2016学年高一化学人教版必修1同步教案：《无机非金属材料的主角——硅》教学案2(附答案)
人教版高中化学必修一教案-4.1无机非金属材料的主角——硅17
《无机非金属材料-----硅》一、教材分析及学情分析硅是无机非金属材料的主角。
硅及其化合物在非金属材料和信息技术等领域，在建筑、通信、光电技术及航天等方面有广泛的应用，前景十分广阔，地位非常重要，所以，首先介绍硅及其化合物，突出了它在社会发展历程中、国民经济中、信息化社会中的重要性和应用价值。
硅是地壳的基本骨干元素。
自然界中的岩石、土壤、沙子主要以二氧化硅或硅酸盐的形式存在，地壳的95%是硅酸盐矿。
所以，介绍硅及其化合物，体现了硅元素存在的普遍性和广泛性。
学生对硅的化合物有较多的接触，感性知识较为丰富，从感性经验上升为理性认识，学习起来具有亲切感。
硅元素的主要化合价为+4价，在非金属元素中较为简单。
硅单质和二氧化硅性质稳定；硅酸盐虽然结构复杂，但性质稳定。
因此，从认知规律来看，先学习二氧化硅，比较贴近学生经验，学起来也较为轻松，有利于调动学生学习非金属元素及其化合物的积极性。
二、教学设计思想通过设置情境，教师引导学生对所学内容提出疑问，整理出本节课的学习目标和学习重点，学生通过自主探究和合作探究的学习方式，展示自己互相评价，当堂训练，共同提高。
学生自己去发现和突破学习重点，掌握学习元素化合物知识的学习思路和学习方法。
三、教学目标1.知识与技能：了解硅元素的原子结构特点和存在形式，了解二氧化硅的结构、性质和用途。
2.过程与方法：通过对硅元素和二氧化硅的结构和性质的学习，培养学生归纳总结知识点的能力。
3.情感态度与价值观：通过“疑和探”“思考与探究”等活动，培养学生的合作意识。
四、教学重点和难点结合新课标要求和元素化合物知识学习的思路，将本节课的重点和难点定为二氧化硅的结构、性质和用途。
五、教学过程及时间分配（一）创设学习情境（时间2分钟）情境一：视频展示：2010年高锟因发现光纤而获得诺贝尔物理奖。
视频中出现的频率最高的词是光纤。
光纤的发现可以让今天的我们足不出户，只要轻轻点击鼠标或敲击键盘，就可将祝福以光的速度，零的距离，海的容量，瞬间传导全世界。
人教版高中化学必修一教案-4.1无机非金属材料的主角——硅4
第一节无机非金属材料的主角－硅教学目标1、掌握二氧化硅的性质和硅酸的制备方法，并在问题处理中建构知识。
2、通过用途认识性质，了解二氧化硅和硅酸的用途。
能力目标1、归纳思维能力通过各种资源的呈现，通过生活来提炼出二氧化硅的的性质2、分析能力通过提供的各种资源，了解硅和硅的化合物对人类的贡献，学会用辩证的观点认识事物3、自学能力学生通过常见含硅材料探究，掌握归纳总结学习的方法;通过小组学习，学会团队合作解决学习任务。
教学重点1、二氧化硅的性质、硅酸的制备2、以生活的事例为切入点，了解二氧化硅性质与用途的必然联系。
教学难点1、探究二氧化硅性质和硅酸的制备知识教师活动学生活动设计意图【导入】【视频呈现】：硅及其化合物遍布在自然界和人类日常生活，以及高科技产品中。
【图片呈现】涉及的物质【引言】：这么多种物质，你们知道它们之间有什么联系吗？我们可看到硅从自然到生活，从工业到科技，多个领域及社会发展历程中都扮演着非常重要的角色，这就是我们这节课将要学习的内容，无机非金属材料的主角-硅【板书】：第一节无机非金属材料的主角－硅【投影】硅在元素周期表中的位置和地壳中含量板书硅【引导】:根据硅原子结构示意图，分析硅的这种结构在性质上有何体现学生观看视频学生回答【回答】：都含有硅元素引出课题【思考】根据硅原子结构示意图得出硅既不易失电子，也不易得电子。
从感性上让学生接触要学习的内容，激起让学生学习的兴趣展示含硅物质的各种图片以及多种用途，要求学生从感性上认识硅和硅的化合物。
培养信息处理能力【过渡】虽然既不易失电子，也不易得电子，但硅是一种亲氧元素，所以，自然界中的硅都是以硅的氧化物和硅酸盐的形式存在。
