课题1　无机非金属材料优秀教案范文

《无机非金属材料的主角-硅》教学设计

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教学目标

【知识与技能】

1、了解硅在自然界中的含量、存在、用途；

2、了解硅、二氧化硅、硅酸盐、硅的物理性质，掌握二氧化硅、硅酸盐的化学性质；

3、认识硅酸的制备原理，使学生初步掌握化学实验基本操作、基本技能；

4、掌握硅酸钠的化学性质。

【过程与方法】

1、学生学会运用对比的方法来认识物质的共性和个性，拥有对新旧知识进行归纳比较能力

2、通过硅酸的制备，具有实验设计的思维方式；

3、通过对水泥工业的教学，培养学生的自学能力和表达能力

4、活动探究，通过硅与碳的比较，培养学生的归纳能力、比较能力

【情感态度与价值观】

1、学生学会学习元素化合物的正确方法：结构决定性质、性质决定用途。

2、学生了解硅和硅酸在日常生活、生产中的应用，感受化学的实用性，增强学习兴趣；

3、通过对玻璃、陶瓷工业现状及前景的介绍，激发学生学习化学的兴趣；

4、通过对硅及其用途的学习使学生热爱自然、热爱化学。

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教学重难点

【教学重点】

二氧化硅和硅酸的主要性质

【教学难点】

二氧化硅的化学性质

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教学过程

所用投影的PPT: ①自然界中的一些硅酸盐的图片及其化学式；

②学生探究实验步骤；

③传统的三大硅酸盐产品；

④金刚砂、硅橡胶、分子筛的图片；

⑤单晶硅图片；

⑥单晶硅的用途。

所用的实验用品：试管、玻璃棒、酒精灯、试管夹、滴管、pH试纸、布条、硅酸钠、稀盐酸、氢氧化钠溶液、硅酸钠饱和溶液、蒸馏水。

【教师】这节课我们来上第四章，非金属及其化合物。（讲一下非金属元素在元素周期表中的分布及其重要性）。

投影节标题

无机非金属材料的主角——硅

【教师】从节标题上你能预测出硅及其主要化合物的考点是什么吗？

【学生1】材料

【学生2】应用

……

【板书】无机非金属材料的主角

【投影】【硅元素在自然界中的分布】（PPT展示图片）

硅在地壳中的含量为26.3％，仅次于氧。

两个推动人类文明的材料，最早使用的材料是陶，1958年诞生了集成电路，这两个的核心元素为硅。硅的化合物构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤,约占地壳质量的90%以上。

【硅和碳的比较】我们再来看一下硅元素在元素周期表中的位置，在碳的下面，它们两个是同族元素，那么最外层电子是相同的，都有四个电子，所以硅原子和碳一样吗，既不易失去电子也不容易得到电子，主要形成四价的化合物。碳是构成有机物的主要元素，而硅是构成岩石与许多矿物的基本元素。

然而硅在自然界中的存在形式不同，碳在自然界中有稳定的单质存在，而硅是一种亲氧元素，在自然界它总是与氧相互化合豪门二杰（ppt展示豪门二杰）。我们周围的空气都有氧气包围，所以硅主要以氧化物二氧化硅以及硅酸盐的形式存在。

【设计意图】为新知识的学习创设良好的课堂氛围和知识、心理准备。

下面我们就来看二氧化硅。

【板书】一、二氧化硅和硅酸

二氧化硅是硅最重要的化合物，地球上存在的天然二氧化硅约占地壳质量的12％，其存在形态有结晶型和无定型。

【板书】1、二氧化硅的存在形式

【教师】石英晶体是结晶的二氧化硅，同学们都见过水晶吧？其实石英中无色透明的晶体就是通常所说的水晶，而具有彩色环带状或层状的称为玛瑙。水晶和玛瑙经常拿来做什么啊？对的，经常用来做饰物。（PPT展示图片）

