1_无机非金属材料的主角——硅_教学设计_教案

第一篇：1_无机非金属材料的主角——硅_教学设计_教案

教学准备

1.教学目标

知识与技能：

1．了解二氧化硅的晶体结构，掌握二氧化硅的化学性质，了解其用途。2．对硅酸的组成、性质及制备形成初步的认 识。3．了解硅酸盐的组成的表示方法、性质及应用。4．理解硅酸钠的性质及应用。过程与方法

通过对二氧化硅的晶体结构及其化学性质的学习，培养学生空间想象能力和逻辑思维能力。

情感、态度与价值观 感受化学在生活生产中的重要地位，培养学生关注社会的意识和责任感。

2.教学重点/难点

教学重点： 二氧化硅的性质和硅酸的制备；硅单质及其化合物的性质，硅的制法。难点： 二氧化硅和硅的性质

3.教学用具

多媒体

4.标签

无机非金属材料的主角

教学过程 新课引入

展示图片：水晶、玛瑙、石英坩埚、沙子。你知道组成这些物质的成分是什么吗？

讲述：这些物质虽然看起来形态各异，实际上它们都含有同一种元素——硅，硅在地壳中的含量仅次于氧。大到高科技领域，小到我们的周围，到处都有硅及其化合物的踪影。当今电子工业的飞速发展，更是与人们对硅的性质的认识息息相关。本节课，我们首先来学习二氧化硅及其化合物——硅酸的有关知识。

二、新课教学 板书：第一节

硅

过渡：首先，我们来了解一下硅元素的有关知识。

学生阅读课本第74页的第一、二自然段，了解硅在自然界的含量、存在形态等方面的内容。

归纳整理：硅以化合态存在于自然界，硅元素主要以氧化物和硅酸盐的形式存在于地壳的各种矿物和岩石里。

过渡：我们先来学习硅的氧化物——二氧化硅的性质。(一)二氧化硅和硅酸 1．二氧化硅

学与练：写出C和Si的原子结构示意图，根据最外层电子数，推测CO2 和SiO2的性质是否相同？

归纳整理：C和Si的最外层都有4个电子，CO2 和SiO2分别是二者的最高价氧化物，它们的性质应该相似但又不完全相同。

思考与交流：请同学们回忆我们初中学过的二氧化碳的性质，并从物理性质和化学性质两方面回答。学生思考交流回答，教师补充。归纳整理：

①二氧化碳的物理性质：常温常压下是无色无味的气体、能溶于水、密度比空气大。

②二氧化碳的化学性质： CO2+H2O=H2CO3 CO2+Na2O==Na2CO3 CO2+CaO==CaCO3 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O CO2能与碱反应生成盐和水，是酸性氧化物。

过渡：下面我们来学习二氧化硅的性质，并和二氧化碳的性质加以比较，看二者是否相同。

学生阅读教材第75页的内容，了解二氧化硅的性质及用途。

归纳整理：二氧化硅广泛存在于自然界中，与其他矿物共同构成了岩石，天然二氧化硅也叫硅石。砂子的主要成分就是二氧化硅，石英的主要成分也是二氧化硅，水晶是纯度较高的二氧化硅。二氧化硅可用来做光导纤维；石英可用来做石英钟、石英表，耐高温的石英玻璃；水晶可以用来制造电子工业中的重要部件、光学仪器、工艺品、眼镜片等，含有有色杂质的石英，还可用于制造精密仪器轴承，耐磨器皿和装饰品等。⑴二氧化硅的物理性质：

SiO2是一种坚硬难熔的固体，不溶于水。用途：可用于制作光导纤维、石英坩埚、饰品等。

讲解：CO2、SiO2的物理性质差别很大，二氧化碳是一种无色无味的气体，二氧化硅是一种坚硬难熔的固体。原因是二者的结构不同，相关知识我们将在选修教材中学习。

过渡：SiO2与CO2的物理性质差别很大，那么它们的化学性质是不是也有这么大的差异呢？请大家阅读课本第76页有关内容，并填写下表。板书；

⑵二氧化硅的化学性质

PPT展示：SiO2与CO2化学性质的比较 展示一个同学的答案，分析对比，得出结论。

归纳整理：CO2、SiO2的化学性质差别不很大，比较相似，都能与碱性氧化物或强碱反应生成盐，都是酸性氧化物。二氧化硅不能溶于水得到相应的酸——硅酸。酸性氧化物一般不与酸发生化学反应，而二氧化硅却能与氢氟酸发生反应，这也是工业上用氢氟酸雕刻玻璃的反应原理。以上两点，属二氧化硅的特性。①特性：

a．不溶于水的酸性氧化物。

b．能与氢氟酸反应：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O。②酸性氧化物

a．与碱反应：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O。b．与碱性氧化物反应：SiO2+CaO?==CaSiO3。思考与交流：

（1）为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？（2）实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？