投影【引入思考】：提出有待解决的三个问题1、，为什么水晶手链戴着它洗了几次衣服，发现光泽度大打折扣，分析是什么原因造成的。
2、玻璃瓶上这么精美的图案是怎么雕刻上去的？3、衣服袋里的干燥剂，它的化学成分是什么，它是怎样制得的? 水晶是纯度较高的SiO2晶体，玻璃中也含有SiO2引出SiO2。
【人教版】高中化学必修一导学案：4.1无机非金属材料的主角---硅(二)
无机非金属材料的主角---硅（二）一、学习目标1．了解硅酸的性质及制法，了解硅酸钠的性质；2．知道硅、二氧化硅的在信息技术、材料科学等领域的应用。
二、学习重点，难点重点难点：硅酸盐的性质三、学习过程新知预习1．硅酸盐（1）硅酸盐是由＿＿＿＿、＿＿和＿＿＿元素组成的化合物的总称，硅酸盐是一类结构复杂的物质，一般都＿＿＿＿＿＿溶于水，化学性质恨＿＿＿，通常用＿＿＿和＿＿＿的形式表示其组成。
（2）用氧化物的形式表示下列硅酸盐的组成。
① 硅酸钠 Na2SiO3＿＿＿②硅酸钙 CaSiO3 ＿＿＿③高岭石 Al2SiO5(OH)4＿＿＿④钠长石NaAlSi3O8＿＿＿思考感悟结合上述实例分析：硅酸盐表示为氧化物的形式时，氧化物的顺序如何排列？要点总结① 氧化物之间用“·”隔开；②系数配置应用整数；③原子数目之比应与原物质保持一致。
（3）硅酸钠的水溶液俗称＿＿＿，可用作肥皂＿＿＿、＿＿＿及＿＿＿等。
（4）硅酸盐岩石长期在水的侵蚀下风华化为＿＿＿＿＿＿，并且形成了＿＿＿。
＿＿＿因其表面积大，胶体粒子一般带＿＿＿电荷，能吸附＿＿＿＿、＿＿等数十种生物所需的营养离子，从而使土壤具有保肥能力。
（5）无机非金属材料包括＿＿＿＿和＿＿＿＿两大类。
传统无机非金属材料是指＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿等硅酸盐产品；新型无机非金属材料如＿＿＿、＿＿＿、压电陶瓷、透明陶瓷、超导陶瓷等。
（6）普通玻璃的原料是＿＿＿，混合粉碎后在＿＿＿中熔融制得。
普通水泥是以＿＿＿为主要原料，经研磨、混合后在＿＿＿煅烧，加入适量＿＿＿，研成细粉得到。
2．硅单质（1）硅的同素异形体：硅有两种同素异形体，分别是＿＿＿＿和＿＿＿＿。
（2）晶体硅是＿＿＿＿色、＿＿＿、＿＿＿＿的固体，他的结构类似于＿＿＿＿，其熔点＿＿＿＿，硬度＿＿＿＿、导电性＿＿＿＿，是良好的＿＿＿＿，广泛应用于电子工业。
硅是人类将＿＿＿＿转化为＿＿＿＿的常用材料。
思维激活硅酸钠是一种盐，盐有什么性质？活动探究1．取两张滤纸条，分别放入蒸馏水和硅酸钠饱和溶液中，使之充分浸透，取出沥干后，同时放在酒精灯外焰处，观察现象。
高中化学必修一第四章第一节无机非金属材料的主角——硅教案
第四章第一节无机非金属材料的主角——硅教学目标：1.了解硅在自然界中的含量、存在；2.了解硅单质、二氧化硅的物理性质，掌握二氧化硅的化学性质，了解两者的用途；3．了解硅酸的性质，掌握硅酸钠的用途；了解传统硅酸盐产品的用途；4．了解新型无机非金属材料的用途及开展前景；5.通过硅酸的制备，硅酸钠的性质实验，学习实验设计的思维方式。
教学重难点：重点：硅、二氧化硅和硅酸的主要性质，硅酸盐的表示难点：硅、二氧化硅的化学性质，硅酸盐的表示教学过程：同学们，我们在第三章学习了金属及其化合物，也知道在我们自然界和日常生活中，金属广泛存在，那么除了金属以外，还有非金属，从今天这节课开始，我们将学习非金属。
第四章第一节无机非金属材料的主角——硅。
地壳中的元素有哪些，同学们还记得吗？请同学们回想一下。
我们在已经学习了氧元素，那么硅元素有哪些我们要学习掌握的呢？【硅元素在自然界中的存在】〔PPT展示图片〕硅在地壳中的含量为26.3％，仅次于氧。
硅的化合物构成了地壳中大局部的岩石、沙子和土壤,约占地壳质量的90%以上。
硅在自然界的存在形态：——没有游离态，只有化合态，以二氧化硅和硅酸盐的形式存在于岩石和矿物中。
