高一化學(xué)第四章無機非金屬材料的主角——硅

1、第四章第一節(jié) 無機非金屬材料的主角教學(xué)目標(biāo)知識與技能1. 能說出硅的重要化合物二氧化硅及硅酸的主要性質(zhì)，知道硅酸鈉的重要性質(zhì)和用途。2. 了解硅及硅酸鹽的重要性質(zhì)和用途。3. 認(rèn)識硅及其重要化合物在生產(chǎn)中的應(yīng)用和對生態(tài)環(huán)境的影響，樹立綠色化學(xué)意識和可持續(xù)發(fā)展的意識。過程與方法1. 自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。2共同實驗，認(rèn)識變色硅膠。3通過自學(xué)掌握二氧化硅的性質(zhì)，通過對硅膠用途的分析，得出相關(guān)性質(zhì)，最后探究在實驗室制的硅膠。4. 充分利用課本和課外有關(guān)硅及其化合物在生活、信息技術(shù)中應(yīng)用的圖片，增加學(xué)生的感性認(rèn)識。情感、態(tài)度與價值觀1. 知道二氧化硅和硅酸在日常生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，感受化學(xué)的實用

2、性，增強學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。培養(yǎng)學(xué)生敢于創(chuàng)新的習(xí)慣和創(chuàng)新能力。2. 讓學(xué)生用已有的知識經(jīng)驗進行猜想，并能體驗到在實際應(yīng)用中的成就感。教學(xué)重點、難點重點：二氧化硅、硅和硅酸鈉的重要性質(zhì)。難點：硅酸的性質(zhì)、硅酸鹽的豐富性和多樣性。教學(xué)過程課件 展示圖片 泰山 塔克拉瑪干大沙漠 長江三角洲問題 請同學(xué)們查閱教材P46、P74，討論硅在地殼中的含量是多少？居第幾位？硅主要以什么形式存在？總結(jié) 學(xué)生回答后歸納總結(jié)：（1）硅在地殼中的含量為26.3%，僅次于氧，居第二位。主要以硅酸鹽、硅的氧化物的形式存在。（2）硅酸鹽、硅的氧化物、空氣、水、陽光等一起構(gòu)成了地球生物以及人類生存的根基。從原子角度認(rèn)識硅原子講述

3、 硅原子的結(jié)構(gòu)示意圖為：，與碳原子結(jié)構(gòu)相似，在反應(yīng)中硅既不容易失去電子，也不容易得到電子，主要形成四價的共價化合物。碳是構(gòu)成有機物的主要元素，而硅是構(gòu)成巖石與許多礦物的基本元素。問題 思考碳和硅在自然界中存在形式有所不同的原因是什么？總結(jié) 學(xué)生回答后歸納總結(jié)：碳和硅都是親氧元素，但是硅的親氧能力更強。因此，Si在自然界無單質(zhì)狀態(tài)存在，總是與氧相互化合，主要以氧化物及硅酸鹽的形式存在。而碳在地殼中主要形成石灰?guī)r和碳酸鹽等礦物，碳的氧化物CO2通常以分子的形式存在于大氣中，通過光合作用，其中的碳元素進入有機化合物世界。 一、二氧化硅和硅酸1、二氧化硅（SiO2）課件 展示水晶、瑪瑙等實物；沙漠的照

4、片以及SiO4的四面體的結(jié)構(gòu)圖。問題 C、Si原子結(jié)構(gòu)相似，形成的氧化物CO2、SiO2性質(zhì)卻有很大差別，主要是什么原因造成的？總結(jié) 學(xué)生回答后歸納總結(jié)：C、Si原子結(jié)構(gòu)有相似之處，最外層只有4個電子，但形成氧化物的性質(zhì)卻不同，可能是CO2、SiO2的結(jié)構(gòu)不同造成的。展示SiO2結(jié)構(gòu)示意圖。講述 水晶是自然界中六方柱的透明晶體，瑪瑙的成分也是SiO2，它們除了一些常見的可作飾物等用途外，SiO2在工業(yè)上用途也非常廣泛，例如：以石英為材料制成的光導(dǎo)纖維在電信行業(yè)的應(yīng)用等。課件 多媒體展示水晶、瑪瑙、石英坩堝以及石英光導(dǎo)纖維等。問題 什么是硅石、石英、水晶、瑪瑙？閱讀P7475頁，畫出由硅石分類到

5、瑪瑙的樹狀分類圖?？偨Y(jié) 學(xué)生回答后歸納總結(jié)：地球上存在的天然二氧化硅稱為（統(tǒng)稱為）硅石問題 SiO2是二氧化硅的分子式嗎？總結(jié) 學(xué)生回答后歸納總結(jié)：根據(jù)結(jié)構(gòu)圖知每1個Si原子周圍結(jié)合4個O原子，Si在中心，O在四個頂角。同時每1個O原子周圍結(jié)合2個Si原子。因此SiO2不是分子式，而是化學(xué)式，只是用SiO2來表示二氧化硅的組成，說明硅原子和氧原子的個數(shù)比為1:2。SiO2用途讀教材P75，歸納SiO2用途：總結(jié) 學(xué)生回答后歸納總結(jié)：a石英和瑪瑙制作飾物和工藝品。純度較高的石英用來制造石英玻璃，水晶用來制造光學(xué)儀器。b.純凈的二氧化硅是現(xiàn)代光學(xué)及光纖制品的基本原料，是用來制作光導(dǎo)纖維的主要原料。