（3）某同学根据SiO2既可与碱反应，也能与氢氟酸反应，推断SiO2为两性氧化物。是否正确？

学生思考交流回答，教师补充。归纳整理：

（1）因为玻璃中含有SiO2，SiO2是酸性氧化物，能和碱反应生成Na2SiO3，而Na2SiO3具有粘合性，容易使玻璃瓶塞和瓶颈粘在一起而不能打开。（2）因为玻璃中含有SiO2、SiO2能与氢氟酸反应，故不用玻璃瓶，用塑料瓶盛放。

（3）两性氧化物是指既和酸反应，又和碱反应生成盐和水的氧化物，而SiO2与氢氟酸反应没有生成盐，故SiO2不是两性氧化物。

过渡：二氧化硅不能溶于水得到相应的酸——硅酸。那么，硅酸是怎样的一种酸？它怎样制得呢？下面我们就来学习这个问题。2．硅酸(H2SiO3)学生阅读教材第76页最后一自然段，了解硅酸的性质。归纳整理并板书： ⑴物理性质

硅酸是一种白色的固体，酸性比碳酸还要弱，它不溶于水。实验探究：

学生分组做教材第76页探究实验4-1，观察并记录实验现象，填写下表： 讨论：实验室制硅酸的原理。归纳整理并板书： ⑵制取原理：

强酸制弱酸——可溶性硅酸盐与酸反应得到 Na2SiO3+2HCl=H2SiO3(胶体)+2NaCl 过渡：硅酸的酸性比碳酸还要弱，那么根据强酸制弱酸的原理，推测向Na2SiO3溶液中通入CO2会出现什么现象？写出反应方程式。学生思考回答。归纳整理并板书： 现象：有白色沉淀生成。

化学方程式：Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3。

讲解：先形成硅酸溶胶，浓度较大时形成硅酸凝胶。硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶，称为硅胶。硅酸在加热条件下会进一步失水得到二氧化硅。板书：

⑶化学性质：H2SiO3 == SiO2+H2O ⑷用途——硅胶，做干燥剂。巩固练习

1．地壳中含量第一和第二的两种元素所形成的化合物中，不具有的性质是（）A．熔点很高

B．与水反应生成对应的酸

C．可与烧碱反应生成盐

D．坚硬

2．要除去SiO2中混有的少量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

3．下列试剂能贮存在磨口玻璃塞的试剂瓶里的是（）A．HF溶液

B．KOH溶液

C．盐酸

D．水玻璃 参考答案：B

B

C(二)硅酸盐

阅读教材第77页第一自然段，了解硅酸盐的组成。归纳整理并板书：

1．硅酸盐：由硅、氧和金属组成的化合物的总称。多数不溶于水，化学性质很稳定。

讲述：硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，自然界中存在的各种天然硅酸盐矿物，约占地壳质量的5％。粘土的主要成分是硅酸盐。粘土是制造陶瓷器的主要原料。硅酸盐的种类很多，结构也很复杂，通常可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成。书写时，应把金属氧化物写在最前面，然后写SiO2，最后写H2O。且各种氧化物之间用“·”隔开。板书：

硅酸盐组成的表示方法：

如： Na2SiO3

Na2O·SiO2 Al2(Si2O5)(OH)4

Al2O3·2SiO2·2H2O 过渡： 硅酸盐种类很多，大多难溶于水，可溶性硅酸盐最常见的是Na2SiO3，它的水溶液俗称水玻璃，又称泡花碱，是一种无色粘稠的液体，它有什么用途？ 2．硅酸钠(Na2SiO3)：可溶于水，其水溶液俗称水玻璃。实验探究：

学生分组实验教材第77页实验4-2。填写下表：

归纳整理：实验室里用于制H2SiO3，工业上可制成硅酸凝胶，处理后就得硅胶。硅胶是一种很好的干燥剂和催化剂载体。食品袋里的通常用硅胶作干燥剂。投影：硅胶图片样品。

板书：用途：制备硅胶和木材防火剂。

过渡： Na2SiO3还有哪些用途？请同学们回忆盛放碱液的试剂瓶能否用玻璃塞？说明了什么问题？ 学生思考交流回答。展示：

（1）用玻璃塞塞紧的长期装碱液的试剂瓶，拔其瓶塞。（2）室内装修用过的盛玻璃胶的塑料瓶，读出玻璃胶的成分。归纳整理：

Na2SiO3还可用作粘合剂，用于粘玻璃制品。

阅读教材第77页科学视野，了解硅酸盐如何具有保肥能力。

过渡：我国是一个有着悠久历史的国家，从古到今，人类创造性的生产出了几类硅酸盐产品——陶瓷、玻璃、水泥等，下面我们通过录像和图片了解硅酸盐产品的发展历史和它们在日常生活中的应用。播放（1）秦兵马俑图片或录像。

（2）有关博物馆中的古陶器和瓷器介绍的影视资料。（3）雄伟壮观的现代建筑。学生观看并发表他们的感想。

讲述：陶瓷是中国人发明并最早使用，欧洲人视中国陶瓷为无价之宝，所以欧洲人把瓷器叫做“China”，久而久之 “China”就成了中国的英文名称。陶瓷在我国历史悠久，但目前发展状况不容乐观，还需各位作出不懈努力，宏扬民族文化精髓。那么你能否举出几例现代社会中含硅元素的新型无机非金属材料？ 学生阅读教材第78～79页，了解新型无机非金属材料的成分和用途。展示图片：超导材料、新型陶瓷、光导纤维等。

