高中化学专题4_1_1二氧化硅和硅酸教学案新人教版必修1

合集下载

二氧化硅与硅酸教案

二氧化硅与硅酸教案

二氧化硅与硅酸教案教案标题:二氧化硅与硅酸教案教案目标:1. 了解二氧化硅和硅酸的基本概念和特性;2. 掌握二氧化硅和硅酸的制备方法;3. 理解二氧化硅和硅酸在生活和工业中的应用。

教案步骤:一、导入(5分钟)1. 引导学生回顾有关化学物质和化学反应的基本知识,如化学式、化学方程式等。

二、知识讲解(15分钟)1. 讲解二氧化硅和硅酸的定义和特性,包括化学式、分子结构等。

2. 介绍二氧化硅和硅酸的制备方法,如矿石提取、化学反应等。

三、实验演示(20分钟)1. 进行二氧化硅的制备实验,引导学生观察反应过程和结果,并解释反应原理。

2. 进行硅酸的制备实验,引导学生观察反应过程和结果,并解释反应原理。

四、应用拓展(15分钟)1. 分组讨论二氧化硅和硅酸在生活和工业中的应用,并展示给全班。

2. 引导学生思考二氧化硅和硅酸的应用对环境和人类生活的影响。

五、小结与评价(5分钟)1. 对本节课的内容进行小结,并强调重点和难点。

2. 针对学生的表现进行评价,鼓励积极参与和思考。

教学资源:1. 实验室设备和材料:矿石样本、试剂、试管、酒精灯等。

2. PPT或黑板、粉笔等。

教学评价:1. 观察学生在实验演示中的参与程度和观察记录的准确性;2. 分组讨论和展示的内容和表现;3. 学生对于二氧化硅和硅酸应用的思考和讨论。

教学延伸:1. 鼓励学生进行更深入的研究,了解二氧化硅和硅酸在材料科学、化工工艺等领域的应用;2. 带领学生进行更复杂的实验,如制备硅酸盐等。

注意事项:1. 实验过程中要注意安全,遵守实验室安全规定;2. 引导学生积极参与讨论和思考,培养独立思考和解决问题的能力。

《二氧化硅和硅酸》教学设计

《二氧化硅和硅酸》教学设计

《二氧化硅和硅酸》教学设计一、教学目标:1.了解二氧化硅与硅酸的基本概念和性质;2.掌握二氧化硅和硅酸的制备方法和应用领域;3.学会运用二氧化硅和硅酸解决实际问题。

二、教学重点:1.二氧化硅与硅酸的制备方法;2.二氧化硅与硅酸的应用领域。

三、教学过程:1.导入(10分钟)为了引起学生的兴趣,可以选取一张二氧化硅和硅酸的实验图片或者视频展示给学生观看,并带起问题:你们觉得这是什么材料?有什么特点?2.新知讲解(30分钟)Step1:二氧化硅的概念和性质(1)概念:二氧化硅,化学式SiO2,是硅和氧化合而成的无机化合物。

