课题1　无机非金属材料教学设计第一课时

课题

无机非金属材料的主角—硅

课型

新课

教学

目标

1、知识与技能

（1）了解二氧化硅的结构；

（2）掌握二氧化硅的性质，知道二氧化硅的广泛用途；

（3）掌握硅酸的制备方法

2、过程与方法

（1）通过实验探究，使学生学会实验操作，培养学生的观察实验现象、判断归纳能力

（2）用对比的方法认识物质的共性和个性，培养学生的归纳比较能力

3、

情感、态度与价值观

（1）通过课本及课件中的大量图片，

感受二氧化硅在生活中的广泛应用，体会化学科学的魅力以及化学对人类生产、生活的贡献，培养学生的社会责任感。

（2）通过对二氧化硅性质的实验探究，使学生感受到化学的奥妙，提

高学生对化学的学习兴趣，同时也培养了学生严谨的科学态度。

[来源:Zxxk.Com]重点

难点

教具

准备

重点：二氧化硅的性质和用途

难点：二氧化硅与二氧化碳的化学性质的联系与区别以及硅酸的制备

多媒体

PPT

实验仪器

教学过程与教学内容

课时

安排

3 教学方法、教学手段与学法、学情

置疑，结合生活中的例子，引起学生兴趣。

与学生熟悉的碳作比较，加深理解。

【导课】同学们知道硅谷这个名字吗？它是在美国加利福尼亚州一个规模宏大的高科技工业园区，是美国电子技术研究中心和计算机生产的重要基地。20世纪60年代以来，苹果电脑公司带动了其他企业，使硅谷迅速发展，高技术企业约有2600家，90年代以后成为美国多媒体产业的发源地。大家想一下，这样一个高技术产业开发区为什么会被叫做“硅谷”呢？

【讲解】人们之所以用硅来作为高科技的代名词，是因为它在电子工业及材料科学中起到了及其重要的作用。“今天我们一起来讨论第四章的第一节---无机非金属材料的主角硅”

【板书】无机非金属材料---硅

【思考】地壳中含量最多的前四种元素？

O、Si 、Al、Fe——硅在地壳中的含量为26.3%，仅次于氧，硅主要以氧化物和硅酸盐的形式存在于地壳中。

【过渡】我们初中时学习过碳元素，碳和硅是同一主族元素，请你思考两者的原子结构有何异同？两者的化学性质？

第一部分：二氧化硅的物理性质

【讲解】同学们,我们在学习一种新的物质时,一般都是要从它的物理性质学起的,二氧化硅有什么样物理性质呢?下面，我们通过几张图片来了解二氧化硅的物理性质。

【呈现图片】

【讲解&板书】请同学们认真观察二氧化硅的存在状态及应用，说出二氧化硅的物理性质。

【讲解】从图片中我们可以看到玛瑙、水晶，以及首饰都是结晶的二氧化硅，说明了它的硬度大，难溶于水的。之所以可以作为高科技产品的材料，是因为它的熔点比较高

【板书】物理性质：难溶于水，硬度大，熔点高

第二部分：二氧化硅的化学性质

接着引导学生思考：二氧化硅的物理性质是比较稳定的，那么它的化学稳定性如何？学生回答后，继续追问:“二氧化硅的这些性质是由什么决定的呢？”

依据“结构-性质-用途”的化学学习模式学生知道这是由二氧化硅的结构决定的。此时，教师再通过展示二氧化硅的结构模型并结合书本的“科学视野”向学生简单介绍二氧化硅的网状结构。并告诉学生它的网状结构决定了它具有优良的化学性质。

【讲解】在学习二氧化硅的化学性质之前，我们先思考下面两个问题。

结合生活经验进行分析。

让学生带着问题学习，加强效果。

【提出问题】1、为什么实验室中装NaOH溶液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞？

2、实验室保存HF为什么不用玻璃瓶？量筒上的刻度是怎么刻上去的？

【讲解】

接下来，我们通过一个实验来探究二氧化硅的化学性质是如何的？同学们认真观察实验现象，总结归纳出二氧化硅的化学性质。

【实验操作&讲解】

取两支干净的试管，加入少量二氧化硅固体，再分别滴加数滴氢氧化钠溶液和氢氟酸，观察实验现象。

【提问】同学们看到了什么现象啊？

【讲解&板书】

1）化学性质稳定，不活泼

2）不与酸反应（除了氢氟酸外）

SiO2+4HF=SiF4↑ +2H2O 3）是酸性氧化物

SiO2+2NaOH=NaSiO3+H2O

【讲解】碳和硅是在同一主族的，思考一下它们的氧化物的性质是否一样呢？接下来我们通过下面这个表格比较一下二氧化碳和二氧化硅的异同点？

【比较归纳】

[来源:Z。xx。k.Com]

[来源:Z。xx。k.Com]