【硅和碳的比拟】我们再来看一下硅元素在元素周期表中的位置，在碳的下面，请同学们画出碳和硅的原子结构示意图〔PPT 展示另个原子结构示意图〕，硅原子和碳原子的最外电子层均有4个电子，其原子既不易失去也不易得到电子，主要形成四价的化合物。
二者的电子层数不同，所以其性质也有差异性。
碳是构成有机物的主要元素，硅是构成岩石与许多矿物的根本元素。
我们按照前面学习的顺序，了解一下硅单质。
展示图片——单质硅，归纳单质硅的物理性质。
1.物理性质：〔1〕灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体〔2〕熔、沸点高、硬度大〔3〕晶体硅是良好的半导我们了解到硅原子最外层为4个电子，既不易失去也不易得到电子，常温下硅单质的化学性质不活泼。
那硅单质具有哪些化学性质呢？〔1〕常温下只和F2、HF、强碱反响Si + 2F2 === SiF4Si + 4 HF === SiF4 + 2H2Si + 2NaOH + H2O ===Na2SiO3 + 2H2〔2〕加热时能和O2反响△Si + O2====SiO23.用途：半导体材料、制合金、制太阳能电池等4.硅的制备〔1〕SiO2+2C == Si+2CO ↑〔粗硅〕假设C过量：SiO2+3C == SiC + 2CO ↑〔2〕 Si+2Cl2 == SiCl4〔3〕SiCl4+2H2 == Si+4HCl 〔高纯硅〕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？请同学们阅读教材第74页。
2-4：《无机非金属材料的主角——硅》教学设计
无机非金属材料的主角――硅教学设计一、知识要点梳理二、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。
四、教学方法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、教学过程第一课时实验结果分析：（ 1）步骤 1 中溶液呈红色， 是因为 Na 2SiO 3 溶液中的 SiO 32－水解，使溶液呈碱性。
2－ －SiO 32－+2H 2OH 2SiO 3+2OH －（ 2）步骤 2 中先生成硅酸胶体，后聚集 成硅酸沉淀。
【知识拓展】 把稀硫酸加入到硅酸钠溶液中会有什么现象？第二课时【实验探究 4-1 】 实验步骤：1、在试管中加入 3～5 mL Na 2SiO 3 溶液， 入 1～2 滴酚酞溶液，观察现象。
高一化学教案：《无机非金属材料主角—硅》
高一化学教案：《无机非金属材料主角—硅》 硅（台湾、香港称矽xī）是一种化学元素，化学符号是Si，旧称矽。原子序数14，相对原子质量28.0855，有无定形硅和晶体硅两种同素异形体，下面是带来的高一化学教案：《无机非金属材料主角硅》。1.认识硅及其重要化合物的性质和用途。 2.初步了解硅和二氧化硅的晶体结构以及与性质的关系。 3.了解水泥、玻璃的主要成分和简单生产原理。【知识要点】一：硅1：物理性质硅是良好的 材料 2：化学性质（硅最外层个电子，故化学稳定性很.） （1）与强碱NaOH反应 （2）与氢氟酸反应 （3）加热和高温下，与一些非金属反应 Si+O2 Si+F2 3：硅的制备 （1）将石英砂（SiO2）和焦碳在电炉中高温反应生成粗硅和一氧化碳，化学方程式为： （2）粗硅转变为纯硅：Si（粗）+2Cl2 （3）SiCl4+2H2 4、硅的用途【知识要点】二：二氧化硅（Si与O按 的比例组成的 状原子晶体。） 1：物理性质SiO2 溶于水，熔点 ，硬度 。 2：化学性质 （化学稳定性很，与水不反应。） （1）与氢氟酸反应 （雕刻玻璃）【与其它酸不反应】 ★氢氟酸如何盛装?