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高中化学人教版必修1第四单元第1课《无机非金属材料的主角—硅》优质课公开课教案教师资格证面试试讲教案1教学目标
(一)知识与技能
1.通过水泥、陶瓷、玻璃初步了解硅酸盐的重要用途及组成。
2.通过实验掌握Na2SiO3的防火性等性质。
3.初步了解硅单质的性质及用途。
(二)过程与方法
1.通过上网查阅硅的相关资料学会查阅资料的基本方法。
2.通过交流展示活动,培养表达与交流的能力、养成合作学习的精神。
(三)情感、态度与价值观
通过了解玻璃等材料的发展现状、硅在信息科学等领域的应用,认识化学对于生活生产的积极意义,从而提升学习化学的热情。
2学情分析
在学习本节课之前,学生已经了解了硅在信息产业中的一些应用,但是对于硅单质及其化合物的性质并没有太多的理解
3重点难点
重点:硅酸盐的性质及重要用途、硅的用途
难点:硅酸盐的盐氧化物写法的书写
4教学过程
4.1第一学时
教学活动
1【讲授】第一学时
教学环节一:硅酸盐的性质及用途
【导入新课】通过刚才的视频,我们初步了解了普通的沙子如何变成了高端的芯片,这就是化学的魅力。
其实,化学对于人们生活的影响,远远不止于此。
比如,我们以前居住的房屋是茅庐,而现在我们的居住环境得到了很大的改善,这都得益于化学及其他科学的发展。
【提问】这幢建筑中,涉及到了哪些材料?
【学生】水泥、玻璃、陶瓷、钢筋等。
【教师】水泥、玻璃、陶瓷是使用量最大的无机非金属材料,那我们一起来了解一下。
【图表】硅酸盐产品。
高中化学必修一知识点(第四章)第四章非金属及其化合物第一节无机非金属的主角—硅一.硅元素的性质有哪些?无机非金属材料中的主角，在地壳中含量26.3%，次于氧。
是一种亲氧元素，以熔点很高的氧化物及硅酸盐形式存在于岩石、沙子和土壤中，占地壳质量90%以上。
位于第3周期，第ⅣA族碳的下方。
Si 对比C最外层有4个电子，主要形成四价的化合物。
二.二氧化硅(SiO2)的性质有哪些?(1)存在形式：天然存在的二氧化硅称为硅石，包括结晶形和无定形。
石英是常见的结晶形二氧化硅，其中无色透明的就是水晶，具有彩色环带状或层状的是玛瑙。
二氧化硅晶体为立体网状结构，基本单元是[SiO4]，因此有良好的物理和化学性质被广泛应用。
(玛瑙饰物，石英坩埚，光导纤维)(2)物理性质：熔点高、硬度大、不溶于水、洁净的SiO2无色透光性好。
(3)化学性质：化学稳定性好，除HF外一般不与其他酸反应，可以与强碱(NaOH)反应，属于酸性氧化物，在一定的条件下能与碱性氧化物反应。
①常温与氢氟酸(HF)反应(SiO2很不活泼，HF是唯一能跟其反应的酸) SiO2+4HF == SiF4 ↑+2H2O②酸性氧化物：不溶于水，也不与水反应。
与强碱反应：SiO2+2NaOH == Na2SiO3+H2O与碱性氧化物反应：SiO2+CaO ===高温CaSiO3所以不能用玻璃瓶装HF，装碱性溶液的试剂瓶应用木塞或胶塞。
注：a、实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞? NaOH溶液能与玻璃中的SiO2反应生成Na2SiO3，Na2SiO3的水溶液俗称“水玻璃”，是一种黏合剂，使瓶塞部分粘结而无法打开。
因此盛装NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡胶塞或木塞。
b、实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸?HF能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。
c、某同学根据SiO2既可与碱反应，也能与氢氟酸反应，推断SiO2为两性氧化物，是否正确?不正确。
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〕常温下只和F2、HF、强碱反响Si + 2F2 === SiF4Si + 4 HF === SiF4 + 2H2Si + 2NaOH + H2O ===Na2SiO3 + 2H2〔2〕加热时能和O2反响△Si + O2====SiO23.用途：半导体材料、制合金、制太阳能电池等4.硅的制备〔1〕SiO2+2C == Si+2CO ↑〔粗硅〕假设C过量：SiO2+3C == SiC + 2CO ↑〔2〕 Si+2Cl2 == SiCl4〔3〕SiCl4+2H2 == Si+4HCl 〔高纯硅〕常温下，单质碳、硅的化学性质都不活泼，为什么碳在自然界中有稳定的单质〔金刚石〕存在，而硅却没有，说明了什么？请同学们阅读教材第74页。
