无机非金属材料的主角——硅(1)

无机非金属材料的主角—硅（第一课时）学习目标:1、了解硅在自然界的含量、存在、用途，以及硅在元素周期表的位置。

2、了解SiO2的存在、物理性质，SiO2的网状结构，掌握SiO2的化学性质。

3、初步了解硅酸盐的重要用途及组成。

重点难点：1、SiO2的网状结构。

，2、SiO2的化学性质。

学习过程：1、分析硅与碳的原子结构、化合价、存在形式的异同。

2、SiO2这个化学式的由来？3、SiO2的化学性质有哪些，都有哪些对应的应用?4、试列举硅酸的物理性质、用途及制备方法。

完成实验4-15、硅酸的化学性质，并列出对应的方程。

当堂检测：1．不能用磨口玻璃瓶贮存的一组物质是（）A.溴水、氯水、碘水B. 氢溴酸、氢氯酸、氢硫酸C.NaOH溶液、水玻璃D.浓硫酸、浓硝酸、浓盐酸2.能证明SiO2是酸性氧化物的是（）A. SiO2+3C =SiC+2CO↑B. SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OC. SiO2+4HF =SiF4↑+2H2OD. SiO2+CaCO3=CaSiO3+CO2↑3．下列说法正确的是（）A．SiO2既能与酸反应，又能与强碱反应，故它是两性氧化物B．SiO2分子由一个硅原子和两个氧原子构成C．硅酸是一种很强的酸D．因高温时SiO2与Na2CO3反应放出CO2，所以硅酸的酸性比碳酸强4．证明生石灰中既混有石英，又混有石灰石的正确方法是（）A．加入过量的盐酸，观察是否有气泡冒出B．加入过量的烧碱溶液，观察是否有固体溶解C．加热至高温，观察是否有气泡冒出，是否有硅酸钙生成D．先加过量的盐酸搅拌，观察是否有不溶物剩余及气泡出现；若有不溶物则滤出，投入到氢氧化钠溶液中看其是否溶解。

第四章第一节无机非金属材料的主角──硅（第一课时)-- 二氧化硅和硅酸【教学目标】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。

3。

了解硅酸的性质及制法。

4．知道硅、二氧化硅的在信息技术、材料科学等领域的应用。

过程与方法1。

自主学习,培养学生自学能力.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、态度与价值观1。

培养学生学习元素化合物的正确方法：结构决定性质、性质决定用途。

2。

通过对硅及其用途的学习使学生热爱自然，热爱化学。

【重点】二氧化硅的主要化学性质【难点】二氧化硅晶体结构，硅酸的性质及制备【课型】新授课【教学模式】问题探究、实验探究【教学手段】多媒体、演示实验、学生分组讨论【实验用品】盛有NaOH溶液的试剂瓶、硅酸钠溶液、酚酞试液、稀盐酸、胶头滴管、试管、水晶石、二氧化硅晶体模型等。

【教学过程】教师活动学生活动设计意图一、教学环节【问题导入】请简要阅读课文后回答课文标题中“无机非金属材料的主角—硅”“主角”两个字在这里的涵义是什么？【展示投影】硅在地壳中的含量【讲述】硅元素在地壳中的含量仅次于氧，位居第二位，而二氧化硅和硅酸都是硅的重要化合物.【板书】4。

1 无机非金属材料材料——硅一、二氧化硅和硅酸【追问】你在生活中哪些地方能见到“硅"元素的踪影？【学生回答】硅含量仅次于氧，硅的氧化物和硅酸盐构成地壳的主要部分.【学生交流、讨论】【学生思考】【畅所欲言】围绕着二者结激发学生的兴趣，引发思考通过饼图的展示，直观明了展现硅的含量让学生关注身边生活激发学【投影】有关硅的相关图片【追问】硅虽然在地壳中的含量甚广,但凭什么说“硅"是无机非金属材料的主角呢?【投影】对比分析碳原子和硅原子的原子结构【讲述】硅和碳一样，原子既不易失电子也不易得电子,化学性质不活泼,硅主要形成四价的化合物.其中二氧化硅是硅最重要的化合物。