★ （2）具有 性氧化物的通性： ①与生石灰反应： ②与烧碱溶液反应： ★盛NaOH溶液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞★ 原因 3：用途【知识要点】三：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 可溶性硅酸盐+酸：如Na2SiO3+HCl= Na2SiO3+CO2+H2O= ★用二氧化硅和水行吗?★ 3：用途：硅胶干燥剂，催化剂载体等 【知识要点】四：硅酸盐 （大多溶于水，化学性质稳定。） 1：硅酸钠溶于水，俗称 和。用于制备硅酸和作 和。 2：硅酸盐组成的表示：（二氧化硅和氧化物的组合） 【氧化物的书写顺序】：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水 如：Na2SiO3表示为长石： 3：用途：（陶瓷，玻璃，水泥等） 4：制取水泥、玻璃的原料及反应 巩固练习 1. 下列除去杂质可用加热法的是（ ） A.除去Na2CO3 固体中的NaHCO3 B.除去MnO2固体中的KMnO4 C.除去SiO2固体中的Na2SiO3 D.除去SiO2固体中的CaCO3 2. 下列离子方程式，书写不正确的是（ ） A.大理石与盐酸反应：CaCO3+2H+=Ca2++CO2+H2O B.水玻璃中加入稀H2SO4：Na2SiO3+2H+=H2SiO3+2Na+ C.硅酸酐与苛性钠溶液反应：SiO2+2OH-=SiO32-+H2O D.澄清石灰水中通入过量CO2的总反应：CO2+OH-=HCO3- 3. 工业上用碳还原SiO2制取单质硅时会发生如下副反应：SiO2+3C=SiC+2CO该反应中氧化剂与还原剂的质量比为（ ） A.36∶60 B.60∶36 C.1∶2 D.1∶3 4. 在无色的强酸性溶液中，能大量共存的是（ ） A.Na+、Al3+、NO3-、Cl- B.K+、Na+、Cl-、SiO32- C.Fe2+、K+、SO42-、Cl- D.Na+、HCO3-、K+、NO3- 5. 已知硅能与NaOH溶液反应生成硅酸钠和H2，有一铝、铁、硅组成的合金，取等量的两份合金分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应，结果收集到等体积的气体，此合金中铝、铁、硅的质量比为 A.27∶56∶28 B.3∶4∶1 C.1∶2∶1 D.27∶4∶1 6. 除去下列粉末中的杂质（括号内为杂质）。填上选用的试剂和操作方法： 试剂： A盐酸 B.烧碱溶液 C.氧气 D.水 E.CO2 F.不用任何试剂 操作： ①加热燃烧 ②加热熔化 ③高温灼烧 ④过滤 ⑤干馏 ⑥结晶 粉末试剂操作 SiO2（CaO） SiO2（Si） NaCl（H2SiO3） SiO2（H2SiO3） 7. 月球上有丰富的绿柱石（绿宝石）矿藏，其主要化学成分为BenAl2[Si6O18]也可用氧化物表示为nBeOAl2O36SiO2，其n值为（Be为+2价）（ ） A.1 B.2 C.3 D.4 8. 已知硅能与NaOH溶液反应生成硅酸钠和H2，有一铝、铁、硅组成的合金，取等量的两份合金分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应，结果收集到等体积的气体，此合金中铝、铁、硅的质量比为 A.27∶56∶28 B.3∶4∶1 C.1∶2∶1 D.27∶4∶1
人教版高中化学必修一教案-4.1无机非金属材料的主角——硅3
无机非属材料的主角—硅.教学设计的依据1.1教学理念普通高中化学课程标准（实验，2003）明确指出：立足于学生适应现代生活和未来发展的需要，着眼于提高21世纪公民的科学素养，建构“知识与技能”“过程与方法”“情感态度与价值观”相融合的高中化学课程体系。
结合人类探索物质及其变化的历史与化学学科发展的趋势，引导学生进一步学习化学的原理和基本方法，形成科学的世界观。
