《無機非金屬材料的主角硅》教學設計(共9頁)

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1、精選優(yōu)質文檔-----傾情為你奉上 無機非金屬材料的主角――硅 教學設計 一、知識要點梳理 二、教學目標 1、知識與技能： （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質，認識硅和二氧化硅的用途； （3）了解硅酸的性質及制備方法； （4）知道硅酸鹽的組成、重要性質及其用途； （5）探索非金屬的性質和非金屬的原子結構之間的關系，進一步熟悉從實驗的角度探索和認識物質的化學性質的本領； 2、過程與方法： （1）圖片、視頻，把化學與生活結合起來，以直觀的方式，加深對知識的學習，提高掌握知識、運用知識的能力，并體驗通

2、過聯系生活實際及實驗解決化學問題，揭示物質性質的過程與方法； （2）學會運用對比方法來認識物質的共性和個性，加強對知識的遷移和類比能力； （3）通過“結構——性質——用途”的學習模式，逐步掌握學習元素化合物知識的一般方法； （4）本節(jié)部分內容屬于了解層次，通過資料探究，掌握歸納總結學習的方法； 3、情感態(tài)度與價值觀： （1）通過課本及課件中大量的精美圖片、實物、相應的化學實驗現象感受到化學科學的魅力及化學對人類生產、生活的貢獻，激發(fā)學習的興趣，陶冶熱愛科學的情感； （2）通過擴展學習，擴大科學視野，并把化學與生活結合起來，增強學習化學的好奇心； 三、重難點 1、 教學重點：

3、 （1）硅和二氧化硅的性質。 （2）以生活的事例為切入點，聯系硅結構與用途的必然聯系。 2、 教學難點： （1）硅化合物的豐富性和多樣性 （2）通過資料探究，學生自主學習硅的知識。 四、教學方法 自主學習 教學點撥 對比發(fā)現 實驗探究 五、課時安排 2課時 六、教學用具 多媒體工具 實驗用品 七、教學過程 第一課時 教師活動 學生活動 教學意圖 【導入】上一章我們已經學過金屬及其化合物的知識，了解了金屬在人類社會發(fā)展中的重要作用。而非金屬與金屬一樣，與人類關系也十分密切，這節(jié)課開始我們進入非金屬的殿堂。 傾聽、回憶、聯系 使學生通過前后知識的聯系對

4、元素及其化合物知識體系有大致了解 【板書】第四章 非金屬及其化合物 明確教學內容 【圖片展示】展示硅的各種圖片以及硅的多種用途 學生對圖片非常感興趣，交頭議論。 從感性上讓學生接觸學習內容，激發(fā)學習興趣 【引言】看到這么多的圖片，從自然到生活，從工業(yè)到科技，從原子到宇宙航天……大家發(fā)現沒有這些圖片都集中反映了一種物質，這是什么呢？ 回答：硅 引出主題 【板書】第一節(jié)無機非金屬的主角－硅 【設問】地殼中含量做多的元素是什么？其次又是什么？ 【講述】硅在地殼中含量僅次于氧，為26.3%，處于第二位。硅的氧化物及硅酸鹽構成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤，約占地

5、殼質量的90%以上。 剛才我們已經看到了很多關于硅的圖片，我們知道，從古至今，在無機非金屬材料中，硅一直扮演著重要角色。 【設問】為什么硅的用途這么廣泛呢？我們經常說結構決定性質，那么，硅的性質與它的結構有什么必然聯系沒有呢？ 觀察元素周期表，找出硅和碳的位置，請學生畫出硅和碳的原子結構示意圖。 【講述】硅位于元素周期表中第IVA族碳的下方。碳和硅的原子最外層均有四個電子，二者既相似又不同。碳是構成有機物的主要元素，而硅是構成巖石和許多礦物的基本元素。硅和碳一樣，其原子既不易失去又不易得到電子，主要形成四價化合物。 思考、回答、交流 學生畫出碳和硅的

6、原子結構示意圖： +6 C： 2 4 +14 Si: 2 8 4 傾聽 思考 比較 鞏固元素知識，通過對比學習，加深學習印象 【過渡】：事實上，地球上的硅都是以硅的化合物形式存在，那么我

7、們從硅最簡單的化合物－SiO2入手研究。 【板書】：二、硅的化合物 1、SiO2 【總結】二氧化硅在自然界中的存在 【過渡】二氧化硅熔點很高，而我們知道碳的+4價氧化物CO2常溫下卻是氣體，熔點很低。為什么它們的物理性質有這么大差異呢？ 【引導】閱讀63頁“科學視野” 【活動探究】SiO2和CO2 的差異： 【展示】SiO2和CO2 結構 二氧化硅晶體中，每個Si周圍連著4個O，每個O連著2個Si，即每個硅原子位于正四面體的中心，四個氧位于4個頂角，而每個O被兩個正四面體共用。所以SiO2晶體是由Si和O按1∶2的比例所組成的立體網狀結構的晶體，因此SiO2不是分子式。 　　二

