《无机非金属材料的主角——硅》第一课时教学设计.doc

化学必修1第4章第1节
《无机非金属材料的主角——硅》第一课时
一、教学目标
1．知识与技能
（1）了解硅元素在自然界的存在方式。
（2）了解二氧化硅和硅酸的物理性质，掌握二氧化硅的化学性质和硅酸的制备及酸性强弱。
（3）培养学生观察能力，发现、分析和解决问题的能力，动手操作和实验设计的能力。
（4）使学生了解硅产品的性能、用途，加深对化学与生产、生活实际的认识进而帮助学生树立民族自豪感，增强学好化学的自信心。
2．过程与方法
（1）学会利用物质的分类观来指导元素化合物的学习
（2）通过对硅的化学性质稳定性以及二氧化硅结构与性质关系的思考，形成结构决定性质的科学思维品质。
（3）充分利用课本和课外有关硅及其化合物在生活、信息技术中应用的图片，增加学生的感性认识。
3．情感态度与价值观
（1）认识硅及其化合物的广泛用途，体会化学的创造性与实用性，并关注与化学有关的实际问题。
（2）了解化学与大自然的关系，培养学生热爱化学的情绪，激发学生学习化学的兴趣。
二、教材分析
1．教学重点
二氧化硅的性质、硅酸的制取与酸性强弱
2．教学难点
二氧化硅的化学性质
三、教学方法
多媒体演示、对比探究、实验探究
四、教学过程
第一课时
教师活动
学生活动
设计意图
【引入新课】硅以大量的硅酸盐矿和石英矿存在于自然界中。如果说碳是组成生物界的主要元素，那么，硅就是构成地球上矿物界的主要元素。硅在地壳中的含量为26.3%，在所有的元素中居第二位，地壳中含量最多的元素氧和硅结合形成的化合物，约占地壳总质量的75%。 我们脚下的泥土、石头和沙子，我们使用的砖、瓦、水泥、玻璃和陶瓷等等，这些我们在日常生活中经常遇到的物质，都是硅的化合物。
【投影】生活中硅及化合物应用图片
【结论】硅是无机非金属材料的主角
【板书】硅——无机非金属材料的主角
【过渡】请在元素周期表中找到硅，并且画出硅和碳的原子结构示意图。
【结论】它们最外层均为四个电子，既不容易得到也不容易失去，性质稳定。
【设问】碳、硅在自然存在形式有什么不同？
从Si与C结构上的对比， SiO2与CO2的性质
有何联系？
【归纳总结】碳在自然界有稳定单质。硅总是与氧相互化合，硅元素在氧化性气氛包围的地球上，主要以SiO2及硅酸盐形式存在。SiO2与CO2性质有相似点和不同点。
【板书】1．二氧化硅 SiO2
【投影】水晶、玛瑙图片、用途等图片
【学生活动】阅读课本P74-75的内容，请大家对天然二氧化硅进行树状分类
【讲述】二氧化硅的用途：玛瑙饰物、水晶饰物、石英坩埚、光导纤维、牙膏中的二氧化硅（摩擦剂）、维生素C片中的二氧化硅（填充剂）。
【思考和交流】请根据SiO2的存在和应用结合导学案思考二氧化硅具有哪些物理性质？化学稳定性如何？SiO2的这些性质是由什么决定的？
【板书】（1）物理性质：难溶于水、硬度大、熔点高
【投影】二氧化硅的结构三维动画模型
【结论】二氧化硅性质的特殊性由结构决定
【讲述】玻璃成分中含有二氧化硅。但可以用玻璃瓶来装酸、碱、盐试剂，这可以看出其化学性质稳定，不能跟一般的酸发生反应，但HF除外。请写出SiO2与氢氟酸反应的化学方程式
【板书】（2）化学性质
a．不与酸反应，氢氟酸除外
SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O
【讲述】因为HF酸可以和SiO2反应，所以HF的保存就不能使用玻璃瓶，而用塑料或橡胶瓶，我们可以用这个性质在玻璃上雕刻花纹，量器上雕刻刻度等。
【展示】打不开的试剂瓶。
【提问】装有NaOH的试剂瓶为什么不能用玻璃塞？（提示：Na2SiO3是一种粘合剂）请写出有关反应的化学方程式
【板书】SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3+H2O
装有NaOH的试剂瓶使用橡胶塞的图片
【结论】能和碱反应生成盐和水的氧化物称为酸性氧化物。SiO2是酸性氧化物。
【板书】b．酸性氧化物
【提问】请写出该反应的离子方程式
【板书】SiO2＋2OH— ＝SiO32—＋ H2O
【提问】CO2也是酸性氧化物，请归纳整理CO2与SiO2的性质