1.2教材版本人民教育出版社普通高中课程标准实验教科书化学（必修1）第四章的第一节。
1.3教学对象高中一年级（上册）学生。
1.4教学条件学校具备多媒体教学化环境，具备必须的化学实验条件。
2.教学内容分析2.1课程标准中必修化学1对该部分教学内容的学习要求进行分析，整合教材，形成本教学设计。
分析如下：人教版教材的知识线是通过根据二氧化硅的存在形式及其结构来引导学生进一步学习其性质，体现了“结构决定性质、性质决定用途”的科学思想。
苏教版和鲁科版教材则通过问题情境引导学生思考并探究二氧化硅的化学性质，符合新课改提倡的探究学习的理念。
所以，本教学过程通过问题线、活动线、知识线、方法线的思路进行设计，引导学生学会猜想、探究学习、合作学习以及归纳分析的方法。
2.3化学实验分析本课时内容中涉及的实验4-1（人教版）是有关硅酸溶胶的制备[1]，安排在“硅酸”内容之中，符合学生的一般认识顺序。
然而，苏教版教材和鲁科版教材却没有编入硅酸及其制备实验，需要教师在课堂中自行插入，进行演示或者让学生分组进行该实验。
本节中“将稀盐酸滴入硅酸钠水溶液中制备硅胶”的实验与必修1中“分散系及其分类”中的胶体性质知识点和《化学反应原理》（选修4）的“难容电解质的溶解平衡”知识点相衔接。
由于硅酸溶胶受各种因素的影响，条件不同时，胶体的性质也不同，特别是硅酸溶胶在一定条件下发生凝聚。
为此，在中国知网网站输入“硅酸”搜得两篇论文——《关于硅酸溶胶制备的探讨》[2]和《制备硅酸的实验研究》[3]。
人教版高中化学必修一教案-4.1无机非金属材料的主角——硅5
2.结合光导纤维和半导体硅的应用和发展，让学生了解化学在科技发展中的重要地位，感悟化学改变生活的事实。
教学重点硅及其化合物在自然界的存在形式、重点性质、重要应用板书设计（副板书：学生书写方程式）Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3(胶体) SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O SiO2 + Na2CO3 = Na2SiO3 + CO2↑SiO2 + CaCO3 = CaSiO3 + CO2↑教学流程设计地壳元素含量→硅在哪里？→创设3道门→第一道石头门（Na2SiO3的学习）→第二道玻璃门（SiO2的学习）→第三道数据门（Si单质的学习）→小结 + 作业 + 感悟提升教学过程教学环节化学知识与教学活动学生活动设计意图【引入】 1.通过地壳中元素含量提出问题：“硅”在哪里？2.呈现周期表，整理对Si元素的已知内容（序号，位置，金属或非金属）根据老师的引导，回答相关问题从学生熟知的元素含量入手，提出问题。
引发思考。
【过渡】 1.结合前面我们对金属及其化合物的学习思路，让学生联想关于“硅”，我们将要学哪些内容？在黑板上写上Si、SiO2、Na2SiO3H2SiO3，等待填充完整2.创建“三道门”来完成本节课的学习回忆金属及其化合物的学习方法和步骤联想对比回答学习方法的迁移应用物质分类观的应用【环节一】【第1道门】硅酸钠和硅酸的学习图片：石头门1.情境简介：从史前人类使用工具开始，石器、陶器、到随处可见的石头，土壤等等，让学生了解硅酸盐的存在【小资料】硅酸盐的表示方法2.引入硅酸钠的学习（类别、物理性质、化学性质、应用）实验演示，之后学生动手操作练习硅酸钠的改写在黑板上写Na2SiO3和HCl的反应方程式【学生实验】创建环境提高探索知识的兴趣刺激学生思考联想从实际生活中过渡到化学知。
人教版高中化学必修1第4章第1节无机非金属材料的主角—硅教案
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【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。
高一化学无机非金属材料的主角——硅教案
