第四章第一节硅 、无机非金属材料 教学案( 第一课时 )
鲁科版高中化学必修一4.1《硅__无机非金属材料》第一课时教案
第4章元素与材料世界第一节硅无机非金属材料（第一课时）一、教材分析（一）知识脉络本节教材以无机非金属材料和硅单质及其化合物的性质两条线索相互交叉而展开，介绍了硅、二氧化硅的性质，硅单质的制法，硅、二氧化硅在计算机及通信等高技术领域的应用。
（二）内容框架半导体材料硅的性质光导纤维二氧化硅的性质二、教学目标1．知识技能目标掌握硅、二氧化硅的物理化学性质，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。
2．方法与过程目标学习从不同的角度出发对常见材料进行分类的方法，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。
3．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、二氧化硅等无机非金属材料的学习，利用学生对高科技的浓烈兴趣，激发学生对化学的兴趣。
三、重点、难点硅二氧化硅的主要性质，硅的制法四、教学过程教学环节教学活动教学中可能出现的情况设计意图通过硅在生活中的应用，创设生活情景引入探讨课题【媒体展示】日常生活用品，工农业设施，建筑交通工具等。
一组图片【设问】丰富的物质世界，你知道构成它们的材料么？【过渡】我们站在不同的角度，对材料有不同的分类。
【联想质疑】图片展示高科技芯片，传导电话光缆，化学实验室的玻璃仪器一组图片【设问】它们是否与沙子存在一定的联系？【过渡】高纯度的硅是常见的最重要的半导体材料，它与我们的生活密切相连。
这一节我们就来探讨硅无机非金属材料。
【板书】§4-1硅无机非金属材料一．单质硅与半导体材料1.硅的存在及物理性质【学生回答、教师总结】构成它们的材料有：塑料、各种金属、木材、棉花、沙子、石头、水泥、玻璃、陶瓷、泥土等等……从来源分：天然材料、人工合成材料从导电性分：导电材料、半导体材料、绝缘体材料从物质类别分：无机材料、有机材料；金属材料、非金属材料从物质性质分：……【学生回答】有联系沙子---硅----芯片，光缆，玻璃仪器通过自主思考看图片总结，使学生的分析归纳能力提高。
2019-2020年人教版高中化学必修一教案：第四章第一节无机非金属材料的主角——硅(第一课时)
2019-2020年人教版高中化学必修一教案：第四章第一节无机非金属材料的主角——硅（第一课时）项目内容课题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）修改与创新教学目标（一）知识与能力：了解硅在自然界中的含量、存在、用途。
了解二氧化硅的物理性质，掌握二氧化硅的化学性质。
了解硅的基本性质。
（二）过程与方法：自主学习，培养学生自学能力。
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（三）态度情感价值观：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。
通过对硅及其用途的学习使学生热爱自然、热爱化学。
教学重、难点教学重点：二氧化硅的性质教学难点：硅酸的性质教学过程预习探究（学生用）1.二氧化硅：（1）物理性质：不溶于水的固体，熔、沸点高，硬度大；（2）化学性质：①与氢氟酸反应：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O ；②与碱性氧化物(如CaO)反应：SiO2+CaO高温CaSiO3；③与强碱反应(如NaOH)反应：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O（3）用途：用于制取光导纤维、玻璃、陶瓷等2.硅酸：（1）物理性质：不溶于水，酸性比碳酸弱；（2）制备：Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl；（3）用途：干燥剂、催化剂载体互动课堂（一）情景激思（教师用）【新课引入】在美国有一个规模宏大的新兴高科技工业园区，那就是家喻户晓的硅谷。
它是美国电子技术研究中心和计算机和半导体工业生产的重要基地。
电子工业能得到蓬勃发展，硅元素在信息材料中的开发与应用起着举足轻重的作用，今天我们就一起来探讨非金属材料的主角——硅。
【教师强调】本节课的课标是：掌握二氧化硅的性质。
【过渡】请同学们展示你们收集的有关资料。
【板书】第一节无机非金属材料的主角——硅（二）合作探究（师生共用）【学生活动】学生阅读课本P74页前两段。
【教师总结】硅在地壳中的含量占第二位，仅次于氧。
无机非金属材料的主角-硅 学案(第一课时)