(2)性质:结晶二氧化硅呈无色结晶体,熔点为1713℃,热稳定性高,化学性质稳定,不溶于水。

Step2:二氧化硅的制备方法(1)常见的制备方法:矿石煅烧法,包括高温固相法和湿法;硅源法。

(2)重点讲解高温固相法:将矿石加热至高温,使石英中的杂质分解、挥发,得到纯净的结晶二氧化硅。

Step3:二氧化硅的应用领域(1)工业领域:用作耐火材料、填充剂、润石剂和高温硅胶等;(2)生活领域:用作磨料和抛光剂、吸附剂等。

Step4:硅酸的概念和性质(1)概念:硅酸,化学式H2SiO3,是由硅、氢和氧三种元素组成的化合物。

(2)性质:无色液体,不易挥发,化学性质稳定。

Step5:硅酸的制备方法(1)常见的制备方法:硅酸盐酸法,包括加热法和水热法;硅酸盐氢氧化法;空气氧化法。

Step6:硅酸的应用领域(1)工业领域:用作胶凝材料、耐火材料、电子材料等;(2)生活领域:用作食品添加剂。

3.练习与总结(35分钟)Step1:小组讨论将学生分成小组,讨论二氧化硅和硅酸的制备方法、应用领域,并总结在白板上。

Step2:解答问题老师带领学生查漏补缺,解答学生在学习过程中遇到的问题。

Step3:练习题提供一些与二氧化硅和硅酸相关的练习题,让学生运用所学知识解答,并互相讨论,加强对知识的巩固。

4.拓展(15分钟)组织学生进行实验或观察,如将硅酸与盐酸反应,观察是否产生气泡。

二氧化硅和硅酸(教学设计)-2016-2017学年高一化学上册

二氧化硅和硅酸(教学设计)-2016-2017学年高一化学上册

【视频或演示二氧化硅的化学性质】(4)用途①沙子是基本的建筑材料。

②纯净的SiO2是现代光学及光纤制品的基本原料,可以制作_________。

③_____和_____制作饰物和工艺品。

2.硅酸(1)硅酸的性质①弱酸性向Na2SiO3溶液中通入CO2,反应的化学方程式为__________。

结论:H2SiO3酸性比H2CO3酸性____________。

②不稳定性【视频或演示观看硅酸的化学性质实验】H2SiO3受热易分解,反应方程式为:________________。

(2)硅酸的制备【视频或演示实验4-1】实验4-1:向饱和Na2SiO3 溶液中滴入酚酞,再滴入稀盐酸现象滴入酚酞溶液显红色,再滴入盐酸红色消失,并有透明胶状物质生成结论Na2SiO3溶液呈碱性,与酸反应生成了H2SiO3且H2SiO3难溶于水Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl化学方程式(3)硅酸的存在及用途①浓度小时:形成_________②浓度大时:形成_________③硅胶硅酸凝胶经干燥脱水得到的_______________,称为“_ ______”,具有强的______,常用作_______或_______的载体。

拓展延伸一、CO2与SiO2的比较CO2SiO2构成CO2分子硅原子,氧原子,无SiO2分子物理性质气体,熔、沸点低,溶于水固体,熔、沸点高,硬度大,不溶于水与碱性氧化物反应CaO+CO2=CaCO3CaO+SiO2CaSiO3与碱的反应2NaOH+CO2=Na2CO3+H2OSiO+2NaOH=Na2SiO3+H2O与H2O作用CO2+H2O=H2CO3不与水化合(硅酸不溶)与酸反应不反应只与HF反应SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O根据课堂内容进行知识的提升。

通过从不同角度对CO2与SiO2的比较,进一步理解二氧化硅的性质,把零散的认识升华到系统认识。

相同点都是酸性氧化物(酸酐),与碱反应生成盐和水【温馨提示】:(1)SiO2与碳酸盐反应,生成CO2,是因为生成的CO2是气体,可以脱离反应体系,并不能说明H2SiO3的酸性比H2CO3的酸性强,相反H2CO3的酸性反而比硅酸的酸性强。

高中化学专题4.1.1二氧化硅和硅酸教学案新人教版必修1

高中化学专题4.1.1二氧化硅和硅酸教学案新人教版必修1

专题4.1.1 二氧化硅和硅酸【教学目标】知识与技能: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,掌握二氧化硅的化学性质过程与方法:1、自主学习,培养学生自学的能力。

2、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。

情感态度与价值观:通过了解材料发展的历史与前景,使学生认识化学在材料科学中的重要地位,体会化学的创造性和实用性,激发对化学科学的兴趣。

【教学重点】二氧化硅的性质(尤其是作为酸性氧化物的性质)【教学难点】二氧化硅的存在等STS关注的拓展性学习内容【课时安排】【教学过程】〖引言〗我们生成的地球,它坚硬的地壳是由什么构成的?岩石,构成岩石的主要成分是硅酸盐及硅的氧化物。