讲述：能源、材料、信息是文明的三大支柱，而能源问题的解决和信息社会飞速发展的前提是能源材料、信息材料的突破。硅在现代电子、航空航天、敏感材料、超导材料中起着十分重要的作用。

学生阅读教材第79～80页，了解硅的存在和用途。

归纳整理：在自然界中无单质形式存在的硅，只有化合态硅。硅是构成矿物和岩石的主要元素。人类虽然在一万年前制出了陶器，而人类真正认识硅元素是在1823年由瑞典化学家贝采利乌斯用金属钾还原四氟化硅时获得单质硅的。展示图片：单晶硅。(三)硅单质

1．物理性质：灰黑色有金属光泽的固体。熔点高，硬度大。2．用途：是重要的半导体材料，制造太阳能电池，制造硅合金等。学与练：写出碳和硅的原子结构示意图，分析硅的化学性质是否活泼。解释：硅、碳同属ⅣA族元素，最外电子层有4个电子。所以硅的化学性质与碳相似，常温下比较稳定。归纳整理：

3．硅的化学性质：常温下不活泼，除氟气、氢氟酸和强碱外，一般不与其他物质反应。加热条件下，可与氧气反应。归纳整理：

阅读补充资料，了解硅的工业制法。

4．硅的工业制法：工业上，用焦炭在电炉中还原SiO2得到含有少量杂质的粗硅。

SiO2＋2C=Si＋2CO↑

粗硅能跟氯气反应得到SiCl4，再用氢气还原制得纯硅 Si（粗）+2Cl2=SiCl4 SiCl4+2H2=Si（纯）+4HCl

课堂小结

1．了解了硅元素在自然界中的存在和含量。

2．学习了二氧化硅的存在形式和性质，并和CO2进行了对比。

3．学习了硅酸的性质和用途，并通过硅酸的制取了解一种重要的化学反应原理——强酸制弱酸。

4.硅酸盐的定义、表示方法及工业产品 5.硅酸钠的性质和用途

6.硅单质的存在形式、性质、工业制备和用途

课后习题

1．下列说法中，正确的是（）A．陶瓷、玻璃、水泥都是硅酸盐产品

B．水晶、玛瑙、光纤、硅胶的主要成分都是SiO2 C．SiO2很稳定，与所有的酸都不反应

D．将石棉(CaMg3Si4O12)化学式改写成氧化物的形式：3(MgO·CaO)·4SiO2 2．下列不能用磨口玻璃瓶盛放的试剂是（）A．溴水

B．水玻璃

C．高锰酸钾

D．硝酸 3．下列表述中，正确的是（）①人造刚玉熔点很高，可用作高级耐火材料，主要成分是二氧化硅

②化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐

③提前建成的三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料

④夏天到了，游客佩戴由添加氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛

⑤太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能

A．①②③

B．②④

C．③④⑤

D．③⑤ 参考答案： 1．A 2．B 3．D

板书。

第二篇：无机非金属主角硅教案

第一节 无机非金属材料的主角——硅

教材分析：

硅是带来人类文明的重要元素之一，硅及其化合物是元素化合物知识的重要基础知识。本节内容不仅为形成化学基本观念提供感性基础，也为了解化学与生活，化学与社会发展，化学与技术进步之间的密切关系提供了丰富的素材。

本节的主要内容有硅在自然界中的存在形式、二氧化硅的性质、硅酸盐的性质、硅及化合物的用途。在教学中可采用碳和硅（同一主族相邻的两种元素）进行对比，突出它们的相似性与不同性。另外多运用日常生活中的事例进行教学，联系生产生活的实际，充分利用实物、模型、彩图、实物照片等形式，增强教学的直观行，激发学生的学习兴趣，培养学生热爱科学的情感。教学目标：

知识与技能

1、了解硅的重要化合物的主要性质，认识硅及其化合物的主要用途。

2、联系生产生活实际，培养学生对知识的迁移能力。

过程与方法

1、采用对比的方法，联系碳、二氧化碳大等学生已有的知识、经验来介绍硅、二氧化硅等新知识。

2、运用日常生活中事例进行教学，增强教学的直观性。

科技的象征。

[师]既然硅这么重要，那么他是如何存在，有些什么性质呢？

[板书]§4-1无机非金属材料的主角——硅 [师]主角，我们足以看出硅的地位。我们看课本P46 图3-1，硅在地壳中的含量居第二，仅次与氧。

硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤、约占地壳总量的90%以上。[学生活动]看图4-1 [师]大家在元素周期表中找到硅，并且写出硅和碳的原子结构示意图。[学生活动] C

Si

[师]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。但他们却是不可以忽视的：碳--统治了有机界：碳是构成有机物的主要元素；硅—统治了无机矿物界：硅是构成岩石与许多矿物的基本元素。

