无机非金属材料的主角——硅第1课时教案

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1、第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角——硅第一课时硅和硅酸教学目标：1、掌握硅、二氧化硅的存在、结构特点和性质。2、掌握硅酸的制取方法。3、体会硅在无机非金属材料中扮演的重要角色，增强将化学知识应用于生产、生活和科学技术的意识，赞赏化学科学对信息技术和社会发展的贡献”。教学重难点：硅、二氧化硅结构特点和性质；硅酸的制取方法教学方法：引导、实验探究、对比、练习教学用具：多媒体、试管、量筒、胶头滴管、试剂瓶教学过程【课程导入】二氧化硅、粘土等物质在现代科技、工农业生产中发挥着很大的作用，今天我与同学们一起探讨一下其中的硅“秘密”。【师】硅是自然界中分布很广的一种元素

2、，它的含量仅次于氧,居第二位，为26.3%。请同学们看图4-1。【师】硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中的大部分岩石、沙子和土壤，约占地壳质量90%以上。各种各样的硅酸盐和水、空气和阳光构成了人类及生物生存的根基。自古至今，在无机非金属材料中，硅一直扮演者主角的角色。【师】那碳和硅元素结构上有什么不同呢？我们能否推测硅单质的性质有哪些？【师】请画出硅和碳的原子结构示意图【生】【分析】硅的原子结构示意图与碳相似，硅原子和碳原子的最外层电子数均为4，硅和碳一样，其原子既不易失去电子也不易得到电子，主要形成四价的化合物。下面我们就来学习硅的两种重要化合物。【板书】一、二氧化硅和硅酸【

3、生】阅读P74第三段【师】从书上我们知道硅为亲氧元素，在地球上硅主要是以熔点很高的氧化物及硅酸盐形式存在；而碳主要形成石灰岩和碳酸盐矿物，碳的氧化物二氧化碳通过光合作用进入以碳为骨架的有机世界。【板书】1、二氧化硅【师】地球上天然二氧化硅称为硅石，约占地壳质量的12％，存在形态有结晶性（二氧化硅晶体）和无定性（硅藻）两种。【板书】1）、二氧化硅晶体结构【生】阅读科学视野【多媒体】二氧化硅晶体模型【师】将晶体硅结构中的每一个“硅-硅”共价键打开，并在其间夹入一个氧原子，就形成了二氧化硅的晶体。这样，每个硅原子和四个氧原子以共价键结合，形成以该硅原子为中心的正四面体型结构，这种

4、正四面体型结构向空间伸展，就形成了具有空间网状结构的原子晶体。由于每个氧原子同时和两个硅原子成键，所以二氧化硅晶体中，硅氧原子数之比为1∶2，SiO2只表示一种比例关系，并不表示晶体中存在SiO2的小分子。【生】看图4-3、4-4、4-5二氧化硅的用途【师】从图中看出水晶—石英是无色透明的晶体；具有彩色环带状或层状的称为玛瑙。石英可用来做石英钟、石英表，耐高温的石英玻璃；用石英、玛瑙可以制作城饰物和工艺品等。【师】那二氧化硅的性质如何？【师】我们都知道水晶，石英，砂子都是比较坚硬难容的固体。由此就可以得出二氧化硅的物理性质，是一种坚硬难溶的固体。【板书】2）、物理性质:坚硬

5、、难溶固体【师】那二氧化硅具有哪些化学性质呢？【板书】2）、化学性质【师】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？同学们说的小刀，但玻璃很硬，无法用小刀在玻璃上刻。【师】其实用的是氢氟酸，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，由此，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。【板书】a、与酸（HF）反应：SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O注意：SiO2的化学性质很不活泼，氢氟酸是唯一可以与之反应的酸。【师】（展示盛有硫酸铜溶液、氢氧化钠溶液的试剂瓶）这

6、两个试剂瓶有何不同？【生】观察：盛有硫酸铜溶液、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而不是玻璃塞呢？【师】是由于SiO2能和碱起反应，生成粘稠的硅酸钠，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。（学生可能会问：但平时盛装NaOH溶液却仍然使用玻璃容器，只是用橡皮塞，这是为什么？因为尽管NaOH能与SiO2该反应并不十分迅速，而玻璃表面较光滑，接触面积很小，反应的程度较小，对玻璃瓶的腐蚀并不明显。但如果用磨口塞的话，磨口处的表面积远大于光滑表面，反应后在表面生成Na2SiO3是一种粘性物质，将瓶塞与瓶子紧紧粘在一起而无法打

7、开瓶塞，因而必须用橡皮胶塞。）【师】二氧化硅能与碱反应生成盐和水，我们把这样的氧化物称为酸性氧化物。我们知道，酸性氧化物如二氧化碳还能与碱性氧化反应，因此二氧化硅也能与碱性氧化物反应。【板书】b、与碱反应：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OC、与碱性氧化物反应：SiO2+CaO高温CaSiO3【师】二氧化硅对应的酸是硅酸，但是二氧化硅不溶于水，那么，硅酸如何制取？它又是一种什么样的酸呢？下面我们就来学习这个问题。【板书】2、硅酸(H2SiO3)【师】硅酸是一种比碳酸还要弱的酸，它不溶于水，不能使指示剂变色