新课教学案：无机非金属材料的主角——硅(第一课时)

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1、高一化学教学案高一化学教学案必修 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 一、学习目标一、学习目标1知识与技能：使学生掌握硅的两种重要化合物二氧化硅及硅酸的主要性质并了解其用途；2过程与方法：引导学生对比学习硅的化合物（二氧化硅及硅酸）与碳的化合物（二氧化碳及碳酸） ，培养学生对新旧知识对比分析、归纳总结的学习方法；3情感态度与价值观：使学生了解二氧化硅和硅酸在日常生活、生产中的应用，感受化学的实用性，增强学习化学的兴趣，认识“科学技术是第一生产力” ，增强社会责任感。二、学习重难点二、学习重难点 二氧化硅和硅酸的性质三、学习过程三、学习过程联系联系：电脑的芯片、光

2、导纤维等高科枝产品，水泥、玻璃和瓷砖等日常生活中的实例问题问题 1 1：碳和硅在自然界中的存在形式原子结构示意图原子结构的特点在自然界中的存在碳硅 小结（1）两元素的共性：在化学反应中其原子既不易失电子也不易得电子，主要形成共价（四价）化合物。 （2）硅是一种亲氧元素，在自然界中它总是与氧相互化合的。一、二氧化硅（一、二氧化硅（SiOSiO2 2）问题问题 2 2：阅读课本 P74-75 页试画出由天然二氧化硅也称为硅石开始分类的树状分布图。（一）二氧化硅性质（一）二氧化硅性质1 1、思考与交流、思考与交流：根据你的生活经验请分析以下问题：二 氧化硅具有哪些物理性质？物理性质： 这些性质是由

3、决定的2、课后阅读及填空：请通过科学视野部分内容分析一下二氧化硅的结构有什么特点？ 二氧化硅晶体中每 1 个 Si 原子周围结合 个 O 原子， 在中心, 在四个顶角. 同时每 1 个 O 原子与 个 Si 原子相结合。二氧化硅晶体是以硅原子与氧 原子个数比为 组成的 结构的晶体,因此通常用 SiO2来表示二氧化硅的组 成.（二）（二） SiOSiO2 2的化学性质的化学性质问题问题 3 3：为什么在实验室中盛放 NaOH 溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？（Na2SiO3 有 粘性） 。 因为 SiO2易与强碱溶液反应，生成硅酸钠使试剂瓶受腐蚀，同时生成的硅酸钠溶液是一种 矿物胶，具有良好的

4、粘结性，易使瓶塞粘在一起而难以开启。二氧化硅也是一种酸性氧化物问题问题 4 4：二氧化碳具有哪些重要的性质呢？由 CO2的性质推测 SiO2可能具有哪些重要的性质？二氧化碳二氧化硅存 在物理性质与水反应与 NaOH 反应与 CaO 反应弱氧化性化学性质特性小结：SiO2是一种酸性氧化物，可能与水反应生成相应酸；与碱反应生成盐和水；与碱性氧化物反应生成盐。 （只是可能性） 阅读教材 P76 有关内容，思考并讨论：SiO2实际具有的性质与上述推导一致吗？有没有不 同的表现？请举例说明与上述推断不完全相同。不同表现是：SiO2是一种难熔固体，不溶于水。正是因为 SiO2不溶于水，所以不能直接与水反应

5、生成硅酸，但常温下除能与氢氧化钠溶液反应外，还能与氢氟酸反应生成 SiF4气体和水。比较性质异同归纳：SiO2性质主要表现在：它是一坚硬、难熔的固体，不溶于水，化学性质非常稳定。SiO2的这些性质是由其立体网状结构决定的。练习：完成下列反应的化学方程式：SiO2 + NaOH SiO2 + CaO SiO2 + HF 考考你：考考你：实验室现提供下列试剂瓶, 细口磨口塞玻璃瓶广口瓶细口橡皮塞玻璃瓶棕色广口瓶细口塑料瓶，如果你是实验室管理员,你将如何存放下列药品?你的依据是什么?a.二氧化硅_b.氢氧化钠溶液_c.硝酸银晶体_d.氢氟酸_e.浓硫酸_ 问题与探究：、实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟

6、酸？ 。、有人认为 SiO2既能和碱反应又能和酸反应，所以应认为它是一种两性氧化物。你同意这种看法吗？ 不同意这种看法。思考与探究思考与探究：如何以 SiO2为原料制备硅酸？写出化学方程式。实验 41：向约 1ml 的饱和 Na2SiO3溶液中,滴入酚酞,再滴入稀盐酸现象结论化学方程式思考：思考：从上述实验可知硅酸的哪些性质？思考讨论下列问题：（1）硅酸与盐酸比较，谁的酸性强？你是根据什么现象判断出来的？提示：酸与盐反应规律之一是较强的酸能制出更弱的酸。（2）硅酸与碳酸比较又会怎样呢？设计一个简单实验来证明。实验实验步骤现象结构化学方程式实验：往一定量的饱和硅酸钠溶液中通入足量的 CO2，观察

7、现象。结合实验 41，阅读教材 P76 最后一自然段，归纳总结硅胶的制备方法及其重要应用。制备方法：加适量盐酸或通入足量 CO2 干燥脱水 硅酸钠溶液 硅酸溶胶 硅胶用途：常用作干燥剂、催化剂的载体。碳酸硅酸物理性质化学性质用途总结：练习：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 H2CO3C.熔点：SiO2 CO2（干冰） D.硬度： SiO2 CO22、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4、

