2-4：《无机非金属材料的主角

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1、无机非金属材料的主角一一硅 教学设计一、知识要点梳理原子结构：创/ / j存在：主戛以氧优物和硅酸盐的形式存在，在地表中的舍量列第二位f结构；与金刚石类他捌理性质：茨黑色固恠、熔点高 硬度丸、有脆性，是良好的半导悴材料 化学性质：性质稳宦单质 常温下:Si+2F2=SiF4 Si+2NaOH+H2a=Na2SiO3+2H2 t加热时；Si+O2=SiO2 Si+2Cl2SiC14用逢=半导体材料，可作硅芯片、光电池等通称硅石，有晶体和无定形两类，石英、水晶、玛瑙是二氧化硅的晶体_ 结构：晶体是滋和0以1 ： 2组成的立体刚状结构 硅首J化学性质：性质稳定，不与水反应化常温下：Sia2+4HF=

2、SiF4t+2H2O SiO2NaOH=Na2Si O3+H20硅加热时；SiO2+2CSi+C0 t SiO2+CaOCaSiO5I SiO2+Na2 C Qs-Ma3SiQ;+CO2 t CaCO；+ 亞 高温 CaSi03-bC02 t（性质：白色难溶的弱酸，受热可分解H2SiO3=H2O+SiO2 制畚NaaSO3液2酸反应制得硅酸 Na2SiO3+Ca2+H2a=Na2CO3+H2SiO31Na2 S1O3+2 H C l=2NaC 1+ H2 Si 05 I用途；制作硅胶，硅胶可作干燥剂或催化剤的载体广夫多数硅勰盐都雄潜于不硅硅腰钠可溶于水形成水玻璃，是制备硅胶和木材防光剤的原料酸

3、J组成表示方法：活泼金属氧化物较活機金属窜化物二氧化硅水盐陶瓷：以黏土次原料I硅醍盐工业寸普通玻璃：以纯碱、石灰石和石英为原料L水泥；詡黏土和石灰石用更料二、教学目标1、知识与技能：（1）了解硅在自然界中的存在形式、含量和用途；（2）了解硅和二氧化硅的性质，认识硅和二氧化硅的用途；（3）了解硅酸的性质及制备方法；（4）知道硅酸盐的组成、重要性质及其用途；（5）探索非金属的性质和非金属的原子结构之间的关系，进一步熟悉从实验的角度探索和 认识物质的化学性质的本领；2、过程与方法：（1）图片、视频，把化学与生活结合起来，以直观的方式，加深对知识的学习，提高掌握 知识、运用知识的能力，并体验通过联系生

4、活实际及实验解决化学问题，揭示物质性质的过 程与方法；（2）学会运用对比方法来认识物质的共性和个性，加强对知识的迁移和类比能力；（3）通过“结构性质用途”的学习模式，逐步掌握学习元素化合物知识的一般方 法；（4）本节部分内容属于了解层次，通过资料探究，掌握归纳总结学习的方法；3、情感态度与价值观：（1）通过课本及课件中大量的精美图片、实物、相应的化学实验现象感受到化学科学的魅 力及化学对人类生产、生活的贡献，激发学习的兴趣，陶冶热爱科学的情感；（2）通过扩展学习，扩大科学视野，并把化学与生活结合起来，增强学习化学的好奇心；三、重难点1、教学重点：（1）硅和二氧化硅的性质。（2）以生活的事例为切

5、入点，联系硅结构与用途的必然联系。2、教学难点：（1）硅化合物的丰富性和多样性（2）通过资料探究，学生自主学习硅的知识。自主学习 教学点拨 对比发现 实验探究五、课时安排2 课时六、教学用具多媒体工具 实验用品七、教学过程第一课时教师活动学生活动教学意图【导入】上一章我们已经学过金属及其化合 物的知识，了解了金属在人类社会发展中的 重要作用。而非金属与金属一样，与人类关 系也十分密切，这节课开始我们进入非金属 的殿堂。倾听、回忆、联系使学生通过前 后知识的联系 对元素及其化 合物知识体系 有大致了解【板书】第四章非金属及其化合物明确教学内容【图片展示】展示硅的各种图片以及硅的多 种用途学生对图

6、片非常感兴 趣，交头议论。从感性上让学 生接触学习内 容，激发学习 兴趣【引言】看到这么多的图片，从自然到生活， 从工业到科技，从原子到宇宙航天大家 发现没有这些图片都集中反映了一种物质， 这是什么呢？回答：硅引出主题【板书】第一节无机非金属的主角一硅【设问】地壳中含量做多的兀素是什么？其 次又是什么？【讲述】硅在地壳中含量仅次于氧，为26.3%, 处于第二位。硅的氧化物及硅酸盐构成了地 冗中大部分的岩石、沙子和土壤，约占地冗 质量的90%以上。刚才我们已经看到了很多关于硅的图片，我 们知道，从古至今，在无机非金属材料中， 硅一直扮演着重要角色。【设问】为什么硅的用途这么广泛呢？我们 经常说结

