第四章非金屬及其化合物

1、第四章 非金屬及其化合物教材分析本章主要討論硅、氯、硫和氮等典型元素及其重要化合物的性質(zhì)，安排在第三章“金屬及其化合物”之后，是常見無機物及其性質(zhì)等知識的繼續(xù)。這些內(nèi)容既是學生今后繼續(xù)學習化學的基礎(chǔ)，也是在生活中經(jīng)常要接觸、需要了解和應(yīng)用的化學常識。本章具有鞏固離子反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)等基本知識的作用。在第三章的基礎(chǔ)上，進一步介紹元素化合物知識和研究方法，為元素族概念的形成、元素性質(zhì)的遞變規(guī)律、元素周期表的形成積累感性材料，是學生認識元素周期律、元素周期表知識的重要基礎(chǔ)。本章在選材上著眼于這幾種元素的單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)，在知識安排上盡量使知識和用途相結(jié)合，理論和實際相結(jié)合，物質(zhì)的重要性

2、能與可能的負面作用相結(jié)合，從而使學生認識到常見無機物在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用，以及與人類和環(huán)境的關(guān)系。例如，二氧化硅與硅酸鹽產(chǎn)品的應(yīng)用及其發(fā)展，氯氣的性質(zhì)與應(yīng)用及其可能存在的問題，硫酸、硝酸和氨的性質(zhì)及廣泛用途，酸雨的形成等。這些內(nèi)容不僅增強了學生的學習興趣，而且培養(yǎng)了學生的科學態(tài)度和科學精神。另外，科學史話“氯氣的發(fā)現(xiàn)和確認”滲透了嚴謹、求實的科學思維品質(zhì)的培養(yǎng)，科學視野“新型陶瓷”“信使分子NO”“火箭為什么能飛上天”等讓學生體會知識的價值。這樣，更全面地體現(xiàn)化學課程的科學教育功能。 第一節(jié) 無機非金屬材料的主角硅 第1課時教學目標 1、了解硅及其化合物的知識。2、了解硅及其化合物在國民經(jīng)濟中

3、的重要作用。3、調(diào)查研究：完成并小組交流“硅及其化合物對人類文明的貢獻”小論文。4、使學生進一步了解運用元素周期律知識學習同族元素性質(zhì)及其遞變規(guī)律的方法，并運用這些知識學習碳族元素及其化合物的知識。重點難點硅和二氧化硅的性質(zhì)。硅酸鹽的用途。教學過程*將Si單質(zhì)的內(nèi)容移到開頭教學。采用對比的方法，聯(lián)系碳、一氧化碳、二氧化碳、碳酸鈉、碳酸氫鈉、甲烷等學生已有的知識和生活經(jīng)驗來引人硅、二氧化硅等新知識。碳和硅是同一主族相鄰的兩種元素，它們的性質(zhì)既有相似之處，又有不同之處。在教學時要突出硅的親氧性強于，從而引導(dǎo)學生理解硅的兩種存在形式二氧化硅和硅酸鹽?？茖W視野：SiO2的晶體結(jié)構(gòu)分析。啟發(fā)學生根據(jù)Si

4、O2和CO2都是酸性氧化物這一特點，把它們的性質(zhì)一一列出。引導(dǎo)學生從硅的親氧性大，得出常溫下SiO2的化學性質(zhì)穩(wěn)定；在加熱的條件下，SiO2才能與堿性氧化物起反應(yīng)，寫出有關(guān)反應(yīng)的化學方程式，等等。思考交流：實驗室中盛放堿液的試劑瓶為什么不用玻璃塞？ 實驗室盛放氫氟酸的儀器為什么不用玻璃瓶？演示實驗：【實驗4-1】在飽和Na2SiO3溶液中，滴加酚酞溶液呈紅色。逐滴加入稀鹽酸，待溶液紅色變淺并接近消失時，有透明的硅酸凝膠產(chǎn)生。寫出有關(guān)反應(yīng)的化學方程式。補充實驗：將CO2通入Na2SiO3溶液中，引導(dǎo)學生觀察白色膠狀沉淀的生成，寫出反應(yīng)的化學方程式和離子方程式，從而加深對H2SiO3的酸性弱于碳酸

5、的認識。例題討論：教材P69習題4。 教學小結(jié)：（學生填表） 表1 二氧化硅和二氧化碳結(jié)構(gòu)性質(zhì)比較物質(zhì)二氧化硅二氧化碳熔點、沸點、硬度、狀態(tài)很高、大、固態(tài)低、小、氣態(tài)化學性質(zhì)與水不反應(yīng)CO2+H2O= H2CO3與氫氟酸SiO2+4HF=SiF4+2H2O不反應(yīng)與堿溶液SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OCO2+2NaOH=Na2CO+H2O與堿性氧化物SiO2+CaO=CaSiO3CO2+CaO=CaCO3 二氧化硅與二氧化碳性質(zhì)的異同點：相同點：都是酸性氧化物，都與堿或堿性氧化物反應(yīng)。不同點：CO2與水反應(yīng)生成H2CO3;SiO2不與水反應(yīng)；SiO2溶于氫氟酸，CO2不與氫氟酸反應(yīng)