〖设问〗一提到硅,同学们又能想到什么呢?〖导入〗从古至今,在无机非金属材料中,硅一直都在扮演着主要的角色。

今天,就让我们一同来研究一下硅的氧化物——二氧化硅及硅酸和硅酸盐的性质。

〖板书〗第四章第一节无机非金属材料的主角------硅(一)〖讲解〗硅在地壳中含量丰富,仅次于氧,排在第二位,约占26.3%。

〖投影〗元素周期表〖讲解〗位于周期表中的第四长列上的是碳族,这一族可谓是豪门望族。

其中具有代表性的是其中的两位兄长。

碳,形成了无数种构成人类和其它地球生物等的有机物,“统治了有机界”。

其构成的煤、石油等有机化产品和材料是现代化的基石。

而它的弟弟——硅,地壳质量的约90%,构成了地壳大部分岩石、沙子和土壤, “统治了地壳”,而当今硅酸盐工业的陶瓷、玻璃、水泥等使人类生活日新月异。

〖思考与交流〗画出C 、Si 的原子结构简图,并由此分析:硅的化学性质活不活泼,为什么?硅的化合价主要是多少?〖讲解〗Si 原子最外层有四个电子,既不易失电子,也不易得电子,所以,硅的化学性质不活泼。

主要形成四价的化合物。

硅是一种亲氧元素,在自然界它总是与氧相互化合。

所以在氧化气氛包围的地球上,硅主要以熔点很高的氧化物及硅酸盐的形式存在。

《二氧化硅和硅酸》教学设计 (2)

《二氧化硅和硅酸》教学设计 (2)

《二氧化硅和硅酸》教学设计乐山师范学院化学学院12化学班蒋锐 12310110本节内容选自人教版高中化学必修1第四章第一节《无机非金属材料的主角——硅》第一课时《二氧化硅和硅》。

安排1学时。

一、教学设计思路分析1、教材分析教材地位和作用:硅及其化合物作为非金属元素知识的开端,是在第三章“金属及其化合物”内容的基础上,继续进行关于元素化合物知识的学习和研究方法的训练,本节教学采用主线为“硅单质──二氧化硅──硅酸──硅酸盐”的学习方法,,丰富了元素族概念及元素性质的递变规律的形成,为元素周期律、元素周期表的学习积累了丰富的感性材料。

所以本节课起到了承前启后的作用。

2、学情分析本节课的教学对象为高一学生,学生已有知识和未知知识分析:已有知识:(1)碳及其化合物的有关知识(2)知道CO2属于酸性氧化物,并能书写有关CO2的化学反应方程式新知识:(1)SiO2及H2SiO3的物理性质及主要用途(2)SiO2的主要化学性质(3)硅酸的制备原理(4)硅及其化合物在材料等领域的应用3、学习目标(1)、知识与技能(a)了解硅在自然界中的含量、存在、用途(b)了解二氧化硅的物理性质,掌握二氧化硅的化学性质(c)认识硅酸的制备原理,使学生初步掌握化学实验基本操作、基本技能。

(2)、过程与方法(a)学生学会运用对比的方法来认识物质的共性和个性,拥有对新旧知识进行归纳比较能力。

(b)通过硅酸的制备,具有实验设计的思维方式。

(3)、情感态度与价值观(a)学生学会学习元素化合物的正确方法:结构决定性质、性质决定用途。

(b)学生了解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4、教学重、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二、教学设计方案1、教学方法突出学生的主体地位,以探究发现为主线,以对比归纳为辅线,最终实现教学目标。

教学设计重点:在第三章的金属元素及其化合物的学习中,学生已掌握了金属元素的学习方法,例如实验观察法等。

人教版化学必修一4.1 无机非金属材料的主角—硅(第一课时)二氧化硅和硅酸 课程教学设计

人教版化学必修一4.1 无机非金属材料的主角—硅(第一课时)二氧化硅和硅酸 课程教学设计

化学必修一第1节无机非金属材料的主角—硅——从沙中崛起第1课时二氧化硅和硅酸(教学设计)◆【教学目标】1.通过学生自主学习,了解硅的存在形态;2.通过了解历史、实物分析和实验研究,掌握SiO2的性质,了解并制备硅酸;3. 通过硅胶、光纤等硅材料的发展历史,体会二氧化硅材料的崛起和广泛用途。

◆【教学重点】SiO2的性质◆【教学难点】硅材料的发展对人类进步的贡献◆【教学方法】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;实物感知与动手实验相结合;思考交流与小组合作。

