2022年高中化学《第四章非金属及其化合物》全章教案第一节无机非金属材料的主角硅.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载教 案课题:第四章 第一节 授课班级无机非金属材料的主角-硅一 课 时学问 1、明白硅在自然界中的含量、存在、用途教 与 2、明白二氧化硅的物理性质,把握二氧化硅的化学性质技能学过程1、自主学习,培育同学自学的才能;目与2、活动探究,通过硅与碳、二氧化硅与二氧化碳的比较,培育同学的归纳方法才能、比较才能;的情感通过明白材料进展的历史与前景,使同学熟悉化学在材料科学中的重要态度位置,体会化学的制造性和有用性,激发对化学科学的爱好;价值观重 点第四章二氧化硅的性质特别是作为酸性氧化物的性质 难 点二氧化硅的存在等STS 关注的拓展
2、性学习内容第一节 无机非金属材料的主角 -硅 一一、二氧化硅和硅酸1、二氧化硅 SiO2 1 存在2 用途知3 物理性质:熔点高,硬度大的固体、不溶于水,纯洁的SiO2 晶体识无色透亮结4 结构:空间网状结构构5 化学性质:稳固,不活泼与1具有酸性氧化物的性质:不溶于水且不和水反应 与强碱反应:SiO2+2NaOH=Na 2SiO3+H2O 板书与碱性氧化物反应: SiO2+CaO高温CaSiO3设2与 HF 的反应: SiO2+4HF=SiF 4 +2H2O 计2、硅酸 H 2SiO3硅酸是一种弱酸,它不溶于水,不能使指示剂变色,是一种白色粉末状的固体;Na2SiO3+2HCl=2NaCl+
3、H 2SiO3 Na2SiO 3+H 2SO4=Na2SO4+H 2SiO3 Na2SiO3+CO 2+H 2O=Na 2CO 3+H 2SiO3 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - H 2SiO3学习必备欢迎下载H 2O +SiO2教学过程教学步骤、内容引入 我们生成的地球,它坚硬的地壳是由什么构成的?教学方法、手 段、师生活动 配以多媒体图片岩石,构成岩石的主要成分是硅酸盐及硅的氧化物;问 一提到硅,同学们又能想到什么呢?硅谷:美国新兴的高技术产业开发区 ,电子技术讨论中心 ,运算机生产的 从感性上让同学重要基地
4、 ,位于加利福尼亚州圣弗朗西斯科南端 . 接触要学习的内半导体: 单晶硅是半导体器材的核心材料 ,硅半导体是集成电路的主要材 容,激起同学学习料,估量在 21 世纪 ,硅仍旧会占半导体材料的 95%以上 . 的爱好;沙子、石英、水晶:主要成分是硅的氧化物光导纤维 :从石英玻璃熔融体中 ,拉出直径为 100 微米的细丝 .再把千百根光导纤维组合并增强处理 ,就制成成光缆 ,其优点 :质轻 ,体积小 ,输送距离长,保密性好 ,成本低 . 导入 从古至今,在无机非金属材料中,硅始终都在扮演着主要的角色;今日,就让我们一同来讨论一下硅的氧化物 硅酸盐的性质;- 二氧化硅及硅酸和板书第四章 第一节 无机
5、非金属材料的主角 - 硅一讲 硅在地壳中含量丰富,仅次于氧,排在其次位,约占 26.3%;投影 元素周期表讲 位于周期表中的第四长列上的是碳族,这一族可谓是豪门望族;其中具有代表性的是其中的两位兄长;碳,形成了很多种构成人类和其“统治了有机界” ;其构成的煤、石油等有机化 它地球生物等的有机物,产品和材料是现代化的基石;而它的弟弟- 硅,地壳质量的约 90%,构成了地壳大部分岩石、沙子和土壤,“ 统治了地壳 ” ,而当今硅酸盐工 业的陶瓷、玻璃、水泥等使人类生活日新月异;摸索与沟通画出 C、Si 的原子结构简图,并由此分析:硅的化学性 质活不活泼,为什么?硅的化合价主要是多少?讲 Si 原子最
6、外层有四个电子,既不易失电子 ,也不易得电子 ,所以 ,硅的名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载化学性质不活泼;主要形成四价的化合物;硅是一种亲氧元素,在自然 界它总是与氧相互化合;所以在氧化气氛包围的地球上,硅主要以熔点 很高的 氧化物及硅酸盐的形式存在;摸索 常温下,单质碳、硅的化学性质都不活泼,为什么碳在自然界 中有稳固的单质(金刚石)存在,而硅却没有,说明白什么?单质硅的化学性质虽然稳固,但硅是一种亲氧元素,硅原子和氧 原子的结合特别坚固,形成的二氧化硅或硅酸盐中的硅氧化学键特别牢 固,硅氧
7、键一旦形成就很难被破坏,所以,自然界中硅都是以二氧化硅 或硅酸盐的形式存在,没有游离态的硅;过 下面我们第一来讨论一下二氧化硅的性质和用途;板书一、二氧化硅和硅酸 1、二氧化硅 SiO2 1 存在地球上存在的自然二氧化硅约占地壳质联系生活,激发求讲 SiO2 是硅的重要化合物;知欲;量的 12,其存在形状有结晶形和无定形两大类,通称硅石;投影 并展现水晶、玛瑙、石英坩埚、一段光缆图片出现,直观、深刻,加深熟悉;讲 水晶是自然界中六方柱状的透亮晶体,玛瑙的成分也是 SiO 2,它们除了一些常见的可作饰物等用途外,SiO2 在工业上用途也非学广泛,例如,以石英为材料而制成的纤维在电信行业的应用等;
