课题1　无机非金属材料公开课教案（教学设计）

枞

阳

县

第

三

中

学

校际公开课教案

科目：化学

课题：无机非金属材料的主角——硅地点:

北四楼多媒体教室

授课人：吴安乐

时间：2018年5月18日

上午第三节

1

第四章

非金属及其化合物

第一课时

无机非金属材料的主角—硅

枞阳县第三中学

吴安乐

教学目标

[知识与技能]

1.了解硅在自然界中的含量。

2.掌握硅、二氧化硅的物理性质和化学性质。

3.认识硅和二氧化硅的用途。

[过程与方法] 1、采用对比的方法，联系碳、二氧化碳等已有的知识来学习硅、二氧化硅。培养学生自主学习的能力。

2.运用日常生活中事例进行教学，增强教学的直观性

[情感态度与价值观] 1、通过对硅及其用途的学习和应用，体会化学的创造性和适用性

2、联系生产生活实际，培养学生的知识迁移能力

教学重点 二氧化硅的性质、用途，硅酸的性质

教学难点

二氧化硅的结构和性质

教学方法

探究法、讨论法、讲授法、迁移法等。

教学用具

多媒体辅助、硅、二氧化硅教学模型

教材分析

本节教材是从复习硅原子结构的基础上提出含硅元素的化合物，尤其是日常生活中常见常用到了一些硅的化合物，如二氧化硅、硅酸、硅酸盐产品。重点介绍了二氧化硅的物理性质和化学性质，以及他们的用途，然后介绍了重要的硅酸盐产品和新型陶瓷。

教学过程

【导入】

我们我们生存的地球，她坚硬的地壳是由什么构成的？同学们看课件，她就藏在里面喔！

生：岩石！

点拨：构成岩石的主要成份是硅酸盐及硅的氧化物。其主角元素是什么? 生：硅！

师：对！她就是硅。她可是无机非金属材料的主角呀。她可是千变万化哦，

她具有哪些性质？又有什么的结构呢？本节课我们一起来学习

（找同学阅读74页教材一、三段）

师：通过学习你收获到哪些？硅元素在地壳中含量是怎样的？排第几？

生：硅在自然界中的含量位在第二位，含量为26.30% （多媒体导入硅的含量和分布图）

【板书】一.硅元素在自然界含量和分布

师：初中我们就知道了硅的原子结构示意图，硅的质子数是多少？最外层有几个电子？容易得到电子吗？还是容易失去电子呢？在自然界中有游离态的硅吗？她存在的形式又是怎样的？下面我们一起来学习硅和硅的氧化物二氧化硅。（浏览教材74页到75页找出天然二氧化硅存在的