8、氧化碳晶體中則是由CO2小分子構成的，CO2是分子式。所以CO2與SiO2的性質差別較大。 【過渡】因為SiO2的網狀結構決定了它具有優(yōu)良的物理性質和化學性質。 【講述】二氧化硅是一種堅硬難熔的固體，不溶于水。純凈的二氧化硅晶體無色透明，稱為水晶。具有彩色環(huán)帶狀或層狀的石英晶體，稱為瑪瑙。沙子中也存在小粒的石英晶體，是基本的建筑材料。純凈的SiO2是現代光學及光纖制品的基本原料；石英、瑪瑙可用來制作飾物和工藝品。 【圖片展示】水晶 瑪瑙 光纖 石英坩堝 半導體元件 【介紹】二氧化硅的用途，并展示圖片聯系實際 閱讀，了解硅的親氧性及硅在自然界中主要存在的化合物

9、形式 閱讀“科學視野” 觀察SiO2和CO2 的結構，通過老師分析點撥得出結論 討論SiO2具有哪些物理性質，并結合圖片觀察 通過實物圖片展示，讓知識更貼近生活 創(chuàng)設問題情境，以便后面進一步比較SiO2和CO2的性質 通過學生自主學習，教師適時點撥，使學生了解結構決定性質 加強學生觀察歸納總結的能力 聯系生活，加深認識 圖片呈現更直觀，深刻 【過渡】SiO2和CO2結構不同，所以它們的物理性質和化學性質有差異。 但是化學性質也有相似之處，如與CO2一樣，SiO2也是一種酸性氧化

10、物。 【比較】寫出下列反應的化學方程式，并比較SiO2與CO2的相似之處。 1、CO2與NaOH溶液，CO2與CaO 2、SiO2與NaOH溶液，SiO2與CaO 【引導】學生自主歸納總結 【評價】教師參與上述討論，并及時作出積極評價 CO2 SiO2 物質分類 均屬于酸性氧化物 與堿性氧化物反應 CO2＋CaO＝CaCO3 SiO2+CaOCaSiO3 與堿反應 CO2＋2NaOH＝Na2CO3+H2O SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O 與水反應 CO2 ＋ H2O＝H2CO3 不反應 【過渡】下面我們來討論SiO2不同

11、于CO2的化學性質 【引導】回憶CO2可溶于水且能與水反應生成H2CO3，CO2與酸不反應 【講述】SiO2很不活潑，它不溶于水，也不與水反應。但SiO2可以與唯一的酸——氫氟酸反應。 SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O（腐蝕玻璃） 【思考與交流】已知玻璃中含有SiO2 1、實驗室盛放NaOH溶液的試劑瓶為什么不用玻璃塞？改用什么塞子呢？ 2、實驗室中氫氟酸應如何保存？ 觀察、比較，了解SiO2晶體結構，并認識性質的不同由結構決定 書寫化學方程式，交流、比較、發(fā)現問題 歸納：SiO2是一種酸性氧化物，能與強堿反應、與堿性氧化物反應

12、 回憶 傾聽、學會書寫SiO2與氫氟酸反應的化學方程式 通過討論思考得出： 1、 由于常溫下SiO2可與強堿溶液反應，生成粘結性的硅酸鈉溶液，可將磨口玻璃塞與瓶口粘在一起，所以實驗室盛裝NaOH溶液的玻璃試劑瓶要用橡皮塞而不用玻璃塞。 2、 實驗室中氫氟酸應保存在塑料瓶中。 運用舊知遷移使學生通過比較發(fā)現共性 培養(yǎng)學生自主探究能力 通過對比分析，加強對比記憶和對比學習的能力 了解并認識到物質的特性 提高解決問題的能力 【過渡】我們知道CO2能溶于水形成碳酸(H2CO3)，而

