二氧化硅和硅酸教学设计.doc

二氧化硅及硅酸教学设计

蕉岭中学高一化学组 谢小燕

一、 教学设计思想
1．采用实例、欣赏法创设学习情景：以绚丽多彩的晶体形态的奇异美导入新课抓住学生的注意力，激发学生的学习兴趣，把学生引入“硅的海洋”。
2．对于本节的重点知识二氧化硅的性质的处理方式：从学生兴趣入手，从沙子，水晶，石英这些常见物入手，结合日常生活中的经验进行学习，学生不难得出二氧化硅的物理性质：坚硬、难溶；化学性质稳定，再从二氧化硅晶体的内部结构加以解释，引导学生养成关注生活，从现象到本质的思维习惯。
3．在突破本节课重难点（二氧化硅与氢氟酸的反应、二氧化硅是酸性氧化物、硅酸是一种比碳酸还弱的酸），采取“问题解决”的学习方式，引导学生发现问题→提出假设→设计实验验证→分析，得出结论，提升学生分析问题、解决问题的能力。
4．充分利用二氧化硅、二氧化碳性质的相似性，采用对比的学习方法，可以使学生温故而知新，让学生能更多地参予教学活动，并在学习的过程中培养学生对知识的归纳、总结和探究的能力。
二、教材分析
硅是无机非金属材料的主角。硅及其化合物在非金属材料和信息技术等领域，在建筑、通信、光电技术及航天等方面有广泛的应用，前景十分广阔，地位非常重要。同时硅是地壳的基本骨架元素，自然界中的岩石、土壤、沙子主要以二氧化硅或硅酸盐的形式存在，地壳的95%是硅酸盐矿。所以，硅及其化合物的介绍和学习，体现了硅元素的普遍性、广泛性和重要性。
首先由硅的亲氧性引出硅主要存在的两种形式——二氧化硅和硅酸盐，而二氧化硅是最简单的硅的化合物，所以先学习好二氧化硅的性质，为后面学习结构较复杂硅酸盐做好铺垫，符合认知规律，有利于学生的学习。
在学习的过程中，二氧化硅的知识突出酸性氧化物的性质，在“科学视野”中介绍硅氧四面体结构，了解二氧化硅的一些物理性质，然后以图配文的方式介绍二氧化硅，最后让学生通过日常生活中的一些事实，以“思考与交流”的方式得出二氧化硅的化学性质。这样，既介绍了酸性氧化物的共性，又介绍了二氧化硅的特性，扩展了学生对非金属氧化物的认识。
对于非重点知识和拓展性内容，采用多种形式呈现，如简要介绍硅酸的制取原理和硅胶的用途。在介绍硅酸时，由于教材上提到“硅酸酸性比碳酸弱”，可以补充验证实验，加深对这个知识点的认识。
三、 本课教学目标设计
教学目标
知识目标
认识硅的性质和用途，了解二氧化硅和硅酸盐的性质，了解硅在无机非金属材料中的生产和应用。
能力目标
通过碳和硅、二氧化碳和二氧化硅性质的对比，培养对知识的迁移和类比能力。构建“结构——性质——用途”的知识体系；进一步掌握学习元素及其化合物的一般方法，提高自主学习能力；提高信息获取的能力，信息分析、信息加工和信息交流等能力。
情感目标
体会硅在无机非金属材料中扮演的重要角色，主动、有目的地发现信息探究知识，提高参与化学科技活动的热情；通过创设一个在实际生活学习中使用信息技术解决问题的学习环境中培养 “信息素养”。
教学重点：二氧化硅的性质
教学难点：二氧化硅的化学性质
课时安排：1课时
教学方法：启发式教学、讲练教学法、实验归纳教学法
教具准备：实验药品和仪器、多媒体设备
教学过程：

教师活动
学生活动
设计意图
【图片呈现】：展示硅的各种图片以及硅的多种用途，要求学生从感性上认识硅。
【引言】：图片都集中反映了一种物质，这是什么呢？
学生对各种图片都非常感兴趣，纷纷低声交头议论。

