24《无机非金属材料的主角硅》教学设计NewWord文档下载推荐.docx
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(1)硅和二氧化硅的性质。
(2)以生活的事例为切入点,联系硅结构与用途的必然联系。
2、教学难点:
(1)硅化合物的丰富性和多样性
(2)通过资料探究,学生自主学习硅的知识。
四、教学方法
自主学习
教学点拨
对比发现
实验探究
五、课时安排
2课时
六、教学用具
多媒体工具实验用品
七、教学过程
第一课时
教师活动
学生活动
教学意图
【导入】上一章我们已经学过金属及其化合物的知识,了解了金属在人类社会发展中的重要作用。
而非金属与金属一样,与人类关系也十分密切,这节课开始我们进入非金属的殿堂。
倾听、回忆、联系
使学生通过前后知识的联系对元素及其化合物知识体系有大致了解
【板书】第四章非金属及其化合物
明确教学内容
【图片展示】展示硅的各种图片以及硅的多种用途
学生对图片非常感兴趣,交头议论。
从感性上让学生接触学习内容,激发学习兴趣
【引言】看到这么多的图片,从自然到生活,从工业到科技,从原子到宇宙航天……大家发现没有这些图片都集中反映了一种物质,这是什么呢?
回答:
硅
引出主题
【板书】第一节无机非金属的主角-硅
【设问】地壳中含量做多的元素是什么?
其次又是什么?
【讲述】硅在地壳中含量仅次于氧,为26.3%,处于第二位。
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,约占地壳质量的90%以上。
刚才我们已经看到了很多关于硅的图片,我们知道,从古至今,在无机非金属材料中,硅一直扮演着重要角色。
【设问】为什么硅的用途这么广泛呢?
我们经常说结构决定性质,那么,硅的性质与它的结构有什么必然联系没有呢?
观察元素周期表,找出硅和碳的位置,请学生画出硅和碳的原子结构示意图。
【讲述】硅位于元素周期表中第IVA族碳的下方。
碳和硅的原子最外层均有四个电子,二者既相似又不同。
碳是构成有机物的主要元素,而硅是构成岩石和许多矿物的基本元素。
硅和碳一样,其原子既不易失去又不易得到电子,主要形成四价化合物。
思考、回答、交流
学生画出碳和硅的原子结构示意图:
C:
24
Si:
284
倾听思考比较
巩固元素知识,通过对比学习,加深学习印象
【过渡】:
事实上,地球上的硅都是以硅的化合物形式存在,那么我们从硅最简单的化合物-SiO2入手研究。
【板书】:
二、硅的化合物
1、SiO2
【总结】二氧化硅在自然界中的存在
【过渡】二氧化硅熔点很高,而我们知道碳的+4价氧化物CO2常温下却是气体,熔点很低。
为什么它们的物理性质有这么大差异呢?
【引导】阅读63页“科学视野”
【活动探究】SiO2和CO2的差异:
【展示】SiO2和CO2结构
二氧化硅晶体中,每个Si周围连着4个O,每个O连着2个Si,即每个硅原子位于正四面体的中心,四个氧位于4个顶角,而每个O被两个正四面体共用。
所以SiO2晶体是由Si和O按1∶2的比例所组成的立体网状结构的晶体,因此SiO2不是分子式。
二氧化碳晶体中则是由CO2小分子构成的,CO2是分子式。
所以CO2与SiO2的性质差别较大。
【过渡】因为SiO2的网状结构决定了它具有优良的物理性质和化学性质。
【讲述】二氧化硅是一种坚硬难熔的固体,不溶于水。
纯净的二氧化硅晶体无色透明,称为水晶。
具有彩色环带状或层状的石英晶体,称为玛瑙。
沙子中也存在小粒的石英晶体,是基本的建筑材料。
纯净的SiO2是现代光学及光纤制品的基本原料;
石英、玛瑙可用来制作饰物和工艺品。
【图片展示】水晶玛瑙光纤石英坩埚半导体元件
【介绍】二氧化硅的用途,并展示图片联系实际
阅读,了解硅的亲氧性及硅在自然界中主要存在的化合物形式
阅读“科学视野”
观察SiO2和CO2的结构,通过老师分析点拨得出结论
讨论SiO2具有哪些物理性质,并结合图片观察
通过实物图片展示,让知识更贴近生活
创设问题情境,以便后面进一步比较SiO2和CO2的性质
通过学生自主学习,教师适时点拨,使学生了解结构决定性质
加强学生观察归纳总结的能力
联系生活,加深认识
图片呈现更直观,深刻
【过渡】SiO2和CO2结构不同,所以它们的物理性质和化学性质有差异。
但是化学性质也有相似之处,如与CO2一样,SiO2也是一种酸性氧化物。
【比较】写出下列反应的化学方程式,并比较SiO2与CO2的相似之处。
1、CO2与NaOH溶液,CO2与CaO
2、SiO2与NaOH溶液,SiO2与CaO
【引导】学生自主归纳总结
【评价】教师参与上述讨论,并及时作出积极评价
CO2
SiO2
物质分类
均属于酸性氧化物
与碱性氧化物反应
CO2+CaO=CaCO3
SiO2+CaO
CaSiO3
与碱反应
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
与水反应
CO2+H2O=H2CO3
不反应
【过渡】下面我们来讨论SiO2不同于CO2的化学性质
【引导】回忆CO2可溶于水且能与水反应生成H2CO3,CO2与酸不反应
【讲述】SiO2很不活泼,它不溶于水,也不与水反应。
但SiO2可以与唯一的酸——氢氟酸反应。
SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O(腐蚀玻璃)
【思考与交流】已知玻璃中含有SiO2
1、实验室盛放NaOH溶液的试剂瓶为什么不用玻璃塞?