1. 二氧化硅的结构
Si与O按的比例组成的状原子晶体。
2.二氧化硅在自然界中常见的形式
地球上存在的天然二氧化硅约占地壳质量,
其存在形式有和两大类,
统称
石英晶体：结晶的二氧化硅
结晶形水晶：石英中无色透明的晶体
玛瑙：水晶中具有彩色环带或层状的为玛瑙
3：物理性质SiO2溶于水，熔点，硬度。
4：化学性质 （化学稳定性很，与水不反应。）
第四章第一节无机非金属材料主角—硅学案
第一课时
【学习目标】
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．了解硅酸盐的重要用途及组成。
4.了解硅的物理性质和重要用途。
【学习重点】
1、二氧化硅的化学性质
2、硅酸盐的重要用途及组成
【课前活动】
1．从物质存在和组成多样性的角度看，元素是无机非金属材料的主角，是地壳的基本骨干元素，该元素的主要存在形式是如石英、水晶和沙子的主要成分都是；硅在地壳中的含量居第位，仅次于。
与碱性氧化物反应
氧化性（与C反应）
与酸反应
6：用途
二、硅酸
1：硅酸的性质
硅酸在水中的溶解度，酸性H2CO3。
2：硅酸的制备
依据课本Ｐ76实验4—1，结合下表完成实验。
实验步骤
实验现象
结论和解释
在试管中加入2ml饱和Na2SiO3溶液，滴入1～2滴酚酞溶液
溶液颜色由无色变
成色
Na2SiO3溶液呈性
再用胶头滴管逐滴加入稀盐酸，边加边振荡，至溶液颜色变浅并接近消失时停止。
答案：A
3．熔融烧碱应选用的器皿是
A．石英坩埚B．普通玻璃坩埚
高中化学 第一节 无机非金属材料的主角——硅(第1课时) 教案 教学设计
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1课时）【教学目标】一、知识与技能1.了解硅的存在形态、结构特点、物理性质及重要用途。
2.了解二氧化硅的结构特点，掌握二氧化硅晶体的物理性质、化学性质及重要用途。
3.了解并学会制备硅酸。
二、过程与方法1.在碳和硅、二氧化碳和二氧化硅的性质比较活动中，体会分类、对比等学习方法。
2.在二氧化硅物理性质的学习中深化结构决定性质的学科思维。
3.在硅、二氧化硅的用途学习中，深入体会由用途分析性质的学科思想。
4.在硅酸的制备中，掌握强酸制备弱酸的原理及实验探究的方法。
三、情感态度与价值观：通过了解硅材料用途，体会硅在无机非金属材料中的主角地位，感悟科学技术的社会价值。
【教学重点】SiO的性质、硅酸的制备、硅材料的重要用途2和NaOH的反应，硅酸的制备【教学难点】SiO2【教学流程】情景引入：【展示图片：沙子和芯片】这是普通的沙子，这是计算机芯片，它们之间有什么联系呢？请欣赏英特尔公司制作的视频：从沙子到芯片。
设问：沙子主要成分是SiO，芯片主要成分是晶体Si；硅和二氧化硅可以说连接了整个世界，2为什么这么说呢？它们具有什么样的性质和用途呢？我们一起来学习。
活动一：自主学习课前预习，阅读课本。
1.P79 了解晶体硅的结构和物理性质? P74 认识地壳中硅的存在形态和含量？2.P75 认识二氧化硅在自然界中的存在形态、基本结构单元和构成微粒？小结：一、单质硅和半导体材料1.晶体硅的结构类似金刚石，是正四面体空间网状结构。
2.硅的物理性质：晶体硅是带有金属光泽的灰黑色固体, 熔点高, 硬度大。
其导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。
过渡：利用半导体材料的性质，可制成硅芯片、硅太阳能电池，给人类生产生活带来极大的便利。
3.硅的用途：硅芯片、硅太阳能电池……4.硅在自然界中的存在：主要以熔点很高的氧化物及硅酸盐的形式存在。
二、二氧化硅1.组成结构特点：SiO晶体由硅原子和氧原子组成的四面体网状结构的晶体。
第四章第一节硅 、无机非金属材料 学案( 第一课时 )
第四章第一节硅、无机非金属材料预习检测( 第一课时）班级姓名1下列变化需要加入氧化剂才能实现的是：（）A、SiO2→SiO32-B、Si→SiO32-C、SiO2→SiD、SiCl4→Si2．下列关于硅的说法不正确的是（）A．硅是非金属元素，但它的单质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，是良好的半导体材料C．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质起反应D．当加热到一定程度时，硅能与氧气、氢气等非金属反应3目前被广泛用于信息传输方面的最好材料为（）A、银B、铜C、铝D、光导纤维4、物质不能由单质直接化合生成的是（）A、FeCl3B、CuSC、SiO2D、Al2O35下列物质在空气中久置容易变质。
