2019-2020年高中化学必修1 4-1硅和硅酸盐 教学设计

第一节无机非金属材料的主角——硅（教学设计）教学目标：1．使学生了解硅和硅酸盐的重要性质和用途。

2．了解硅酸盐工业。

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课时训练1.下列有关硅的叙述中，正确的是()A．硅只有在高温下才能跟氢气起化合反应，单质硅有多种不同的结构B．硅是构成矿物和岩石的主要元素，硅在地壳中的含量在所有的元素中居第一位C．硅的化学性质不活泼，在常温下不与任何物质反应D．硅在电子工业中，是最重要的半导体材料，也是制造光导纤维的原料2．下列碳和硅的比较中，正确的是()A．都是非金属，且硅的非金属性较强B．碳和硅的最高正价都是＋4价C．硅元素在地壳中的含量是第二位，碳是第一位D．碳和硅在自然界的存在形式都是既有游离态也有化合态3．在制玻璃、制水泥两种工业生产中，都需要原料()A．纯碱B．石灰石C．石英D．黏土4.（2012新课标）下列说法中正确的是( )A.医用酒精的浓度通常为95％B.单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料C．淀粉、纤维素和油脂都属于天然高分子化合物D．合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料5.根据以下反应回答下列问题：SiO2＋2C＝Si(粗)＋2CO↑①Si(粗)＋2Cl2＝SiCl4 ②SiCl4＋2H2＝Si(纯)＋4HCl ③（1）反应①中焦炭做（）A.还原剂B.氧化剂C.二者都不是（2）反应②属于（），反应③属于（）A.化合反应B.分解反应C.氧化还原反应D.非氧化还原反应E.置换反应3．物质A是一种高熔点的化合物，不溶于硫酸、硝酸，却溶于氢氟酸；C是一种常见气体，可用来灭火；D是白色胶状沉淀，比E在组成上多一个H2O，E是白色固体。

A、B、C、D、E之间的转化关系如图。

(1)A________；B________；C________；D________；E________。

(填化学式)(2)写出B＋C＋H2O→D化学方程式：___________。

2019-2020年高中化学第4章元素与材料世界第1节硅无机非金属材料教案鲁科版必修1课前准备将学生按照学习能力分成六组，每组学生确定一名组长，由组长安排每名成员的分工与合作。

教学过程（上课，师生问好）教师：请同学们想一下我们使用的课桌椅和教室的门有什么共同之处？学生：材料相同，都是用木头做成的。

教师：很好，那么请同学再想一下我们现在用的计算机主要部位——芯片与建筑使用的沙子有什么共同之处？学生：有的显露出迷茫的神情，有的回答含有硅元素。

教师：有些同学通过自学已经了解了沙子的成分中有二氧化硅，而计算机的芯片是硅，因此它们都含有硅元素。

板书：沙子――二氧化硅——硅元素――芯片――计算机过渡：这一节课我们就来学习硅与二氧化硅的有关性质与用途板书：第一节硅无机非金属材料教师：首先请同学们齐读本节课需要掌握的知识技能目标展示多媒体课件：三维目标：知识技能目标掌握硅、二氧化硅的性质，粗硅的制法。

认识硅、二氧化硅作为无机非金属材料的特性及其用途。

方法与过程目标能根据同一类别不同物质的性质归纳出该类物质的通性，并能运用通性简单预测其他物质的性质。

情感态度与价值观目标通过对作为计算机、光通信等高科技关键材料的硅、二氧化硅的学习，利用学生对高科技的浓烈兴趣，激发学生的学习欲望。

培养学生为国争光的精神。

学生：齐声朗读教师：本节课有三个知识在掌握层次：两个知识在认识层次，请同学们看一下其他的三维目标。

学生：看大屏幕，小声阅读方法技能目标和情感态度与价值观目标教师：这一节课我们主要学会这样的学习方法：能根据同一类别不同物质的性质归纳出该类物质的通性，并能运用通性简单预测其他物质的性质。

教师：请同学们阅读课文107页，完成学案中第一部分的自主学习内容。

板书：一、单质硅和半导体材料1、半导体材料2、硅的物理性质学生：认真阅读课本，填写学案教师：巡回指导、检查学生学习情况教师：大多数学生已经读完课文知识并填完学案，哪个小组展示一下自己填写的学案知识？学生：两个小组主动要求展示答案。