◆【教学媒体】实物展示、模型展示、实验操作、多媒体课件、视频展示。

◆【教学流程】思考与交流水晶、玛瑙、石英坩埚、盛有盐酸的试剂瓶、盛有烧碱溶液的试剂瓶(玻璃中含SiO2)。

【思考】SiO2可能具有的物理性质和化学性质,小组交流讨论,阐述观点。

(1)沙子和鹅卵石可以作为建筑材料,历经风雨,体现什么性质?(2)玻璃棱镜可以分光,体现哪方面性质?(3)水晶、玛瑙可长久不腐,代代相传,体现什么性质?(4)石英坩埚可用于盛放固体加热进行实验,体现何种性质?【板书】二、SiO2的性质1.物理性质:2.化学稳定性:考二氧化硅的性质。

各抒己见,组内交流发言,小组间展示分享记录汇总的性质根据自己生活经验和从材料史获取的知识,结合自己理解,交流碰撞。

激疑SiO2化学性质稳定且坚硬,使之成为经久耐用的材料,但俗话说“玉不琢不成器”,如何对其进行打磨和雕琢?引导可以如何利用这种性质?【视频】氢氟酸腐蚀玻璃重点关注SiO2与氢氟酸反应的方程式强化类比学习中的共性与特性分析,巩固“性质决定保存和用途”的思想设问从前面学过的分类思想来看,SiO2属于哪类氧化物?引导从物质类比上同属于酸性氧化物,引导思考CO2与SiO2的性质相似,寻找共同点,做物质分类归纳。

联想CO2和SiO2的性质强化酸性氧化物概念和分类法讲解【副板书】酸性氧化物+碱=盐+水。

说课设计8:4.1.1 二氧化硅和硅酸

第1课时二氧化硅和硅酸一、教材分析1、教材的地位与作用《无机非金属材料的主角-硅》是人教版高中化学必修一第四章第一节的内容。

本节教材是非金属及其化合物的开始,又是常见无机物及其性质等知识的继续,硅及其化合物是学生在日常生活中所熟悉的物质,在非金属材料和信息技术等领域应用十分广泛,前景广阔。

通过对硅及其化合物知识的学习,可以使学生开阔眼界,更加密切化学与生活,化学与社会的联系;突出了它在社会发展历程中、信息化社会中的重要性、广泛性和应用的前瞻性。

2、教材的内容本节教材由三部分内容组成。

依次按“二氧化硅和硅酸→硅酸盐→硅单质”顺序编排,重点突出二氧化硅的性质和用途,除了介绍酸性氧化物的共性,还介绍了SiO2的特性,扩展了学生对非金属酸性氧化物的认识。

硅酸盐重点介绍硅酸钠溶液的性质和用途。

简要介绍了硅酸的制取原理和硅胶的用途等。

3、教学目标知识与技能:了解二氧化硅的存在和性质,认识二氧化硅的广泛用途;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。

过程与方法:使学生学会运用对比方法来认识物质的共性和个性,培养学生对知识的迁移和类比能力。

通过“结构——性质——用途”的学习模式,让学生逐步掌握学习元素化合物知识的一般方法。

并体验通过联系生活实际及实验解决化学问题,揭示物质性质。

情感、态度与价值观:通过大量的精美图片、实物、相应的化学实验现象感受化学科学的魅力及化学对人类生产、生活的贡献,激发学生学习化学的兴趣,培养学生热爱科学,勇于探索的精神。

4、教学重点和难点教学重点:二氧化硅的性质和用途教学难点:二氧化硅的结构和性质二、学情分析学生在生活中对硅及其化合物是有一定的感性认识的,比如:岩石、土壤、沙子、玻璃、水泥、水晶、陶瓷等,在初中化学中也已经有了一定的介绍,对这些物质的进一步的了解和认识激发了学生的兴趣,也为学生自主学习和探究奠定了基础。

三、教法与学法1、教法:通过创设学生熟悉的问题情境,充分应用课件、插图等,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:教师引导下,通过回忆已有知识,进行阅读、思考、对比、交流等方式不断地将感性认识转化为理性认识,逐步形成假设,通过探究实验得出结论并联系实际应用,加深认识。