13、SiO2不溶于水且不與水反應，但SiO2也存在其相對應的含氧酸——硅酸(H2SiO3)。 【引導講解】硅酸是一種很弱的酸，其酸性比碳酸還弱。可與強堿溶液反應生成硅酸鹽和水，難溶于水，受熱時可分解生成SiO2和水。 化學方程式如下： Na2SiO3+CO2+H2O==H2SiO3↓+Na2CO3 H2SiO3+2NaOH==Na2SiO3+2H2O　 　H2SiO3H2O+SiO2　　 硅酸可用可溶性硅酸鹽與其他酸反應制得。生成的H2SiO3聚集成硅酸溶膠；硅酸濃度大時，則形成軟而透明的、膠凍狀的硅酸凝膠。硅酸凝膠經干燥脫水后得到多孔的硅酸干凝膠，稱為“硅膠”。硅膠多孔，吸附水分能力強，

14、常用作實驗室和袋裝食品、瓶裝藥品等的干燥劑，也可用作催化劑的載體。 【實驗探究4-1】 實驗步驟：　　 1、在試管中加入3～5 mL Na2SiO3溶液，滴入1～2滴酚酞溶液，觀察現象。 　2、用膠頭滴管逐滴加入稀鹽酸，邊加邊振蕩，至溶液紅色變淺并接近消失時停止。靜置。觀察現象。 實驗步驟 1 2 實驗現象 溶液呈紅色 先形成硅酸膠體，后有白色沉淀生成 結論 Na2SiO3溶液顯堿性 Na2SiO3+2HCl==H2SiO3↓+2NaOH 實驗結果分析： 　?。?）步驟1中溶液呈紅色，是因為Na2SiO3溶液中的SiO32－水解，使溶液呈堿性。 　　　　 SiO32－+

15、2H2OH2SiO3+2OH－ 　?。?）步驟2中先生成硅酸膠體，后聚集成硅酸沉淀。 【知識拓展】 把稀硫酸加入到硅酸鈉溶液中會有什么現象？ 現象 滴入硫酸有硅酸凝膠產生 結論 硅酸難溶于水 方程式 Na2SiO3+H2SO4 = H2SiO3 +Na2SO4 閱讀課本P64-65 傾聽、思考 閱讀實驗，通過老師實驗觀察實驗現象，思考交流，并通過實驗現象得出實驗結論 觀察、討論， 完成表格 思考 討論 并觀察實驗 完成表

16、格 了解相關內容即可 進一步培養(yǎng)學生自主學習能力 培養(yǎng)學生合作意識和實驗探究能力 使學生學會分析實驗并從實驗中得出結論 形成知識拓展、知識牽連 培養(yǎng)學習能力和思考運用能力 第二課時 教師活動 學生活動 教學意圖 【引入】硅具有很強的親氧性，這導致硅元素在自然界中都以化合態(tài)存在。上節(jié)課我們討論硅的主要存在形式之一——二氧化硅，硅元素還大量地以硅酸鹽的形式存在。 【展示】多媒體展示圖片：自然界中存在的硅酸鹽 【講述】硅酸鹽是由硅、氧和金屬元素等組成的

17、化合物的總稱，大多不溶于水，化學性質穩(wěn)定，是構成地殼巖石、土壤的主要成分。最簡單的硅酸鹽是硅酸鈉。 【視頻展示】“硅酸鹽”視頻 【實驗探究4-2】 實驗步驟：取兩個小木條或濾紙條，分別放入蒸餾水和Na2SiO3飽和溶液中，使之充分吸濕、浸透，取出稍瀝干（不再滴液后），同時分別放置在酒精燈外焰外。 　　實驗現象：被蒸餾水浸透的小木條或濾紙條一段時間后會著火燃燒，而被飽和Na2SiO3溶液浸透的小木條或濾紙條則不會著火燃燒。 　　實驗結論：Na2SiO3可用作防火劑。 【總結】（1）Na2SiO3可溶于水，其水溶液俗稱水玻璃，呈堿性。 (2)NaSiO3可作膠黏劑、防火劑。 (3)N

18、a2SiO3＋CO2＋H2O = H2SiO3↓＋Na2CO3 回憶、傾聽 觀看、了解 傾聽 思考 觀察實驗 分析實驗 討論結果 引入新課 增強直觀感受 使學生了解硅酸鹽在自然界中的存在 通過視頻加強知識的學習，并通過直觀印象使記憶深刻且能聯系生活實際 培養(yǎng)學生實驗操作能力和實驗分析能力 使學生了解硅酸鈉的性質和重要用途 【資料卡片閱讀】引導學生閱讀P67資料卡片 【講解】硅酸鹽是由硅、氧和金屬組成的化合物，通?？捎枚趸韬徒饘傺趸锏慕M合形式表示其組成。一般地先按金屬活動性寫出金屬氧化物，再寫二