而无定型硅有硅藻土等。

【板书】2、二氧化硅的结构

【教师】我们说结构决定性质，那么二氧化硅有什么性质呢？我们先来看一下它的结构。

（PPT展示结构）大家看一下它的结构，一个硅和多少个氧相连？一个氧和多少个硅相连？实际上，二氧化硅晶体是由硅和氧按1:2的比例缩组成的立体网状结构的晶体。独立一个单

元结构出来就是一个硅和四个氧相连，硅在中心，四个氧4个在顶角，形成了四面体结构。但是你们要注意二氧化硅晶体是立体网状结构，只是用SiO2来表示二氧化硅的组成。

【设计意图】使学生开始接触“结构决定性质”的化学思想。

【板书】3、二氧化硅的物理性质

【教师】我们回忆一下，初中我们学的立体网状结构的物质还有那些？对的，金刚石也是立体网状结构，那么它的硬度怎么样？熔沸点怎么样？

【学生】高熔点、不溶于水

【教师】是的，二氧化硅也是相似的，我们来看一下二氧化硅的物理性质（PPT列表，了解二氧化硅的物理性质），同学们把它写到课本76页上面那里思考与交流的物理性质那里。

【设计意图】培养学生总结归纳能力。

【板书】物理性质：熔点高，硬度大，不溶于水

【教师】二氧化硅是酸性氧化物，同学们还记得什么是酸性氧化物吗？酸性氧化物那有什么共性呢？

【学生】二氧化硅具有酸性氧化物的通性：

①

能和碱反应生成盐和水

SiO2

＋

2NaOH = Na2SiO3

＋H2O ②

能和碱性氧化物反应

SiO2＋CaO = =CaSiO3 【思考1】下面请同学们思考：为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞? 是因为碱液会跟玻璃塞中的SiO2反应，生成的硅酸盐会把试剂瓶和玻璃塞粘连在一起，所以不能用玻璃塞。

【思考2】从氧化还原的角度，分析一下SiO2可能具有什么性质？

【学生】：Si具有最高正价，因此具有一定氧化性

【板书】b、氧化性

【思考3】玻璃光滑坚硬，用什么刀子能雕刻出这些花纹图案和刻度呢？当然用普通刀子是不能完成这一工艺的。说来有趣，找到能够在玻璃上自如地雕刻的特殊“刀子”，还是从发现一种会“啃”玻璃的化学物质开始的。同学们猜一下这种化学物质什么？

氢氟酸是酸性氧化物，是不是只能和碱反应而不能和酸反应呢？二氧化硅虽然是酸性氧化物，但是能和氢氟酸反应，记住氢氟酸是唯一可以与之发生反应的酸：

SiO2+4HF=SiF4 ↑+2H2O

（PPT展示）玻璃中含有二氧化硅，要雕刻玻璃的花纹图案时，先在玻璃上铺上一层蜡，在石蜡上雕刻出花纹，在挖空的那部分加入氢氟酸，等反应后洗掉酸和石蜡，玻璃的雕花就完成了。现在同学们知道为什么实验室的氢氟酸不用玻璃瓶盛放的原因了吗？对的，所以实验室的氢氟酸都是用塑料瓶来盛放。

【板书】c、特性

【二氧化硅的用途】（PPT图片展示）我们学习了二氧化硅的物理性质及它的化学性质，下面我们来看一下它的用途。同学们看到课本75页，二氧化硅可以用来做什么？用作建筑材料，饰物，石英坩埚，光导纤维等。

