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1、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项目内容课题第四章 非金属及其化合物第一节 无机非金属材料的主角硅（第一课时）修改与创新教学目标（一）知识与能力：了解硅在自然界中的含量、存在、用途。了解二氧化硅的物理性质，掌握二氧化硅的化学性质。了解硅的基本性质。（二）过程与方法： 自主学习，培养学生自学能力。 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（三）态度情感价值观：培养学生学习元素化合物的正确方法：结构决定性质、性质决定用途。通过对硅及其用途的学习使学生热爱自然、热爱化学。教学重、难点教学重点： 二氧化硅的性质教学难点： 硅酸的性质教学过程预习
2、探究（学生用）1.二氧化硅：（1）物理性质：不溶于水的固体，熔、沸点高，硬度大 ；（2）化学性质：与氢氟酸反应：SiO2+4HF=SiF4+2H2O ； 与碱性氧化物(如CaO)反应：SiO2+CaOCaSiO3 ； 与强碱反应(如NaOH)反应：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O（3）用途： 用于制取光导纤维、玻璃、陶瓷等2.硅酸：（1）物理性质：不溶于水，酸性比碳酸弱；（2）制备：Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl；（3）用途：干燥剂、催化剂载体互动课堂（一）情景激思（教师用）【新课引入】在美国有一个规模宏大的新兴高科技工业园区，那就是家喻户晓的硅谷。它是美国电子
3、技术研究中心和计算机和半导体工业生产的重要基地。电子工业能得到蓬勃发展，硅元素在信息材料中的开发与应用起着举足轻重的作用，今天我们就一起来探讨非金属材料的主角硅。【教师强调】本节课的课标是：掌握二氧化硅的性质。【过渡】请同学们展示你们收集的有关资料。【板书】第一节 无机非金属材料的主角硅（二）合作探究（师生共用）【学生活动】学生阅读课本P74页前两段。【教师总结】硅在地壳中的含量占第二位，仅次于氧。既不易失去电子又不易得到电子，主要形成四价的化合物。从初中的学习我们知道碳的化学性质很稳定，能以多种碳的单质存在于自然界中。+14824【问题1】试根据“结构性质用途”，请思考：单质硅有什么结构特点
4、？请画出硅和碳的原子结构示意图。+642【学生思考并回答】： 【教师总结】【讲述】碳和硅一样，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。【问题2】回忆碳在自然界存在形态，联想硅的存在，硅元素以什么形态存在于自然界？硅元素主要存在于什么物质里？【学生思考并回答】【教师总结】硅是一种亲氧元素，在氧化气氛包围的地球上，硅主要以熔点很高的二氧化硅及硅酸盐为主要存在形式。因此硅是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。【板书】一、二氧化硅【教师活动】多媒体展示二氧化硅在自然界中的不同存在形式，引入二氧化硅的存在和应用。【学生活动】阅读课本P74-75页科学视野。【教师活
5、动】展示二氧化硅的晶体结构。【学生活动】（填空）SiO2是硅的最重要的化合物，其存在形式有结晶形和无定形两大类，统称硅石。石英晶体是结晶的二氧化硅，其中无色透明的晶体叫水晶，具有彩色环带状或层状的称为玛瑙。沙子中含有小粒的石英晶体。SiO2晶体有多种晶型，其基本结构单元如图所示：该结构具有四面体结构，每个Si周围有4个O，而每个O跟2个Si相结合，所以SiO2是由Si和O按原子个数比为12所组成的立体网状结构的晶体。【问题3】根据二氧化硅的存在和应用，二氧化硅具有什么物理性质？尝试与二氧化碳作比较？【板书】1.二氧化硅的性质和用途【学生活动】1.根据已有知识填写下列关于CO2和SiO2的对比表
6、。二氧化碳二氧化硅存在空气岩石中，石英、沙子和硅藻土都含有SiO2物理性质熔、沸点低，常温下是气体，微溶于水硬度大，熔点高的固体，不溶于水【教师总结】二氧化硅是坚硬、难溶的固体。【问题4】思考二氧化硅与二氧化碳的性质比较，并举例写出二氧化碳作为酸性氧化物能发生反应的化学方程式。【学生思考并书写】 【引入】根据二氧化碳的性质，你能知道二氧化硅的化学性质吗？【板书】2.二氧化硅的化学性质【过渡】1. 玻璃很硬，玻璃中主要成分之一是二氧化硅，（展示量筒）量筒上的刻度是如何刻出来的？2. 实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸(HF)? 3.实验室盛放NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞,你知道是为什么
7、吗? 【教师活动】展示被氢氟酸腐蚀的玻片【学生思考并回答】 【教师总结】不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应，能与碱性氧化物反应，与强碱也能反应生成盐和水。SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O SiO2+CaO CaSiO3【自主练习】根据已有知识填写下列关于CO2和SiO2的对比表（写出有关反应的化学方程式）。二氧化碳二氧化硅化学性质与水反应CO2+H2O H2CO3不反应与酸反应不反应SiO2+4HF=SiF4+2H2O与NaOH反应CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O与CaO反应CO2+CaO=CaCO3SiO2+CaO CaSiO
8、3用途人工降雨光导纤维【过渡】硅酸（H2SiO3）能通过二氧化硅与水反应制得吗？为什么？【学生思考并回答】 【教师总结】不能，SiO2不溶于水，所以硅酸只能通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得。【板书】二、硅酸【教师活动】演示实验41：要求根据现象记录，观察硅酸溶胶硅酸凝胶，展示常用的硅胶的图片，袋装食品、瓶装药品的干燥剂硅胶。【学生活动】注意观察实验现象，回答下列有关实验41的问题现象在饱和Na2SiO3溶液中，滴加酚酞溶液呈红色。逐滴加入稀盐酸，有透明的凝胶产生，溶液红色逐渐变浅最后完全褪色。结论在饱和Na2SiO3溶液中，滴加稀盐酸，生成硅酸凝胶。方程式Na2SiO3+2HCl=H2SiO3
9、+2NaCl；SiO32-+2H+=H2SiO3【板书】Na2SiO3+2HCl+H2O=H4SiO4+2NaCl；Na2SiO3+CO2+2H2O=H4SiO4+Na2CO3；H4SiO4=H2SiO3+H2o【教师总结】归纳整理制备方法： 加适量盐酸或通入足量CO2 干燥脱水 硅酸钠溶液 硅酸溶胶 硅胶【教师强调】硅酸是一种很弱的酸，其酸性比碳酸还弱，溶解度很小。硅酸容易聚合形成硅酸溶胶,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”。硅胶常用于作食品等的干燥剂,也可用作催化剂的载体。板书设计第四章 非金属元素及其化合物第一节 无机非金属材料的主角硅一、二氧化硅和硅酸、二氧化硅（）：（）物理性质： （）化学性质： 、硅酸(H2SiO3)： （）物理性质： （）化学性质： 教学反思5