2019-2020年高中化学必修1 4-1硅和硅酸盐 教学设计

情感态度
与价值观
1、体会硅在无机非金属材料中扮演的重要角色，增强将化学知识应用于生产、生活和科学技术的意识，赞赏化学对信息技术和社会发展的贡献。
2、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；通过创设一个在实际生活学习中使用信息技术解决问题的学习环境中培养学生的“信息素养”。
教学
重难点
【板书】二、硅酸盐(silicate)
1、定义：硅酸盐是由硅、氧、金属所组成的化合物的总称。
【讲解】硅酸盐结构复杂，一般不溶于水，性质很稳定。最简单的硅酸盐是硅酸钠，下面我们主要研究一下硅酸钠的性质
【板书】2、硅酸钠
(1)物理性质：白色固体，易溶于水，水溶液俗称水玻璃或泡花碱，是一种泡花碱
【投影实验】P77实验4-2、
化学
上课时间
2016/12/7
教学
目标
知识与能力
1.了解硅在自然界中的含量、存在形式。
2.了解硅的物理性质，掌握其化学性质及其在生活中的应用。
3.解硅在无机非金属材料中的生产和应用。
过程与方法
1.通过观察与思考，培养观察、比较、分类、归纳等能力。
2.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
A．氧化物都能与氢氧化钠溶液反应
B．单质在加热时都能跟氧气反应
C．氧化物溶于水都生成相应的酸
D．碳和硅两种元素都有同素异型体
【板书设计】
二、硅酸盐(silicate)
1、定义：硅酸盐是由硅、氧、金属所组成的化合物的总称。
2、硅酸钠
(1)物理性质：白色固体，易溶于水，水溶液俗称水玻璃或泡花碱，是一种泡花碱
【课堂练习】
1．下列关于硅的说法不正确的是( C )
A．硅是非金属元素，它的单质是灰黑色，有金属光泽的固体
B．硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，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反应
D．加热到一定温度时，硅能与氧气、氯气等非金属反应
2．下列关于碳和硅的叙述中，不正确的是( AD )
【投影】传统硅酸盐材料：
(1)陶瓷：以黏土为主要原料
(2)玻璃：以纯碱、石灰石、石英砂为主要原料
(3)水泥：以黏土和石灰石为主要原料
具有特殊功能的含硅物质：
(1)碳化硅（金刚砂）
(2)硅钢：导磁性良好，用作变压器铁芯
(3)硅橡胶
(4)分子筛：具有均匀微孔结构的铝硅酸盐
(5)生物陶瓷：人造骨
【过渡】虽然硅的化合物很多，随处可见，而且从远古时期人类就已经学会加工和使用陶瓷，但是硅的单质却到很晚------18世纪上半叶才制备出来。硅别看起来灰溜溜的，它自己及化合物的作用却大得很，大到高பைடு நூலகம்技领域，小到我们的周围，到处都有Si及其化合物的踪影，当今电子工业的飞速发展，更是人们对Si的性质的认识息息相关，本节我们就来学习Si及其化合物的有关知识。
体和绝缘体之间，是好的半导体材料。
【讲解】因为Si在元素周期表中的位置仅次于金属与非金属分界线附近，因此硅有些性质与金属相似。硅的化学性质不活泼，常温下硅的化学性质很稳定，除F2、HF和NaOH外，Si不跟其他物质起反应。
【板书】4、化学性质
(1)常温下的反应：
Si+2F2=SiF4
Si+4HF=SiF4↑+2H2↑
Si+O2 SiO2Si+2Cl2 SiCl4
5、硅的制备
(1)工业上制粗硅
SiO2+2C Si+2CO↑
石英砂焦炭电炉中粗硅
(2)由粗硅制纯硅
Si+2Cl2 SiCl4SiCl4+2H2 Si+4HCl
————
和碱性氧化物
CO2+CaO==CaCO3
SiO2+CO2 CaSiO3
和碱
CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O
SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
和酸
————
SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O
