化学：4.1《无机非金属材料的主角——硅》教案（新人教版必修1）

111第四章 非金属及其化合物课程标准：通过实验了解氯、氮、硫、硅等非金属及其重要化合物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。第一节 无机非金属材料的主角硅（第一课时）教学目标：1使学生了解硅的两种重要化合物二氧化硅及硅酸的主要性质；2引导学生对比学习硅的化合物（二氧化硅及硅酸）与碳的化合物（二氧化碳及碳酸），培养学生联系、对比、归纳总结的学习方法；3使学生了解二氧化硅和硅酸在日常生活、生产中的应用，感受化学的实用性，增强学习化学的兴趣。教学重点、难点重点：二氧化硅的性质难点：硅酸的性质教学环节教 师 活 动学 生 活 动新课导入从电脑的芯片、光导纤维、水泥、玻璃和瓷砖等日常生活中的实例引入硅及其化合物。新知学习自学讨 论指导学生阅读，并给出知识整理表格及思考题。周期表中的位置 原子结构示意图 在自然界中的存在碳硅 阅读教材P62第1、2、3自然段及资料卡片内容，填表完成知识整理，然后思考讨论：碳和硅在自然界中的存在形式不同的原因是什么？归纳整 理检查小结（1）两元素的共性：在化学反应中其原子既不易失电子也不易得电子，主要形成共价（四价）化合物。 （2）存在差异：硅是一种亲氧元素，在自然界中它总是与氧相互化合的，而碳却没有此特点。承上启 下二氧化碳具有哪些重要的性质呢？ 物理性质：CO2是一种 色 体， 溶于水，固态CO2俗称 。化学性质：CO2 + H2O CO2 + NaOH CO2 + CaO 思考交 流提示：二氧化硅也是一种酸性氧化物由CO2的性质推测SiO2可能具有哪些重要的性质？归纳整 理检查小结SiO2是一种酸性氧化物，可能与水反应生成相应酸；与碱反应生成盐和水；与碱性氧化物反应生成盐。自学讨 论指导学生阅读教材有关内容，并给出问题阅读教材P63及P64有关内容，思考并讨论：SiO2实际具有的性质与上述推导一致吗？有没有不同的表现？请举例说明归纳整 理检查小结与上述推断不完全相同。不同表现是：SiO2是一种难熔固体，不溶于水。正是因为SiO2不溶于水，所以不能直接与水反应生成硅酸，但常温下除能与氢氧化钠溶液反应外，还能与氢氟酸反应生成SiF4气体和水。完成下列反应的化学方程式,并指明反应的类型：SiO2 + NaOH SiO2 + CaO SiO2 + HF 自学讨 论指导学生阅读教材有关内容，使其了解二氧化硅的结构和用途。（1）阅读教材P63：科学视野内容，认识SiO2的结构（2）观察教材P63P64上的图43、图44和图45，了解SiO2用途，并了解用途与性质间的关系。归纳整 理（1）SiO2晶体是由Si和O按1：2的比例所组成的立体网状结构，基本单元是SiO4的正四面体结构。（2）SiO2性质主要表现在：它是一坚硬、难熔的固体，不溶于水，化学性质非常稳定。SiO2的这些性质是由其立体网状结构决定的。应用与实践（1）实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么要用橡皮塞而不用玻璃塞？（2）有人认为SiO2既能和碱反应又能和酸反应，所以应认为它是一种两性氧化物。你同意这种看法吗？归纳整 理检查小结（1）因为SiO2易与强碱溶液反应，生成硅酸钠使试剂瓶受腐蚀，同时生成的硅酸钠溶液是一种矿物胶，具有良好的粘结性，易使瓶塞粘在一起而难以开启。（2）不同意这种看法。知识梳 理给出下列表格，比较性质异同CO2 SiO2能否与水反应能否与氧化钙反应能否与氢氧化钠溶液反应能否与氢氟酸反应能否与碳反应参看课后习题4思考交 流 指导学生阅读教材有关内容，给出问题阅读教材P64最后一自然段，思考讨论下列问题：（1）硅酸与盐酸比较，谁的酸性强？你是根据什么现象判断出来的？（2）硅酸与碳酸比较又会怎样呢？实验探 究提示：酸与盐反应规律之一是较强的酸能制出更弱的酸。完成实验41，并填写教材P65相关表格。补充实验：往一定量的饱和硅酸钠溶液中通入足量的CO2，观察现象。该现象说明了什么？归纳整 理检查小结硅酸的酸性比盐酸和碳酸的酸性都弱。