《无机非金属材料的主角——硅》教案.doc

教　 　 案课题：第四章 第一节　无机非金属材料得主角-—--—-硅（一）授课班级课 时教学目得知识与技能1、了解硅在自然界中得含量、存在、用途２、了解二氧化硅得物理性质，掌握二氧化硅得化学性质过程与方法１、自主学习，培养学生自学得能力.2、活动探究，通过硅与碳、二氧化硅与二氧化碳得比较,培养学生得归纳能力、比较能力情感态度价值观通过了解材料发展得历史与前景，使学生认识化学在材料科学中得重要地位，体会化学得创造性与实用性，激发对化学科学得兴趣重 点二氧化硅得性质（尤其就是作为酸性氧化物得性质）难　点二氧化硅得存在等ＳTS关注得拓展性学习内容知识结构与板书设计第四章　第一节 无机非金属材料得主角-—－－—-硅(一）一、二氧化硅与硅酸1、二氧化硅(ＳｉＯ2　)（1) 存在(2)　用途(3) 物理性质:熔点高,硬度大得固体、不溶于水，纯净得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 具有酸性氧化物得性质:（不溶于水且不与水反应)与强碱反应　：SiO２+2NaＯH==Na2SiO３+Ｈ2O 与碱性氧化物反应：SiO2+CaＯCaSiO３ 　与HＦ得反应:SiO2+4HＦ=＝ＳiF４　↑+２H2O ２、硅酸（Ｈ2ＳiO３）硅酸就是一种弱酸,它不溶于水,不能使指示剂变色，就是一种白色粉末状得固体。

Na2SiO3+2HＣl==2NaＣl+Ｈ２ＳｉO3　↓ Na2SiO3+H2ＳＯ４==Nａ２SO4+H２ＳiO3 ↓Na２SｉO3+ＣO2+Ｈ2O==Ｎa２ＣO3+H2ＳiO3 ↓H2SｉO3 H2O +SiO2 教学过程教学步骤、内容教学方法、手段、师生活动［引入]我们生成得地球,它坚硬得地壳就是由什么构成得? 　 岩石，构成岩石得主要成分就是硅酸盐及硅得氧化物［问]一提到硅,同学们又能想到什么呢？硅谷:美国新兴得高技术产业开发区，电子技术研究中心，计算机生产得重要基地，位于加利福尼亚州圣弗朗西斯科南端、半导体：单晶硅就是半导体器材得核心材料,硅半导体就是集成电路得主要材料,估计在２１世纪,硅仍然会占半导体材料得9５%以上、沙子、石英、水晶：主要成分就是硅得氧化物光导纤维：从石英玻璃熔融体中，拉出直径为100微米得细丝、再把千百根光导纤维组合并增强处理，就制成成光缆，其优点：质轻，体积小，输送距离长,保密性好，成本低、[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得角色.今天，就让我们一同来研究一下硅得氧化物———--－二氧化硅及硅酸与硅酸盐得性质 ［板书]第四章 第一节　无机非金属材料得主角-—－--—硅（一）[讲]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］位于周期表中得第四长列上得就是碳族,这一族可谓就是豪门望族.其中具有代表性得就是其中得两位兄长碳,形成了无数种构成人类与其它地球生物等得有机物，“统治了有机界”其构成得煤、石油等有机化产品与材料就是现代化得基石.而它得弟弟-—-——-硅，地壳质量得约90％,构成了地壳大部分岩石、沙子与土壤, “统治了地壳”，而当今硅酸盐工业得陶瓷、玻璃、水泥等使人类生活日新月异［思考与交流]画出C、Si得原子结构简图，并由此分析:硅得化学性质活不活泼，为什么？硅得化合价主要就是多少?[讲]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，硅得化学性质不活泼主要形成四价得化合物硅就是一种亲氧元素，在自然界它总就是与氧相互化合.所以在氧化气氛包围得地球上，硅主要以熔点很高得氧化物及硅酸盐得形式存在［思考］常温下，单质碳、硅得化学性质都不活泼，为什么碳在自然界中有稳定得单质(金刚石）存在,而硅却没有，说明了什么？单质硅得化学性质虽然稳定，但硅就是一种亲氧元素,硅原子与氧原子得结合非常牢固，形成得二氧化硅或硅酸盐中得硅氧化学键非常牢固，硅氧键一旦形成就很难被破坏，所以，自然界中硅都就是以二氧化硅或硅酸盐得形式存在，没有游离态得硅。

