化学必修一4.1无机非金属材料的主角——硅学案

1 化学必修一 第1节 硅 无机非金属材料

——从沙中崛起

第1课时 硅和二氧化硅（教学设计）

◆【学习目标】

1．通过自主学习，了解硅的主要性质及这些性质在材料中的应用，能书写相关反应的化学方程式。

2. 通过了解历史、实物分析，掌握SiO2的性质及这些性质在材料中的应用，能书写相关反应的化学方程式。

3.通过光纤、芯片等含硅材料的发展历史，体会硅材料的崛起和广泛用途。

4.激情投入，享受学习的快乐。

◆【重点、难点】硅、二氧化硅的化学性质，硅材料的发展对人类进步的贡献。

◆【教法、学法】

1、教法：微课教学（科学发展史与材料研究应用史实）；结构决定性质的学科思想渗透；物质分类法与类比学习二氧化硅性质；思考交流与小组合作。通过创设情境，充分应用课件、插图等，教师设疑启发引导并联系生活实际，营造学习氛围，激发学生的学习兴趣，促使学生在熟悉的情境中主动探究知识。

2、学法：学生通过回忆已有知识采用阅读、思考交流、分析讨论、对比归纳总结等方式不断将感性认识转化为理性认识，加深认识。

◆【教学媒体】实物图片展示、多媒体课件、微视频展示。

◆【课前学生活动】：完成调查问卷

1．查阅相关资料，常见半导体材料有哪些？硅有哪些主要用途？

2．光导纤维的主要成分是什么？光通信比普通电缆通信有哪些优点？光纤除用于通信外，还可用于哪些领域？

3．查阅有关资料，说明消防员穿的棉布衣服为什么比普通棉布衣服不易着火燃烧？

4.查阅资料，并调查在玻璃上刻字雕花的方法和原理。如果可能，拍一小段视频。

◆【教学流程】

Part 1 硅的世界——Si的基本知识（自主学习）

教学

环节 教师活动 学生活动 设计意图

导学案反馈 反馈导学案完成情况，表彰优秀小组！进行问题反馈！ 聆听，观看！发现问题所在！ 体会榜样就在身边！培养良好的学习习惯！鼓励更多的学生向好！

盐城市时杨中学第四章第一节 无机非金属材料的主角 硅一

教材分析

本章主要讨论硅、氯、硫和氮等典型元素及其重要化合物的性质，是第三章“金属及其化合物”之后，常见无机物及其性质等知识的继续。这些内容既是学生今后继续学习化学的基础，也是在生活中经常要接触、需要了解和应用的化学常识，本章具有巩固离子反应、氧化还原反应等基本知识的作用。

