高中化学《无机非金属材料的主角——硅》教案2(第二课时)新人教版必修1

- 1 - 第一节 无机非金属材料主角—硅（第一课时）

班级 姓名

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。

在地壳里，硅的含量在所有元素中居第次于氧,全部以＿＿态存在。其原子结构示意图：＿＿＿＿。

一、二氧化硅及硅酸

1、二氧化硅

(1)物理性质:二氧化硅广泛存在于自然界中，沙子、石英的主要成分就是二氧化硅，SiO2不溶于水，熔点＿＿＿、硬度＿＿＿。水晶、石英是二氧化硅晶体。

(2)结构:二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子构成的，晶体中硅原子和氧原于的个数比为＿＿＿，Si02晶体的平面结构图：

(3)二氧化硅出化学性质

①酸性氧化物的性质:Si02是酸性氧化物，是 ＿＿＿ 的酸酑，＿＿＿于水。常温下Si02与NaOH溶液反应得到硅酸钠(Na2SiO3)，反应的化学方程式为：＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

高温下Si02能和碱性氧化物(如CaO)反应生成硅酸盐，反应的化学方程式为：＿＿＿＿＿＿＿＿。

②常温下，SiO2能与氢氟酸(HF)反应，此反应常用于刻蚀玻璃，反应的化学方程式为：

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

③二氧化硅的弱氧化性:Si02高温下与C作用可制取粗硅，反应的化学方程式为：

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

- 2 - (4)二氧化硅的用途 :①Si02是制造光导纤维的主要原料。②Si02常被用来制造石英表中的压电材料(3)Si02用于制造各种玻璃制品。

思考:(1)实验室为什么不用带玻璃塞的试剂瓶盛放NaOH溶液?应用什么样的塞子?

(2)Si02不溶于水，如何由Si02制取H2SiO3?

第四章 第一节

无机非金属材料的主角——硅

教学目标：

1.了解硅在自然界中的含量、存在；

2.了解硅单质、二氧化硅的物理性质，掌握二氧化硅的化学性质，了解两者的用途；

3．了解硅酸的性质，掌握硅酸钠的用途；了解传统硅酸盐产品的用途；

4．了解新型无机非金属材料的用途及开展前景；

5.通过硅酸的制备，硅酸钠的性质实验，学习实验设计的思维方式。

教学重难点：

重点：硅、二氧化硅和硅酸的主要性质，硅酸盐的表示

难点：硅、二氧化硅的化学性质，硅酸盐的表示

教学过程：

同学们，我们在第三章学习了金属及其化合物，也知道在我们自然界和日常生活中，金属广泛存在，那么除了金属以外，还有非金属，从今天这节课开始，我们将学习非金属。第四章第一节无机非金属材料的主角——硅。

地壳中的元素有哪些，同学们还记得吗？请同学们回想一下。

我们在已经学习了氧元素，那么硅元素有哪些我们要学习掌握的呢？

【硅元素在自然界中的存在】〔PPT展示图片〕硅在地壳中的含量为26.3％，仅次于氧。硅的化合物构成了地壳中大局部的岩石、沙子和土壤,约占地壳质量的90%以上。硅在自然界的存在形态：——没有游离态，只有化合态，以二氧化硅和硅酸盐的形式存在于岩石和矿物中。

【硅和碳的比拟】我们再来看一下硅元素在元素周期表中的位置，在碳的下面，请同学们画出碳和硅的原子结构示意图〔PPT展示另个原子结构示意图〕，硅原子和碳原子的最外电子层均有4个电子，其原子既不易失去也不易得到电子，主要形成四价的化合物。二者的电子层数不同，所以其性质也有差异性。碳是构成有机物的主要元素，硅是构成岩石与许多矿物的根本元素。