不是因为发生氧化还原反应的是（）A 过氧化钠B 硫酸亚铁溶液C 水玻璃D 亚硫酸钠6、证明生石灰中既混有石英，又混有石灰石的正确方法是（）A．加入过量盐酸，观察是否有气泡冒出B．加入过量烧碱溶液，观察是否有固体溶解C．加热至高温，观察是否有气体冒出，是否有硅酸钙生成D．先加过量盐酸搅拌，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7、下列说法正确的是( )(A)硅材料广泛应用于光纤通讯(B)工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品(C)水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品(D)粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应8、地壳中含量占一、二位的元素形成的化合物不具有的性质是（）A．熔点高，硬度大B．常温下能与烧碱溶液反应C．高温时能与纯碱反应D．能与水蒸气反应生成酸第五章第一节硅、无机非金属材料课后拓展训练( 第一课时）班级姓名1：下列有关硅的叙述中，正确的是（）A．硅在常温下能跟氢气起化合反应。
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。
2：有科学家提出硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”的观点。
高中化学 人教版必修1 第4章第1节 无机非金属材料的主角——硅 教学设计、教案
第一节无机非金属材料的主角——硅课时1二氧化硅和硅酸目标与素养：1.了解硅的结构、存在形式及其制备。
(宏观辨识与微观探析)2.了解二氧化硅、硅酸的主要性质及应用。
(宏观辨识与变化观念)3.了解硅酸的制备和用途。
(科学探究与社会责任)一、二氧化硅1．硅元素的存在及原子结构2．SiO2的组成、结构、性质与用途(1)存在SiO2的存在形式有结晶形和无定形两大类，水晶、玛瑙的主要成分是结晶的二氧化硅。
(2)结构SiO2晶体是由Si和O按原子数之比为1∶2的比例组成的立体网状结构的晶体。
每个硅原子周围结合4个O，每个O周围结合2个Si。
(3)物理性质熔点高；硬度大；溶解性：不溶于水。
(4)化学性质①具有酸性氧化物的通性a ．可与NaOH 溶液反应，其反应方程式为SiO 2＋2NaOH===Na 2SiO 3＋H 2O 。
b ．可与氧化钙反应，其反应方程式为SiO 2＋CaO=====高温CaSiO 3。
②特性除氢氟酸外，SiO 2一般不与其他酸反应，SiO 2与HF 溶液反应，反应的化学方程式为SiO 2＋4HF===SiF 4↑＋2H 2O 。
(5)用途①沙子是基本的建筑材料。
②纯净的SiO 2是现代光学及光纤制品的基本原料，可以制作光导纤维。
③石英和玛瑙制作饰物和工艺品。
④实验室中使用石英坩埚。
二、硅酸 1．物理性质颜色：白色；状态：胶状；溶解性：难溶于水。
2．化学性质3．制备 实验操作实验现象滴加酚酞后溶液呈红色，逐滴加入稀盐酸，有透明的凝胶产生，溶液红色逐渐变浅，最后消失结论Na2SiO3溶液呈碱性；滴加稀盐酸后反应的化学方程式：Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3(胶体)＋2NaCl1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)硅在自然界中既有游离态又有化合态。
()(2)SiO2是一种三原子分子，属于酸性氧化物。
()(3)SiO2与H2O反应可生成硅酸。
()(4)硅酸难溶于水，可溶于NaOH溶液。
高中化学 第四章第一节无机非金属材料的主角-硅教案 人教版必修1
第四章非金属及其化合物教学目的1：1. 了解碳、硅及其重要化合物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。
2. 知道水泥、玻璃和陶瓷的主要化学成分、生产原料及其用途。
教学课时：2.5课时知识体系11. 硅及其化合物⑴碳和硅的比较碳硅位置、原子结构示意图第2周期第AⅣ族第3周期第AⅣ族原子半径相对较小相对较大成键特点难以得失电子，主要靠共价键与其它原子结合晶体硅的结构与金刚石的结构相似，具有正四面体型结构的原子晶体物理性质晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。
硅和锗是重要的半导体材料化学性质在高温和点燃下有强还原性2C + O22COC + O2 CO23C + Fe2O32Fe + 3CO↑①加热条件下，能跟一些非金属单质起反应。
Si + O2 SiO2Si + 2H2 SiH4②常温下，不能强酸、强氧化性酸反应，只能与氟气、氢氟酸（HF）和烧碱等物质反应。