8、试设计一简单实验方案,检验某生石灰样品中含有石灰石、石英作业：作业：1、宣传科学知识，介绍高新科技，揭露伪科学，是科学工作者的义务，下列说法属于伪科学的是（ ） 。A.以二氧化硅为主要原料制造光导纤维 B.碳炉边放盆水，可防止煤气中毒C.在墙壁刚粉刷过石灰浆的室内生一炭火盆，墙壁会冒汗 D.用干冰进行人工降雨2、下列说法正确的是（ ）ASiO2能和水发生化合反应生成硅酸 BSiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸CSiO2的俗名叫水玻璃，不溶于水 DSiO2又叫水晶，能溶于 NaOH 溶液中3、盐酸、浓硫酸、氧气、氢氟酸、氢氧化钾溶液中，能与地壳中含量第一和第二的两元素形成的化合物起化学反应的是（

9、 ）A B C D4、将过量的二氧化碳通入下列溶液中，最终会出现浑浊的是（ ）A氯化钙溶液 B澄清的石灰水 C水玻璃 D硝酸钡溶液5、熔融烧碱应选用的器皿是（ ）A铁制坩埚 B普通玻璃坩埚 C石英坩埚 D陶瓷坩埚6、下列关于碳和硅的叙述中，不正确不正确的是（ ）A4 价氧化物都与氢氧化钠溶液反应 B单质在加热时都能与氧气反应C氧化物都能溶于水生成相应的酸 D碳元素有能导电的单质7、下列试剂可用带玻璃塞的玻璃瓶保存的是（ ）A硅酸钠溶液 B盐酸 C氢氟酸 D氢氧化钠溶液8、和空气接触可发生非氧化还原反应的物质组合是（ ） Na Na2SiO3溶液 Na2O2 烧碱溶液 石灰水 Fe(OH)2A

10、B C D9、已知由石墨转化为金刚石需要吸收热量，下列说法中正确的是（ ）A石墨比金刚石稳定 B金刚石比石墨稳定 C石墨和金刚石一样稳定 D以上结论都不正确10、某无色混合气体可能含有 CO2、H2、CO 和 H2O（气）中的一种或几种，依次进行以下处理（假设每次处理均反应完全）：通过盛有硅胶的干燥管时，气体体积不变；通过炽热的氧化铜时，固体变为红色；通过白色 CuSO4粉末时，粉末变蓝色；通过澄清石灰水时，溶液变浑浊。则原混合气体的成分不可能是A H2和 CO B CO2、H2和 CO C H2O 和 CO2 D H2和 CO211、按由多到少的顺序，在地壳中的含量列前四位的元素依次是 、

11、、 、 。碳、硅均位于元素周期表的 族，其原子结构示意图分别是 、 。碳是构成 的主要元素，硅主要以熔点很高的 和 的形式存在，是构成岩石与许多矿物的基本元素。12、由同一种元素组成的不同单质，称为该元素的同素异形体。在各种碳的同素异形体中，铅笔芯的主要成分是 ，它是一种深灰色、有金属光泽且不透明的片状固体，质软，具有润滑性，它能够 ，常用作电极。钻石的成分是 ，是无色透明的晶体，硬度 。由 60 个碳原子组成、形似足球的（写分子式）也是碳的同素异形体。13、下表中括号内的物质是杂质，试将除杂试剂和分离方法填入表中：混合物SiO2（CaCO3）SiO2 (Fe2O3)SiO2 (NaCl)Si

12、O2 (Si)Si(Al)NaHCO3(Na2SiO3)除杂试剂分离方法14、检验石灰中含有碳酸钙和二氧化硅的方法是：取少许试样，加入过量的 ，有 产生，说明石灰中含有 。充分振荡后过滤，有滤渣存在说明含有 。参考答案参考答案 巩固练习答案：1 B 2 D 3 B 4 C 5 A 6 C 7B 8B 9A 10C 11 O、Si、Al、Fe、IVA、原子结构示意图略、有机化合物、氧化物、硅酸盐 12 石墨、导电、碳元素、很大、C60 13（1）盐酸、过滤（2）盐酸、过滤（3）水、过滤（4）O2、加热（5）盐酸、过滤 （6）足量 CO2/H2O、过滤 14 稀盐酸、无色气体、碳酸钙、二氧化硅课外

13、阅读课外阅读硅在高新技术中的应用硅在高新技术中的应用单晶硅作为半导体器件的核心材料，大大地促进了信息技术的革命。自 20 世纪中叶以来，单晶硅随着半导体工业的需要而迅速了展。到 1996 年全球半导体产业销售额达到1410 亿美元，而其中单晶硅材料的销售达到 74 亿美元。中国消耗的大部分集成电路及其硅片主要依赖进口。但我国科技人员正迎头赶上，于 1998 年成功地制造出了 12 英寸单晶硅，标志着我国单晶硅生产进入了新的发展时期。信息材料技术是新材料技术的重要组成部分，也是信息技术尤其是电子信息技术发展的基础。从目前情况来看，硅半导体仍然是集成电路的主要材料。据估计在 21 世纪内，硅仍然会占半导致体材料的 95%以上。微电子与生物技术紧密结合的以 DNA 芯片等为代表的生物工程是 21 世纪微电子领域的另一个热点和新的经济增长点。采用微电子加工技术，可以在指甲盖大小的硅片上制作出含有多达 1020 万种 DNA 基因片段的芯片.利用这种芯片可以在短时间内检测或发现遗传基因的变化等情况。这无疑对遗传学研究、疾病诊断与治疗、转基因工程等具有极其重要的作用。