第2课时教学设计三维目标知识与技能1.了解硅酸盐的重要用途及组成。

2.了解硅的重要用途，了解硅单质的物理性质。

3.掌握Na2SiO3的化学性质。

过程与方法通过自主学习、探究，培养学生自主学习的能力。

在教师的指导下，通过上网查阅资料培养独立查阅资料的能力。

情感、态度与价值观学习有关“陶瓷”的知识，了解中华民族的传统文化，培养学生爱国主义情感。

通过硅及其化合物重要用途的学习，激发学生学习化学的兴趣。

教学重点硅酸盐的性质及重要用途、硅的用途教学难点硅晶体结构，硅酸盐的组成教具准备多媒体课件、实物投影仪、烧杯、胶头滴管、酒精灯、火柴、镊子、蒸馏水、Na2SiO3溶液、手机芯片、玻璃片、石棉、水泥、砂纸、砂轮教学过程导入新课〔多媒体播放课件〕1.驰名世界的中国瓷器：景德镇陶瓷2.举世闻名的万里长城3.世界奇迹——三峡大坝4.世界大都市上海——东方明珠、发展日新月异的浦东新区、深圳特区……5.笔记本电脑，超大规模集成电路芯片推进新课师：刚才我们所观看的幻灯片，从远古的陶瓷、秦砖汉瓦，到现代的摩天大楼，迅速发展的信息产业，无一不与硅酸盐、硅及其化合物有着密切的联系。

这一切的一切，无一不在影响、改变着我们的生活，这一切的一切也都充分展示了硅及硅酸盐经久不衰的魅力！体现了它们重要的用途！师：硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，在自然界分布极为广泛。

师：展示Na2SiO3、玻璃片、水泥、石棉，取一小团石棉、少量水泥于小烧杯中，加入少量的水，搅拌，观察现象。

取少量水泥，加入稀盐酸，观察。

取一玻璃碎片，在酒精灯上灼烧，观察变化。

生：由上述实验及我们的生活常识可以知道：硅酸盐结构很复杂，一般不溶于水，性质也很稳定。

做［实验42］取两片滤纸，分别用蒸馏水和饱和Na2SiO3溶液润湿，之后，同时分别用镊子夹住放在酒精灯的外焰上点燃，观察现象。

干滤纸用蒸馏水润湿用Na2SiO3溶液润湿现象结论师：请同学们结合课本及上述实验，对Na2SiO3的性质及用途加以总结。

第2课时硅酸盐和硅单质学习目标1.了解硅在自然界中的含量、存在、用途。

2.了解硅酸盐的重要用途及组成。

3.了解硅的物理性质。

学习过程一、硅酸盐大多溶于水,化学性质稳定。

1.硅酸盐的定义:。

2.硅酸盐组成的表示:(1)盐化学式法:此法一般用于表示组成比较简单的硅酸盐,如硅酸钠:;硅酸钙:。

(2)盐氧化物法:对于复杂的硅酸盐,通常用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成。

(氧化物的书写顺序:活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水;氧化物之间以“·”隔开。

在氧化物前面按化学式中的比例添加上数字。

)如:Na2SiO3(硅酸钠)表示为;CaMg3Si4O12(石棉)表示为;KAlSi3O8(长石)表示为。

3.硅酸钠:[实验探究1](1)将硅酸钠加水溶解,并检验其溶液的酸碱性;(2)向硅酸钠溶液中通二氧化碳或滴加稀盐酸;(3)再向(2)中滴加氢氧化钠溶液。

[现象观察](1)硅酸钠溶于水,水溶液呈性;(2)向其中通入二氧化碳或滴加稀盐酸后都产生;(3)再滴加氢氧化钠溶液,沉淀。

[归纳1]硅酸钠溶于水,水溶液俗称,呈性。

[练习]写出以上反应的离子方程式:[实验探究2]取两条一样的干燥布条,分别放入蒸馏水和硅酸钠饱和溶液中,使之充分吸湿、浸透,取出稍沥干后,分别放置在酒精灯外焰处。