下面我们的学习就围绕着碳和硅的相似性进行学习。[学生活动]回顾碳的相关知识

存在酸性氧化物

弱酸

性质

[学生活动] [归纳、总结、板书] ① 物理性质：熔点高、硬度大 ② 用途：建筑材料、饰品、工艺品 ③ 化学性质：稳定性好

[过渡]下面我们一起来看看SiO2的化学性质，玻璃的主要成分是二氧化硅和硅酸盐，我们通过其性质，来看SiO2的性质。

[师]我们可以用玻璃瓶来装试剂：酸、碱、盐，这可以看出其化学性质稳定，不能够跟一般的酸发生反应，除HF外。[板书]a、不与酸反应，氢氟酸除外

SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O

用途：可以在玻璃上雕刻花纹等

[师]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]装有NaOH的试剂瓶

[思考]一般的试剂瓶都使用玻璃瓶塞，而这个试剂瓶使用的是橡胶塞，为什么？ [思考、讨论] [总结]我们开始将CO2和SiO2比较，CO2是酸性氧化物，SiO2也是酸性氧化物，所以其具有酸性氧化物的通性，即能与碱、碱性氧化物反应。

制取、用途。需要重点掌握二氧化硅的性质和硅酸的制取。

板书设计：

§4-1无机非金属材料的主角——硅

1、二氧化硅

SiO2 ① 物理性质：熔点高、硬度大 ② 用途：建筑材料、饰品、工艺品 ③ 化学性质：稳定性好

a、不与酸反应，氢氟酸除外

SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O

用途：可以在玻璃上雕刻花纹等

b、与碱性氧化物反应

SiO2CaO  CaSiOC、与碱反应

SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O

2、硅酸

实验过程：

现象：红色消失，生成白色凝胶

结论：硅酸钠转化为硅酸

反应：Na2SiO3＋2HCl＝H2SiO3(胶体)+2NaCl

高温

第三篇：无机非金属材料的主角----硅教案

无机非金属材料的主角------硅 教案

院系:化学化工学院 时间:15min 科目:化学必修一 课题:无机非金属材料的主角---硅(一)主讲人: 汪敏 训练技能：

一、教学目标

1.知识与技能

⑴了解二氧化硅在自然界中的含量、存在、用途 ⑵了解二氧化硅的物理性质，掌握二氧化硅的化学性质 2.过程与方法

⑴自主学习，培养学生自学的能力。⑵对比归纳学习二氧化硅的性质 3.情感态度价值观

⑴认识二氧化硅用途，体会化学的实用性

⑵感受化学在生活生产中的重要地位，增强将化学知识应用到生活、生产和科学技术中的意识。

二、教学重难点

重 点：二氧化硅的性质和用途

难 点：二氧化硅的性质

三、教学过程

教学步骤、内容

[引言］(讲述)在上课之前，我给大家讲一个发生在我生活中的故事。一天，我送给我的双胞胎表妹一对精美的玻璃杯，然而我的双胞胎表妹不满意了，说是不喜欢和对方一样的东西，你们总送我们一样的东西，太没新意了。我想也是，人都希望自己是与众不同的，对待自己的东西也一样。那么，我该怎样让我的礼物与众不同呢。我想到了这样一个办法，（图片展示）用此法，我在一个玻璃杯上刻上大表妹喜欢的猫咪头像，另一个杯子上刻上小表妹喜欢的小熊图案，分别送给表妹们，她们都满意了。故事讲完了（设问）引入课题 ［板书］第一节无机非金属材料的主角——硅 ［自学辅导、教学点拨］请同学们阅读教材第74页、75页，待会我会请一位同学总结二氧化硅的含量和存在形态。［板书］

一、二氧化硅SiO2

1、存在形式：

［屏幕显示］总结、评价学生的回答。SiO2是硅最重要的化合物。地球上的天然二氧化硅约占地壳质量的12%，其存在形式有结晶型和无定型两大类，统称硅石。［板书］结晶型 无定型

即然天然二氧化硅在地壳中占了不小的比例，那么它究竟存在与哪些物质中呢？我们一起来看一下这几幅图片吧。自然界存在的石英、水晶、玛瑙广泛地应用在饰品制造中，和我们的生活有着密切联系。比如老师手上的这块表，它的表盘就是石英材质的。那么我们在看一下这幅图片，大家有没有什么印象。金镶玉”是北京奥运会的奖牌，喻示中国传统文化中的“金玉良缘”，体现了中国人对奥林匹克精神的礼赞和对运动员的褒奖。介绍了较之不菲的玉，看一下这幅图片，沙子，在我们的生活中更是随处可见了，相对来说较前几者都廉价多了，但是不论是石英、玛瑙，水晶还是廉价的沙子，他们的组成都含有二氧化硅。［过渡］讲完了二氧化硅的存在，我们一起来学习一起它的性质 ［板书］

