第三单元　含硅矿物与信息材料优质课教案设计

化学必修一

第3节

含硅物质与信息材料

第1课时

二氧化硅和硅酸（教学设计）

◆【素养目标】

（1）通过认识硅元素在地壳中含量及存在形式，了解硅元素的重要作用；

（2）通过观察对比结构，了解硅材料的应用历史，知道二氧化硅的网状结构决定其物理和化学性质

（3）利用化学分类法，通过对比和类比，了解SiO2作为酸性氧化物的共性与特性；

（4）通过探究实验，对比H2CO3和H2SiO3酸性的实验，感受化学的严谨，培养学生发现问题和解决问题能力；

（5）通过深入认识SiO2和H2SiO3的用途,感受化学与生活、社会发展的密切联系,激发学习化学的兴趣。

◆【教学重点】通过SiO2的用途归纳其性质，硅酸酸性强弱的判断

◆【教学难点】结构决定性质和类比思想在SiO2的性质学习中的应用

◆【教学方法】科学发展史与材料应用史中化学观的引领；结构决定性质的学科思想渗透；物质分类法与类比学习二氧化硅和硅酸的结构与性质；实物感知与多媒体动态展示的结合；探究实验设计与动手体验；。

◆【教学媒体】实物展示、模型展示、实验操作、多媒体课件、视频展示。

◆【教学流程】

教学

环节

情境引入

教师活动

学生活动

设计意图

了解地壳中硅元素的广泛存在，感悟探索发现地球和宇宙的欲望，引入学习

了解硅元素的含量与存在形式

浩瀚宇宙中的地球，是承载着目前所知唯一的观看视频，结合图4-1和样品实生命星球；探索宇宙和生命，是永恒的话题；物，站在化学的角度，认识我们地认识地球，脚踏实地才能仰望星空；站在化学壳中丰富的硅元素。

的角度认识地球，感受硅元素的广泛存在与重要作用。

根据地壳中元素含量分布，O、Si两种元素居首，O是地球生命的根本，那么含量26.3%的硅元素起着什么作用呢？它在富氧环境下的存在形式是什么呢？

认识物质，首先从微观原子结构入手，初中学习了碳原子结构，寻找碳原子和硅原子结构相似与不同

阅读教材

讲解主线

温故知新

分析原子结构，查找相似与不同，

确立研究突破点，碳原子和硅原子结构相似和不同

建立结构意识

激发学生探索发现的欲望

碳元素是构成有机物的骨架，同时碳的氧化物猜想

CO2进入大气循环，构成了生命体系；而硅元素则主要是无机物形式，主要以熔点很高的氧化物和硅酸盐形式存在，构成了地壳的骨架，支撑着生命的繁衍，浩瀚的宇宙中是否会有以硅为基本骨架的外星生命的存在呢？

首先认识硅的氧化物- SiO2，它是硅最重要的化合物，为什么呢？

过渡

化学思想核心是结构决定性质，二氧化硅的结构是怎样的？

结构

认知

实物展示触摸、结构模型、视频动态演示

一、SiO2 1. SiO2的结构

观察晶体模型，明确以下关系：

构成

基本结构单元；Si和O以

比例组成SiO2

看图、触摸实物、观察动态模型、观看实物模型，多层次认识结构特点

过渡

SiO2结构的网状结构，决定了它具有优良的物理和化学性质

，这句话的含义如何理解？人类使用SiO2的历史很悠久，但是人们并不了解它的结构，而通过今天的学习，化学可以帮助我们加深认识，了解原理。接下来，让我们畅游在与SiO2有关的历史长河中，去归纳总结它的性质。

硅材料发展历程展示

阅读教材75页图4-3下第一句话，了解人类对硅材料的认识使用历史，归纳SiO2的物理和化学性质

认知人类发展史与硅材料的重要相关性，从实际用途中寻找相关性质，体现性质决定用途

了解二氧化硅的广泛应用源于优良的性质，而性质是由网状结构决定的关系。

教材

解读

自主

学习

物理性质主要包含：颜色、状态、气味、熔沸点、密度、硬度、溶解性、导热导电性、光学性质等

结合结构与应用，归纳、讨论、完成【思考与交流】

2.