第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角——硅第一课时主备人：于小凤时间：2009年11日课程标准: 知道硅在自然界以SiO2及硅酸盐的形式存在了解SiO2与HF、碱性氧化物、强碱的反应省教学要求：掌握SiO2的存在形式和SiO2的性质掌握H2SiO3的弱酸性、制备方法及硅胶的应用教学目标：知识与技能使学生了解硅在自然界中的含量及存在形式。
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。
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），培养学生联系、对比、归纳总结的学习方法。
情感、态度与价值观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。
教学重点：二氧化硅及硅酸的性质教学难点：二氧化硅的结构及二氧化硅、硅酸的主要性质Ⅰ课前检测:阅读教材P74第1、2、3自然段及资料卡片内容，完成知识整理：1、硅在地壳中的含量仅次于，硅原子和碳原子的最外层均有个电子，二者既相似又不同。
碳和硅的原子结构示意图分为、主要形成四价的化合物。
是构成有机物的主要元素，硅主要以熔点很高的及的形式存在。
是构成岩石与许多矿物的基本元素。
Ⅱ课堂新授【新课导入】在上一章我们研究了金属及其化合物的性质，在已发现的一百多种元素中，金属占了绝大多数，非金属只有二十几种（包括稀有气体）。
但是，与金属相比，非金属的性质要复杂得多。
金属只有正价，单质只有还原性；而非金属有多种化合价（举例：S），化合物中一定含有非金属元素，C就是构成有机物的主要元素，没有C就没有生命。
总之非金属与人类息息相关，现在我们就来学习第四章非金属及其化合物。
本节课首先来学习无机非金属材料的主角——硅【板书】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【思考】碳和硅在自然界中的存在形式不同的原因是什么？SiO2+4HF＝SiF4↑+2H2O②酸性氧化物的通性与碱性氧化物反应：SiO2+CaO＝CaSiO3（炼铁造渣）与碱反应：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O（Na2SiO3水溶液俗名水玻璃，有粘结性）⑸SiO2的用途二、硅酸(H2SiO3)1、物理性质：白色胶状沉淀2、化学性质：酸性：H2SiO3 < H2CO33、制法：①可溶性硅酸盐与酸反应：②将CO2通入Na 2SiO3溶液中：Na2SiO3+CO2+H2O = H2SiO3↓+Na2CO34、用途：【练习】1、下列叙述中，正确的是（）A、自然界中存在大量单质硅B、石英、水晶、硅石的主要成分都是二氧化硅C、二氧化硅的化学性质活泼，能跟酸、碱发生化学反应D、自然界中二氧化硅都存在于石英矿中2、下列关于二氧化硅的用途说法正确的是（）①制造水泥；②制光导纤维；③制造手表；④制坩埚；⑤制首饰Ａ、②④⑤Ｂ、①②④Ｃ、①②③④⑤Ｄ、①③⑤3、下列仪器的使用正确的是（）A、用石英坩埚熔化NaOH固体B、用玻璃试剂瓶保存HF溶液C、用磨口玻璃试剂瓶保存NaOH溶液D、用磨口玻璃试剂瓶保存浓HNO3教后反思：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
第一节无机非金属材料的主角——硅一、硅在自然界中的存在（1）含量：在地壳中的含量居第_____位，仅次于______。
（2）存在：硅是构成________与______________的基本元素在自然界中都以________态存在，主要以______和___________的形式存在。