观察现象。

[归纳2]Na2SiO3用于等。

4.用途:制取水泥、玻璃的原料。

(1)二、硅单质1.物理性质带有光泽的色固体,熔点(1 410 ℃),硬度,有性,单质硅有和两种,结构与金刚石类似,硅是良好的材料。

2.化学性质硅和碳一样最外层有个电子,其原子既又电子,常温下化学性质。

特性:硅与NaOH的反应:Si+2NaOH+H2O3.硅的制备(结合教材习题第9题)(1)将石英砂(SiO2)和焦炭在电炉中高温反应生成粗硅和一氧化碳,化学方程式为。

(2)粗硅转变为纯硅:Si(粗)+2Cl2。

SiCl4+2H2。

4.硅的用途:。

随堂检测1.下列叙述中正确的是( )A.SiO2不属于无机非金属材料B.金属不能作为结构材料C.玻璃是一种新型的非金属材料D.C60也是一种材料2.科学家提出硅是“21世纪的能源”,这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。

《无机非金属材料的主角硅》第二课时教学设计及课件一、探究目标（一）知识技能1. 了解硅酸、硅酸盐的组成、结构特点、主要性质和用途。

认识硅酸、硅酸盐等在生产、信息技术、材料科学等领域的应用。

2. 掌握硅酸钠的化学性质。

（二）过程与方法1. 学习用实验研究物质性质的方法。

2. 了解材料发展的历史与前景。

（三）情感价值观认识化学在材料科学中的重要地位，了解中华民族的传统文化，激发学习化学的兴趣。

二、探究重点硅酸、硅酸盐的用途。

三、探究难点掌握硅酸钠的化学性质。

四、探究过程1. 硅酸（H2SiO3）实验探究: 硅酸是一种很弱的酸（酸性比碳酸还弱），溶解度很小。

由于SiO2不溶于水，所以硅酸是通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得。

[实验4-1]在试管中加入3-5ml饱和Na2SiO3溶液，滴入1-2滴酚酞溶液，再用胶头滴管逐滴加入稀盐酸，边加边振荡，至溶液红色变浅并接近消失时停止。

静置。

仔细观察变化过程及其现象。

实验报告阅读整理：“硅胶”──干燥剂，催化剂的载体2.硅酸盐（silicate）课文P.66 图4-8 应用广泛的硅酸盐产品实验探究: 硅酸钠（Na2SiO3），其水溶液俗称水玻璃，可作肥皂填料、木材防火剂及粘合剂。

[实验探究]实验4-2，取两张滤纸条，分别放入蒸馏水和饱和Na2SiO3溶液中，使之充分吸湿、浸透，取出稍沥干（不再滴液）后，同时分别在酒精灯外焰点燃。

观察现象。

完成实验，填写实验报告。

实验报告：[课堂阅读]P.66第一段，概括你所获取的信息，制作成知识小卡片。

1) 硅酸盐的丰富性和复杂性的原因；2) 土壤胶体的形成过程；3) 土壤胶体的作用……阅读、思考与交流·玻璃普通玻璃的大致组成：Na2O·CaO·6SiO2 各种特种玻璃的特性和应用思考与交流从上表我们知道了一些特种玻璃的性质和用途，请从改进材料方面谈谈本表内容给你启发。

·水泥1）主要成分硅酸三钙（3CaO?SiO2、硅酸二钙（2CaO?SO2）、铝酸三钙（3CaO?Al2O3）2、用途：建筑行业水泥在各个工程上应用3）阅读资料交流感受。

无机非金属材料的主角――硅第二课时二、硅酸盐一、教学目的要求：1、知识目标使学生了解硅的结构特点、性质、用途、存在及制备方法；使学生了解二氧化硅的存在、性质和用途。

2、能力目标把握“位—构—性”三者关系，掌握元素及化合物一类知识的学习方法，培养学生对知识归纳、总结和探究的能力．3、德育目标能灵活运用对立统一的辩证唯物主义观点，分析、解释元素化合物知识的有关内容。