必修1第四章 非金属及其化合物 第一节 无机非金属材料的主角——硅（第一、二课时）学导单命制人：韩晴 命制时间：2013.12.25导入：2009年诺贝尔物理学奖获得者、华裔科学家、有着“光纤之父”美称的高锟博士在光纤研究方面的伟大成就与本节课的内容有极大关系，这就让我们更加迫切地想知道：能让高锟博士获得代表科学界至高无上荣誉——诺贝尔奖的“光纤”，到底是一种什么样的物质呢?诺贝尔奖是科学界一年的大事，而获奖的又是一位华裔科学家，这种爱国情结自然更容易引起同学们的兴趣。

----巧妙应用社会关注的热点和话题导入课堂，会取得不错的效果。

一、学习目标1．知识与技能：使学生掌握硅的两种重要化合物——二氧化硅及硅酸的主要性质并了解其用途；了解硅酸盐的重要用途及组成；了解硅在自然界中的含量、存在、物理性质及重要用途。

2．过程与方法：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），培养学生对新旧知识对比分析、归纳总结的学习方法；3．情感态度与价值观：使学生了解二氧化硅、硅酸、硅及硅酸盐在日常生活、生产中的应用，感受化学的实用性，增强学习化学的兴趣，认识“科学技术是第一生产力”，增强社会责任感。

二、学习重难点：二氧化硅和硅酸的性质；认识到硅酸盐工业与人类生产、生活密切相关。

三、学习过程[碳和硅在自然界中的存在形式] 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）硅是一种亲氧元素，在自然界中它总是与氧相互化合的。

一、二氧化硅和硅酸 （一）二氧化硅（SiO 2）1.存在:地球上存在的天然二氧化硅约占地壳总质量的 ；其存在形态有 和两大类，统称 。

2.结构：(1)SiO 2晶体的基本结构单元呈 形，每个Si 原子周围结合 个O ，每个O 原子跟 个Si 相结合，Si 与O 原子按 的比例组成 的晶体。

(2)石英晶体是结晶的 ，石英中无色透明的晶体叫 ，具有彩色环带状或层状的称为 ，沙子中含有小粒的 晶体。

无机非金属材料的主角—硅1．下列说法正确的是（）A．SiO2溶于水显酸性B．CO2通入水玻璃可得硅酸C．SiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸D．SiO2晶体中不存在单个SiO2分子解析：SiO2不溶于水；SiO2是Si—O键结合而成的空间网状的原子晶体，其中Si、O 原子个数比为1∶2，不存在单个的“SiO2”分子。

SiO2是酸性氧化物，但不与水和一般酸反应，常温下只能与氢氟酸反应。

H2CO3的酸性比H2SiO3强，故CO2通入Na2SiO3溶液中可发生反应：CO2＋Na2SiO3＋H2O Na2CO3＋H2SiO3↓。

正确选项为B、D。

答案：BD2．下列关于碳和硅的叙述中不正确的是（）A．金刚石和晶体硅都是原子晶体B．地壳中硅元素比碳元素含量多C．自然界里碳元素化合物比硅元素化合物种类多D．碳和硅的氧化物都是分子晶体答案：D3．下列说法正确的是（）A．SiO2溶于水显酸性B．CO2通入水玻璃中可得到原硅酸C．SiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸D．因高温时SiO2与Na2CO3反应放出CO2，所以硅酸的酸性比碳酸强解析：SiO2是一种难溶于水的固体，故A是不正确的。

SiO2可与HF作用，故保存氢氟酸时不能使用玻璃瓶。

SiO2可与Na2CO3在高温条件下反应是因为生成的CO2气体能不断地从反应体系中逸出，从而促进平衡向正反应方向移动，而并非因为H2SiO3酸性比H2CO3强。

答案：B4．10g含有杂质的CaCO3和足量的盐酸反应，产生CO20.1mol，则此样品中可能含有的杂质是（）A．KHCO3和MgCO3B．MgCO3和SiO2C．K2CO3和SiO2D．无法确定解析：10gCaCO3刚好相当于0.1mol，完全反应时恰好可放出0.1mol的CO2。