7、构决定性质，那么，硅的性质与它 的结构有什么必然联系没有呢？ 观察元素周期表，找出硅和碳的位置，请学 生画出硅和碳的原子结构示意图。【讲述】硅位于兀素周期表中第IVA族碳的 下方。碳和硅的原子最外层均有四个电子， 二者既相似又不冋。碳是构成有机物的主要 元素，而硅是构成岩石和许多矿物的基本元 素。硅和碳一样，其原子既不易失去又不易 得到电子，主要形成四价化合物。思考、回答、交流学生画出碳和硅的原子 结构示意图：C：(+6 丿 24Si：厂(+14 ) 2 8 4倾听思考比较巩固元素知 识，通过对比 学习，加深学 习印象【过渡】：事实上，地球上的硅都是以硅的 化合物形式存在，那么我们从硅最简单的

8、化 合物一SiO2入手研究。【板书】：二、硅的化合物1、SiO2【总结】二氧化硅在自然界中的存在通过实物图片【过渡】二氧化硅熔点很高，而我们知道碳 的+4价氧化物CO2常温下却是气体，熔点很 低。为什么它们的物理性质有这么大差异 呢？【引导】阅读63页“科学视野”【活动探究】SiO2和CO2的差异：【展示】SiO2和CO2结构二氧化硅晶体中，每个Si周围连着4个0, 每个0连着2个Si,即每个硅原子位于正四 面体的中心，四个氧位于4个顶角，而每个0 被两个正四面体共用。所以Si02晶体是由Si 和0按1 : 2的比例所组成的立体网状结构的 晶体，因此Si02不是分子式。二氧化碳晶体中则是由C0

9、2小分子构成 的，C02是分子式。所以C02与Si02的性质差 别较大。【过渡】因为Si02的网状结构决定了它具有 优良的物理性质和化学性质。【讲述】二氧化硅是一种坚硬难熔的固体， 不溶于水。纯净的二氧化硅晶体无色透明， 称为水晶。具有彩色环带状或层状的石英晶 体，称为玛瑙。沙子中也存在小粒的石英晶 体，是基本的建筑材料。纯净的Si02是现代 光学及光纤制品的基本原料；石英、玛瑙可 用来制作饰物和工艺品。【图片展示】水晶 玛瑙 光纤 石英坩埚 半 导体元件【介绍】二氧化硅的用途，并展示图片联系 实际阅读，了解硅的亲氧性 及硅在自然界中主要存 在的化合物形式阅读“科学视野” 观察SiO2和CO2

10、的结 构，通过老师分析点拨 得出结论讨论SiO2具有哪些物理 性质，并结合图片观察展示，让知识 更贴近生活 创设问题情 境，以便后面 进一步比较Sio2 和 co2 的 性质通过学生自主 学习，教师适 时点拨，使学 生了解结构决 定性质加强学生观察 归纳总结的能 力联系生活，加 深认识图片呈现更直 观，深刻【过渡】SiO2和C02结构不同，所以它们的物 理性质和化学性质有差异。但是化学性质也有相似之处，如与C02 一样， Si02也是一种酸性氧化物。【比较】写出下列反应的化学方程式，并比 较Si02与C02的相似之处。1、C02 与 NaOH 溶液，C02 与 CaO2、Si02 与 NaOH

11、 溶液，Si02 与 CaO【引导】学生自主归纳总结【评价】教师参与上述讨论，并及时作出积 极评价观察、比较，了解SiO2 晶体结构，并认识性质 的不同由结构决定书写化学方程式，交流、 比较、发现问题归纳：SiO2是一种酸性 氧化物，能与强碱反应、运用旧知迁移 使学生通过比 较发现共性培养学生自主 探究能力通过对比分 析，加强对比CO2SiO2物质分类均属于酸性氧化物与碱性氧化 物反应CO2+CaO =CaCO3SiO2+CaO与碱性氧化物反应回忆倾听、学会书写SiO2与 氢氟酸反应的化学方程 式通过讨论思考得出：1、由于常温下SiO2可 与强碱溶液反应， 生成粘结性的硅酸 钠溶液，可将磨口