改用什么塞子呢?
2、实验室中氢氟酸应如何保存?
观察、比较,了解SiO2晶体结构,并认识性质的不同由结构决定
书写化学方程式,交流、比较、发现问题
归纳:
SiO2是一种酸性氧化物,能与强碱反应、与碱性氧化物反应
回忆
倾听、学会书写SiO2与氢氟酸反应的化学方程式
通过讨论思考得出:
1、由于常温下SiO2可与强碱溶液反应,生成粘结性的硅酸钠溶液,可将磨口玻璃塞与瓶口粘在一起,所以实验室盛装NaOH溶液的玻璃试剂瓶要用橡皮塞而不用玻璃塞。
2、实验室中氢氟酸应保存在塑料瓶中。
运用旧知迁移使学生通过比较发现共性
培养学生自主探究能力
通过对比分析,加强对比记忆和对比学习的能力
了解并认识到物质的特性
提高解决问题的能力
【过渡】我们知道CO2能溶于水形成碳酸(H2CO3),而SiO2不溶于水且不与水反应,但SiO2也存在其相对应的含氧酸——硅酸(H2SiO3)。
【引导讲解】硅酸是一种很弱的酸,其酸性比碳酸还弱。
可与强碱溶液反应生成硅酸盐和水,难溶于水,受热时可分解生成SiO2和水。
化学方程式如下:
Na2SiO3+CO2+H2O==H2SiO3↓+Na2CO3
H2SiO3+2NaOH==Na2SiO3+2H2O
H2SiO3
H2O+SiO2
硅酸可用可溶性硅酸盐与其他酸反应制得。
生成的H2SiO3聚集成硅酸溶胶;
硅酸浓度大时,则形成软而透明的、胶冻状的硅酸凝胶。
硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶,称为“硅胶”。
硅胶多孔,吸附水分能力强,常用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂,也可用作催化剂的载体。
【实验探究4-1】
实验步骤:
1、在试管中加入3~5mLNa2SiO3溶液,滴入1~2滴酚酞溶液,观察现象。
2、用胶头滴管逐滴加入稀盐酸,边加边振荡,至溶液红色变浅并接近消失时停止。
静置。
观察现象。
实验步骤
1
2
实验现象
溶液呈红色
先形成硅酸胶体,后有白色沉淀生成
结论
Na2SiO3溶液显碱性
Na2SiO3+2HCl==H2SiO3↓+2NaOH
实验结果分析:
(1)步骤1中溶液呈红色,是因为Na2SiO3溶液中的SiO32-水解,使溶液呈碱性。
SiO32-+2H2O
H2SiO3+2OH-
(2)步骤2中先生成硅酸胶体,后聚集成硅酸沉淀。
【知识拓展】
把稀硫酸加入到硅酸钠溶液中会有什么现象?
现象
滴入硫酸有硅酸凝胶产生
硅酸难溶于水
方程式
Na2SiO3+H2SO4=H2SiO3+Na2SO4
阅读课本P64-65
倾听、思考
阅读实验,通过老师实验观察实验现象,思考交流,并通过实验现象得出实验结论
观察、讨论,
完成表格
思考讨论
并观察实验完成表格
了解相关内容即可
进一步培养学生自主学习能力
培养学生合作意识和实验探究能力
使学生学会分析实验并从实验中得出结论
形成知识拓展、知识牵连
培养学习能力和思考运用能力
第二课时
【引入】硅具有很强的亲氧性,这导致硅元素在自然界中都以化合态存在。
上节课我们讨论硅的主要存在形式之一——二氧化硅,硅元素还大量地以硅酸盐的形式存在。
【展示】多媒体展示图片:
自然界中存在的硅酸盐
【讲述】硅酸盐是由硅、氧和金属元素等组成的化合物的总称,大多不溶于水,化学性质稳定,是构成地壳岩石、土壤的主要成分。
最简单的硅酸盐是硅酸钠。
【视频展示】“硅酸盐”视频
【实验探究4-2】
取两个小木条或滤纸条,分别放入蒸馏水和Na2SiO3饱和溶液中,使之充分吸湿、浸透,取出稍沥干(不再滴液后),同时分别放置在酒精灯外焰外。
实验现象:
被蒸馏水浸透的小木条或滤纸条一段时间后会着火燃烧,而被饱和Na2SiO3溶液浸透的小木条或滤纸条则不会着火燃烧。
实验结论:
Na2SiO3可用作防火剂。
【总结】
(1)Na2SiO3可溶于水,其水溶液俗称水玻璃,呈碱性。
(2)NaSiO3可作胶黏剂、防火剂。
(3)Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3
回忆、倾听
观看、了解
倾听思考
观察实验
分析实验
讨论结果
引入新课
增强直观感受
使学生了解硅酸盐在自然界中的存在
通过视频加强知识的学习,并通过直观印象使记忆深刻且能联系生活实际
培养学生实验操作能力和实验分析能力
使学生了解硅酸钠的性质和重要用途
【资料卡片阅读】引导学生阅读P67资料卡片
【讲解
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