【设计意图】感知化学与生活的联系

【导入】我们知道，二氧化碳溶于水生成碳酸，那么我们要得到硅酸时能不能把二氧化硅溶于水形成呢？

【板书】（二）硅酸（H2SiO3）

【教师】对的，二氧化硅是不溶于水的，那我们怎么才能得到硅酸呢？

【实验演示】同学们看到课本的实验4-1，快速浏览一下。下面我们来做一下这个实验。注意观察现象。

下面请同学们描述刚才的实验现象

实验现象：溶液呈红色,加入盐酸后红色变浅并接近消失时,有白色胶状物质生成。

初步结论：Na2SiO3水溶液呈碱性，硅酸不溶于水

注意：硅酸是通过可溶性硅酸盐与其它酸反应制得的。

【设计意图】培养学生观察、总结的能力

【硅酸的化学性质】硅酸不稳定，受热易分解：

H2SiO3 == SiO2 + H2O（加热）

另外硅酸与强碱溶液反应：

2NaOH+H2SiO3 == Na2SiO3+ 2H2O

同学们把这两个方程式补充到课本上。

【教师】刚才的实验反应生成的硅酸逐渐聚合而形成胶体溶液——硅酸溶胶，当浓度比较大时，形成软而透明的、胶体状的硅酸凝胶，经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶，成为硅胶。硅胶多孔，吸附水分的能力很强，常用作实验室和袋装食品的干燥剂。

（PPT展示图片）变色硅胶就是常用的一种干燥剂，大家看，它还是干燥的硅胶时是蓝色的，当吸水后就变成近乎透明的了，我们就能以此来判断环境的水分含量以及及时更换干燥剂。

（课堂小结

这节课我们主要学习了氧化硅、硅酸、硅单质的结构、性质及用途和硅酸盐的知识，通过学习，我们了解到硅及其化合物在社会发展和人类文明进步历程中充当了一个非常重要的角色，可以说目前全球信息的流通、电子工业的发展都离不开硅；我们也相信随着科技的发展，它们还会为人类文明的进步发挥更多的作用，创造更多的奇迹。希望同学们努力学习，掌握更多的科学知识，开发、研究硅这个古老而又年轻的元素在更多方面的应用。



板书设计

一、二氧化硅和硅酸

1、二氧化硅（SiO2）

（1）物理性质：熔点高，硬度大，不溶于水

（2）化学性质：

①酸性氧化物共性：SiO2＋

2NaOH = Na2SiO3＋H2O SiO2＋CaO = =CaSiO3

②特性：与氢氟酸反应：SiO2+4HF=SiF4 ↑+2H2O 2、硅酸

（1）主要性质：白色，不溶于水，弱酸性

（2）制备：Na2SiO3+2HCl=H2SiO3(胶体)+2NaCl 二、硅酸盐

1．硅酸盐组成的表示方法

(1)盐化学式法

如：硅酸钠：Na2SiO3、硅酸钙：CaSiO3，此法用于组成简单的硅酸盐

(2)盐氧化物法

如：锆石：ZrO2·SiO2

红柱石：Al2O3·SiO2

镁橄榄石：2MgO·SiO2

钙铝石榴子石：3CaO·Al2O3·3SiO2

2．硅酸钠

(1)硅酸钠是一种无色晶体，熔点高

(2)Na2SiO3易溶于水，溶液呈碱性，它的水溶液俗称“水玻璃”

(3)Na2SiO3溶液易吸收空气中的CO2，化学方程式为Na2SiO3＋H2O＋CO2===H2SiO3↓＋Na2CO3，因此Na2SiO3溶液要密封保存

(4)用途：建筑工业和造纸工业用它作黏合剂，木材或织物用水玻璃浸泡后既防腐又不易着火

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教学反思

本节课在知识的理解上，亦无难点。难的是如何真正激发学生的学习兴趣，并让其产生强烈的求知欲。若单纯地让学生去自学这部分知识，学生很容易读懂，但日后的印象会如过眼烟云；若只是教师讲述，学生会有单调乏味之感。基于以上考虑，采取图像展示、学生自学、归纳、教师激疑引导、实验问答等教学方法，激活了学生思维。如通过演示实验，可让学生有较深的印象。另外，在课堂上还补充了一些课外知识，扩大了学生的知识面，使学生愉快地接受了所学知识，学生的学习兴趣得到了提升，学生在课堂上的主体性得到了较好的体现。