19、氧化硅，最后寫水。例如： 　　硅酸鈉：Na2OSiO2 石棉：CaO3MgO4SiO2 　　長石：K2OAl2O36SiO2　 黏土：Al2O32SiO22H2O 【練習】寫出 （1）高嶺石：Al2(Si2O5)(OH)4 （2）三硅酸鎂：Mg2Si3O8nH2O 閱讀 傾聽、思考 練習 通過自主閱讀與老師點撥講解，結合學習， 再通過練習鞏固知識，使之印象深刻。 培養(yǎng)學生知識理解、遷移能力 【過渡】硅酸鹽在自然界中的存在豐富而多樣，主要為硅酸鹽、鋁硅酸鹽和粘土等形式。 【閱讀科學視野】硅酸鹽的豐富性和多樣性 【過渡】由豐富

20、而多樣的硅酸鹽得到了多種的硅酸鹽產品，且已經成為使用量最大的無機非金屬材料。 【視頻】學生觀看《無機非金屬材料》視頻，教師同時作相關介紹。 （1）陶瓷 （2）普通玻璃 （3）水泥 （4）其它含硅的產品 ①碳化硅（SiC） ②硅鋼 ③硅橡膠 ④分子篩 【展示】多媒體展示圖片：碳化硅、硅橡膠、高溫結構陶瓷、壓電陶瓷等。 閱讀，并了解 了解硅酸鹽產品 感受硅酸鹽的用途廣泛性 使學生體會科學技術的發(fā)展 【過渡】現代科技產品尤其是電子產品都要用到高純度的硅單質。下面我們學習硅單質。 【引導講解】我們知道晶體硅的結構與金剛石相似，

21、它是一種帶有金屬光澤的灰黑色固體，熔點高、硬度大，有脆性，是一種良好的半導體材料。 單質硅在常溫下化學性質穩(wěn)定，但可與氟氣、強堿溶液等反應；在加熱時，可與氧氣、氯氣等反應。反應方程式如下： Si+2F2==SiF4　 Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑　 Si+O2SiO2　 Si+2Cl2SiCl4 【設問】我們知道自然界中無游離態(tài)硅，那如何得到單質硅呢？ 【講述】硅的工業(yè)制法： 第一步：在工業(yè)上，用碳在高溫下還原 二氧化硅的方法制得粗硅。 SiO2 ＋2C = Si（粗硅）＋2CO↑ 第二步：與氯反應： Si ＋2Cl2 ＝ SiCl

22、4 (溫度為400～500℃) 第三步：生成的SiCl4液體通過精餾，除去其中的硼、砷等雜質，然后用氫氣還原： SiCl4 ＋2H2 Si ＋ 4HCl 【過渡】我們學習硅單質的性質，那性質決定用途，硅有哪些用途呢？我們一起來看看。 【圖片結合文字展示】展示硅的用途 傾聽 記憶 回憶、思考 傾聽、筆記 結合圖片，運用回憶所學相關知識 回應、復習前面所學內容 使學生了解硅單質的相關物理性質和化學性質 引發(fā)學生思考，提出問題再解決問題，使學生感受學習的一般

23、思路和方法之一 使學生了解硅的工業(yè)制法 【總結】總結本節(jié)所學內容 回憶、思考 鞏固所學知識 【課堂練習】 1、下列有關物質的用途（括號中為用途）錯誤的是（ ） （A）鍺和硅（半導體材料） （B）二氧化硅（制光導纖維） （C）水玻璃（用作粘合劑） （D）原硅酸（用作耐火材料） 2、將過量的二氧化碳分別通入①氯化鈣溶液 ②硅酸鈉溶液 ③次氯酸鈣溶液 ④飽和碳酸鈉的溶液，最終溶液中有白色沉淀析出的是（ ） （A）①②③④ （B）②④ （C）①②③ （D）②③④ 3.假設SiO2晶體中的S

24、i原子被Al原子取代，不足的價數由K原子補充，當有25%的硅原子被取代時，可形成正長石的主要成分，則正長石的主要成分的化學式為（ ） A．KAlSi3O8 B．KAlSi2O6 C．KAlSiO4 D．KAlSi4O10 4．當下列物質分別滴入醋酸時，會產生相同氣體的是（ ） ①大理石 ②鐘乳石③鍋垢④貝殼⑤蛋殼 A．只有①② B．只有④⑤ C．只有①②③ D．①②③④⑤ 5.下列說法中能反映酸性氧化物最本質特點的是（ ） A．酸性氧化物是可與水化合成酸的氧化物 B．酸性氧化物是電解質，在水溶液中能電離出H+ C．酸性氧化物一定是非金屬氧化物 D．酸性氧化物是與堿反應生成對應的鹽和水的氧化物 專心---專注---專業(yè)