以表格的形式展示，通性与差异性一目了然。

【讲解】通过对二氧化硅的学习，我们知道了二氧化硅的化学性质

是比较稳定的，不能溶于水，也不和水发生反应，那说明了硅酸和

碳酸的制备方法是不一样的，那同学们思考一下，要怎样制备硅酸

呢？下面通过观看一个视频，掌握硅酸的制备方法。

【观看视频】

根据实验现象讲解[来源学*科*网Z*X*X*K]

在观看视频过程中，提醒学生认真观察实验现象，然后完成实验［4-1］下面的表格。

【讲解&板书】往盛有饱和硅酸钠溶液的试管中滴加酚酞，溶液变红，说明了硅酸钠溶液呈碱性。继续往试管中滴加稀盐酸，可以看到溶液红色逐渐变淡直至无色，同时有白色胶状沉淀生成，说明生成了硅酸胶体。

【板书】二、硅酸

制备方法：Na2SiO3+HCl=H2SiO3↓+2NaCl 【联系生活】同学们，我们通过观察实验制得的硅胶的状态，知道硅胶是一种具有较大表面积的多孔物质。根据这一性质，大家思考一下硅胶具有什么用途。

【讲解】用途：干燥剂、吸附剂、催化剂载体

【课堂总结】同学们，我们一起来回顾一下今天所学习的知识，这节课有四个知识点：

1.

二氧化硅在生活中的应用

2. 二氧化硅的物理性质：难溶于水、硬度大、熔点高

3. 二氧化硅的化学性质，也是本节课的重点和难点，二氧化硅的两个化学实验，注意方程式的书写

4.

硅酸的制备方法及硅胶的运用

【随堂练习】

1、下列关于二氧化硅的叙述中，不正确的是（D）

A. 在固态和液态时，导电性都很弱

B. 能跟强碱反应，但不能与水反应

C. 硅与碳最外层虽均有四个电子，但SiO2的物理性质与CO2的物理性质不同，化学性质类似

D. 既是酸性氧化物，又是碱性氧化物

2.除去SiO2固体中混有的CaCO3固体方法正确的是（C）

A. 加水过滤

B. 加热

C.

加盐酸、过滤

D. 加NaOH溶液、过滤

3.下列关于硅酸的说法正确的是（D）

A.硅酸可以由SiO2和水通过化合反应直接制得

B.由反应Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3(胶体)制取硅酸是利用了可溶性酸制难溶性酸的性质

C.因为硅酸难溶于水，所以它不能与NaOH溶液反应

D.干燥剂“硅胶”的主要成分是硅酸

三、硅酸盐

1、由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称。

2、结构复杂，一般不溶于水，化学性质很稳定

3、硅酸钠（Na2SiO3），俗名叫泡花碱，白色固体，易溶于水，其水溶液俗名叫水玻璃。

水玻璃是无色粘稠的液体，不能燃烧，不易被腐蚀，热稳定性强。可用作肥皂填料，木材、织物的防腐剂和防火剂，建筑、纸张的黏胶剂。

【实验4-2】

硅酸的物理性质。

强酸制弱酸的原理讲解。

结合实验视频讲解，加深理解。

四、硅酸盐产品——陶瓷、玻璃、水泥

（1）陶瓷

原料：黏土

高温烧结

（2）普通玻璃

原料：纯碱、石灰石、石英

在玻璃窑中熔融制得

（3）水泥

原料：黏土、石灰石

、石膏

在水泥回转窑中煅烧

五、特殊功能的硅材料

（1）金刚砂（SiC）碳和硅的化合物，具有金刚石结构，硬度大——砂纸、砂轮

（2）硅钢——高的导磁性——变压器铁芯

（3）人工合成硅胶——耐高温、耐低温的橡胶、绝缘材料

六、硅单质

1、晶体结构

硅单质有晶体和无定形两种，晶体硅的结构跟金刚石相似，都是具有正四面体结构的立体网状结构的晶体。

2、物理性质

晶体硅是带有金属光泽、灰黑色、硬而脆的固体，熔、沸点高，导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。

3、化学性质

常温下，硅的化学性质很稳定。

晶体硅可用来制造集成电路、晶体管、整流器等半导体器件和光电池，硅芯片是各种计算机、微电子产品的核心，硅还可以用于制造铝合金、铁合金等。

【课堂小结】

【课后题讲解】

[来源学科网]

稍微带过即可。

回应课前引入讲到的“硅谷”。

无机非金属材料---硅

板书

一、二氧化硅的物理性质：难溶于水，硬度大，熔点高

二氧化硅的化学性质

1）化学性质稳定，不活泼

2）不与酸反应（除了氢氟酸外）

SiO2+4HF=SiF4↑ +2H2O 3）是酸性氧化物

SiO2+2NaOH=NaSiO3+H2O 板书

二、硅酸

制备方法：Na2SiO3+HCl=H2SiO3↓+2NaCl 硅胶的运用：催化剂载体、干燥剂

三、硅酸盐——由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称。

四、硅酸盐产品——陶瓷、玻璃、水泥

教学反思