【回顾】上节课我们提到，用可溶性硅酸盐Na2SiO3来制备H2SiO3。事实上，在自然界中，硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，大多数硅酸盐是不溶于水的。自然界中存在的各种天然硅酸盐矿物约占地壳总质量的5%。
方法： 找组成元素 写成氧化物的形式
原子个数比不变 检查有无遗漏
【投影】例、请用氧化物的形式表示下列硅酸盐的组成：
硅酸钠（Na2SiO3）
镁橄榄石（Mg2SiO4）
高岭土{Al2(Si2O5)(OH)4}
【讲解】硅酸盐材料具有很多优良的性能，为我们的生活、为人类的科技进步作出了很大的贡献。受传统陶瓷某些特殊性能的启发，科技工作者在此基础上进行了一次又一次的创新，又研制出了许多种组成不同、性能更特殊的新型陶瓷。请大家阅读教材P77上的科学视野。
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情感态度与价值观1体会硅在无机非金属材料中扮演的重要角色增强将化学知识应用于生产生活和科学技术的意识赞赏化学对信息技术和社会发展的贡献
非金属及其化合物——二氧化硅和硅酸
2019-2020年高中化学必修1 4-1硅和硅酸盐教学设计
班级
高一（7）班
科目
【投影小结】
①信息技术的关健材料，——半导体、晶体管、芯片。
②半导体性能——将太阳能转换为光能的重要材料——光电池
③硅合金
［板书］5、硅的制备
(1)工业上制粗硅
SiO2+2C Si+2CO↑
石英砂焦炭电炉中粗硅
(2)由粗硅制纯硅
Si+2Cl2 SiCl4
SiCl4+2H2 Si+4HCl
【总结】本节课我们学习了硅酸盐的重要用途及性质，了解了硅酸钠的特性------耐火。知道了Si单质的重要用途。从结构上、从周期表的位置，进一步理解了Si的性质。21世纪人类所面临的重大问题之一是能源危机。而从书上我们了解到Si是具发展前景的新能源材料。同学们，随着人类对Si及其化合物的认识越来越深刻，随着科学技术的不断发展，我们有理由相信Si及其化合物对人类作出更大的贡献，给人类带来更大的惊喜!
重点：硅在无机非金属材料中的广泛应用
难点：硅单质的性质及其应用
教学过程
【思考】CO2与SiO2在物理、化学性质方面有哪些相似性和不同之处
【投影回顾】
CO2
SiO2
物理性质
无色无味气体，熔沸点都很低，微溶于水
灰黑色固体，熔沸点很高，不溶于水，存在于岩石中，俗名硅石
化学性质
和水
CO2+H2O===H2CO3
【板书】三、硅( silicon)单质
1、存在形态：有晶体硅和无定形硅两种同素异形体
【投影】展示晶体Si和晶体Si的结构模型
【板书】2、晶体结构：正四面体形
【讲解】晶体Si的结构类似于金刚石的正四面体型，因此物理性质与金刚石类似。
【板书】3、物理性质：灰黑色具有金属光泽的固体、熔点高、硬度大、质脆、导电性介于导
放入蒸馏水
放入Na2SiO3饱和溶液
现象
当水分蒸发后燃烧
当水分蒸发后不易燃烧
结论
用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火
【板书】(2)化学性质：相对稳定，不能燃烧，不易被腐蚀，热稳定性强
【讲解】硅酸盐的种类很多，结构复杂，为了方便记忆和计算，常用氧化物的形式表示硅酸盐的组成
【板书】3、表示方法：
原则：金属氧化物（较活泼------较不活泼）
(2)化学性质：相对稳定，不能燃烧，不易被腐蚀，热稳定性强
3、表示方法：简单法和氧化物法
三、硅( silicon)单质
1、存在形态
2、物理性质
3、化学性质
(1)常温下的反应：
Si+2F2==SiF4Si+4HF==SiF4↑+2H2↑
Si+2NaOH +H2O == Na2SiO3+2H2↑
(2)高温下的反应：
Si+2NaOH +H2O = Na2SiO3+2H2↑
【讲解】在高温下，Si能与O2等非金属单质发生反应
【板书】(2)高温下的反应：
Si+O2 SiO2
Si+2Cl2 SiCl4
【讲解】硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制成太阳能电池，可制成有良好导磁性、耐酸性的合金。半导体晶体管及芯片的出现，促进了信息技术革命。请大家阅读教材P79-80上的内容，了解一下硅的用途。