SiO2的性质

根据第一句话，结合分析物理性质的常见思路，理解其用途，说出利用的是哪种物理性质。

（1）沙子做建筑材料，体现什么物理性质？

（2）石英坩埚可加热融化某些固体，体现什么物理性质？

（3）纯净的SiO2可以做光学及光纤制品基本原料，体现什么物理性质？

【思考与交流】归纳物理性质，推测化学稳定性

思考交流

过渡

类比

人类探索世界的脚步从未停止，人们希望更多的了解和认识SiO2，化学中结构决定性质的思想和分类法的思想帮助了我们去学习。CO2和SiO2都是酸性氧化物，应有性质相似之处

从物质分类法角度，类比酸性氧化物CO2，推测SiO2的化学性质，完成学案。

填写表格，回忆、书写CO2方程式；类比推测SiO2的化学性质

CO2

SiO2

物质

类别

与水

与酸

与碱性氧化物

酸性氧化物

CO2+H2O=H2CO3

不反应

CO2+CaO=CaCO3

类比学习，注意相似与不同的对比；关注学生方程式过手。

与强碱

CO2+2NaOH=Na2

CO3+H2O 学以

致用

根据所填表格，思考如何用性质解释相关问题

【图片展示】、【图4-6】

思考：

1.氢氟酸的保存方法？

2.烧碱的保存方法？

3. CO2和SiO2的共性是什么？SiO2的特性是什么？

学以致用、回归教材

过渡

每一种新物质的产生，必然导致人类对其用途的研究，SiO2的网状结构决定了它具有优良的物理和化学性质，加上它在自然界中的广泛存在，具有极其广泛的应用。

过渡

回归

教材

过渡

实验

指导

【过渡】SiO2作为酸性氧化物，其对应的含氧酸-H2SiO3是怎样的一种酸？

阅读76页最后一段，了解硅酸

二、硅酸

1.认识硅酸

初步了解硅酸性质

【过渡】碳酸很不稳定，不利于观察，硅酸怎样得到呢？

引导阅读实验4-1文字，明确操作顺序和用量

2.制备硅酸实验方案解读：

体会化学反应原理

（1）制备硅酸原理（以硅酸钠为原料）

；

反应类型：

（2）按照实验4-1操作，动手体验制备硅酸

了解硅胶的用途

体会化学最大的魅力在于神奇又平凡！

回归生活

探究实验

图片展示、实物展示，了解硅胶的重要用途，体会化学对人类认识材料和使用材料的重要性。

实验室制备硅酸利用的是强酸制弱酸的复分解原理，碳酸酸性比硅酸强，能否用碳酸制备硅酸呢？

（3）实验探究，设计用H2CO3制备分析问题、解决问H2SiO3 题能力培养

【例】根据以下药品和仪器设计1套最简单的装置，证明酸性：HCl>H2CO3>H2SiO3。

仪器：分液漏斗、锥形瓶、玻璃导管、洗气瓶、小试管(个别仪器可重复使用) 药品：稀HCl、稀H2SO4、CaCO3固体、饱和NaHCO3溶液、饱和Na2SiO3溶液、酚酞试液。

（1）

实验原理：

。

（2）实验装置选择：

A

B (3)药品选择：

(4)实验现象：

。

学科思想：

结构→性质→存在→用途→制备

分类、类比思想：

单质→氧化物→含氧酸→含氧酸盐

强化学习方法

归纳

总结

研究元素化合物的方法总结

过渡

归纳

小结

学习的目的是为了运用，通过了解二氧化硅和硅酸，感受其广泛的用途，

“科技改变世界，材料丰富生活”，人类的进步离不开化学的努力。

根据生活常识，认识SiO2广泛的用途，建立的正确认识

二氧化硅材料的用途

站在材料角度了解二氧化硅的广泛应用及重要地位。

升华

回归材料主线

点题

展示硅材料的认识与研究过程中，科技的发展改变世界，材料的出现丰富了生活，推动人类社会不断进步，体会硅材料在其中所起的重要作用，理解其主角地位。

【光纤改变世界】【从沙子到芯片】

了解硅材料的认识和开发利用历史，感受从沙中崛起的硅材料的重要性。你能理解硅元素被称为无机非金属材料的主角的原因了吗？

自学交流，认识硅元素的地位----无机非金属主角

◆【板书设计】

第1课时

二氧化硅和硅酸

一、二氧化硅

1. SiO2的结构：立体网状结构

2. SiO2的物理性质：难溶、熔点高、硬度大

3. SiO2的化学性质：酸性氧化物共性，不与水反应，与氢氟酸反应

4. SiO2的用途：广泛

二、硅酸

1.硅酸性质：难溶、比碳酸弱

2.硅酸制备：Na2SiO3+2HCl=H2SiO3(胶体)+2NaCl ◆【课后反思】（略）