高中化学人教版必修1学案4-1第1课时二氧化硅和硅酸

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[学习目标] 1.了解并掌握硅及二氧化硅的性质,了解二者在生产、生活中的应用。

(重点)2.掌握硅酸的性质,了解常见硅酸盐的制备、表示方法及其应用。

(重点)3.学会运用观察、实验比较、分类等方法来研究物质的性质,体会物质的性质与其用途之间的关系。

4.根据无机非金属材料在生产、生活中的应用来研究材料的性能及应用,认识到材料对生产、生活的影响。

5.了解材料的开发应用与化学学科发展之间的关系。

第1课时二氧化硅和硅酸一、硅元素的存在1.存在在地壳中硅的含量为26.3%,仅次于氧;主要以氧化物及硅酸盐的形式存在,因为硅是一种亲氧元素。

2.原子结构硅原子的原子结构示意图最外层有4个电子,反应中既不易失去电子也不易得到电子,能形成+4价的化合物。

二、二氧化硅1.存在SiO2的存在形态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12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 原子,每个O 周围结合2个Si 原子。

3.物理性质熔点高;硬度大;溶解性:不溶于水。

4.化学性质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。

三、硅酸1.硅酸的性质(1)弱酸性。

向Na 2SiO 3溶液中通入CO 2,反应的化学方程式为Na 2SiO 3+CO 2+H 2O===H 2SiO 3(胶体)+Na 2CO 3或Na 2SiO 3+2CO 2+2H 2O===H 2SiO 3(胶体)+2NaHCO 3。

结论:H 2SiO 3酸性比H 2CO 3酸性弱。

(2)不稳定性。

H 2SiO 3受热易分解,反应方程式为H 2SiO 3=====△SiO 2+H 2O 。

2.硅酸的制备3.硅酸的存在及用途(1)浓度小时:形成硅酸溶胶。

人教版高中化学必修一 4.1.1 二氧化硅和硅酸 学案

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课时二氧化硅和硅酸学习目标1.了解二氧化硅、硅的主要性质。

2.了解二氧化硅、硅的重要用途,体会化学知识的创造性和实用性。

学习重点二氧化硅的性质(尤其是作为酸性氧化物的性质)。

学习难点二氧化硅的存在,硅酸的制备、性质和应用。

学习探究一、二氧化硅1.存在沙石、石英、水晶、硅藻土等都含有天然存在的二氧化硅。

2.物理性质熔沸点:,硬度:,溶解度:于水。

3.化学性质(1)常温下性质、不与水、酸(氢氟酸除外)反应。

(2)酸性氧化物(填化学方程式)(3)特性SiO2与氢氟酸反应的化学方程式:。

4.用途用于制光学镜片、石英坩埚、。

二、二氧化硅和二氧化碳1.二氧化硅的结构在SiO2晶体中,每个Si原子与4个O原子相连(如图),形成四面体结构,Si原子位于四面体的中心,O原子位于四面体的4个顶点。

同时,每个O原子与2个Si原子相连,所以,SiO2晶体是Si原子和O原子按1﹕2的比例构成的立体网状结构的晶体,不存在单个的SiO2分子。

2.二氧化硅与二氧化碳的比较三、硅酸1. 制备2. 物理性质H 2SiO 3是一种_____于水的白色胶状物质。

3. 化学性质 (1)弱酸性①硅酸酸性比碳酸弱,向Na 2SiO 3溶液中通入CO 2气体,反应的化学方程式为_____________。

②硅酸只与强碱反应,与NaOH 溶液反应的化学方程式为_____________________________。

(2)不稳定性硅酸受热易分解,化学方程式为H 2SiO 3=====△SiO 2+H 2O 。

4. 硅胶学习小结1. 石英、沙子、水晶、玛瑙、光导纤维的主要成分均是二氧化硅。

二氧化硅是硅酸的酸酐,但硅酸不能由二氧化硅与水反应制得。

2. 熟记三个化学方程式(1)SiO 2+2NaOH===Na 2SiO 3+H 2O (2)SiO 2+4HF===SiF 4 ↑+2H 2O(3)Na 2SiO 3+CO 2+H 2O===Na 2CO 3+H 2SiO 3 ↓ 当堂检测1. 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2. 硅是无机非金属材料王国中的“国王”,以硅为中心的“臣民”应用于社会的各个角落,随着科技的发展,新型无机非金属材料更是备受瞩目。