6、；SiO2須在高溫下與堿性氧化物反應(yīng)，而CO2可在常溫加壓下進行。 表2 硅酸、碳酸的對比物質(zhì)硅酸碳酸化學式H2SiCO3H2CO3酸酐SiO2CO2制法Na2SiO3+2HCl=2NaCl +H2SiO3 CO2+H2O=H2CO3顏色與狀態(tài)白色、粉末狀無爭液態(tài)，只存在于水溶液中水溶性不溶于水只存在于水溶液中酸性比較 （學生課后整理）硅的物理性質(zhì)、化學性質(zhì)、存在、用途；二氧化硅的存在、用途、物理性質(zhì)、化學性質(zhì)；硅酸的性質(zhì)和用途等。課外作業(yè)：教材P69習題1、3。 準備P69習題5。 補充習題 ：1、對于碳族元素，下列說法中正確的是（ ） A、 Ge和Si的單質(zhì)都是半導(dǎo)體材料 B、

7、CH4，SiH4，GeH4的穩(wěn)定性依次減弱 C、 H2CO3，H2SiO3，H2GeO3的酸性依次增強 D、只能形成共價化合物，不能形成離子化合物2、CO2通入下列各溶液中，不可能產(chǎn)生沉淀的是（ ） A、水玻璃 B、石灰水 C、飽和Na2CO3 D、CaCl23、下列離子方程式中，書寫正確的是（ ） A、硅酸和氫氧化鉀溶液反應(yīng)：H2SiO3+2OH-=SiO32-+2H2O B、硅和濃氫氧化鈉溶液反應(yīng)：Si+2OH-+H2O=SiO32-+2H2 C、碳酸氫鈣溶液跟稀鹽酸反應(yīng)：Ca(HCO3)2+2H+=Ca2+2H2O+CO2 D、飽和碳酸鈉溶液中通入過量的CO2：CO32-+H2O+CO2

8、=2HCO3-4、物質(zhì)A是一種高熔點化合物，不溶于強酸中，但能與純堿在熔融時反應(yīng)生成化合物B，同時放出氣體C；把氣體C通入B的溶液中，得化合物D；D在干燥的空氣中轉(zhuǎn)變?yōu)榛衔顴，將E加熱又重新得到化合物A。A、B、C、D、E的化學式是：A_B_C_D_E_寫出各步反應(yīng)的化學方程式：_-。 參考答案：1、AB 2、D 3、AB 4、A:SiO2 B:Na2SiO3 C:CO2 D:H2SiO3 第一節(jié) 無機非金屬材料的主角硅 第2課時教學目標 1、了解硅酸鹽工業(yè)及一些產(chǎn)品。2、了解一些重要的新型無機非金屬材料。3、激發(fā)學生學習化學的興趣，使學生對化學與生產(chǎn)、生活實際的聯(lián)系有進一步的認識。重點難點

9、： 硅酸鹽的豐富性和復(fù)雜性。新型無機非金屬材料的特性。教學過程復(fù)習過渡：回憶Si和SiO2的部分化學性質(zhì)，默寫化學方程式： 二氧化硅和氫氧化鈉溶液反應(yīng)。 介紹硅酸鹽的概念及硅酸鈉的性質(zhì)和用途。 解釋硅酸鹽的豐富性和復(fù)雜性。 科學視野：介紹新型無機非金屬材料的特性。 無機非金屬材料： 硅酸鹽材料：水泥、玻璃、陶瓷等 新型無機非金屬材料：高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、光導(dǎo)纖維等 傳統(tǒng)無機非金屬材料的優(yōu)缺點：抗腐蝕、耐高溫，質(zhì)脆、經(jīng)不起沖擊。新型無機非金屬材料的特性：強度高，耐高溫；具有電學特性：絕緣體、半導(dǎo)體、導(dǎo)體等；具有光學特性：發(fā)光、透光（可見光、紅外光、射線）；具有生物功能。思考交流：用氧化物的形式表示硅酸

10、鹽的組成。硅酸：SiO2·H2O、SiO2·2H2O硅酸鉀：K2SiO3K2O·SiO2高嶺石：Al2（Si2O5）（OH）4Al2O3·2 SiO2·2H2O例題討論：教材P69習題2。 演示文稿：新型無機非金屬材料的幻燈片 補充習題 ：1、下列材料的特性及用途的說法中不正確的是（ ） A、光導(dǎo)纖維傳導(dǎo)光的能力很強，是非常好的通訊材料 B、氧化鋁陶瓷具有兩性，不可以用于制耐高溫設(shè)備 C、氮化硅陶瓷耐高溫且不易傳熱，可用來制造軸承 D、人造剛玉硬度高，可用來制造剛玉球磨機2、熔融苛性鈉應(yīng)選用的器皿是（ ） A、陶瓷坩堝 B、石英坩堝 C、普通玻璃坩堝 D、鐵坩堝3、把下列式子改寫成氧化物的形式： A、正長石KAlSi3O8_。 B、石棉CaMg3Si4O12_。 C、蛇紋石H4Mg3Si2O9_。4、氮化硅是一種高溫陶瓷材料，它的硬度大、熔點高、化學性質(zhì)穩(wěn)定，工業(yè)上曾普遍采用高純硅與純氮在1300時反應(yīng)獲得。 根據(jù)性質(zhì)