高一化学无机非金属材料的主角——硅教案高一化学无机非金属材料的主角——硅教案高一化学无机非金属材料的主角——硅教案1．了解Sio2的结构、性质和用途。
2．了解硅酸的制备和化学性质。
．了解硅酸盐的性质及组成的表示方法。
．了解硅的性质和用途。
．了解几种重要无机非金属材料的生产及用途。
二氧化硅和硅酸[基础·初探]教材整理1二氧化硅．硅元素的存在2．二氧化硅存在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。
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原子，每个o周围结合2个Si原子。
物理性质熔点高；硬度大；溶解性：不溶于水。
化学性质用途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。
教材整理2硅酸．物理性质硅酸是一种难溶于水的白色胶状物。
2．化学性质弱酸性向Na2Sio3溶液中通入co2，生成白色沉淀，反应的化学方程式为Na2Sio3＋co2＋H2o===Na2co3＋H2Sio3↓。
结论：H2Sio3酸性比H2co3酸性弱。
不稳定性H2Sio3不稳定，受热易分解，反应的化学方程式为H2Sio3△H2o＋Sio2。
．制备Na2Sio3溶液中加入盐酸，反应的化学方程式为Na2Sio3＋2Hcl===2Nacl＋H2Sio3。
．存在及用途浓度小且边加边振荡时，形成硅酸溶胶；浓度大时，形成硅酸凝胶。
硅胶硅酸凝胶经干燥脱水得到的硅酸干凝胶，称为“硅胶”，具有很强的吸水性，常用作干燥剂或催化剂的载体。
[探究·升华][思考探究]探究1Sio2的主要性质及应用为什么实验室盛放NaoH溶液的试剂瓶要用橡胶塞而不能用玻璃塞？【提示】当玻璃瓶配玻璃塞时，瓶口内壁和瓶塞外壁都进行了磨砂处理。
玻璃中含Sio2，磨砂玻璃遇到强碱如NaoH溶液时，Sio2与NaoH反应生成Na2Sio3，使试剂瓶受腐蚀。
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第2课时 教学设计 三维目标 知识与技能 1.了解硅酸盐的重要用途及组成。 2.了解硅的重要用途，了解硅单质的物理性质。 3.掌握Na2SiO3的化学性质。 过程与方法 通过自主学习、探究，培养学生自主学习的能力。在教师的指导下，通过上网查阅资料培养独立查阅资料的能力。 情感、态度与价值观 学习有关“陶瓷”的知识，了解中华民族的传统文化，培养学生爱国主义情感。通过硅及其化合物重要用途的学习，激发学生学习化学的兴趣。 教学重点 硅酸盐的性质及重要用途、硅的用途 教学难点 硅晶体结构，硅酸盐的组成 教具准备 多媒体课件、实物投影仪、烧杯、胶头滴管、酒精灯、火柴、镊子、蒸馏水、Na2SiO3溶液、手机芯片、玻璃片、石棉、水泥、砂纸、砂轮 教学过程 导入新课 〔多媒体播放课件〕 1.驰名世界的中国瓷器：景德镇陶瓷 2.举世闻名的万里长城 3.世界奇迹——三峡大坝 4.世界大都市上海——东方明珠、发展日新月异的浦东新区、深圳特区…… 5.笔记本电脑，超大规模集成电路芯片 推进新课 师：刚才我们所观看的幻灯片，从远古的陶瓷、秦砖汉瓦，到现代的摩天大楼，迅速发展的信息产业，无一不与硅酸盐、硅及其化合物有着密切的联系。这一切的一切，无一不在影响、改变着我们的生活，这一切的一切也都充分展示了硅及硅酸盐经久不衰的魅力！体现了它们重要的用途！ 师：硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，在自然界分布极为广泛。 师：展示Na2SiO3、玻璃片、水泥、石棉，取一小团石棉、少量水泥于小烧杯中，加入少量的水，搅拌，观察现象。 取少量水泥，加入稀盐酸，观察。 取一玻璃碎片，在酒精灯上灼烧，观察变化。 生：由上述实验及我们的生活常识可以知道：硅酸盐结构很复杂，一般不溶于水，性质也很稳定。做［实验42］ 取两片滤纸，分别用蒸馏水和饱和Na2SiO3溶液润湿，之后，同时分别用镊子夹住放在酒精灯的外焰上点燃，观察现象。