教学设计8:4.1.1 二氧化硅和硅酸

第1课时二氧化硅和硅酸【教学目标】一、知识与技能:1.(1)①理解二氧化硅的晶体结构,掌握二氧化硅的化学性质,了解其用途;并对硅酸的组成、性质及制备形成初步的认识。

②认识物质间既有相似性,又有各自的特性。

③培养学生对知识归纳、总结和探究的能力。

二、过程与方法:①初步建立结构决定性质的感性认识。

②培养获取有用信息,有效归类,有序表达的能力。

三、情感态度价值观:①认识二氧化硅及硅酸的用途,体会化学的实用性。

②感受化学在生活生产中的重要地位,培养学生关注社会的意识和责任感。

③插图以及书前彩图的运用,新科技知识的介绍,激发学生热爱科学,运用科学为人类创造美的渴望。

【教学重点】二氧化硅的性质和硅酸的制备【教学难点】培养学生对知识的归纳、总结和探究的能力【课时安排】1课时【教学方法】教法:情境激励、自主学习、教学点拨、类比归纳、讨论总结【教学用具】多媒体、饱和硅酸钠溶液、酚酞试液、稀盐酸、试管、滴管等【教学流程】新课引入采用实例、欣赏法创设学习情景:以绚丽多彩的晶体形态的奇异美,导入新课,抓住学生的注意力,激发学生的学习兴趣,把学生引入“硅的海洋”。

【教学过程】[引言][交流研讨]丰富多彩的物质世界,如各种日常生活用品,工农业单晶硅设施,建筑,交通工具等等,你知道构成它们的材料有哪些?请你分别站在不同的角度,对它们进行分类。

[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……请大家先看PPt中的彩图,关于硅单质的照片。

[师]别看它看起来灰溜溜,它自己及它的化合物的作用却是大得很。

大到高科技领域,小到我们的周围,到处都有硅及其化合物的踪影。

当今电子工业的飞速发展,更是与人们对硅的性质的认识息息相关。

简介硅谷。

本节课,我们首先来学习二氧化硅及其化合物硅酸的有关知识。

[板书]第一节硅和二氧化硅[过渡]首先,我们来了解一下硅元素的有关知识。

[板书]一、硅的存在及原子结构[师]请大家阅读课本P74的第一、二自然段,总结出硅的在自然界的含量、存在形态、原子结构特点等方面的内容。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

专题4.1.1 二氧化硅和硅酸【教学目标】知识与技能: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,掌握二氧化硅的化学性质过程与方法:1、自主学习,培养学生自学的能力。

2、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。

情感态度与价值观:通过了解材料发展的历史与前景,使学生认识化学在材料科学中的重要地位,体会化学的创造性和实用性,激发对化学科学的兴趣。

【教学重点】二氧化硅的性质(尤其是作为酸性氧化物的性质)【教学难点】二氧化硅的存在等STS关注的拓展性学习内容【课时安排】【教学过程】〖引言〗我们生成的地球,它坚硬的地壳是由什么构成的?岩石,构成岩石的主要成分是硅酸盐及硅的氧化物。

〖设问〗一提到硅,同学们又能想到什么呢?〖导入〗从古至今,在无机非金属材料中,硅一直都在扮演着主要的角色。

今天,就让我们一同来研究一下硅的氧化物——二氧化硅及硅酸和硅酸盐的性质。

〖板书〗第四章第一节无机非金属材料的主角------硅(一)〖讲解〗硅在地壳中含量丰富,仅次于氧,排在第二位,约占26.3%。

〖投影〗元素周期表〖讲解〗位于周期表中的第四长列上的是碳族,这一族可谓是豪门望族。

其中具有代表性的是其中的两位兄长。

碳,形成了无数种构成人类和其它地球生物等的有机物,“统治了有机界”。

其构成的煤、石油等有机化产品和材料是现代化的基石。

而它的弟弟——硅,地壳质量的约90%,构成了地壳大部分岩石、沙子和土壤, “统治了地壳”,而当今硅酸盐工业的陶瓷、玻璃、水泥等使人类生活日新月异。

〖思考与交流〗画出C 、Si 的原子结构简图,并由此分析:硅的化学性质活不活泼,为什么?硅的化合价主要是多少?〖讲解〗Si 原子最外层有四个电子,既不易失电子,也不易得电子,所以,硅的化学性质不活泼。