若其中含有杂质，则应是一个产生CO2的能力强的（等质量的情况产生比CaCO3更多的气体）和另一个产生CO2的能力不如CaCO3或干脆不产生CO2的物质组成的混合物，符合该条件的只有B项。

第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角——硅（第一课时）广州市第九十七中学韦丽仪一、本节教材分析《硅》既是第三章常见无机物及其性质等知识的继续，又是非金属及其化合物的开始，通过本节的学习也为学习元素周期律奠定了基础。

“硅”放在本章开篇如此重要的位置，关键就在“主角”这个词上。

在教学参考书上指明了“主角”的含义：硅及其化合物是学生在日常生活中所熟悉的物质，硅及其化合物在非金属材料、信息技术、建筑、光电及航空航天等领域有着十分广泛的应用，前景广阔，地位非常重要。

由于具有极高的应用价值，故教材承认了它在非金属家族中的“老大”地位。

通过硅及其化合物知识的学习，学生对生活中常见的物质将有进一步的了解与认识，既开阔眼界，又更加密切了化学与生活，化学与社会的联系。

硅是地壳中基本骨干元素，自然界岩石、土壤、沙子都主要以二氧化硅或硅酸盐形式存在，玻璃、水泥、水晶等硅的化合物又是学生在日常生活中所熟悉的物质。

硅及其化合物放在第一节，也体现了硅元素存在的普遍性和广泛性。

本节内容编排也颇具特点，在顺序上打破常规，先由大家熟悉的SiO2学起，认识了对应的硅酸，再学习对应的硅酸盐，最后才介绍单质硅。

先学习比较熟悉的硅的化合物，再学习单质硅的顺序符合认知规律，有利于学生学习。

本节课通过对物质的“存在和用途”的详细介绍，从而让学生理解了物质的性质。

编排上新颖、实用，让学生从感性认识升华到理性认识。

“非金属及其化合物”这一章与第三章“金属及其化合物”的知识体系明显不同，第三章都是按照单质、氧化物、氢氧化物和盐来分类，横向地介绍重要的金属及其化合物。

而这里则是按照“物质的性质与用途间的关系”这样一条主线，以元素为线索，突出了“结构决定性质，性质决定用途”。

二、教学设计教学目标：☆知识与技能：1．知道硅是一种亲氧元素，知道硅在自然界总是以与氧结合的形式存在。

2．知道二氧化硅晶体的物理性质，了解二氧化硅晶体的结构对其物理性质的影响。

无机非金属材料的主角—硅例题解析【例1】下列两个反应的反应原理是否存在矛盾?为什么?①Na2SiO3＋CO2＋H2O H2SiO3↓＋Na2CO3②siO2＋Na2CO 3Na2SiO3＋CO2↑解析：本题利用CO2、SiO2、Na2SiO3、H2CO3、H2SiO3等化合物的性质，考查同学们的逻辑推理能力以及思维的敏捷性和深刻性。

反应①是在溶液中进行的反应，反应之所以能够发生，是由于酸性H2CO3＞H2SiO3，反应符合“强酸制弱酸”的复分解反应原理；而反应②是在高温熔融状态下的反应，由于CO2可从熔融体中逸出，使得反应可以发生，而与酸性H2CO3＞H2SiO3无关。

答案：不矛盾；原因见上。

点评：①是在水溶液中进行的复分解反应，②是固体与固体之间的反应（非水条件）；①是常温下的反应，②是高温条件下的反应。

两个反应的条件不同，实质上没有可比性，因为它们的反应原理、反应条件与本质均不同。

【例2】写出以SiO2为原料制备H2SiO3的化学方程式___________________________。

解析：SiO2难溶于水，不能与水发生反应，这样就只能先用SiO2与其他物质先作用生成硅酸盐，再根据硅酸是弱酸，用硅酸盐与酸作用来制备硅酸。

答案：SiO2＋2NaOH Na2SiO3＋H2ONa2SiO3＋2HCl2NaCl＋H2SiO3↓或Na2SiO3＋CO2＋H2O Na2CO3＋H2SiO3↓Na2SiO3＋2CO2＋2H2O2NaHCO3＋H2SiO3↓点评：一般来说，受热易分解的酸或碱，其对应的氧化物则不能与水反应，如H2SiO 3H2O＋SiO2，则SiO2不能与水反应；Cu（OH）2CuO＋H2O，则CuO不能与水反应。