2

形态以及哪些物品中含有二氧化硅）

（多媒体导出各种硅和硅的化合物样品）

【板书】1.存在形态

（推进新课）

师：大家还能不能列举出其他的含硅和二氧化硅的物品？

生：含硅的有芯片、太阳能电池板等，含二氧化硅的有水晶，玛瑙，石英坩埚，沙子，光导纤维，玻璃仪器等。

（多媒体展示硅和二氧化硅的用途）

师：水晶玛瑙硬度大不大？石英坩埚熔点高不高？沙子溶于水吗？

【板书】2. 物理性质：硬度大，熔点高，不溶于水。

【设问】为什么硅和二氧化硅的硬度大、熔点高呢？结构决定了性质，那二氧化硅的结构又是怎样的呢？硅氧原子是怎样连接的？

（阅读74页科学视野，找出二氧化硅的结构）

（多媒体动画［SiO4］的正四面体结构）

师：每个硅原子连几个氧原子？构成什么形状？每个氧原子又链接了几个硅原子？这样无限延伸，组成了什么构型？

（展示二氧化硅的球棍模型）

生：每个硅原子周围有4个氧原子，构成了正四面体构型，每个氧原子连接了2个硅原子，构成了空间网状结构。

【板书】3. 结构：空间立体网状结构

师：（展示二氧化硅球棍模型）大家找一找模型中最小的环是几元环？

生：最小的环是个12元环

师：正确！这种结构稳定吗？在最小的环中硅氧原子个数比又是多少呢？

生：很稳定。北京奥运会的主会场鸟巢和埃及的金字塔就是这种结构。

师：对！说得好！但是同学们，我们要知道构成硅和二氧化硅的微粒不是分子，而是一个一个的硅原子和氧原子。并且硅、氧原子个数之比为1:2 【过渡】下面请大家思考：

师：从物质分类上看，二氧化硅是个什么类型的物质？她和二氧化碳一样吗？具有哪些通性？以CO2与NaOH，CaO反应作类比，请同学们思考，并找同学写化学方程式。

（投影展示）

二氧化碳

二氧化硅

与NaOH反应化学方程式

CO2+2NaOH====Na2CO3+H2O

与CaO反应化学方程式

CO2+CaO====CaCO3

【板书】4. 化学性质

（1）

酸性氧化物 SiO2+2NaOH====Na2SiO3+H2O （教师点拨）这就是实验室中盛放NaOH溶液的试剂瓶要用橡皮塞而不能用玻璃塞的原因了。这个反应的产物硅酸钠俗称泡花碱，它的水溶液俗称水玻璃，具有粘性，通常用作黏合剂、防火剂。

【板书】 SiO2+CaO====CaSiO3 （设 问）二氧化硅中硅元素价态是怎样的？元素的最高价态只有氧化性，因此从化合价角度二氧化硅还应该具备什么性质呢？

【板书】（2）弱氧化性

3

高温

SiO2+2C===Si+2CO↑(工业制取粗硅) （设 问） 高温

SiO2+3C===SiC+2CO↑(工业制金刚砂)二氧化硅作氧化剂吗？

【过渡】（多媒体展示经过氢氟酸刻饰过的玻璃）

师：漂亮吗？这些图案是怎么“绘”上去的呢？——其中一种方法就是

利用氢氟酸和SiO2反应的原理。

师：这是二氧化硅的特性，HF是唯一可以与SiO2反应的酸，这也是唯一

一种酸性氧化物能和酸反应的特例了。

【板书】（3）特性

SiO2+4HF====SiF4↑+2H2O （思 考）实验室盛放氢氟酸能有玻璃试剂瓶吗？

【过渡】性质决定用途，二氧化硅有哪些用途呢？

【板书】5.用途

(多媒体导入硅胶干燥剂图片) （设 问）同学们见过这些吗？硅酸胶体是怎样制备的？

（投 影）视频演示实验展示硅胶的制备。

【板书】（二）硅酸

1.制备：Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3(胶体) 师：这个反应应用了什么原理呢？

生：这是利用强酸制取弱酸的原理

（设 问）碳酸和硅酸哪个酸性强呢？

（思考交流）如何设计实验验证碳酸酸性强于硅酸？

（教师点拨）硅酸钠能与二氧化碳和水反应能生成硅酸

（多媒体展示合作与探究、启迪与诱思的内容）

【合作讨论二：】

CO2通入下例各溶液中，不可能产生沉淀的是（ ）

A、氯化钙溶液 B、石灰水

C、饱和碳酸钠溶液

D、硅酸钠溶液

答案：A

【教师总结】 1、学习了重要的非金属元素硅及其化合物二氧化硅和硅酸。

2、了解了二氧化硅的重要性质及用途。

4

板书设计：

第一课时

无机非金属材料的主角—硅

一.硅元素在自然界含量和分布

二.二氧化硅

1.存在形态

2.结构：原子构成的空间立体网状结构

3.物理性质：硬度大，熔点高，难溶于水

4.化学性质

（1）酸性氧化物

SiO2+2NaOH====Na2SiO3+H2O SiO2+CaO====CaSiO3 （2）弱氧化性

高温 SiO2+2C===Si+2CO↑(工业制取粗硅) 高温

SiO2+3C===SiC+2CO↑(工业制金刚砂) （3）特性

SiO2+4HF====SiF4↑+2H2O（制工艺玻璃）

5. 用途：水晶玛瑙作装饰品，光导纤维，建筑材料等。

三．

硅酸

1.制备：Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3(胶体) 2.用途：干燥剂，催化剂载体

教学反思：

学生在学习二氧化硅的性质时往往容易错误地根据二氧化碳的性质推测二氧化硅的性质，教师要提醒同学们二氧化碳和二氧化硅的结构有很大的差异，二氧化硅性质不同于普通的氧化物。解题时，要注意审题，要能够举一反三。

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