干滤纸 用蒸馏水润湿 用Na2SiO3溶液润湿 现象 结论 师：请同学们结合课本及上述实验，对Na2SiO3的性质及用途加以总结。 生：（1）Na2SiO3是一种钠盐，易溶于水。（2）Na2SiO3具有一定的黏性，可作黏合剂。 （3）Na2SiO3可作防火剂。（4）Na2SiO3俗名水玻璃。（5）Na2SiO3可作肥皂的填充剂。 师：展示实验盛放NaOH、Na2SiO3、稀盐酸、稀H2SO4的试剂瓶，请同学们比较其瓶塞的不同。 生：不同之处是：NaOH、Na2SiO3溶液的试剂瓶塞是橡皮塞；而HCl、H2SO4
溶液的瓶塞为玻璃塞。
［知识拓展］ 师：NaOH、Na2CO3溶液瓶塞相同,都是橡皮塞而不是玻璃塞。你能推测可能是什么原因造成的吗？请讨论。 生：Na2CO3溶液可能也和玻璃反应；Na2CO3溶液某方面性质可能与NaOH溶液相似，能与玻璃中的某些成分反应；Na2CO3溶液可能也与NaOH相似，显很强的碱性，也能与玻璃中的SiO2反应；NaOH能与玻璃中的SiO2反应，生成具有一定黏性的Na2SiO3溶液，使瓶塞易被粘住，不易打开。 师（总结）：同学们刚才分析得很好，也很有道理！现在我们共同来分析一下NaOH、 Na2CO3的组成。它们都是离子化合物，且所含的金属阳离子都相同，因此，不同的
性质应该由不同的阴离子所引起，即23CO的某些方面的性质可能与OH-的某些方面
性质相似。而以后的进一步学习会使我们明白这个道理：正是由于23CO在水溶液中产生了大量的OH-，使Na2CO3溶液也具有较强的碱性，能和玻璃中的SiO2反应，生成具有一定黏性的Na2SiO3溶液，易把瓶塞粘住，而不易打开。 同理，大家可以进一步分析、探究：盛K2CO3溶液的试剂瓶塞用的是橡皮塞还是玻璃塞？ 生（齐答）：应该是橡皮塞。 师：展示K2CO3溶液的试剂瓶——真是橡皮塞！ 师：同学们从初中乃至从小学就开始学习英语。“China”一词大家都知道它的汉语翻译是“中国”，可是，同学们知道它的最根本的含义吗？ 生：我知道！它的本意指的是“瓷器”。 师：对！中华民族是一个勤劳、善良、勇于创造的民族！中华民族有着五千年光辉、灿烂的文明！也只有五千年的文化底蕴，才能孕育出中华民族的智慧，才能磨炼出一双双巧夺天工之手！才能为世人捧出一件件精美绝伦的陶瓷制品！ ［多媒体播放］ 1.陕西半坡出土的人面鱼纹彩陶盆 2.精美的清代花瓶 师：请同学们举例说明我们日常生活中有哪些物品是陶瓷制成的？各有什么优良的性能？ 生：碗、火锅、卫生洁具。电源开关、贴墙壁的瓷砖。高压线上挂的瓷环绝缘器。 …… 师：同学们所举的事例，都是传统的硅酸盐陶瓷，它们有很多优良性能，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。 生：看书，教材P79：科学视野——新型陶瓷。 ［多媒体播放］ 无机非金属材料家庭中的重要一员——新型陶瓷。 ［知识拓展］ 参考教材P79，另外，指导学生查阅资料补充。 师：硅酸盐种类繁多，结构也很复杂，为了方便起见，也为了便于同学们理解，通常用氧化物的形式来表示硅酸盐的组成：硅酸盐中的Ｓi元素，以SiO2的形式表示，金属元素如Na、Ｋ、Ｍg、Ａl、Ca等，以它们常见的氧化物形式表示，Ｈ元素以Ｈ2Ｏ的形式表示。 方法：（1）找出组成元素 （2）写成氧化物的形式 （3）注意原子守恒 （4）检查有无遗漏 ［例题剖析］ （例1）正长石的组成，可表示成KAlSi3Ox，则x=_________，用氧化物的形式表示的组成为_______________。 师：请同学们先自主分析，求解。可以讨论。 ［实物投影仪展示部分学生练习］ 师（总结分析）：根据化合物中各元素的正负化合价代数和必为零，有 1×(+1)+1×(+3)+3×(+4)+x(-2)=0，x=8 按化合价规则可把KAlSi3O8改写成二氧化硅与金属氧化物的形式：