二、硅的原子结构原子结构示意图_________________主要化合价_____________三、硅的化合物1．二氧化硅（1）存在形态：其存在形态有__________和__________两大类，统称硅石（2）物理性质熔点_______、硬度________、________导电、_______溶于水。
（3）化学性质①与HF的反应_________________________________②酸性氧化物CaO____________________________________________NaOH__________________________________________思考：（1）实验室在存放强碱溶液时试剂瓶塞是___________塞，为什么__________________ （2）HF酸为什么保存在塑料瓶中？____________________________________2．硅酸（1）物质类别：酸性比碳酸_______（强或弱）（2）制备：用可溶性____________与________反应制得化学方程式：___________________________________________3．硅酸盐（1）概念：硅酸盐是由_______、________和_________组成的化合物的总称。
（2）性质：硅酸盐是一类结构复杂的固态，大多_____溶于水，化学性质______________。
（3）硅酸钠①溶解性：_______溶于水，水溶液俗称_____________，呈_______性。
②用途：制备____________和木材___________等的原料。
（4）硅酸盐组成的表示：常用_____________和______________形式表示。
如硅酸钠（Na2SiO3）：________________________________钾长石（K2Al2Si6O16）：______________________________________蛇纹石（Mg3H4Si2O9）：_______________________________________高岭石（Al2H4Si2O9）：________________________________________（5）常见的硅酸盐产品1．硅单质的分类：分为______________和______________两种。
2．晶体硅的结构：类似于__________结构。
3．晶体硅物理性质：____________色，有_________光泽的_____体，熔点_____，硬度_____，有_________，是良好的_____________材料。
4．硅的用途（了解）____________________________________________________________随堂练习1．生石灰中往往含有杂质CaCO3和SiO2，要检验是否存在这两种杂质，最好选用（）A．水B．盐酸C．硫酸D．烧碱溶液2．赏心悦目的雕花玻璃是用下列物质中的一种对玻璃进行刻蚀而制成的。
这种物质是（）A．盐酸B．氢氟酸C．烧碱D．纯碱3．①氢氟酸；②浓H2SO4；③烧碱溶液；④Na2CO3固体；⑤氧化钙；⑥ 浓HNO3，其中在一定条件下能与SiO2反应的有（）A．①②⑥ B．全部C．①③④⑤ D．②③⑥4. 宣传科学知识，介绍高新科技，揭露伪科学，是科学工作者的义务，下列说法属于伪科学的是（）。
A.以二氧化硅为主要原料制造光导纤维B.碳炉边放盆水，可防止煤气中毒C.在墙壁刚粉刷过石灰浆的室内生一炭火盆，墙壁会冒汗D.用干冰进行人工降雨5. 下列说法正确的是（）A．SiO2能和水发生化合反应生成硅酸 B．SiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸C．SiO2的俗名叫水玻璃，不溶于水 D．SiO2又叫水晶，能溶于NaOH溶液中6. ①盐酸、②浓硫酸、③氧气、④氢氟酸、⑤氢氧化钾溶液中，能与地壳中含量第一和第二的两元素形成的化合物起化学反应的是（）A．①② B．④⑤ C．②④ D．③④7.将过量的二氧化碳通入下列溶液中，最终会出现浑浊的是（）A．氯化钙溶液 B．澄清的石灰水 C．水玻璃 D．硝酸钡溶液8.熔融烧碱应选用的器皿是（）A．铁制坩埚 B．普通玻璃坩埚 C．石英坩埚 D．陶瓷坩埚9.下列关于碳和硅的叙述中，不正确的是（）A ．＋4价氧化物都与氢氧化钠溶液反应B ．