8、板书 2 用途结晶形:玛瑙、石英、水晶硅石无定形:硅藻土 抽象思维,初步建立 SiO2 空间立体投影小结、制光导纤维 、石英玻璃制化学仪器 、石英表、石英钟结构;通过视频呈 现,使同学对 SiO2 的结构的懂得更深刻;、水晶制光学仪器和工艺品、玛瑙制精密轴承和装饰品名师归纳总结 讲 结合已有的关于水晶、沙子主要成分也是SiO2 的学问,摸索一第 3 页,共 12 页下, SiO2 的物理性质有哪些,留意与CO 2 进行比较讨论- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载板书 3 物理性质:熔点高,硬度大的固体、不溶于水,纯洁的 SiO2 晶体无
9、色透亮摸索 为什么 SiO2 与 CO2 的性质上有着这么大的差别呢?讲 主要取决于结构的不同;CO 2 是 C 与 O通过化学键所连接的分子结构,而 SiO2 是SiO 四周体结构投影 硅氧四周体结构1 个 Si 原子四周结合SiO 讲 SiO 4四周体:每4 个 O 原子, Si 在中心 ,O在四个顶角 . 同时每 1 个 O 原子四周结合2 个 Si 原子相结合; 二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为2:1,通常用 SiO2 来表示二氧化硅的组成. 板书 4 结构:空间网状结构讲 我们说, 结构打算性质, SiO2 的网状结构不仅打算了其物理性质的特别性,仍打算了其化学性质的稳固性;板书 5
10、 化学性质:稳固,不活泼提高同学信息处 理才能,1具有酸性氧化物的性质:不溶于水且不和水反应 与强碱反应:SiO2+2NaOH=Na 2SiO3+H2O 与碱性氧化物反应: SiO2+CaO高温CaSiO3讲 SiO2 除了具有酸性氧化物的通用性之外,仍具有特性;比如酸性氧化物一般不与酸反应,而 璃的反应原理SiO2 却能与 HF 反应,这也是工业上雕刻玻板书2 与 HF 的反应: SiO2+4HF=SiF 4 +2H 2O 讲 除此之外, SiO2 在制水泥、玻璃、纯硅时,仍有一些特别反应投影小结名师归纳总结 3弱氧化性: SiO2+2C高温Si +2CO 工业上制粗硅 第 4 页,共 12
11、 页4与某些盐反应:Na2CO 3+SiO 2高温Na2SiO3+CO 2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - CaCO3+SiO 2高温CaSiO3+CO 2 学习必备欢迎下载 工业上制玻璃的主要反应摸索与沟通1、试验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸?HF 能腐蚀玻璃,因此,盛装氢氟酸不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶;2、试验室盛装 NaOH 溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞?NaOH 溶液能与玻璃中的 SiO2 反应生成 Na 2SiO3 ,使瓶塞部分粘结而无法打开; 因此盛装 NaOH 溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡胶塞;过 刚才我们提到SiO 2
12、不能溶于H 2O 得到相应的酸,但它对应的酸叫硅酸,那么硅酸是一种怎样制得的酸呢?板书 2、硅酸 H 2SiO3讲 H2SiO3 是一种比 H 2CO 3 仍要弱的酸, 它不溶于水, 不能使指示剂褪色,是一种白色粉末状的固体;板书硅酸是一种弱酸,它不溶于水,不能使指示剂变色,是一种白色粉末状的固体;提高同学科学精 神问 SiO2 不溶于水且不和水反应,制备 CO2 的方法来设想一下?那么要如何制备硅酸呢?结合中学讲 中学制备 CO2 是利用碳酸盐与强酸反应,是强酸制弱酸的原理;H2SiO 3也是一种很弱的酸,我们是否也可以用硅酸盐来制备呢?投影试验 P76 试验 4-1 试验 4-1:向饱和
13、Na2SiO3 溶液中滴入酚酞,再滴入稀盐酸 现象 滴入酚酞溶液显红色,再滴入盐酸红色消逝,并有透亮 胶状物质生成结论Na2SiO3 溶液呈碱性, 与酸反应生成了H 2SiO 3 且 H 2SiO3难溶于水化学方程 Na2SiO3+2HCl=H 2SiO3 +2NaCl 式问 如改向 Na 2SiO3 溶液中滴加 H2SO4 会有什么现象呢?板书 Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H 2SiO3 Na2SiO3+H 2SO4=Na 2SO4+H 2SiO3 硅酸浓度较大时,讲所生成的硅酸逐步聚合而形成胶体硅酸溶胶,就形成软而透亮的、胶冻状的硅酸凝胶;硅酸凝胶经干燥脱水就形成硅酸干胶,称为
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