Si + 2F2 == SiF4Si + 4HF==SiF4 +H2↑Si + 2NaOH + H2O == Na2SiO3 + 2H2↑工业制法SiO2 + 2C Si + 2CO↑（焦炭在电炉中还原二氧化硅得到粗硅）粗硅提纯后，可以得到可用作半导体材料的高纯硅。
用途作还原剂、吸附剂①作半导体材料晶体管、集成电路、硅整流器和太阳能电池等；②制合金：含硅4%的钢具有良好的导磁性——变压器铁芯；含硅15%左右的钢具有良好的耐酸性——耐酸设备等。
22SiO2 酸性氧化物CO2 酸性氧化物结构空间网状原子晶体分子晶体物性熔点高，硬度大熔点低，硬度小化学共与H2O反应不反应，但仍是硅酸酸酐生成H2CO3是碳酸酸酐与碱反应2NaOH+SiO2===Na2SiO3+H2O NaOH + CO2=== NaHCO32NaOH + CO2===Na2CO3+H2O（注意：NaOH与CO2的量不同，则产物不同）与盐反应SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2Na2CO3 + CO2 + H2O == 2NaHCO3点燃点燃性质性CaCO3 + SiO2 CaSiO 3 + CO2↑Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓NaAlO2 + CO2 + 2H2O = Al(OH)3↓+ NaHCO3与碱性氧化物反应SiO2 + CaO CaSiO3CO2 + CaO == CaCO3氧化-还原性SiO2 + 2C Si + 2CO↑（工业制硅）C+42CO2CO特性.：与酸反应SiO2+4HF=SiF4+2H2O常温溶于HF，所以，盛放氢氟酸不能用玻璃瓶，应用塑料瓶。
2021-2022学年人教版化学必修1 第4章第1节 无机非金属材料的主角——硅(第1课时) 教案
(第1课时)
教学目标
学问与技能
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，把握二氧化硅的化学性质
3、生疏硅酸的制备原理，使同学初步把握化学试验基本操作、基本技能。
过程与方法
1、同学学会运用对比的方法来生疏物质的共性和共性，拥有对新旧学问进行归纳比较力量。
2、通过硅酸的制备，具有试验设计的思维方式。
情感态度价值观
1、同学学会学习元素化合物的正确方法：结构打算性质、性质打算用途。
2、同学了解硅和硅酸在日常生活、生产中的应用，感受化学的有用性，增加学习
教学重点、难点
重点：二氧化硅和硅酸的主要性质
难点：二氧化硅的化学性质
教学过程
板书设计
第一节无机非金属的主角－硅
1、二氧化硅（SiO2）
（1）物理性质：熔点高，硬度大，不溶于水
（2）化学性质：
①酸性氧化物共性：SiO2＋ 2NaOH = Na2SiO3＋H2O
SiO2＋CaO = =CaSiO3
②特性：与氢氟酸反应：SiO2+4HF=SiF4 ↑+2H2O
2、硅酸
（1）主要性质：白色，不溶于水，弱酸性
（2）制备：Na2SiO3+2HCl=H2SiO3(胶体)+2NaCl。
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第四章第一节硅、无机非金属材料教学案( 第一课时）
班级姓名
【教学目标】1、了解硅和二氧化硅在自然界中的物理性质和存在，用途。
2、掌握硅和二氧化硅的化学性质。
3、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。
4、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。
【重点】１、硅和二氧化硅的物理、化学性质
２、硅和二氧化硅的特殊性质
【难点】硅和二氧化硅的性质、结构
【学习过程】一、半导体材料和单质硅
【联想】计算机的芯片，传导电话、电视的光缆，化学实验室里的玻璃仪器，你
能想像的出它们都是以硅或硅的化合物为材料制成的吗？
质疑：除了以硅酸盐为主要成分的传统无机非金属材料外，你还知道其他无机非金属
材料吗？自然界中的岩石、沙子、土壤是由什么构成？
【想一想】碳和硅在结构上有何相同点和不同点？（填表）
原子结构示意图常见的化合价在自然界中的存在形式C
Si
【阅读】阅读课本P(107-109)回答以下问题：
１、传统无机非金属材料有哪些？，，等
２、地壳中含量最多的元素是，排第二位的是，含量最多的金属是
3、半导体材料特指导电能力的一类材料。
最早使用的半导体材料是。
现在多使用硅做半导体材料为什么？
４、单质硅有，两种，它们是硅元素的。
【小结】硅物理性质
5、硅常温下化学性质，除外，它不易与其