12、玻璃塞与瓶口粘在起，所以实验室 盛装NaOH溶液的 玻璃试剂瓶要用橡 皮塞而不用玻璃 塞。2、实验室中氢氟酸应 保存在塑料瓶中。记忆和对比学 习的能力了解并认识到物质的特性提高解决问题的能力CaSiO3与碱反应CO + 2NaOH2=Na CO +HO232SiO2+2NaOH =Na2SiO3+ HQ与水反应CO + HO=2 2HCOO0不反应【过渡】下面我们来讨论SiO2不冋于CO2的 化学性质【引导】回忆co2可溶于水且能与水反应生 成h2co3, co2与酸不反应【讲述】SiO2很不活泼，它不溶于水，也不 与水反应。但SiO2可以与唯一的酸一一氢氟 酸反应。SiO2+4HF=SiF4

13、 f+2H2O (腐蚀玻璃)【思考与交流】已知玻璃中含有SiO21、实验室盛放NaOH溶液的试剂瓶为什么不 用玻璃塞？改用什么塞子呢？2、实验室中氢氟酸应如何保存？【过渡】我们知道co2能溶于水形成碳酸 (H2CO3),而SiO2不溶于水且不与水反应，但 SiO2也存在其相对应的含氧酸一一硅酸 (H2SiO3)。【引导讲解】硅酸是一种很弱的酸，其酸性 比碳酸还弱。可与强碱溶液反应生成硅酸盐 和水，难溶于水，受热时可分解生成SiO2和 水。化学方程式如下：Na SiO +C0 +H O=H SiO ； +Na CO23222323H SiO +2NaOH=Na SiO +2H O23232HSi

14、OHO+SiO2322硅酸可用可溶性硅酸盐与其他酸反应制得。 生成的H2SiO3聚集成硅酸溶胶；硅酸浓度大 时，则形成软而透明的、胶冻状的硅酸凝胶。 硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝 胶，称为“硅胶”硅胶多孔，吸附水分能力 强，常用作实验室和袋装食品、瓶装药品等 的干燥剂，也可用作催化剂的载体。阅读课本P64-65倾听、思考了解相关内容 即可【实验探究4-1】实验步骤：1、在试管中加入35 mL Na2SiO3溶液，滴 入12滴酚酞溶液，观察现象。2、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。观察现象。阅读实验，通过老师实 验观察实验现象，思考 交流

15、，并通过实验现象 得出实验结论进一步培养学 生自主学习能 力培养学生合作 意识和实验探 究能力实验步骤12实验现象溶液呈红色先形成硅酸 胶体，后有 白色沉淀生 成结论Na SiO溶液23显碱性NaSiO+2HCl23=H SiO ；23+2NaOH实验结果分析：观察、讨论, 完成表格使学生学会分 析实验并从实 验中得出结论(1) 步骤1中溶液呈红色，是因为Na SiO23溶液中的SiO 2-水解，使溶液呈碱性。3_SiO 2-+2H Oh SiO +2OH-3223形成知识拓 展、知识牵连 培养学习能力 和思考运用能 力(2) 步骤2中先生成硅酸胶体，后聚集 成硅酸沉淀。现象滴入硫酸有硅酸凝胶

16、产生结论硅酸难溶于水方程式NaSiO+H SO = H SiO +Na SOCCC4CCC4把稀硫酸加入到硅酸钠溶液中会有什么现象？思考讨论并观察实验完成表格【知识拓展】第二课时教师活动学生活动教学意图【引入】硅具有很强的亲氧性，这导致硅兀 素在自然界中都以化合态存在。上节课我们 讨论硅的主要存在形式之一一一二氧化硅， 硅元素还大量地以硅酸盐的形式存在。【展示】多媒体展示图片：自然界中存在的 硅酸盐【讲述】硅酸盐是由硅、氧和金属元素等组 成的化合物的总称，大多不溶于水，化学性 质稳定，是构成地壳岩石、土壤的主要成分。 最简单的硅酸盐是硅酸钠。【视频展示】“硅酸盐”视频【实验探究4-2】实验步骤

17、：取两个小木条或滤纸条，分回忆、倾听 观看、了解 倾听思考观察实验引入新课增强直观感受使学生了解硅 酸盐在自然界 中的存在 通过视频加强 知识的学习， 并通过直观印别放入蒸馏水和Na2SiO3饱和溶液中，使之充 分吸湿、浸透，取出稍沥干(不再滴液后)， 同时分别放置在酒精灯外焰外。实验现象：被蒸馏水浸透的小木条或滤 纸条一段时间后会着火燃烧，而被饱和 Na2SiO3溶液浸透的小木条或滤纸条则不会着 火燃烧。实验结论：Na2SiO3可用作防火剂。【总结】(1) Na2SiO3可溶于水，其水溶液俗 称水玻璃，呈碱性。(2) NaSiO3可作胶黏剂、防火剂。(3) Na2SiO3+CO2 + H2O