主要形成四价的化合物。

硅是一种亲氧元素,在自然界它总是与氧相互化合。

所以在氧化气氛包围的地球上,硅主要以熔点很高的氧化物及硅酸盐的形式存在。

〖思考〗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?〖过渡〗下面我们首先来研究一下二氧化硅的性质和用途。

〖板书〗一、二氧化硅和硅酸1、二氧化硅(SiO 2 )<silicon dioxide>(1) 存在〖讲解〗SiO 2 是硅的重要化合物。

地球上存在的天然二氧化硅约占地壳质量的12%,其存在形态有结晶形和无定形两大类,通称硅石。

〖投影〗并展示水晶、玛瑙、石英坩埚、一段光缆〖讲解〗水晶是自然界中六方柱状的透明晶体,玛瑙的成分也是SiO 2,它们除了一些常见的可作饰物等用途外,SiO 2 在工业上用途也非学广泛,例如,以石英为材料而制成的纤维在电信行业的应用等。

〖板书〗(2) 用途硅石⎩⎨⎧结晶形:玛瑙、石英、水晶无定形:硅藻土〖投影小结〗①、制光导纤维②、石英玻璃制化学仪器③、石英表、石英钟④、水晶制光学仪器和工艺品⑤、玛瑙制精密轴承和装饰品〖讲解〗结合已有的关于水晶、沙子主要成分也是SiO 2 的知识,思考一下,SiO 2的物理性质有哪些,注意与CO 2进行比较研究〖板书〗(3) 物理性质:熔点高,硬度大的固体、不溶于水,纯净的SiO 2 晶体无色透明 〖思考〗为什么SiO 2与CO 2的性质上有着这么大的差别呢?〖讲解〗主要取决于结构的不同。

CO 2是C 与O 通过化学键所连接的分子结构,而SiO 2 是Si —O四面体结构〖投影〗硅氧四面体结构〖讲解〗SiO 4]四面体:每1个Si 原子周围结合4个O 原子,Si 在中心,O 在四个顶角. 同时每1个O 原子周围结合2个Si 原子相结合。

二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为2:1,通常用SiO 2 来表示二氧化硅[SiO ]的组成.〖板书〗(4) 结构:空间网状结构〖讲解〗我们说,结构决定性质,SiO2的网状结构不仅决定了其物理性质的特殊性,还决定了其化学性质的稳定性。

〖板书〗(5)化学性质:稳定,不活泼①具有酸性氧化物的性质:(不溶于水且不和水反应)与强碱反应:SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O与碱性氧化物反应:SiO2+CaO 高温CaSiO3〖讲解〗SiO2除了具有酸性氧化物的通用性之外,还具有特性。

比如酸性氧化物一般不与酸反应,而SiO2却能与HF反应,这也是工业上雕刻玻璃的反应原理〖板书〗②与HF的反应:SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O〖讲解〗除此之外,SiO2在制水泥、玻璃、纯硅时,还有一些特殊反应〖投影小结〗③弱氧化性:SiO2+2C 高温Si +2CO↑ (工业上制粗硅)④与某些盐反应:Na2CO3+SiO2高温Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2高温CaSiO3+CO2↑ (工业上制玻璃的主要反应)〖思考与交流〗1、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。

2、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,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。

〖过渡〗刚才我们提到SiO2不能溶于H2O得到相应的酸,但它对应的酸叫硅酸,那么硅酸是一种怎样制得的酸呢?〖板书〗2、硅酸(H2SiO3)〖讲解〗H2SiO3是一种比H2CO3还要弱的酸,它不溶于水,不能使指示剂褪色,是一种白色粉末状的固体。