2、二氧化硅的性质

（讲述）请同学们根据刚才老师列举的二氧化硅的存在的例子推测一下它具有怎么的物理性质 ［板书］（1）物理性质

（引导学生总结，并板书）熔点高、硬度大，不溶于水的固体。

［过渡］那么为什么二氧化硅具有熔点高硬度大，这样良好的物理性质，结构决定性质，为了探究其根本原因，我们来分析一下的结构 ［屏幕显示］展示二氧化硅空间结构。

［分析引导］观察二氧化硅的空间结构示意图，与金刚石的结构很相似，猜测二氧化硅很坚硬，在通常情况下化学性质很稳定，实验室里石英坩埚用来作高温反应仪器，也正是证明了这一点猜测。那它的化学性质究竟是怎样的呢？ ［板书］（2）化学性质

[ 讲述 ] 既然二氧化碳和二氧化硅的结构相似，就意味着两者的化学性质也相近。那我们通过对比两者的化学性质，来进一步学习二氧化硅的化学性质吧。［屏幕显示］CO2和SiO2化学性质的比较

(1)CO2 SiO2与水反应：CO2＋H2O==H2CO3；SiO2与水不反应。

(2)与碱反应CO2＋2NaOH==Na2CO3＋H2O SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(3)与碱性氧化物反应CO2＋CaO==CaCO3 SiO2＋CaO==CaSiO3 ［设疑］装氢氧化钠的试剂瓶瓶塞不能用磨砂玻璃塞，而用橡胶塞？

［分析］装氢氧化钠的试剂瓶瓶塞不能用磨砂玻璃塞，因为玻璃的主要成分二氧化硅易与碱液反应生成对应的硅酸盐，SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O俗称泡花碱，是一种水溶性硅酸盐，其水溶液为水玻璃有较强的粘结力强将瓶盖黏合。［设疑］为什么实验室不用玻璃试剂瓶盛装HF酸？

［分析］实验室不用玻璃试剂瓶盛装HF酸，因为玻璃的主要成分是二氧化硅，氢氟酸与二氧化硅反应：SiO2＋4HF==SiF4↑＋2H2O； ［屏幕显示］展示二氧化硅的用途的图片。［小结］总结回顾二氧化硅的物理,化学性质。［随堂训练］

1.①盐酸、②浓硫酸、③氧气、④氢氟酸、⑤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（）A．①② B．④⑤ C．②④ D．③④ 2.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

总板书设计

第一节 无机非金属材料的主角——硅 一、二氧化硅

（1）存在形式：结晶形、无定形

（2）性质

物理性质：熔点高、硬度大，不溶于水的固体。

化学性质： SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O SiO2+4HF= SiF4↑ +2H2O（3）用途：

第四篇：无机非金属材料的主角硅 教案

第四章 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）了解硅在自然界中的存在形式、含量和用途；（2）了解二氧化硅的性质，认识二氧化硅的用途；（3）了解硅酸的性质及制备方法；

2、过程与方法：

（1）通过对比的方法，结合碳、二氧化碳等知识来学习硅、SiO2等新知识；（2）学会运用对比方法来认识物质的共性和特性；

（3）初步学会以“结构——性质——用途”的学习模式去认识新的物质；

3、情感态度与价值观：

（1）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。

二．教学重点

二氧化硅的用途、性质，硅酸的性质

三．教学难点

二氧化硅的化学性质、结构

四．教学方法：对比法、实验探究。

五．教学流程设计：硅的含量及存在——硅的原子结构（与碳比较）——SiO2的分类——SiO2的应用——SiO2的物理性质（与CO2比较）——SiO2的空间结构（与CO2、金刚石比较）——SiO2的化学性质（与CO2比较）——H2SiO3制备及性质

六．教学过程

（一）【引课】中国4000年前的陶器主要成分是硅酸盐，现代高科技芯片主要成分是硅，二者相差千年，却存在共同的元素-硅。这就是本节课我们学习的主题：硅——无机非金属材料的主角

【板书】4.1无机非金属材料的主角——硅

【师】硅是会意字，可拆成，从字上可以看出硅是构成岩石、沙子和土壤的基本元素，约占地壳质量的90℅以上，是人类生存的基础。

【衔接】硅在地壳中的含量排第二，仅次于氧元素，那硅在自然界中的存在形态是化合态还是游离态？又主要以什么样的物质形式存在的？为什么？带着这几个问题我们来阅读教材

P74中段部分。

【学生】（应该能回答）以化合态的形态存在；主要有硅的氧化物及硅酸盐；硅是一种亲氧元素。

【师】因为硅是一种亲氧元素，在自然界中总是和氧相互化合，因此硅在自然界中无单质形态，是以化合态存在，其化合物主要为氧化物及硅酸盐。【师】我们先来学习硅的氧化物——二氧化硅SiO2 【板书】一.二氧化硅SiO2 【PPT】SiO2广泛存在于自然界中，与其他矿物共同构成了岩石，天然的二氧化硅也叫硅石。【阅读与思考】阅读课文，完成硅石的树状分类.【学生】学生板书展示