单质在加热时都能与氧气反应C ．氧化物都能溶于水生成相应的酸D ．碳和硅两种元素都有能导电的单质10.下列试剂可用带玻璃塞的玻璃瓶保存的是（ ）A ．硅酸钠溶液B ．盐酸C ．氢氟酸D ．氢氧化钠溶液11.和空气接触可发生非氧化还原反应的物质组合是（ ）① Na ②Na 2SiO 3溶液 ③Na 2O 2 ④烧碱溶液 ⑤石灰水 ⑥Fe(OH)2A ．①③④B ．②④⑤C ．②③⑥D ．①④⑤12、向下列物质的溶液中通入CO 2，不发生反应的是 ( )A. Na 2CO 3B. NaHCO 3C. Na 2SiO 3D. CaCl 213、能证明碳酸比硅酸酸性强的实验事实是( )A CO 2是气体，而SiO 2是固体B 高温下能反应 Na 2CO 3＋SiO 2======Na 2SiO 3＋CO 2↑C.CO 2溶于水生成碳酸，而SiO 2却不溶于水D.CO 2通入Na 2SiO 3溶液中有胶状沉淀生成14．光纤通讯是光作为信息的载体，让光在光导纤维中传输，制造光导纤维的基本原料是( )A ．铜B ．钢C ．石英D ．铝15．下列说法正确的是( )A ．SiO 2溶于水显酸性B ．稀盐酸加入水玻璃中可得到硅酸C ．SiO 2是酸性氧化物，它不溶于任何酸D ．因高温时SiO 2与Na 2CO 3反应放出CO 2，所以硅酸的酸性比碳酸强16．下列物质中不与二氧化硅反应的是( )A ．烧碱B ．氢氟酸C ．硝酸D ．生石灰17．下列变化中，很难通过一步化学反应实现的是( )A ．SiO 2→Na 2SiO 3B ．H 2SiO 3→SiO 2C ．CuSO 4→CuCl 2D ．Cu(OH)2→Cu18．下列离子在水溶液中能大量共存的是( )A ．H ＋、K ＋、-3HCO 、Ca 2＋B ．OH －、Na ＋、Mg 2＋、-3HCOC ．Na ＋、H ＋、Cl －、-3NOD ．Na ＋、-23SiO 、H ＋、Cl －19．下列离子方程式，正确的是( )A ．澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca 2＋＋2OH －＋CO 2CaCO 3↓＋H 2OB ．碳酸钠溶液中加入二氧化硅：-23CO ＋SiO 2-23SiO ＋CO 2↑C ．二氧化硅与烧碱溶液反应：SiO 2＋2OH －-23SiO ＋H 2↑D ．硅酸与烧碱溶液反应：H 2SiO 3＋2OH －-23SiO ＋2H 2O20．可以直接用来制造半导体材料(如大规模集成电路)的是( )A ．二氧化硅B ．粗硅C ．高纯硅D ．硅酸盐21．下列物质属于纯净物的是( )高温A ．陶瓷B ．玻璃C ．二氧化硅D ．水泥22．下列关于硅的说法中不正确的是( )A ．硅是非金属元素，它的单质晶体是灰黑色有金属光泽的固体B ．硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体C ．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应D ．加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应23．下列不属于传统硅酸盐产品的是( )A ．玻璃B ．水泥C ．光导纤维D ．陶瓷24．熔融烧碱应选用的器皿是( )A ．石英坩埚B ．玻璃坩埚C ．生铁坩埚D ．陶瓷坩埚25．下列离子方程式正确的是( )A ．水玻璃加盐酸：-23SiO ＋H ＋＝H 2SiO 3↓B ．小苏打和烧碱溶液：-3HCO ＋OH －＝-23CO ＋H 2OC ．石灰石溶于盐酸：-23CO ＋2H ＋＝H 2O ＋CO 2↑D ．石英溶于NaOH 溶液：Si 4＋＋2O 2－＋2OH －＝-23SiO ＋H 2O26．向下列溶液滴加稀盐酸，生成白色沉淀，继续滴加稀盐酸，沉淀又溶解的是( )A ．Na 2SiO 3B ．BaCl 2C ．AgNO 3D ．NaAlO 227．在反应SiO 2＋3C SiC ＋2CO ↑中，氧化剂和还原剂的质量比为( )A ．1∶2B ．2∶1C ．1∶3D ．5∶328．在①浓硝酸②水③盐酸④氢氟酸⑤氢氧化钾溶液中，常温时能与二氧化硅起化学反应的有( )A ．①②B ．②④C ．④⑤D ．③④29. 下表中括号内的物质是杂质，试将除杂试剂和分离方法填入表中：。