聆听，获取有关硅的感官信息，为后续学习做铺垫。

画出原子结构示意图
+6
2
4

C

2
8
4
+14

Si

填写学案，归纳物理性质
填写P76思考交流并发言
物理性质：熔点高、硬度大，化学稳定性好

观看，聆听，知道结构决定性质

写出化学方程式
SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O

学生讨论：玻璃中有二氧化硅，氢氧化钠与二氧化硅反应，生成硅酸钠使瓶口粘结打不开。
SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3+H2O

SiO2＋2OH— ＝SiO32—＋ H2O

学生归纳整理学案，
对照答案，进行归纳学习
联系实际，引入课题

利用物质的分类方法学习新的知识

让学生初步感受到结构决定性质。

联系实际，让学生感受到学有所用。

强化物质的分类思想。
利用物质的分类观来指导新物质的学习。

用对比的方法学习。
教师活动
学生活动
设计意图
【展示】性质对比表

【练习】1、下列物质中,不能用玻璃瓶来盛装的是( C )
A.烧碱溶液 B.浓硫酸
C.氢氟酸 D.碳酸钠溶液
2、要除去SiO2中的CaO杂质，最适宜的试剂是（ B ）
A.纯碱溶液 B.盐酸
C.硫酸 D.氢氧化钠溶液
【提问】CO2溶于水生成H2CO3，SiO2不溶于水，它对应的酸是什么？如何制取？
【板书】2．硅酸 （1）制备
【讲述】制酸方法①酸性氧化物+水=酸；
②盐+酸=新盐+新酸
Na2CO3＋2HCl＝2NaCl ＋H2O＋CO2↑
强酸 弱酸
【示范实验4-1】试管中取3ml Na2SiO3溶液，滴入2滴酚酞，逐滴加入浓度为6mol/L的稀盐酸，边加边振荡，至红色变浅并接近消失时停止。记录实验现象，写出化学方程式。
【演示】用激光笔演示丁达尔效应
【板书】现象：溶液先变红色，后红色消失，生成白色凝胶
方程式Na2SiO3＋2HCl＝H2SiO3(胶体)＋2NaCl
【提问】根据强酸制弱酸原理，盐酸和硅酸的酸性谁强？
【板书】酸性：HCl＞H2SiO3
【提问】请写出该反应的离子方程式
SiO32-＋2H+＝H2SiO3(胶体)

【练习】3、下列各组物质有关性质关系的比较，正确的是（ C ）
A.溶解性：CO2 <SiO2
B.酸性：H2SiO3 > H2CO3
C.熔点：SiO2 > CO2（干冰）
D.硬度： SiO2 <CO2
4、试设计一简单实验方案,检验某生石灰样品中含有石灰石、石英
,
有关反应的离子方程式为
【答案】：取少量的样品研细放入试管中与过量的盐酸反应,若产生气体,说明样品中有石灰石,若仍有不溶物,说明样品中有石英。
CaCO3 + 2H+ =Ca2++CO2↑+ H2O
【课堂练习】见学案

【作业】已知碳酸的酸性比硅酸强，请你设计实验方案验证碳酸的酸性比硅酸强。

【学生分组实验4-1】试管中取3ml Na2SiO3溶液，滴入2滴酚酞，逐滴加入浓度为6mol/L的稀盐酸，边加边振荡，至红色变浅并接近消失时停止。

现象：溶液先变红色，后红色消失，生成白色凝胶
反应：Na2SiO3＋2HCl＝
H2SiO3(胶体)＋2NaCl

判断酸性：HCl＞H2SiO3

写离子方程式
SiO32-＋2H+＝H2SiO3(胶体)

与初中知识的衔接

培养学生实验设计、实验探究的能力