21K2O·21Al2O3·3SiO2或K2O·Al2O3·6SiO2
（例2）矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中可溶部分生成的。风化作用是指矿物与水和CO2同时作用的过程。如钾长石(KAlSi3O8)风化生成高岭土〔Al2Si2O5(OH)4〕的反应为：
2KAlSi3O8+2H2CO3+9H2O====2K++32HCO+4H4SiO4+Al2Si2O5(OH)4 这个反应能够发生的原因是____________________________________。 生：由反应方程式可以知道，该反应不是氧化还原反应，是复分解反应。因此，不能用氧化还原反应的原理去分析解释，只能从复分解反应的规律去寻找答案。方程式左边有H2CO3，右边生成物有H4SiO4，符合强酸制备弱酸的原理。 师（总结分析）：很好，此反应可看成酸和盐之间的复分解反应，此反应能够发生的原因是较强的酸生成较弱的酸。 解答：碳酸酸性比硅酸强。 师：展示砂纸、砂轮、变压器的硅钢片。 师：这些都是具有特殊功能的含硅的物质。 生看书：教材P78~79 ［板书］三、硅单质 师：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。 ［多媒体播放］ 硅的制备历史 师：展示晶体Si及晶体Si的结构模型，引导学生观察并归纳、总结。 生：（归纳总结） （1）Si晶体结构为正四面体形。 （2）单质Si有晶体硅和无定形硅两种。 （3）有金属光泽、灰黑色固体。 （4）熔点高（1 410 ℃）、硬度大、质脆。 （5）良好的半导体材料。 （6）有很广泛的用途。 （7）常温下化学性质不活泼。 师（进一步总结、完善）：同学们请把书翻到后面元素周期表。看一看与Ｓi位于同一横行的左边元素及右边元素各是什么？由此能否体会出Ｓi的半导体性质？ 生：同一横行中，Ｓi左边的元素为钠（Na）、镁（Ｍg）、铝（Ａl），都是金属元素；Ｓi右边的元素分别为磷（Ｐ）、硫（Ｓ）、氯（Ｃl）、氩（Ａr），为非金属元素，Ｓi位于其中间。金属易导电，而非金属单质一般不易导电。因此，可以理解Ｓi的导电性介于导体和绝缘体之间，为半导体。 ［多媒体播放］
新能源光缆半导体材料用途应高温下可发生一系列反溶液反应常温下只能与都不反应与常温下不活泼化学性质质脆大硬度高熔点灰黑色固体态些性质预示可能具有金属的某金属光泽色物理性质正四面体空间构型无定形硅晶体硅晶体结构,,:2:,,,,:)1410(::)(::,4222342SiClClSiSiOOSiSiCCSiNaOHHFHNOSOHHCl
CSi
［课堂小结］ 师：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：能源危机。而从书上我们了解到Ｓi是极具发展前景的新能源材料。同学们，随着人们对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及其化合物会对人类作出更大的贡献，给人类带来更大的惊喜！ （多媒体回放 Ｓi及硅酸盐的重要用途） 板书设计 二、硅酸盐 1.定义： 2.用途（记住用途）： 3.性质： 4.代表：Na2SiO3 三、硅单质 1.结构： 2.周期表中位置： 3.用途： 4.性质：①O2 ②F2 ③NaOH ④HF（Si的特殊性） 小结： 活动与探究 1.玻璃的形成 有这样一个古老的传说：有一群波斯商人贩卖一车一车的纯碱（Na2CO3），晚上在大海边上宿营休息。夜间海边刮起了大风，怎么办？商人们就想在海边的沙滩上生火取暖。于是他们就从车上搬下大碱块，用大碱块把火围了起来形成一个一个