第三单元　含硅矿物与信息材料优秀导入

无机非金属材料的主角──硅

教学设计

【教学目标】

【知识与技能】

1．了解硅元素在自然界中的存在形式； 2．知道二氧化硅的性质；

3．了解硅酸的性质及制法，了解硅酸钠的性质；

【过程与方法】

1．帮助学生学习运用对比的方法来认识物质的共性和个性，促进学生对新旧知识进行归纳比较能力的发展。 2．通过硅及其化合物等内容体现从物质的结构猜测物质的性质，推出物质的用途的思维过程，建构“结构——性质——用途”学习的共同模式，。 3．本节多数内容属于了解层次，部分段落阅读自学，提高的阅读能力、收集资料能力、自学能力和语言表达能力。

【情感态度与价值观】

1．用二氧化硅给现代人类文明所带来的重大影响，为学生构架一座从书本知识到现代科技知识和生活实际的桥梁。开阔学生眼界，提高科技文化素养，理解更多的现代相关科学理论与技术； 2．促进学生逐渐形成正确的科学社会观，学生认识到“科学技术是第一生产力”，关心环境，资源再生及研究、探索、发现新材料等与现代社会有关的化学问题，提高学生社会责任感。

【教学重点】二氧化硅的主要化学性质。

【教学难点】二氧化硅晶体结构

【教学方式】多媒体

【教学过程】

【引入】

黑曜石手链，引出二氧化硅，再引出中心元素硅。

【板书】

§4-1无机非金属材料的主角-硅

【问题1】请简要阅读课文后回答课文标题中“无机非金属材料的主角-硅”“主角”两个字在这里的涵义是什么？

【学生回答】硅含量仅次于氧，硅的氧化物和硅酸盐构成地壳的主要部分

【展示】硅在地壳中的含量。

【讲述】硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中的大部分岩石、沙子和土壤，约占地壳质量90％以上。各种各样的硅酸盐和水、空气和阳光构成了人类及生物生存的根基。自古至今，在无机非金属材料中，硅一直扮演着主角的角色。

【问题2】结构决定性质，碳原子和硅原子有什么相似性和不同之处？引出原子结构来解释。

【学生活动】翻到课本后的周期表查看硅在周期表的位置及结构。

【问题3】碳和硅元素性质上又和碳有什么不同？

【学生阅读】Ｐ74中间自然段。

【回答】硅位于元素周期表ⅣＡ，与碳元素同族。原子最外层均有四个电子。硅同碳元素一样，其原子即不容易失去电子又不容易得到电子，主要形成四价的化合物。硅是一种亲氧元素，在自然界中总是与氧相互化合的（这与碳在自然界中有稳定的单质存在不同）。在地球上硅主要是以熔点很高的氧化物及硅酸盐形式存在。

【板书】一、二氧化硅和硅酸

【讲述】其中二氧化硅是硅的最重要的化合物。接下来具体进行了解二氧化硅。

【板书】１、二氧化硅（SiO２）

［讲述］地球上天然二氧化硅成为硅石，约占地壳质量的12％，存在形态有结晶形和无定形两种。

【板书】（1）存在

［展示］水晶与玛瑙示意图：

［讲述］水晶—石英中无色透明的晶体；具有彩色环带状或层状的称为玛瑙。

【板书】（2）二氧化硅的用途

［讲述］石英可用来做石英钟、石英表，耐高温的石英玻璃；水晶可以用来制造电子工业中的重要部件、光学仪器、工艺品、眼镜片等，含有有色杂质的石英，还可用于制造精密仪器轴承，耐磨器皿和装饰品等。这些应用与二氧化硅的什么性质有关？

【思考与交流】课本76页

【学生活动】填写物理性质及化学稳定性

【投影答案】

【转问4】这些性质由什么决定的呢？

【阅读】科学视野：二氧化硅的四面体结构

【讲解】将晶体硅结构中的每一个“硅-硅”共价键打开，并在其间夹入一个氧原子，就形成了二氧化硅的晶体。这样，每个硅原子和四个氧原子以共价键结合，形成以该硅原子为中心的正四面体型结构，这种正四面体型结构向空间伸展，就形成了具有空间网状结构的原子晶体。由于每个氧原子同时和两个硅原子成键，所以二氧化硅晶体中，硅氧原子数之比为1:2，SiO2只表示一种比例关系，并不表示晶体中存在SiO2的小分子。

【过渡】结构决定性质，那么二氧化硅有哪些化学性质呢？

【展示】瓶塞被粘住一个试剂瓶。要学生来打开。结果不能打开，引发学生讨论。瓶塞被粘住的原因是什么？引出SiO2的化学性质。

【学生活动】找原因和对策。

【讲解并板书】二氧化硅是不溶于水的酸性氧化物，与氢氧化钠生成了硅酸钠，其水溶液俗称为水玻璃，而硅酸钠是胶粘剂，将瓶塞与试剂瓶粘在一起。

【活动】让学生感受水玻璃的粘度

（3）二氧化硅的化学性质

1、具有酸性氧化物的通性

SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O

SiO2+CaO

CaSiO3

【启发】已知玻璃中含有SiO2，而硅酸钠又是一种粘合剂，故实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞。

［强调］酸性氧化物一般不与酸发生化学反应，而二氧化硅却能与氢氟酸发生反应，这也是工业上用氢氟酸雕刻玻璃的反应原理。属二氧化硅的特性。

2、特性

SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O 3、其他反应：SiO2+2C===Si+2CO（工业上用此反应制粗硅，这就是“从沙滩到用户”！）

SiO2 + Na2CO3 == CO2↑ + Na2SiO3

SiO2 + CaCO3 == CO2↑ + CaSiO3

【投影】SiO2与CO2化学性质的比较（学生在学案上做，教师补充）

【过渡】刚才我们得到二氧化硅不能溶于水得到相应的酸——硅酸。那么，硅酸是怎样的一种酸？它怎样制得呢？下面我们就来学习这个问题。

【板书】２.硅酸(H2SiO3) ［实验４—１］试管中加入３～５ｍL Na2ＳiＯ3饱和溶液，滴入２～３滴酚酞试液，再用胶头滴管逐滴滴入稀盐酸，边滴边震荡，至红色变浅并接近消失停止，记录现象。

现象

结论

化学方程式

Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓

（1）、制备：较强酸与可溶硅酸盐溶液

Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓

Na2SiO3+H2O+CO2==H2SiO3↓+Na2CO3

硅酸是一种白色胶状物质，不溶于水，受热干燥失水得到二氧化硅和水。

【展示投影】干燥剂

（2）、用途：硅胶多孔，吸附水份能力强，常用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体。

【课堂小结】略

【作业布置】学习指导及活页卷

【教学反思】

【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

１、二氧化硅

⑴ 存在

（2）用途

（3）性质

２.硅酸(H2SiO3)

⑴制备

⑵用途