18、 = H2SiO3& + Na2CO3分析实验 讨论结果象使记忆深刻 且能联系生活 实际培养学生实验 操作能力和实 验分析能力使学生了解硅 酸钠的性质和 重要用途【资料卡片阅读】引导学生阅读P67资料卡 片【讲解】硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化 合物，通常可用二氧化硅和金属氧化物的组 合形式表示其组成。一般地先按金属活动性 写出金属氧化物，再写二氧化硅，最后写水。 例如：硅酸钠：NaOSiO2 2石棉：CaO 3MgO 4SiO2长石：K0Al O6SiO22 32黏土： Al O 2SiO 2HO2 322【练习】写出(1) 高岭石：Al (SiO)(OH)2254(2) 三硅酸镁：Mg S

19、i O - nHOQOOQ阅读倾听、思考练习通过自主阅读 与老师点拨讲 解，结合学习， 再通过练习巩 固知识，使之 印象深刻。 培养学生知识 理解、迁移能 力【过渡】硅酸盐在自然界中的存在丰富而多 样，主要为硅酸盐、铝硅酸盐和粘土等形式。【阅读科学视野】硅酸盐的丰富性和多样性 【过渡】由丰富而多样的硅酸盐得到了多种 的硅酸盐产品，且已经成为使用量最大的无 机非金属材料。【视频】学生观看无机非金属材料视频， 教师同时作相关介绍。(1) 陶瓷(2) 普通玻璃(3) 水泥(4) 其它含硅的产品 碳化硅(SiC) 硅钢 硅橡胶 分子筛【展示】多媒体展示图片：碳化硅、硅橡胶、阅读，并了解了解硅酸盐产品感

20、受硅酸盐的用途广泛性使学生体会科学技术的发展高温结构陶瓷、压电陶瓷等。【过渡】现代科技产品尤其是电子产品都要回应、复习前用到咼纯度的硅单质。下面我们学习硅单质。面所学内容【引导讲解】我们知道晶体硅的结构与金刚石相似，它是一种带有金属光泽的灰黑色固倾听体，熔点咼、硬度大，有脆性，是一种良好使学生了解硅的半导体材料。单质的相关物单质硅在常温下化学性质稳定，但可与氟气、理性质和化学强碱溶液等反应；在加热时，可与氧气、氯性质气等反应。反应方程式如下：记忆Si+2F2=SiF4Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2 fA鬲澜Si+O2SiO2Si+2CI2SiCI4【设问】我们知道自然界中无游

21、离态硅，那回忆、思考引发学生思如何得到单质硅呢？考，提出问题【讲述】硅的工业制法：再解决问题，第一步：在工业上，用碳在高温下还原倾听、笔记使学生感受学二氧化硅的方法制得粗硅。习的一般思路SiO2 +2C=Si （粗硅）+2C0 f和方法之一第二步：与氯反应：使学生了解硅Si +2CI2 = SiCI4 （温度为 400500C）的工业制法第三步：生成的SiCI4液体通过精馏，除去其中的硼、砷等杂质，然后用氢气还原：SiCI4 +2H2Si + 4HCI【过渡】我们学习硅单质的性质，那性质决结合图片，运用回忆所定用途，硅有哪些用途呢？我们一起来看看。学相关知识【图片结合文字展示】展示硅的用途【总

22、结】总结本节所学内容回忆、思考巩固所学知识【课堂练习】1、 下列有关物质的用途（括号中为用途）错误的是（）（A）锗和硅（半导体材料）（B）二氧化硅（制光导纤维）（C）水玻璃（用作粘合剂）（D）原硅酸（用作耐火材料）2、将过量的二氧化碳分别通入氯化钙溶液硅酸钠溶液次氯酸钙溶液饱和碳酸钠的溶液，最终溶液中有白色沉淀析出的是（）（A）（B）（C）（D）3假设SiO2晶体中的Si原子被Al原子取代，不足的价数由K原子补充，当有25%的硅原子 被取代时，可形成正长石的主要成分，则正长石的主要成分的化学式为（）A. KAISiQ。B. KAISiQ3826C. KAISiO4D. KAISi4O104当下列物质分别滴入醋酸时，会产生相同气体的是（）大理石 钟乳石锅垢贝壳蛋壳A只有B只有C只有D 5.下列说法中能反映酸性氧化物最本质特点的是（）A. 酸性氧化物是可与水化合成酸的氧化物B. 酸性氧化物是电解质，在水溶液中能电离出H+C. 酸性氧化物一定是非金属氧化物D. 酸性氧化物是与碱反应生成对应的盐和水的氧化物