟悉单质硅的存在、性质和用途，树立绿色化学是一种可持续开展的意识。【学习重点】硅和硅酸钠的重要性质。【温馨提示】“硅酸盐的丰富性和多样性〞可能是你学习的难点哟。【自主学习】旧知回忆：是防止玻璃塞中的二氧化硅与碱液反响生成具有粘性的硅酸钠，使瓶塞无法正常翻开。SiO32+2H+H2SiO3↓。新知预习：阅读教材P77～78并填写以下空白：1.硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，在自然界分布极广。溶解性大多不溶于水，稳定性稳定。常用的硅酸盐是Na2SiO3，其水溶液称为水玻璃，可用作制硅酸及木材防火剂。2.硅酸盐的主要产品有陶瓷、玻璃、水泥。半导体材料〔硅芯片〕、光电转化材料〔光电池〕等。【同步学习】情景引入：中国有着悠久历史的陶瓷，生活中的玻璃，以及盖房子用的水泥，它们的主要化学成分是什么？自然界中形形色色的的各种矿石其组成成分又是什么？〔略〕二、硅酸盐活动一、熟悉硅酸盐1.阅读完善：阅读教材P77第2、3自然段，进一步完善“新知预习1〞。2.阅读填表：阅读教材P77“资料卡片〞，熟悉硅酸盐的组成并填写下表：化学式法氧化物法Na2SiO3Na2O.SiO2CaSiO3CaO.SiO2Al2(SiO5)(OH)4Al2O3.2SiO2.2H2OKAlSiO3O8K2O.Al2O3.6SiO2〔提示：用氧化物的形式表示硅酸盐的组成时，各氧化物的排列挨次为：较活泼金属的氧化物→较不活泼金属的氧化物→二氧化硅→水〕3.分组试验：教材P77试验42，并填写对应表格。4.阅读了解：“阅读教材P77“科学视野〞，了解硅酸盐的丰富性和多样性。对应练习1、以下不是水玻璃用途的是〔D〕A．肥皂填料 B．木材防火剂 C．纸板黏胶剂 D．建筑装饰材料活动二、硅酸盐工业1.阅读填表：阅读教材P78，熟悉传统硅酸盐工业，并完成下表。原料制备方法〔主要反响〕设备陶瓷黏土高温烧结高温窑炉玻璃纯碱、石灰石、石英玻璃窑水泥黏土、石灰石反响简单水泥回转窑2.思索争论:〔1〕比拟三大硅酸盐工业原料的异同点？〔见上表略〕〔2〕在制备陶瓷、玻璃和水泥过程中是否都发生了化学变化？______是_____。对应练习2、以下说法正确的选项是〔B〕A．一般玻璃呈淡绿色是由于含Fe3+B．坩埚、蒸发皿都属于陶瓷制品C．“唐三彩〞是一种玻璃制品D．高温下CaSiO3比CaCO3稳定3..阅读填表：阅读教材P78最终一段，熟悉特别功能的含硅材料，并完成下表：性能用途砂与石结构相像，硬度很大砂纸、砂轮的磨料硅钢含硅4%的硅钢具有很高导磁性变压器铁芯硅橡胶耐高温、耐低温、弹性好造、导弹、飞机零件、绝缘材料分子筛具匀称微孔结构吸附剂、催化剂4.阅读了解：阅读教材P79“科学视野〞，了解新型陶瓷。三、硅单质活动三、硅单质存在、性质和用途1.阅读填空：阅读教材P7980，完成以下空格。〔1〕单质硅的存在形式有晶体硅和无定形硅两种，晶体硅的结构与石相像。硅在元素周期表中处于金属与非金属的过渡位置，晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。〔2〕利用高纯单质硅的半导体性能，可以制成光电池，将光能(如太阳光能)直接转换为电能。所以硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料。〔3〕硅的物理性质主要有金属光泽、灰黑色固体、高熔点〔1410℃〕、硬度大、有脆性等，在常温下其化学性质不活泼，但在肯定条件下，硅也能与其他物质发生反响，如：与O2、C、F2、Cl2、HF、NaOH溶液等反响。〔4〕硅的用途：高纯硅是良好的半导体材料,于制造集成电路、太阳能电池等。2.拓展探究：用“位、构、性“的观点熟悉硅的用途。〔略〕【反响练习】CO2气体通入水玻璃中，然后加热蒸干，再在高温下充分燃烧，最终所得的固体物质是〔A〕A.Na2SiO3B.Na2CO3、Na2SiO3C.Na2CO3、SiO2D.SiO22.硅酸铜钡是当今用最新科学技术合成的一种物质，然而现在发觉，我国秦兵马俑用的一种颜料是硅酸铜钡。列关于硅酸铜钡的说法中错误的选项是(AD)A．易溶于水B．难溶于水C．属于硅酸盐D．属于氧化物3.以下关于硅的表达中，错误的选项是〔A〕A．硅广泛存在于自然界中，自然?单质硅叫硅石B．晶体硅的结构类似于石，硬度也很大 C．常温下硅很稳定，不能跟强酸反响D．含硅的钢具有良好的导磁性和耐酸性4.某些化学试剂可用于净水。水处理中使用的一种无机高分子混凝剂的化学式可表示为［Al2(OH)nClm·yH2O］x，式中的m等于〔C〕A．3nB．6+nC．6nD．3+n【归纳梳理】三大硅酸盐产品有三大硅酸盐产品有Na2SiO3的性质存在____________________________。2.单质硅性质_________________________________________________。用途______________________________。【课后稳固】教材作业：P80～81习题1、2、5、7、9、10、11提高训练：1.以下物质中属于纯洁物的是〔A〕2CO3·10H2O2．以下不属于传统硅酸盐产品的是 〔C〕A．玻璃 B．水泥 C．光导纤维 D．陶瓷3.以下表达正确的选项是〔B〕B.玻璃、陶瓷、水泥容器都不能贮存氢氟酸C.石灰抹墙、水泥砌墙过程的硬化原理相同D.石灰窑、玻璃熔炉出来的气体主要成分相同4.以下物质有固定熔点的是〔C〕2O·SiO25．我国及、等国家已制造出一种陶瓷柴油机，这种柴油机发动机部件的受热面是由一种耐高温且不易传热的材料制造的，这种材料是新型无机非金属材料中的〔B〕A．氧化铝陶瓷B．氮化硅陶瓷C．光导纤维D．玻璃钢6．以下离子方程式，正确的选项是 〔C〕

A．澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca2++2OH+CO2CaCO3↓+H2O

B．碳酸钠溶液中参加二氧化硅：CO32+SiO2SiO32+CO2↑

C．二氧化硅与烧碱溶液反响：SiO2+2OH