我们按照前面学习的顺序，了解一下硅单质。

展示图片——单质硅，归纳单质硅的物理性质。

1.物理性质：〔1〕灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体

〔2〕熔、沸点高、硬度大

〔3〕晶体硅是良好的半导 我们了解到硅原子最外层为4个电子，既不易失去也不易得到电子，常温下硅单质的化学性质不活泼。那硅单质具有哪些化学性质呢？

1 《无机非金属材料的主角-硅》教学设计

一、教材分析

1、教学背景

当今社会是一个数字信息化时代，通讯、医疗、军事、航天事业等都离不开硅芯片的应用，硅芯片是各种计算机、微电子产品的核心，单晶硅从何而来？竟然是一粒普通的沙子成就了数字时代的传奇。学生对数字产品如手机、电脑都有极大的兴趣，可以预测他们也一定很想一探究竟：这些数字产品的化学成分是什么？沙子是如何转变为硅的？SiO2不仅可以制成单晶硅，还有很多其他重要的用途：如通讯材料光导纤维、装修材料石英玻璃、装饰品水晶、玛瑙等。这节课我就将带领学生走近硅时代，重点探讨SiO2和硅的性质及用途。

2、教学目标

知识与技能 ：认识生活中的SiO2产品、硅的用途，了解硅元素及SiO2的存在和性质，了解硅的制备及用途。

过程与方法 ：培养学生自主学习的能力，培养学生对资料信息加工分析的能力，学会运用对比方法来认识物质的共性和个性，并体验通过联系生活实际揭示物质的性质。

情感、态度与价值观 ： 通过大量的图片、实物及视频感受硅元素对人类生产、生活的贡献，感受化学科学的魅力，激发学生学习化学的兴趣，培养学生热爱科学，勇于探索的精神。

3、教学重难点

二氧化硅的结构和性质

硅的制备及用途

二、学情分析

学生生活中对硅及其化合物已有一定的感性认识，如：沙子、玻璃、石英表、石英钟等，在初中化学中也已经有了一定的介绍，如地壳中硅元素的百分含量。但仅仅停留在表面，不了解硅及SiO2的结构及性质，不了解为什么有这些用途？它们还有哪些用途？通过对与数字时代紧密相连的计算机芯片、光纤的认识，激发学生的兴趣，掌握SiO2及硅的性质。

三、教法与学法

1、教法：充分应用课件、图片、实物、视频等，通过教师设疑、启发引导并联系生活实际，营造学习氛围，创世情境启发学生发现问题、思考问题，激发学生学习兴趣，学生在自主学习中主动探究知识。

2、学法：学生通过回忆已有知识，阅读、思考交流、分析讨论、对比归纳等方式不断地将感性认识转化为理性认识，联系生活中的化学知识加深性质决定用途的理解。

第 1 页 共 10 页 教 案

课题：第四章 第一节

无机非金属材料的主角------硅(一) 授课班级

课 时

教

学

目

的 知识

与

技能 1、了解硅在自然界中的含量、存在、用途

2、了解二氧化硅的物理性质，掌握二氧化硅的化学性质

过程

与

方法 1、自主学习，培养学生自学的能力。

2、活动探究，通过硅与碳、二氧化硅与二氧化碳的比较，培养学生的归纳能力、比较能力。

情感

态度

价值观 通过了解材料发展的历史与前景，使学生认识化学在材料科学中的重要地位，体会化学的创造性和实用性，激发对化学科学的兴趣。

重 点 二氧化硅的性质(尤其是作为酸性氧化物的性质)

难 点 二氧化硅的存在等STS关注的拓展性学习内容

知

识

结

构

与

板

书

设 第四章 第一节 无机非金属材料的主角------硅(一)

一、二氧化硅和硅酸

1、二氧化硅(SiO2 )

(1) 存在

(2) 用途

(3) 物理性质：熔点高，硬度大的固体、不溶于水，纯净的SiO2 晶体无色透明

(4) 结构：空间网状结构

(5) 化学性质：稳定，不活泼 第 2 页 共 10 页 计 ○1 具有酸性氧化物的性质：(不溶于水且不和水反应)

与强碱反应 ：SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O

与碱性氧化物反应：SiO2+CaO 高温

CaSiO3

○2 与HF的反应：SiO2+4HF==SiF4 ↑+2H2O

2、硅酸(H2SiO3)

硅酸是一种弱酸，它不溶于水，不能使指示剂变色，是一种白色粉末状的固体。

Na2SiO3+2HCl==2NaCl+H2SiO3 ↓

Na2SiO3+H2SO4==Na2SO4+H2SiO3 ↓

Na2SiO3+CO2+H2O==Na2CO3+H2SiO3 ↓