〖板书〗硅酸是一种弱酸,它不溶于水,不能使指示剂变色,是一种白色粉末状的固体。

〖设问〗SiO2不溶于水且不和水反应,那么要如何制备硅酸呢?结合初中制备CO2的方法来设想一下?〖讲解〗初中制备CO2是利用碳酸盐与强酸反应,是强酸制弱酸的原理。

H2SiO3也是一种很弱的酸,我们是否也可以用硅酸盐来制备呢?〖投影实验〗P76 实验4-1实验4-1:向饱和Na2SiO3溶液中滴入酚酞,再滴入稀盐酸〖设问〗若改向Na2SiO3溶液中滴加H2SO4会有什么现象呢?〖板书〗Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓Na2SiO3+H2SO4=Na2SO4+H2SiO3↓〖讲解〗所生成的硅酸逐渐聚合而形成胶体-硅酸溶胶,硅酸浓度较大时,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就形成硅酸干胶,称为“硅胶”。

硅胶多孔,吸附水分能力强,常用做实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂,也可以用作催化剂的载体。

〖讲解〗如果对硅酸加热,其可以分解生成SiO2〖板书〗H2SiO3△H2O +SiO2〖活动与探究〗硅酸是一种比碳酸还要弱的酸,请利用实验室常见的仪器及药品,设计一个简单实验,证明硅酸的酸性比碳酸弱,并完成一份实验报告。

〖分析〗利用CO2溶于水产生H2CO3,而H2CO3的酸性比H2SiO3的酸性强,可以将CO2通入到Na2SiO3 的溶液中。

〖板书〗Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓〖总结〗本节课我们学习了一种重要的非金属元素硅的化合物SiO2和H2SiO3,了解了SiO2的重要性质及用途。

知道了晶莹透明的水晶、五彩斑斓的玛瑙与普通沙子的化学成分并没有什么两样。

知道了SiO2在当前信息时代、IT产业中的重要作用。

化学知识可以帮助我们认识,了解世界,我们也可以用学过的知识进行发明、创造,造福人类。

〖课堂练习〗1.制造光导纤维的主要原料是()A.晶体硅 B.二氧化硅 C.石墨 D.硅酸钠2.下列说法正确的是()A.SiO2溶于水显酸性B.CO2通入水玻璃(硅酸钠的水溶液)可得硅酸C.SiO2是酸性氧化物,它不溶于任何酸D.SiO2晶体中不存在单个SiO2分子3.下列物质中,不能用玻璃瓶来盛装的是( )A.烧碱溶液 B.浓硫酸 C.氢氟酸 D.碳酸钠溶液4.要除去SiO2中的CaO杂质,最适宜的试剂是()A.纯碱溶液 B.盐酸 C.硫酸 D.苛性钠溶液5.加热熔融烧碱时应使用下列哪种坩埚()A.石英坩埚 B.普通玻璃坩埚 C.铁坩埚 D.陶瓷坩埚6.CO2通入下列各溶液中,不可能产生沉淀的是 ( ) A.石灰水 B.饱和碳酸钠溶液C.硅酸钠溶液 D.氯化钙溶液【板书设计】第四章第一节无机非金属材料的主角------硅(一)一、二氧化硅和硅酸1、二氧化硅(SiO2 )<silicon dioxide>(1) 存在(2) 用途(3) 物理性质:熔点高,硬度大的固体、不溶于水,纯净的SiO2晶体无色透明(4) 结构:空间网状结构(5) 化学性质:稳定,不活泼○1具有酸性氧化物的性质:(不溶于水且不和水反应)与强碱反应:SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O与碱性氧化物反应:SiO2+CaO 高温CaSiO3○2与HF的反应:SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O2、硅酸(H2SiO3)硅酸是一种弱酸,它不溶于水,不能使指示剂变色,是一种白色粉末状的固体。

Na2SiO3+2HCl==2NaCl+H2SiO3↓Na2SiO3+H2SO4==Na2SO4+H2SiO3↓Na2SiO3+CO2+H2O==Na2CO3+H2SiO3↓H2SiO3△H2O +SiO2。

相关文档
最新文档