［过]下面我们首先来研究一下二氧化硅得性质与用途[板书]一、二氧化硅与硅酸1、二氧化硅(SiＯ２ )(1） 存在［讲］SiO２　就是硅得重要化合物地球上存在得天然二氧化硅约占地壳质量得12%，其存在形态有结晶形与无定形两大类，通称硅石.［投影]并展示水晶、玛瑙、石英坩埚、一段光缆［讲]水晶就是自然界中六方柱状得透明晶体,玛瑙得成分也就是SiO2,它们除了一些常见得可作饰物等用途外，SiＯ2 在工业上用途也非学广泛，例如，以石英为材料而制成得纤维在电信行业得应用等［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、水晶制光学仪器与工艺品⑤、玛瑙制精密轴承与装饰品[讲]结合已有得关于水晶、沙子主要成分也就是SiO２ 得知识,思考一下，SｉO2得物理性质有哪些，注意与CO2进行比较研究[SiO4]四面体结构[板书］(3） 物理性质：熔点高，硬度大得固体、不溶于水，纯净得SiO2 晶体无色透明[思考］为什么ＳiO２与CＯ2得性质上有着这么大得差别呢?[讲］主要取决于结构得不同ＣＯ2就是Ｃ与O通过化学键所连接得分子结构，而SiＯ2　就是Sｉ—O四面体结构[投影］硅氧四面体结构[讲］［SｉＯ4]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SiO2　来表示二氧化硅得组成、　[板书］(4) 结构:空间网状结构［讲]我们说，结构决定性质，SiO２ 得网状结构不仅决定了其物理性质得特殊性,还决定了其化学性质得稳定性［板书］(5）　化学性质:稳定,不活泼 具有酸性氧化物得性质:(不溶于水且不与水反应)与强碱反应　：ＳiO2+2NaOＨ==Nａ2SiO3+H２O　与碱性氧化物反应：SiO2+CaOCaＳiＯ3　［讲］SiＯ２除了具有酸性氧化物得通用性之外,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，这也就是工业上雕刻玻璃得反应原理［板书] 与HF得反应:SiO２+４ＨF＝=SiF4 ↑＋2H2O ［讲］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］ 弱氧化性：SｉO2+2CＳi +2CO↑ 　(工业上制粗硅) 与某些盐反应:Nａ2CO３+ＳiＯ2Ｎa2SｉO3＋CＯ2↑　CaCO3+SiO２CaSiＯ3+CO2 ↑ (工业上制玻璃得主要反应）［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溶液得试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞？NaOH溶液能与玻璃中得SｉO2 反应生成Na2SiO３ ，使瓶塞部分粘结而无法打开因此盛装NａOH溶液得试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡胶塞.［过]刚才我们提到SiO2不能溶于H２Ｏ得到相应得酸，但它对应得酸叫硅酸，那么硅酸就是一种怎样制得得酸呢？［板书］２、硅酸(H2SiＯ３）［讲］H2ＳiO3就是一种比H２ＣO3还要弱得酸，它不溶于水,不能使指示剂褪色,就是一种白色粉末状得固体.［板书］硅酸就是一种弱酸，它不溶于水,不能使指示剂变色,就是一种白色粉末状得固体 ［问］ＳiO2 不溶于水且不与水反应，那么要如何制备硅酸呢？结合初中制备CO2得方法来设想一下？［讲］初中制备CO2就是利用碳酸盐与强酸反应，就是强酸制弱酸得原理H2ＳiO3也就是一种很弱得酸，我们就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：向饱与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 难溶于水化学方程式Na2SiO3+2HCl==H2SiO3 ↓+2NaCl [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]所生成得硅酸逐渐聚合而形成胶体－硅酸溶胶,硅酸浓度较大时,则形成软而透明得、胶冻状得硅酸凝胶。

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,常用做实验室与袋装食品、瓶装药品等得干燥剂，也可以用作催化剂得载体［讲]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]硅酸就是一种比碳酸还要弱得酸，请利用中学实验室常见得仪器及药品,设计一个简单实验,证明硅酸得酸性比碳酸弱,并完成一份实验报告［分析]利用CO2 溶于水产生H２CO3 ,而Ｈ2ＣO3得酸性比H2SiO3 得酸性强，可以将CO２通入到Na2SｉO3得溶液中.[板书］Ｎa２SiO3+CO2+H2Ｏ==Na2CO3+H2SiＯ3 ↓[总结］本节课我们学习了一种重要得非金属元素硅得化合物SiＯ２与H２SｉO３，了解了SiＯ2得重要性质及用途知道了晶莹透明得水晶、五彩斑斓得玛瑙与普通沙子得化学成分并没有什么两样知道了ＳiO2在当前信息时代、IT产业中得重要作用.化学知识可以帮助我们认识,了解世界，我们也可以用学过得知识进行发明、创造，造福人类［自我评价]1、制造光导纤维得主要原料就是（ 　 　) 　Ａ、晶体硅 　B、二氧化硅　 C、石墨　 　Ｄ、硅酸钠２、下列说法正确得就是（ 　)A.SiO2溶于水显酸性B。

CO２通入水玻璃（硅酸钠得水溶液)可得硅酸Ｃ.SｉO2就是酸性氧化物，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得就是（ 　 　 )Ａ、烧碱溶液　 　 B、浓硫酸 　 C、氢氟酸 　 Ｄ、碳酸钠溶液4、要除去SｉO2 中得CaＯ杂质，最适宜得试剂就是（ )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，不可能产生沉淀得就是 　 　 　 　（ )Ａ 石灰水 　 　　　 　 　 Ｂ 饱与碳酸钠溶液C 硅酸钠溶液 　 　 　 　D　氯化钙溶液　 若最终产生沉淀得就是（ BC )配以多媒体图片从感性上让学生接触要学习得内容，激起学生学习得兴趣联系生活，激发求知欲.图片呈现,直观、深刻,加深认识.抽象思维,初步建立ＳiO２空间立体结构通过视频呈现,使学生对SiO2得结构得理解更深刻。

提高学生信息处理能力,提高学生科学精神ＢＢDＣＢＣD教学回顾：ﻬ教 　案课题：第四章 第一节　无机非金属材料得主角-－－-－—硅(二)授。