这是根据往硅酸钠溶液中滴加盐酸或通入足量的CO2后，产生不溶于水的硅酸判断出来的。应用与实践 写出以SiO2为原料制备硅酸的化学方程式自学释 疑结合实验41，阅读教材P64最后一自然段，归纳总结硅胶的制备方法及其重要应用。 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 硅胶用途：常用作干燥剂、催化剂的载体。板书设计一、二氧化硅和硅酸 1、二氧化硅 2、硅酸 （1）用途 （1）制备（2）物理性质 （2）性质 化学性质 （3）用途第一节 无机非金属材料的主角硅（第二课时）教学目标：1使学生了解硅及硅酸钠的重要性质和用途；2使学生了解硅酸盐产品的性能、用途，加深对化学与生产、生活实际的认识进而帮助学生树立民族自豪感，增强学好化学的自信心。3使学生进一步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。教学重点、难点重点：硅和硅酸钠的重要性质难点：硅酸盐的丰富性和多样性教学环节教师活动学生活动新课导入通过水玻璃、硅橡胶、玻璃、陶瓷、水泥等物质中硅的存在形式引入硅酸盐新知学习自学思 考阅读教材P65中间两自然段，思考硅酸盐的组成和性质归纳整 理检查小结：硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，分布极广。硅酸盐一般都不溶于水，化学性质很稳定。自学讨 论指导学生阅读并给出问题 阅读教材P67资料卡片，回答下列问题：如何用氧化物的形式表示硅酸盐的组成？归纳整 理检查小结：硅酸盐的表示方法：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水应用与实践用氧化物的形式表示下列硅酸盐的组成：KAlSi3O8CaAl2Si3O103H2OAl2Si2O5(OH)4实验探 究指导学生完成实验完成实验42，并填写教材P65相关表格应用与实践1、硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，它的用途有： 、 、 。2水玻璃长期暴露在空气中会变质,这是因为水玻璃主要发生了( ) A. 氧化还原反应 B. 分解反应 C. 化合反应 D. 复分解反应自学讨 论指导学生阅读并给出问题：阅读教材P66第一、二、三自然段。回答下列问题：（1） 硅酸盐种类繁多、结构复杂的原因是什么？（2）为什么土壤具有保肥能力？（3）中国作为“瓷器故乡”的原因是什么？归纳整理检查小结（1）由于Al与Si在元素周期表位置相邻、离子大小相近，Al3+常或多或少地置换硅酸盐中的Si4+而形成铝硅酸盐。为了保持电中性，会伴随引入其他正离子，从而大大增加了硅酸盐的丰富性和复杂性。（2）硅酸盐岩石长期在水的侵蚀下，风化为黏土，并且形成土壤胶体（硅酸盐与硅酸相似，有形成胶体的性质）。土壤胶体因其表面积巨大且一般带负电，能吸收NH4+、K+等数十种生物所需的营养离子，所以土壤具有保肥能力。（3）现在出土的各种陶瓷制品、雄伟古建筑上留下的陶瓷砖瓦以及英文“中国”一词又指“瓷器”，等等，所有这些都反映了在西方人眼中中国作为“陶瓷故乡”的形象。自学讨 论指导学生阅读并给出知识整理表格性能用途高温结构陶瓷压电陶瓷透明陶瓷超导陶瓷阅读教材P66科学视野并进行知识整理归纳整 理检查小结（答案略）自学讨论 指导学生阅读并给出知识整理表格性能用途金刚砂硅钢硅橡胶分子筛阅读教材P67最后一自然段，并进行知识整理归纳整 理检查小结（答案略）自学讨 论指导学生阅读并给出知识整理表 分类物性化性应用硅单质晶体硅无定形硅阅读教材P68有关内容，并进行知识整理。归纳整 理检查小结常温下，硅的化学性质稳定，不易发生化学反应。利用它的稳定性、来源丰富性和导电性，在电子产品业具有广泛而重要的应用。课下探究人类一直在创造性地制造、应用硅及其化合物，请查阅有关资料，以“硅及其化合物对人类文明的贡献”为题，写一篇小论文，并与同学交流。板书设计二、硅酸盐1.硅酸盐的组成和性质2.硅酸钠的性质和用途三、硅单1.性质2.用途111