第一节 无机非金属材料的主角－硅

第1课时

一、三维目标：

1．知识与技能

⑴使学生了解硅在自然界中的含量及存在形式。

⑵使学生掌握二氧化硅的性质。

⑶使学生掌握硅酸的性质。

2．过程与方法

⑴通过对二氧化碳与二氧化硅知识的比较学习，培养学生的类比思维。

⑵通过对二氧化硅与硅酸知识的学习，使二氧化硅的知识网络化、系统化，培养学生的归纳能力。

3．情感与态度

⑴通过对二氧化硅与硅酸性质的学习，培养学生建立结构决定性质、性质决定用途的思考方式。

⑵通过对二氧化硅与硅酸性质的学习，激发学生热爱自然，热爱化学。

二、教学重点：二氧化硅及硅酸的性质。

三、教学难点：二氧化硅的结构及二氧化硅、硅酸的主要性质。

四、教学过程：

1．学案导学

（1）硅的存在：

①硅在地壳中的含量为 %，仅次于氧, 在地壳中含量居第 位。硅是一种亲氧元素，其在自然界中总是与氧相互化合，自然界中以 态形式存在。

[答案] 26.3、二、化合

②硅原子和碳原子最外层电子数为 个，它们既 失去电子，也

得到电子，其中 是构成有机物的主要元素， 是构成岩石与许多矿物的基本元素。

[答案]4、不易、不易、碳、硅

（2）二氧化硅：

①地球上存在的天然二氧化硅约占地壳质量的 %，其存在形态有 形和

形两大类，统称 。

[答案] 12、结晶、无定、硅石。

②二氧化硅中每个Si周围结合 个O，Si在 ，O在 。 二氧化硅晶体中Si和O按 的比例组成

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）

科目：化学 授课教师：杨伟鹏 授课时间：2014-11-21 授课班级：高一年级十三班

教学目标

（一）知识与技能

1．了解硅及其重要化合物的主要性质及相互转化。

2．了解含硅材料在多领域中的应用。

（二）过程与方法

1．通过对多种含硅材料的认识初步建立从化学角度认识材料，从材料定位学习化学的学习方法。

2．在以二氧化硅为基础原料制备的其它含硅材料的认识过程中初步学会运用分类、比较、实验、归纳等方法和手段。

（三）情感态度与价值观

1．通过展示含硅材料在生活及社会发展中的重要作用，体会化学在材料科学中的巨大作用，激发学习的热情，增强社会责任感。

2. 培养学生辩证地看待物质的性质。

教学重点和难点

（一）教学重点

以材料为载体学习硅及其化合物的主要性质

（二）教学难点

1．从材料的角度建立研究物质性质的基本思路

2．在解决实际问题中提高学以致用的能力

教学用具

1．硅酸钠溶液、稀盐酸、胶头滴管、坩埚钳2个、酒精灯2个。

2. 浸透硅酸钠溶液的滤纸1张，浸透饱和食盐水的滤纸1张。

3．多媒体

教学过程

环节 教师活动 学生活动 设计意图

电

子

产

品

的

核

心

——

硅 介绍强大的中国

社会发展的三大支柱（图片展示），引出材料主题。展示材料分类，重点介绍无机非金属材料，突出硅的核心地位。

出示课题：无机非金属材料的主角---硅

展示硅在自然界中的主要存在形式，介绍含硅新型材料。

1.思考：在电子产品中硅的主要作用。

2.纯硅的制备

（提示：半导体行业常说：“从沙滩到用户”）

SiO2 + 2 C ===== Si（粗）+ 2 CO ↑

Si（粗）+ 2Cl2 ===== SiCl4

SiCl4 + 2H2 ===== Si（纯） + 4HCl

观看、倾听、思考

硅是半导体材料

独立思考，说出猜想

第2课时 硅酸盐与无机非金属材料

[目标导航] 1.掌握硅酸盐的化学性质。2.了解硅酸盐产品和新型无机非金属材料。

一、硅酸盐及传统无机非金属材料

1．硅酸盐

(1)性质：硅酸盐性质稳定，熔点较高，多数难溶于水。

(2)表示方法：硅酸盐的组成比较复杂，常用氧化物的形式表示。例如 ：硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2O·SiO2，钠长石(NaAlSi3O8)可表示为Na2O·Al2O3·6SiO2。

(3)最简单的硅酸盐——Na2SiO3

Na2SiO3— ――→物理性质 ―→白色固体，易溶于水―→水溶液俗称水玻璃化学性质与酸反应 ――→盐酸 离子方程式：SiO2－3＋2H＋===H2SiO3↓――→过量CO2 离子方程式：2CO2＋SiO2－3＋2H2O===2HCO－3＋H2SiO3↓――→用途制备硅胶和木材防火剂的原料

2．传统的无机非金属材料——硅酸盐产品

玻璃 水泥 陶瓷

主要

原料 纯碱、石灰石、石英 石灰石、黏土 黏土

主要

设备 玻璃熔炉 水泥回转窑 陶瓷窑

主要

反应 SiO2＋Na2CO3=====高温Na2SiO3＋CO2↑、

SiO2＋CaCO3=====高温CaSiO3＋CO2↑

主要

成分 普通玻璃

Na2SiO3、

CaSiO3、SiO2 硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)、铝酸三钙(3CaO·Al2O3)

二、新型无机非金属材料

材料类别 示例

高温结构陶瓷 碳化硅(SiC)陶瓷，氮化硅(Si3N4)陶瓷 压电陶瓷 钛酸钡(BaTiO3) 陶瓷、钛酸铅(PbTiO3)陶瓷

生物陶瓷 氧化铝(Al2O3)陶瓷，氧化锆(ZrO2)陶瓷

【练一练】

1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”

(1)因为Na2CO3＋SiO2=====高温Na2SiO3＋CO2↑，所以H2SiO3的酸性大于H2CO3( )