高中化学教学课例《第四章第一节无机非金属材料的主角——硅》课程思政核心素养教学设计及总结反思

1.了解硅元素在自然界中的存在和含量，从硅元素
的位置与结构推知其亲氧性存在的两种化合物——二
课例研究综 氧化硅和硅酸。
述
2.二氧化硅的结构和性质。
3.硅酸制取原理、性质和硅胶的用途。
4.实验验证硅酸的酸性比碳酸弱的实验事实。
由此，我们可总结出二氧化硅的主要化学性质为： 讲解并板书 1.是一种不溶于水的酸性氧化物（特性）。 2.能与碱反应。
3.能与碱性氧化物反应。 4.能与氢氟酸反应（特性）。 问题探究 1.为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用 橡皮塞而不用玻璃塞。 生因为玻璃中含有 SiO2，SiO2 是酸性氧化物，能 和碱起反应，容易使玻璃瓶塞和瓶颈粘在一起而不能打 开。 问题探究 2.实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟 酸？ 问题探究 3.某同学根据 SiO2 既可与碱反应,也能 与氢氟酸反应,推断 SiO2 为两性氧化物。是否正确？ 过渡二氧化硅广泛存在于自然界中，与其他矿物共 同构成了岩石，天然二氧化硅也叫硅石。沙子的主要成 分就是二氧化硅，石英的主要成分也是二氧化硅，水晶 是纯度较高的二氧化硅。请大家看课本有关内容，了解 它们的用途，并总结出来。 板书（3）SiO2 的用途。 联想质疑你能在沙子与计算机之间、沙子与计算机 光通信之间建立起某种联系吗？（提示：沙子的主要成 分是 SiO2） 学生回答、教师总结沙子——硅——芯片——计算 机
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……
教学过程
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
观看 PPT 有关二氧化硅的结构及存在，比较二氧化 碳与二氧化硅性质的差异。
板书（1）SiO2 的物理性质。 学生看书后回答二氧化硅与二氧化碳的物理性质 差别很大，它是一种坚硬难熔的固体，不溶于水。 板书坚硬难溶的固体，不溶于水。 过渡二氧化硅的化学性质与二氧化碳相比，是不是 也有这么大的差异呢？请大家阅读课本有关内容，并填 写下表。 板书（2）SiO2 的化学性质。 PPT 展示 SiO2 与 CO2 化学性质的比较。 ［一个同学把填写在随堂练习表上的答案，展示在 多媒体上］
高中化学教学课例《第四章第一节无机非金属材料的主角 ——硅》教学设计及总结反思
学科
高中化学
教学课例名
《第四章第一节无机非金属材料的主角——硅》
称
教学重点
教材分析
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。
一、知识目标
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。
教学目标
二、能力目标
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，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
沙子——硅——芯片——计算机 沙子——………——光导纤维
计算机光通信
学生回答、教师总结 二氧化硅可用来做光导纤维；石英可用来做石英 钟、石英表，耐高温的石英玻璃；水晶可以用来制造电 子工业中的重要部件、光学仪器、工艺品、眼镜片等， 含有有色杂质的石英，还可用于制造精密仪器轴承，耐 磨器皿和装饰品等。 讲解确实，二氧化硅在日常生活、生产和科研等方 面有着重要的用途，但有时也会对人体造成危害，使人 患硅肺病——“二氧化硅粉尘的危害”。 过渡希望大家努力学习，并能在将来发明和创造一 些新的技术、新的设备以控制空气中粉尘的含量，从而 为人类的健康和生存环境作出贡献。
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。
学生学习能
培养学生对知识归纳、总结和探究的能力。
力分析
教学策略选
情境激励、自主学习、教学点拨、类比归纳、讨论
择与设计 总结。
交流研讨
丰富多彩的物质世界，如各种日常生活用品，工农
业设施，建筑，交通工具等等，你知道构成它们的材料
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、第二自然段，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。 学生阅读然后放 PPT 观察与思考通过下列图片你能总结归纳出硅元素 在自然界中的存在形式吗？ 生硅以化合态存在于自然界，硅元素主要存在于地 壳的各种矿物和岩石里。 放 PPT 相关内容 我们先来学习硅的最高价氧化物——二氧化硅的 性质。 板书二、二氧化硅（SiO2） 问二氧化硅与二氧化碳都是第ⅣA 族元素形成的 最高价氧化物，它们的性质是否相同呢？请大家回忆我 们初中学过的二氧化碳的性质，并从物理性质和化学性 质两方面回答。 生二氧化碳的物理性质是：常温常压下是无色无味 的气体，能溶于水，密度比空气大。 化学性质是：本身不燃烧，一般情况下也不支持燃
师从表中可以看出，二氧化硅能与碱反应生成相应 的盐和水，是一种酸性氧化物，它不能溶于水得到相应 的酸——硅酸。
讲解 CO2、SiO2 的物理性质差别很大，二氧化碳是 一种无色无味的气体，二氧化硅是一种坚硬难熔的固 体。是因为二氧化碳是分子晶体，而二氧化硅是原子晶 体。
提问 CO2、SiO2 的化学性质共性是什么？对应的酸 是什么？
烧，能与水反应生成碳酸，能与碱反应，是酸性氧化物。 师大家回答得很流利。请问，有没有固体的二氧化
碳？ 生有！固体的二氧化碳叫干冰。 师干冰可以用来人工降雨，为什么？ 生因为干冰有易升华的性质。 师那么，二氧化碳所具有的物理性质二氧化硅是否
具有呢？请大家根据二氧化硅的存在和应用，分析二氧 化硅的物理性质。
讲解 CO2、SiO2 的化学性质差别不很大，比较相似， 都能与碱性氧化物或强碱反应生成盐，都是酸性氧化 物。二氧化硅对应的水化物是硅酸（H2SiO3）。硅酸不 能由二氧化硅直接制得，只能通过可溶性硅酸盐与酸反 应制取。硅酸不溶于水,是一种弱酸，它的酸性比碳酸 还要弱。
酸性氧化物一般不与酸发生化学反应，而二氧化硅 却能与氢氟酸发生反应，这也是工业上用氢氟酸雕刻玻 璃的反应原理。以上两点，属二氧化硅的特性。
过渡刚才我们提到二氧化硅不能溶于水得到相应 的酸——硅酸。那么，硅酸是怎样的一种酸？它怎样制 得呢？下面我们就来学习这个问题。
板书三、硅酸（H2SiO3） 师从上一节我们比较同主族元素的性质知道，硅酸 是一种比碳酸还要弱的酸，它不溶于水，不能使指示剂 变色，是一种白色粉末状的固体。 实验探究：如何制取硅酸 阅读课本 P76——探究实验 4～1，填表： ［讨论］实验室制硅酸的原理。 ［板书］制取原理：强酸制弱酸——可溶性硅酸盐 与酸反应得到。 板书硅酸的性质：不溶于水，酸性比碳酸弱。 师硅酸可通过可溶性硅酸盐与酸反应得到。 讲解并板书 Na2SiO3+2HCl====H2SiO3（胶体） +2NaCl Na2SiO3+CO2+H2O==H2SiO3（胶体）+Na2CO3 讲解生成的 H2SiO3 叫硅酸，是一种白色胶状物质， 不溶于水，在干燥的空气中易失水变成硅酸。硅酸在加 热条件下会进一步失水得到二氧化硅。 板书 H4SiO4====H2SiO3+H2OH2SiO3 板书硅酸的用途——硅胶，做干燥剂。