他物质如氢气、氧气、氯气、硫酸、硝酸等反应。
在加热条件下，能与某些非金属单
质发生反应。
a.常温下
（注：非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但硅与氢氟酸反应放出氢气）
b.加热或高温下 6、工业
制备及提纯硅反应方程式
（注：无论焦炭量是多还是少，二氧化硅和炭反应的产物都是一氧化碳）
7在自然界中硅只能以 形式存在，常见的化合物有 ，
8硅有哪些用途？
二、二氧化硅和光导纤维 【知识回顾】
二氧化碳
与水反应 与NaOH 反应 与CaO 反应
与酸反应
氧化性 【阅读】 阅读课本P 109答以下问题：请通过模型观察二氧化硅的结构填空：
二氧化硅晶体中每1个Si 原子周围结合 个O 原子， 在中心, 在四
个顶点，同时每1个O 原子与 个Si 原子相结合，形成空间网状晶体。
１、二氧化硅具有什么样的物理性质？哪些常见的物质主要成分是二氧化硅？
２、从物质分类的角度来看，二氧化硅属于哪类物质，预测它能与哪些物质反应？
SiO 2能与水反应生成相应的酸吗？为什么？
Si+2F 2= Si+4HF=
Si+2NaOH+H 2O= Si+O 2====
Si+2Cl 2=====
△ △ 高温 SiO 2+2C == Si+2Cl 2 ==SiCl 4 高温 高温 SiCl 4+2H 2==Si+4HCl
错误！未找到引用源。
与强碱溶液反应（以NaOH为例）
错误！未找到引用源。
与碱性氧化物反应（以CaO为例）
错误！未找到引用源。
特性：和HF反应，应用
实验室为什么不用玻璃瓶盛氢氟
酸？。
３、工业上制硫酸最后一步是SO3+H2O=H2SO4,能否用和水反应制取硅酸，说明理由；
H2SiO3是难溶于水的二元弱酸，在实验室中怎样制取硅酸？
４、水玻璃是，盛放氢氧化钠溶液的玻璃试剂瓶为什么不能使用磨口玻璃塞，试解释其中的原因。
５、SiO2有哪些用途？
【巩固练习】
１、关于硅的化学性质的叙述中，正确的是（）
A、常温时不和任何酸反应
B、常温时可和强碱溶液反应
C、单质硅的还原性比碳的强
D、单质硅的氧化性比碳的强
2下列变化需要加入氧化剂才能实现的是：（）
A、SiO2→SiO32-
B、Si→SiO32-
C、SiO2→Si
D、SiCl4→Si
3关于晶体硅的说法中不正确的是：（）
A、晶体硅呈灰黑色，是具有金属光泽、硬而脆的非金属固体
B、硅的化学性质比较稳定，但自然界里没有游离的硅存在
C、硅的化学性质很稳定，常温下不与任何物质发生反应
D、工业上用碳在高温下还原二氧化硅来制备粗硅
4下列变化不能一步实现的是：（）
A、Na2SiO3→H2SiO3
B、H2SiO3→SiO2
C、SiO2→H2SiO3
D、SiO2→Na2SiO3
5、SiO2+3C=SiC+2CO↑中，氧化剂与还原剂的质量比为（）
A 36：60
B 60：36
C 1：2
D 2：1
6目前被广泛用于信息传输方面的最好材料为（）
A、银
B、铜
C、铝
D、光导纤维
7、物质不能由单质直接化合生成的是（）
A、FeCl3
B、CuS
C、SiO2
D、Al2O3
8下列物质在空气中久置容易变质。
不是因为发生氧化还原反应的是（）
A 过氧化钠
B 硫酸亚铁溶液
C 水玻璃
D 亚硫酸钠
9CO2通入下列溶液中至过量，出现浑浊的是（）A、Ba（NO3）2溶液B、澄清的石灰水
C、Na2SiO3溶液
D、饱和的Na2CO3溶液
10、下列说法正确的是（）
A、因SiO2不溶于水，故SiO2不是H2SiO3的酸酐
B、CO2通入水玻璃（Na2SiO3溶液）可以得到硅酸
C、CO2通入饱和的氯化钙溶液中能生成白色沉淀
D、SiO2的俗名叫水晶
11室温下，下列物质不与晶体硅反应的是（）
A、F2
B、HF
C、KOH溶液
D、Cl2
12能用磨口玻璃瓶贮存的一组物质是（）
A．溴水氯水碘水B．氢溴酸盐酸氢硫酸
C．浓硫酸浓硝酸浓盐酸D．NaOH溶液Na2CO3溶液水玻璃
132007年高考广东)下列说法正确的是( )
(A)硅材料广泛应用于光纤通讯
(B)工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品
(C)水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品
(D)粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应
14、熔融烧碱应用的器具是（）
A 石英坩埚
B 普通玻璃坩埚
C 生铁坩埚
D 陶瓷坩埚
15、地壳中含量占一、二位的元素形成的化合物不具有的性质是（）
A．熔点高，硬度大B．常温下能与烧碱溶液反应C．高温时能与纯碱反应D．能与水蒸气反应生成酸。