激发学生兴趣，培养勇于探索知识的学习品质。

硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，种类很多，结构复杂，常用氧化物的形式来表示组成。

其改写的规律：①各元素写成相应的氧化物，元素的价态保持不变。

②顺序按先金属后非金属,金属元素中按金属活动顺序表依次排列，中间用“·”间隔。

③注意改写后应与原来化学式中的原子个数比不变。

如：滑石Mg3(Si4O10)(OH)2可表示为3MgO·4SiO2·H2O硅酸盐组成复杂，一般用氧化物的形式表示它们的组成：（学生活动）锆石：ZrO2·S iO2红柱石：Al2O3·SiO2钙铝石榴子石：3CaO·Al2O3·3SiO2 镁橄榄石：2MgO·SiO2在硅酸盐中，硅酸钠是极少数溶于水中的一种，用途广泛，下面我们先来学习它的有关知识.硅酸钠：Na2SiO3固体俗称泡花碱Na2SiO3能溶于水，其水溶液俗称“水玻璃”，是工业使用的一种黏合剂，耐火、耐腐蚀。

探究①加水溶解，并检验其溶液酸碱性；（学生活动）（硅酸钠水溶液呈碱性）②向溶液中通二氧化碳或滴加稀盐酸观察现象；（学生活动）（向溶液通二氧化碳有白色沉淀生成，滴加稀盐酸也有白色沉淀生成）Na2SiO3 + 2H2O + CO2 == H4SiO4↓+Na2CO3Na2SiO3 + 2HCl + H2O == H4SiO4↓+ 2NaCl(制取Na2SiO3)③再向②中滴加氢氧化钠溶液观察现象。

（学生活动）(白色沉淀溶解)H4SiO4 + 2NaOH == Na2SiO3 + 3H2O深化理解：实验室保存Na2SiO3溶液的方法因为硅酸的酸性比碳酸还弱，所以空气中的CO2可以和Na2SiO3水溶液发生如下反应Na2SiO3+ H2O + CO2== H2SiO3↓+Na2CO3从而使硅酸钠变质，因此保存硅酸钠要密封保存。

第七章硅和硅酸盐工业第一节碳族元素教材分析：本节教材以原子结构与元素周期律知识为指导，介绍碳族元素及其化合物的知识。

首先介绍了碳族元素在周期表中的位置和结构特点，讨论并介绍了碳族元素及化合物的性质及其递变。

还介绍了硅和二氧化硅的存在、性质、用途等。

教学目的与要求：1、使学生了解碳族元素的性质及其递变规律2、使学生进一步了解运用元素周期律知识学习同族元素性质及其递变规律的方法，并运用这些知识学习碳族元素及其化合物的知识；3、培养学生的思考、判断能力。

教学重点：1、碳族元素性质递变规律2、硅和二氧化硅的化学性质教学难点：硅及二氧化硅的化学性质教学方法：讲述法、比较发现法、列举法教学用具：石英晶体课型：新课课时：2教学内容：第一课时新课的准备：举出一些工业产品，如玻璃、水泥、日用碗碟，收音机、电视机、计算机等，让学生思考它们都与哪些元素有关？在学生回答出硅元素后，引出今天来研究硅所在的族——碳族元素。

新课进行：第一节碳族元素让学生尽可能多地回忆初中及前面化学所学的碳元素的化合物：一氧化碳、二氧化碳、碳酸钠、碳酸氢钠、甲烷、乙醇、乙酸等。

设问：1、碳元素的结构有什么特点呢？2、碳元素所在的周期表中的位置如何呢？一、碳族元素列表比较：新课的延伸：一、关于C60介绍：安排同学们阅读课本资料，强调：1、1985年发现，1996年三位化学家因此荣获诺贝尔化学奖；2、碳有多种同素异形体：金刚石、石墨、C n系列分子。

二、一氧化碳与二氧化碳的比较三、硅、磷、硫、氯及其化合物性质的比较教学小结：1、碳族元素的元素符号及元素名称、原子结构、元素性质2、碳族元素的单质的物理、化学性质递变3、碳族元素的主要化合物性质递变作业：预习硅及二氧化硅的知识课后小结：第二课时新课的准备：复习提问1、碳族元素的元素性质、单质性质、化合物性质递变规律；2、硅元素在地壳中含量、硅的主要化合价及常见的化合物。