【回答】：硅
从感性上让学生接触要学习的内容，激起让学生学习的兴趣。
引出主题
【板书】：第一节无机非金属的主角－硅
【推进新课】：请同学们展示你们收集的有关资料。
【主导】：硅在能源、材料、信息方面硅都显示出非常广泛的用途，而且在超导体材料方面硅都显示出非常强的发展前途。
分合作小组展示本组通过互联网查阅硅及其化合物在日常生活应用的实物。

激发学生联系生活

【教师设问】：有哪位同学知道硅在地壳中的含量？
【设问】：为什么硅的用途这么广泛呢？硅的性质与它的结构有什么必然联系呢？
【引导】:请画出硅原子结构示意图 原子最外层电子决定物质性质，硅的这种结构在性质上有何体现。
【回答】：硅在地壳中含量为26.30%，仅次于氧的含量。
【操作】画出硅原子结构示意图既不易失电子，也不易得电子。显＋4价

温故知新
【设问】：硅元素以什么形态存在于自然界？硅元素主要存在于什么物质里？
【指导阅读】阅读74页“二氧化硅和硅酸”，比较碳、硅亲合氧的能力。
【过渡】：事实上，地球上的硅都是以硅的化合物形式存在，那么我们从硅最简单的化合物－SiO2入手研究。
【板书】：一、二氧化硅（SiO2）
【问】天然的SiO2的存在形态有哪些？

【学生讨论】：硅是以化合态存在于自然界，硅元素主要存在于地壳的各种矿物和岩石里。

【回答】结晶形和无定形

培养学生阅读归纳能力，以及信息处理能力
【引导】：二氧化硅具有哪些物理性质?
你的根据是什么?
【引导】：通过平常容易接触到的沙来归纳二氧化硅的物理性质。

【学生讨论】：描述二氧化硅的物理性质：坚硬、难溶；
联系生活，培养学生对知识的归纳、总结和探究的能力。
【引导】：SiO2的这些性质是由什么决定的？我们经常说，结构决定性质，那SiO2的结构是什么样呢？
【模型呈现】：SiO2的立体结构模型
【视频呈现】：SiO2的3D结构模型
【板书】：
SiO2结构特征：空间网状结构
SiO2物理性质：坚硬、难溶
【观看模型】：
【观看视频】：
【思考】：SiO2性质与结构的关系

抽象思维，初步建立SiO2空间立体结构
通过视频呈现，学生对SiO2结构的理解更深刻
【顺承】SiO2的空间网状结构决定了SiO2硬度非常高，非常耐磨，我们看几种主要成分是SiO2的物质，加深对这方面的认识：
【图片呈现】：水晶 玛瑙 光纤 石英坩埚 半导体元件等。
【议论】：学生联系收集到的实物还补充不少生活中的SiO2产品

联系生活，加深认识
图片呈现更直观，深刻
【过渡】：事实上SiO2的结构不单在物理性质上有体现，在化学上更能反应SiO2的结构。
【实物展示】：展示盛有稀盐酸溶液、氢氧化钠溶液的试剂瓶
【设问】：请判断那个试剂瓶里面装的是氢氧化钠；盛有稀盐酸溶液、氢氧化钠溶液的试剂瓶有何不同？
【引导】：我们用比较法来探讨二氧化硅的性质，请大家回忆我们初中学过的二氧化碳的性质。
【提问】：初中学过的酸性氧化物的通性包 括哪些方面？请分别写出二氧化碳与氢氧化钠、氧化钠反应的化学方程式。
【归纳】SiO2也具有类似的化学性质。
【板书】：SiO2的化学性质：
1、 与碱反应：
2、 与碱性氧化物反应：
【整理】：因为SiO2能和碱起反应，生成粘稠的硅酸钠（展示硅酸钠的粘稠性），容易使瓶塞和瓶颈粘在一起而不能打开，所以盛氢氧化钠的试剂瓶用橡皮塞或是木塞。
【设问】：玻璃中主要成分之一是二氧化硅，（展示量筒）量筒上的刻度是如何刻出来的？
【板书】：3、与氢氟酸反应：
【归纳】：因为二氧化硅能与氢氟酸发生反应，我们利用这一反应原理用氢氟酸雕刻玻璃的，因此，我们不能用玻璃来盛装氢氟酸以及参与一切有关氢氟酸的反应。氢氟酸应保存在塑料瓶中，其有关反应在铅皿中进行。