硅酸不能溶于水，且不能溶于（HCl、H2SO4、HNO3等）强酸。

不溶于强酸的物质还有：CuS、Ag2S、PbS、HgS、AgCl、AgBr、AgI、BaSO4等。

专题12 无机非金属材料的主角-硅1．下列说法正确的是( )A．因为晶体硅有熔点高硬度大的性质，所以被用来做芯片B．工业上用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含有少量杂质的硅C．合金熔点、硬度都低于成分金属，钢是用量最大用途最广的合金D．工业生产玻璃、水泥都须要用到的原材料是石英砂【答案】B【解析】A. 晶体硅是重要的半导体材料，所以被用来做芯片，不是因为其有熔点高硬度大的性质，故A错误；B. 焦炭有还原性，工业上用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含有少量杂质的硅，故B正确；C. 合金熔点一般低于成分金属，但硬度大于成分金属，故C错误；D. 玻璃的原料为石英、纯碱和石灰石，水泥的原料是黏土和石灰石，所以都用到石灰石，故D错误。

2．世界第一条大面积碲化镉薄膜“发电玻璃”生产线最近在成都投产，该材料是在玻璃表面镀一层碲化镉薄膜，光电转化率高。

下列说法错误的是A．一般玻璃含有二氧化硅B．该发电玻璃能将光能完全转化为电能C．碲化镉是一种无机化合物D．应用该光电转化技术可削减温室气体排放【答案】B【解析】A. 一般玻璃的主要成分是二氧化硅，故A正确；B. 该发电玻璃光电转化率高，但不能将光能完全转化为电能，故B错误；C. 碲化镉属于无机化合物，故C正确； D. 应用该光电转化技术，提高了光电转化率，能够削减温室气体排放，故D正确。

3．有科学家提出，硅是“21世纪的能源”，下面有关硅的叙述中，正确的是（）A．硅单质化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应B．硅是构成矿物和岩石的主要元素，硅在地壳中的含量在全部的元素中居第一位C．硅的化学性质不活泼，在自然界中可以以游离态存在D．硅在电子工业中，是重要的半导体材料【答案】D【解析】A. 硅单质化学性质不活泼，但在常温下与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和氢气，故A错误；B. 硅是构成矿物和岩石的主要元素，硅在地壳中的含量在全部的元素中居其次位，在地壳中的含量在全部的元素中居第一位的是氧元素，故B错误；C. 硅是亲氧元素，在自然界中以化合态的形式存在，故C错误；D. 硅的导电性介于导体与绝缘体之间，是良好的半导体材料，故D正确。

第四章非金属及其化合物
第一节无机非金属材料的主角——硅（第一课时）
教学目标
知识目标
认识硅的性质和用途，了解二氧化硅和硅酸盐的性质，了解硅在无机非金属材料中的生产和应用。

能力目标
通过碳和硅、二氧化碳和二氧化硅性质的对比，培养学生对知识的迁移和类比能力。

构建“结构——性质——用途”的知识体系；进一步掌握学习元素及其化合物的一般方法，提高自主学习能力；提高信息获取的能力，信息分析、信息加工和信息交流等能力。

情感目标
体会硅在无机非金属材料中扮演的重要角色，主动、有目的地发现信息探究知识，提高参与化学科技活动的热情。

教学重点：二氧化硅的性质
教学难点：二氧化硅的结构，硅酸的性质。

教学方法：自主学习、教师点拨、归纳对比、实验探究
教具准备：实验药品和仪器、多媒体设备
教学过程：
板书设计：
第一节无机非金属的主角－硅。