新课进行：二、硅讲述：硅在地壳中分布很广，含量居第二位，仅次于氧。

硅和硅酸盐教学设计科目：化学教师：授课时间：第周星期年月日教学过程教师个性化修改教学过程板书设问食品袋里的硅胶干燥剂，投影硅胶图片样品。

3.硅酸钠的用途。

硅酸的性质中，Na2SiO3与盐酸反应制硅胶的实验现象和说明的问题。

回答：产生白色浑浊。

说明硅酸是弱酸。

设问演示Na2SiO3E哪些用途？请观察以下几个实验，描述现象。

用玻璃塞塞紧的长期装水玻璃的试剂瓶，拔其瓶塞。

观察到瓶塞拔不出。

演示将用水玻璃浸过的且已干燥的布条放在火焰上烧。

将用水玻璃浸过的长期存放的鲜蛋敲观察到布条没有燃烧。

观察到鲜蛋没有坏。

设问板书由这几个实验事实说明Na2SiO3有什么用途？（1）黏合剂。

（2）耐火材料；（3）防腐剂。

纷纷说出Na2SiO3的用途：作黏合剂、耐火材料、防腐剂等。

阅读问题教材P77——硅酸盐如何具有保肥能力阅读、讨论。

展示分类展示硅酸盐产品：陶瓷、玻璃、水泥。

观看，考虑与生活的关系。

设问讲解为什么在英文中用“工心口@”表示中国？陶瓷在我国历史悠久，但目前发展状况不容乐观，还需各位作出不懈努力，弘扬民族文化精髓。

纷纷说出自己的看法：陶瓷是中国人发明并最早使用，欧洲人视中国陶瓷为无价之宝，所以欧洲人把瓷器叫做“China”。

久而久之“China”就成展示讲述展示秦兵马俑图片或录像。

瓷器在东汉晚期发明，而陶瓷主要含硅元素。

观看兵马俑图片或古瓷器图片、录像等，思索。

第二课时硅酸盐和硅单质教学目标：知识技能：1.了解硅酸钠的性质和主要用途2.对硅酸盐工业及一些产品有大致印象,体会硅酸盐的丰富性和复杂性3.了解硅是重要的半导体材料，在电子工业上的广泛用途。

过程与方法：本节课内容属于了解层次,行文浅显易懂,可让学生阅读自学,仔细体会有关知识的内涵,进行归纳总结，培养学生的自学、归纳能力。

情感、态度与价值观；以中国的陶瓷在世界文明中的重要地位为例，感悟我们中华民族的伟大与希望；以晶体硅在高新技术领域里的重要作用为例，体会科学、技术、社会之间的相互关系，使学生真正地认识到硅酸盐工业与人类生产、生活密切相关。

教学难点：硅酸盐的丰富性和多样性教学方式：实物展示、启发诱导、引导归纳、自学、讲述、实验探究教学过程设计：教师：通过趣味实验“烧不坏的布”（取两根一样的干燥布条，其中一根在硅酸钠溶液中浸过，在火焰上燃烧）进入新的内容的学习，创设学生探究学习的情境。

学生：观察两根布条燃烧的现象：一根很容易燃烧，一根不燃。

教师：揭示奥秘：不燃的布条是由于我预先在硅酸钠溶液俗名“水玻璃”中浸泡并晒干的。

学生：实验4-2，亲自体验该过程。

学生讨论，交流：硅酸钠的性质、用途（显碱性，能耐高温）教师：小结：硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，，其用途很广；建筑工业及造纸工业用它做粘合剂；木材或织物用水玻璃浸泡过后既防腐又不易着火；浸过水玻璃的鲜蛋可以长期保存；水玻璃还用作软水剂，洗涤剂和制肥皂的填料；它也是制硅胶和分子筛的原料。

教师：硅酸钠是最简单的硅酸盐，从古至今，人类创造性地生产出了三大硅酸盐工业产品——陶瓷、玻璃、水泥，它们在日常生活应用很广泛，请同学展示。

学生：展示水泥、住宅玻璃、汽车、火车的车窗玻璃、挡风玻璃、各种颜色的玻璃、光学仪器玻璃、器皿玻璃、缸、罐、茶具、瓷质餐具、卫生设施、艺术饰品。

教师：我国是世界上最早生产陶器的国家，瓷器是中华文明的象征，中国的瓷器驰名世界，英文的“中国”（China）一词又指“瓷器”，这反映了在西方人眼中中国作为“瓷器故乡”的形象。