【师】（展示PPT）硅石可分为结晶形和无定形两类，石英晶体是结晶形的二氧化硅，纯净的石英是无色透明的晶体，也就是常说的水晶，含有杂质的具有彩色环带状或层状的石英称为玛瑙；而无定形的硅石主要有硅藻土。

【思考与交流】海南存在大量的沙子，沙子中含有小粒的石英晶体，联想一下沙子，SiO2有哪些物理性质? 【学生】引导学生从态、熔沸点、水溶性、硬度上回答 【板书】1.物理性质：固体、熔点高、硬度大、难溶于水。

【师】硅最外层电子数是4，与它最外层电子数相同的还有碳。硅和碳最外层电子数都为4个，它们的氧化物二氧化硅与二氧化碳的物理性质却有很大的区别。【PPT】SiO2与CO2的物理性质比较

【学生】引导学生回答CO2的物理性质（状态、硬度、水溶性、熔沸点）

【思考与交流】为什么SiO2与CO2的物理性质相差这么大呢？物质的性质是由结构决定的，下面我们来看看SiO2具有怎样的空间结构。

【师】教材P75右上角图4-2就是SiO2晶体的基本结构单元，每个Si接4个O形成正四面体，每个O接2个Si使其结构向空间延伸，形成立体网状结构。该立体网状结构中没有单独的SiO2分子，只存在硅氧原子且Si：O=1 ：2。PPT展示：

【板书】2.结构：立体空间网状结构

【师】初中我们了解过金刚石，这是金刚石的结构，与SiO2的结构比较怎样呢？，PPT展示：

【学生】结构相似

【师】从两个图中，我们可以看到的SiO2结构与金刚石的结构很相似，所以它们具有相似的物理性质，都是熔点高、硬度大、不溶于水。

【师】我们再来看CO2的结构（PPT展示CO2的结构），有单个的CO2分子存在，这种结构不同于金刚石和SiO2，因此它们的物理性质差异很大。

【师】SiO2与CO2的空间结构不同，导致二者的物理性质不同，但是SiO2与CO2都属于正四价的酸性氧化物，所以二者的化学性质存在相似性。接下来我们探究SiO2的化学性质。【板书】3.化学性质：

【师】SiO2属于酸性氧化物，酸性氧化物有什么通性呢？

【学生】与水反应，与碱反应，与碱性氧化物反应等（在副板书旁引导，不一定答全）【师】我们熟悉的CO2也是酸性氧化物，以CO2为例，来分析酸性氧化物能发生哪些反应？ 【PPT】SiO2与CO2的化学性质比较 【学生】（应该能回答）与水、碱反应。

PPT：CO2+H2O=H2CO3

CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O

【师】CO2还能与碱性氧化物反应：CO2+CaO=CaCO

3【师】SiO2也是酸性氧化物，能与水反应吗？ 【学生】不能

【师】SiO2能与碱性氧化物反应吗？ 【学生】能

【师】请大家对比CO2与CaO反应的化学方程式，写出SiO2与CaO的反应方程式。【板书】（1）与碱性氧化物反应：SiO2+CaO =【师】那SiO2能与NaOH溶液反应吗？ 【学生】能（可能有些学生会答不能）

【师】酸性氧化物的定义就是能与碱反应生成盐和水的氧化物，所以SiO2能与强碱反应，请大家对比一下CO2与NaOH的反应方程式，写出SiO2与NaOH的反应方程式。【板书】（2）与强碱反应：

【学生活动】写出SiO2与NaOH的反应方程式，让一名同学上黑板写出此方程式。

SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 【思考】实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞(玻璃成分含有SiO2)，你知道为什么吗？

高温

=CaSiO3

【学生】因为SiO2与NaOH能反应

【师】如果用磨口玻璃塞，氢氧化钠就与SiO2反应生成黏稠的Na2SiO3，使玻璃塞与试剂瓶口粘结在一起，玻璃塞就难以打开了。

【师】但SiO2与NaOH反应非常缓慢，所以可以用玻璃瓶来盛放氢氧化钠。

【师】SiO2与CO2都属于酸性氧化物，有相似的化学性质，都能与强碱、碱性氧化物反应，但由于两者的空间结构不同，导致他们的化学性质也存在差异性，如CO2能与水反应，而SiO2不能与水反应。

【师】酸性氧化物能与酸反应吗？ 【学生】不能。

【展示】装盐酸的玻璃瓶，说明SiO2不能与盐酸、硫酸、硝酸等酸反应。【追问】SiO2是不是不和任何酸反应呢？请大家欣赏视频 【视频】播放实验室HF酸腐蚀玻璃视频短片

【师】从视频中，我们得出HF酸是唯一可以与SiO2反应的酸。请同学们尝试写出该反应的化学方程式。

【板书】（3）特性：SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O 【师】SiO2能与氢氟酸反应，这是其特性。利用此反应，氢氟酸能雕刻玻璃，形成美丽的玻璃雕刻艺术。