学生观察讨论：盛有稀盐酸溶液、氢氧化钠溶液的瓶塞不一样，为什么盛有氢氧化钠溶液的瓶塞要用橡皮塞或木塞？

板演二氧化碳与氢氧化钠、氧化钠反应的化学方程式。

学生可能首先想到是用小刀，但玻璃很硬，无法用小刀在玻璃上刻。

联系生活，思考问题

培养观察能力和提出问题、解决问题的能力
【投影】：通过回忆二氧化碳的性质再进一步完善二氧化硅的性质，列表比较二者性质的异同点。

提高知识迁移能力和自主学习能力
【设疑辩思】：二氧化硅不溶于水，如何将二氧化硅转变成相对应的酸？
【解析】：通过硅酸盐和酸可以制备硅酸。
总结归纳反应现象和结论，写反应方程式。
【板书】：二、硅酸
制备：
学生思考、总结、交流

演示实验4-1，观察硅酸溶胶→硅酸凝胶。
描述实验主要现象

积极参与教学活动，培养实验操作能力和观察概括能力。
【展示】：展示常用的硅胶的图片，袋装食品、瓶装药品的干燥剂—硅胶。
【板书】：用途：

观看图片和实物

补充内容：
【展示、设问】：展示一瓶在空气中露置久的硅酸钠溶液，倒转，这瓶硅酸钠溶液与刚才实验用的硅酸钠溶液有何不同，分析、提出设想，并设计实验加以验证。
请写出反应方程式
指导学生实验并批改方程式。

观察、猜想、交流：可能是空气中的二氧化碳所为，设计验证实验：向饱和硅酸钠溶液中通入二氧化碳气体。
书写反应方程式：Na2SiO3+CO2+H2O = H2SiO3↓ +Na2CO3

提高学生科研精神
培养实验探究能力
课堂回顾练习:
1下列各组物质有关性质关系的比较正确的是()
A.溶解性：CO2 <SiO2
B.酸性：H2SiO3 > H2CO3
C.熔点：SiO2 > CO2（干冰）
D.硬度： SiO2 <CO2
2下列物质中,不能用玻璃瓶来盛装的是( )
A.烧碱溶液 B.浓硫酸
C.氢氟酸 D.碳酸钠溶液
3要除去SiO2中的CaO杂质，最适宜的试剂是（）
A.纯碱溶液 B 盐酸
C 硫酸 D 苛性钠溶液

练习

及时了解学生学习情况
【小结】：1、学习了非金属元素硅的重要化合物二氧化硅和硅酸。2、学习了二氧化硅的重要性质及用途。
【作业】：课本P80~81， 3、7题。

板书设计：
第一节 无机非金属的主角－硅
一、二氧化硅（SiO2）
SiO2结构特征：空间网状结构
SiO2物理性质：熔点高、硬度大
SiO2的化学性质： 1、与碱性氧化物反应：
2、与碱反应：
3、与氢氟酸反应：
二、硅酸
制备： 用途：

四、教学反思
在上课过程中，注重紧扣生活，强调“结构决定性质，性质决定用途”，注重学生的自主学习能力锻炼，课堂气氛比较民主，讲练结合，课堂效果较好。但是有一些细节还没有掌握。主要表现在讲课的语速较快，结果在二氧化硅的性质这个重点的讲述上花的时间不够合理，没有强调二氧化硅在常温下只能跟强碱和氢氟酸反应，而在高温下可以跟金属氧化物反应的性质，学生接受和消化知识的时间不够充足，也没有另外拓展练习给学生训练。另外，在小结的时候还可以讲述得更详细，再次突出重难点，以加深学生的印象。总得来说，上述不足的地方主要是因为教学经验问题，还有自己对教材研究不够透彻。以后在教学过程中要注意语音语速，备课要尽量充分，要多钻研教材，多学多练多总结。要努力提升自己驾驭课堂的能力，就要多下苦功，随时充电，才能不断提高。

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