6、c.沙子是基本的建筑材料。課件 多媒體展示SiO2用途問題 討論SiO2的危害總結(jié) 學(xué)生討論后歸納總結(jié)：在隧道開鑿，石英粉加工等工作環(huán)境下易形成含有二氧化硅的粉塵，人長期吸入含有二氧化硅的粉塵，就會患硅肺病（舊稱矽肺）。問題 結(jié)合已有的關(guān)于水晶、沙子的主要成分也是SiO2的知識，請同學(xué)們思考SiO2的物理性質(zhì)有哪些？與CO2比較，并填寫下表：二氧化碳二氧化硅化學(xué)式化學(xué)式的意義狀態(tài)硬度水溶性熔沸點總結(jié) 學(xué)生討論后歸納總結(jié)物理性質(zhì)：純凈的SiO2是一種的熔點高、硬度大、不導(dǎo)電、不溶于水的無色透明固體。問題 想一想你在實驗室見到的盛裝NaOH溶液的試劑瓶用的是橡皮塞還是玻璃塞？（已知玻璃的主要成分是

7、SiO2）總結(jié) 學(xué)生回答后教師總結(jié)：NaOH溶液能與玻璃中的SiO2反應(yīng)生成Na2SiO3 (具有粘合性) ，使瓶塞部分粘結(jié)而無法打開。因此盛裝NaOH溶液的試劑瓶不能用玻璃塞而要用橡膠塞。問題 已知SiO2是酸性氧化物，結(jié)合初中知識，請同學(xué)們說出SiO2還可能具有哪些性質(zhì)？寫出有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式。1. 酸性氧化物與強堿反應(yīng)生成鹽和水、與堿性氧化物反應(yīng)生成鹽SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O、SiO2 + CaO = CaSiO3講解2. 弱氧化性與碳反應(yīng)制取粗硅SiO2 + 2C Si + 2CO3. 特性：與HF的反應(yīng)此反：SiO2 + 4HF = SiF4+ 2H

8、2O該反應(yīng)常用于雕刻玻璃。問題 實驗室能用玻璃瓶盛裝氫氟酸溶液嗎？總結(jié) 學(xué)生回答后教師總結(jié)：不能，氫氟酸能腐蝕玻璃，因此，盛裝氫氟酸溶液不能用玻璃試劑瓶而要用塑料瓶。講述 在高溫時二氧化硅還能某些鹽反應(yīng) SiO2 + Na2CO3 = Na2SiO3 + CO2、SiO2 + CaCO3 = CaSiO3 + CO2這是在玻璃窯中以純堿、石灰石和石英為原料熔融制取玻璃的反應(yīng)原理。問題（課上練習(xí)） 從物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的角度比較CO2和SiO2的性質(zhì)的異同。CO2SiO2不同點熔沸點低高狀態(tài)氣體無色晶體與水反應(yīng)不反應(yīng)與酸反應(yīng)不反應(yīng)相同點與堿性氧化物反應(yīng)與堿反應(yīng)弱氧化性用途人工降雨，滅火2、硅酸（

9、H2SiO3）實驗 硅酸（H2SiO3）制法可溶性硅酸鹽與酸反應(yīng)： 實驗41 學(xué)生分組實驗，填寫下表現(xiàn)象滴入酚酞后溶液變?yōu)榧t色，再滴入稀鹽酸，溶液紅色變淺至無色，同時有白色膠狀沉淀產(chǎn)生結(jié)論a、Na2SiO3溶液呈堿性，b、可溶性硅酸鹽與鹽酸反應(yīng)生成不溶于水的硅酸，c、先形成硅酸溶膠，后形成硅酸凝膠，d、靜置則形成硅酸沉淀。方程式Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3(膠體)講述 在學(xué)生分組實驗完成后教師講授硅膠：實驗得到的硅酸膠體硅酸溶膠，濃度較大時，則形成軟而透明的、膠凍狀的硅酸凝膠。硅酸凝膠經(jīng)干燥脫水后得到多孔的的硅酸干凝膠，稱為“硅膠”，具有極強的吸水性，常用作實驗室和袋裝食品、瓶裝藥品等的干燥劑，也可用作催化劑的載體。問題 歸納硅酸（H2SiO3）的物理性質(zhì)總結(jié) 學(xué)生回答后歸納總結(jié)：硅酸（H2SiO3）為白色固體，難溶于水。講述 硅酸（H2SiO3）的化學(xué)性質(zhì)（1）不穩(wěn)定（比H2CO3穩(wěn)定），受熱易分解。（2）酸性極弱，酸性比碳酸還弱，不能使指示劑發(fā)生變色，只能與強堿發(fā)生中和反應(yīng)。 H2SiO3 + 2NaOH = Na2SiO3 + 2H2O課件 展示課上鞏固練習(xí)題小結(jié) 本節(jié)課我