【问1】SiO2既能与氢氧化钠反应，又能与氢氟酸反应，SiO2是否属于两性氧化物？ 【学生】思考交流，不能

【师】SiO2只能与氢氟酸反应，这是其特性，不能说明SiO2是两性氧化物，从性质上讲SiO2应属于酸性氧化物。

【问2】能用玻璃瓶来盛放氢氟酸吗？ 【学生】思考交流，不能

【师】不能用玻璃瓶盛放氢氟酸，氢氟酸会腐蚀玻璃，一般用塑料瓶或铅制容器。【过渡】通过比较学习，我们了解了同一类物质具有相似的化学性质，但不同的物质又有各自的特性。SiO2的广泛存在，从古到今都被人类广泛地应用着。【PPT】SiO2的用途，并且介绍光纤之父-高锟

【问】碳酸能由CO2与水反应制得，SiO2不与水反应，硅酸不能用SiO2来制取，硅酸怎样制备？我们还可以通过什么方法制取酸？

【学生】可以用可溶性的硅酸盐与强酸反应，制得硅酸 【板书】二.硅酸H2SiO3 【课堂实验演示 实验4-1:向饱和Na2SiO3溶液中,滴入酚酞,再滴入稀盐酸.PPT展示表格（现象、结论、方程式）

【实验步骤】试管中取约5ml Na2SiO3溶液，滴入1-2滴酚酞，逐滴加入稀HCl，边加边振

荡，至红色变浅并接近消失时停止。【问】看到什么实验现象？ 【学生】学生描述所看到的实验现象

【师】说明发生了化学反应，生成了什么物质？（黑板写出化学反应方程式）我们用激光灯来照射一下产物，看看有什么现象？ 【学生】丁达尔现象

【师】用激光灯照射，有丁达尔现象。说明硅酸是一种胶体。另外，把试管缓慢倒过来，让学生看看怎么现象？

【实验现象】滴入酚酞溶液呈红色，滴入盐酸有透明的硅酸凝胶产生

【问】硅酸钠溶液遇酚酞变红，说明其显什么性？看到了硅酸凝胶，说明硅酸的水溶性怎么样？

【实验结论】Na2SiO3呈碱性，硅酸难溶于水

【板书】1.制备：Na2SiO3+2HCl = H2SiO3（胶体）+2NaCl 【师】硅酸是酸，酸有什么性质？

【学生】可以和强碱溶液反应。（边讲边板书）

【师】硅酸也是一种难溶性酸，与难溶性碱一样，加热可以分解。【板书】2.化学性质：（1）与强碱反应

（2）加热分解H2SiO3

H2O+SiO2

【师】硅酸溶胶中，硅酸浓度大，则会形成硅酸凝胶，经干燥脱水后得到硅酸干凝胶，俗称“硅胶”。硅胶多孔，吸水能看强，可用来作干燥剂和催化剂的载体。PPT展示硅胶用途的图片。【本课小结】 【课堂练习】

第五篇：无机非金属的主角硅教学设计

无机非金属的主角-硅 教学设计

教学目标：

【知识与技能】

①使学生了解硅的两种化合物——二氧化硅和硅酸盐的主要性质。

②使学生熟悉有关二氧化硅的主要的化学反应方程式的书写。

③让学生自己归纳二氧化硅和硅酸的物理和化学性质，不断加强其归纳总结的能力。

【过程与方法】

①通过图片展示的方法使学生了解二氧化硅和硅酸在自然界中的存在及其外观和用途等。

②运用对比学习的方法，即通过将硅的化合物与学生熟悉的碳的化合物进行对比，使学生更好得掌握其主要性质。

3．本节多数内容属于了解层次，部分段落阅读自学，提高的阅读能力、收集资料能力、自学能力和语言表达能力。

【情感态度与价值观】

1．用硅给现代人类文明进程所带来的重大影响（从传统材料到信息材料），为学生构架一座从书本知识到现代科技知识和生活实际的桥梁。开阔学生眼界，提高科技文化素养，理解更多的现代相关科学理论与技术；

2．促进学生逐渐形成正确的科学社会观，学生认识到“科学技术是第一生产力”，关心环境，资源再生及研究、探索、发现新材料等与现代社会有关的化学问题，提高学生社会责任感。

【教学重点】 二氧化硅的性质

【教学难点】 硅酸盐的丰富性和多样性 【教学过程】

[导课]问题：

[问题]：请简要阅读课文后回答课文标题中“无机非金属材料的主角-硅”“主角”两个字在这里的涵义是什么？（学生回答：硅含量仅次于氧，硅的氧化物和硅酸盐构成地壳的主要部分）展示投影：硅在地壳中的含量。

[问题]：硅又凭什么能做无机非金属材料的主角呢？引出原子结构来解释。

请同学们翻到课本后的周期表查看硅在周期表的位置及结构。

[板书]

第四章 非金属元素及其化合物

[板书]

§4-1无机非金属材料的主角-硅

［讲述］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，硅一直扮演着主角的角色。

［问题］碳和硅元素结构上又和碳有什么不同？推测硅单质的性质有哪些？

［学生阅读］Ｐ74中间自然段。

［回答］硅位于元素周期表ⅣＡ，与碳元素同族。原子最外层均有四个电子。硅同

碳元素一样，其原子即不容易失去电子又不容易得到电子，主要形成四价的化合物。其中二氧化硅是硅的最重要的化合物。“最重要”三个字是如何体现呢？接下来具体进行了解二氧化硅有关性质。

［板书］

一、二氧化硅和硅酸

［投影］金刚石、晶体硅、二氧化硅的晶体模型及水晶标本。

［讲述］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（SiO２）

［讲述］地球上天然二氧化硅成为硅石，约占地壳质量的20％，存在形态有结晶性和无定性两种。

［投影］二氧化硅晶体模型：

这种能说明什么问题呢？展示“鸟巢”工程图片，产生一些联想对网状结构留下深刻印象。

［阅读］科学视野。

［讲解］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。

［展示］水晶与玛瑙示意图：

［讲述］水晶—石英中无色透明的晶体；具有彩色环带状或层状的称为玛瑙。二氧化硅可用来做光导纤维。

［投影］

［讲述］石英可用来做石英钟、石英表，耐高温的石英玻璃；水晶可以用来制造电子工业中的重要部件、光学仪器、工艺品、眼镜片等，含有有色杂质的石英，还可用于制造精密仪器轴承，耐磨器皿和装饰品等。这些应用与二氧化硅的什么性质有关？

［板书］（１）物理性质：坚硬、难溶固体

展示：瓶塞被粘住一个试剂瓶。要学生来打开。结果不能打开，引发学生讨论。瓶塞被粘住的原因是什么？怎样才能打开？引出SiO2的化学性质。要学生找原因和对策。

展示：学校校友送给母校玻璃镜面上字（图片），字是怎样弄上去的？引起学生讨论。

［强调］酸性氧化物一般不与酸发生化学反应，而二氧化硅却能与氢氟酸发生反应，这也是工业上用氢氟酸雕刻玻璃的反应原理。以上两点，属二氧化硅的特性。由此，我们可总结出二氧化硅的主要化学性质为：

［讲解并板书］二氧化硅是不溶于水的酸性氧化物，与氢氧化钠生成了硅酸钠，而硅酸钠是粘胶剂，将瓶塞与试剂瓶粘在一起。

［思考］已知玻璃中含有SiO2，而硅酸钠又是一种粘合剂，回答为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？

（２）化学性质：

SiO2与CO2化学性质的比较（学生做，教师补充）

[板书]

1、酸性氧化物 SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O SiO2+CaO CaSiO3

2、氧化性：SiO2+2C===Si+2CO（工业上用此反应制粗硅，这就是“从沙滩到用户”！）

3、特殊性：SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O

（怎样保存HF？塑料瓶）

4、在高温下与碳酸盐的反应（应用于玻璃生产）

SiO2 + Na2CO3 == CO2↑ + Na2SiO3

SiO2 + CaCO3 == CO2↑ + CaSiO3

［过渡］刚才我们提到二氧化硅不能溶于水得到相应的酸——硅酸。那么，硅酸是怎样的一种酸？它怎样制得呢？下面我们就来学习这个问题。

［板书］２.硅酸(H2SiO3)提出思考：硅酸（H2SiO3）能通过二氧化硅与水反应制得吗？为什么？

引入：硅酸

１、不溶于水，酸性比碳酸弱。

［实验４—１］试管中加入３～５ｍL Na2ＳiＯ3饱和溶液，滴入２～３滴酚酞试液，再用胶头滴管逐滴滴入稀盐酸，边滴边震荡，至红色变浅并接近消失停止，记录现象。

２、制备：较强酸与可溶硅酸盐溶液

Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓ Na2SiO3+H2O+CO2==H2SiO3↓+Na2CO3

硅酸是一种白色胶状物质，不溶于水，受热干燥失水。H2SiO3==H2O+SiO2

3、用途：硅胶多孔，吸附水份能力强，常用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体。

展示干燥剂，小结硅酸用途

［讲解］生成的H4SiO4叫原硅酸，是一种白色胶状物质，不溶于水，在干燥的空气中易失水变成硅酸。

［板书］ H4SiO4====H2SiO3+H2O

[作业]P80-81 1、3、5、7 [反思]

在教学过程中应当让学生“手脑并用”，运用多媒体教学达到这种目的。学生学习时抽象思维，逻辑思维，语言表达的障碍等在多媒体的应用下降低了学习难度，使教学难点得以顺利突破，学生也为其形式之新颖，从而产生乐学情绪 附板书计划：

第四章 非金属元素及其化合物

第一节

无机非金属材料的主角—硅 一、二氧化硅和硅酸

１、二氧化硅 ⑴物理性质：坚硬、难溶固体

２.硅酸(H2SiO3)⑵化学性质：

⑴不溶于水，酸性比碳酸弱。

酸性氧化物：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O

⑵Na2SiO3+2HCl+H2O====H4SiO4+2NaCl SiO2+CaO===CaSiO3

Na2SiO3+CO2+2H2O====H4SiO4↓+Na2CO3

氧化性

SiO2+2C===Si+2CO

H4SiO4====H2SiO3+H2O 特殊性：SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O