高中化学 第四章第一单元《无机非金属材料的主角硅 》教案 新人教版必修1.docx

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高中化学第四章第一单元《无机非金属材料的主角硅》教案新人教版必修1

第四章2019-2020年高中化学第四章第一单元《无机非金属材料的主角—硅》教案新人教版必修1

一课时安排：

（共两课时）

第一课时：

一、二氧化硅和硅酸

第二课时：

二、硅酸盐

三、硅单质

二教材内容分析

1、教材的内容和特点

内容：

（1）、二氧化硅的性质及用途

（2）、硅酸的性质及用途

（3）硅酸盐及用途

（4）硅的用途

特点：

（1）、在内容编排上打破常规，首先从硅的亲氧性引出硅主要存在的两种形式──二氧化硅和硅酸盐。

先学习比较熟悉的硅的化合物，再学习单质硅的顺序符合认知规律，有利于学生接受

（2）、硅及其化合物知识的介绍，既体现了元素存在的广泛性又体现了应用的前瞻性，既有亲近感又可以使学生开阔眼界，同时也能使学生增强对学习化学的重要性的认识

2教材的编写意图

一方面本单元教材安排在必修一第四章第一单元，是非金属及其化合物的第一单元内容；安排在“金属及其化合物”之后，也是常见无机物及其性质等知识的继续。

通过对硅和二氧化硅性质的学习，突出它在社会发展、科学现代化中的重要性和应用价值。

从而丰富学生的知识，开拓学生的视野。

另一方面有利于学生对元素及其化合物学习方法的巩固，同时也为学生学习选修模块2“化学与技术”中的主题2“化学与材料的制造、应用”奠定了知识基础。

3教材内容前后关系和地位

①．本单元内容属于元素及化合物知识，是在学生初中已学习非金属元素碳的基础上，具有一定知识背景，充分借助已有知识，通过比对、演绎方法来认识、掌握本单元的知识，同时也是在学习了物质的分类、离子反应、氧化还原反应理论之后来学习，对本单元学习具有一定指导作用，也达到了对理论应用和巩固作用。

②．本单元内容与生产、生活、社会、工业及高科技联系较为密切，知识性、趣味性强，有利调动学生学习积极性。

③．本单元和本章是中学化学重要的非金属元素及化合物知识，有利于形成知识网络，为物质结构和元素周期律提供坚实支撑。

④．本单元内容从学生已有的知识为背景，生活中事实为情景，通过图片为学生提供许多感性知识，符合认知规律。

教材中从碳和硅的原子结构入手，认识两元素单质及化合物。

列出二氧化硅空间结构，引导学生从结构中认识物质性质，了解相关用途，体现从“结构→性质→应用”的主线。

⑤、通过硅及硅酸盐在我们生产、生活及科技方面应用，为人类带来许多价值，培养学生对化学学科崇高精神及正确的价值观。

4教材素材处理

①图片20个

其中：

一类硅及化合物构成地壳主要成分，形成美丽自然风光，激发学生热爱自然的热情。

二类硅及化合物在生活、工业的重要用途，激发学生努力学习化学热情，认识化学科的重要性。

②表格2个

其中：

一个探究Na2SiO3性质实验

一个探究Na2SiO3用途实验

由学生完成这两个实验，体验过程和方法

③思考与交流2个

其中：

一个探究二氧化硅的物理性质和化学性质

①二氧化硅的物理性质

分组讨论

从CO2和SiO2结构中去找它们性质差异

②突出二氧化硅化学性质

从酸性氧化物类别出发，归纳出二氧化硅化学共性，再找出特殊性。

④科学视野3个

其中：

一个二氧化硅空间结构，为二氧化硅和二氧化碳物理性差别的依据。

一个硅酸盐的丰富性和多样性，硅酸盐对农作物重要意义。

一个新型陶瓷，介绍传统硅酸盐在我们生活各个方面应用。

三学情分析：

1．学生在初中已学习了二氧化碳的物理性质和化学性质、用途，同时也学了碳单质存在的形态、物理性质及化学性质。

学生在初中已初步了解过水泥、玻璃、陶瓷的生产和应用。

高一的第二章已学习了物质分类，酸、碱、盐的反应规律，具备了一定知识背景和学习能力。

2．新教材中元素化合物知识放在一起，集中学习，没有一个理论为指导，知识面宽，内零散，容易按已有知识照搬，形成一些错误结论和方法。

同时高一学生思维活跃，但对物质性质认识主要停留在宏观表象，对化学现象的分析，归纳能力较弱。

四教学目标

1．基础目标

①知识和能力：

1）掌握二氧化硅和硅酸的化学性质

2）知道硅酸盐及硅酸盐产品

3）了解硅的主要化学性质

4）认识硅及化合物在现代科技的应用

②过程与方法：

1）通过观察、练习、实验，提高了观察能力、实验能力

2）交流、讨论，提高表达能力、概括能力

3）通过运用对比的方法来认识物质的共性和个性，提升对新旧知识进行归纳比较的能力。

通过“结构——性质——用途”的学习模式，逐步掌握学习元素化合物知识的一般方法。

③情感、态度与价值观：

学习硅及其化合物，认识化学学科在生活中的重要意义。

2、拓展性目标：

①依据：

构建元素及化合物知识目标网络，给物质结构理论打下基础

②内容：

1）结构与性质：

SiO2的空间网状结构与物理性质

2）酸性氧化物通性

五教法分析和学法分析

1．教法分析：

教学时主要采用设问质疑,实验探究，分析归纳总结的教学法；利用多媒体教学和实验教学相结合，增强直观性，提高课堂效率；教学方法上充分体现以学生为中心，注重学生的主体性，将“启发→推测→结论”贯穿整个教学。

2．学法分析：

本单元应充分让学生动手、动口、动脑。

让他们自己去观察、讨论、分析，培养其自主能力和勇于探索、创新的精神。

这样做增加了学生参与机会，增强了参与意识，教给学生获取知识的途径，思考问题的方法，让学生产生一种成功感，从而提高学生学习化学的兴趣。

六、教学设计

无机非金属材料的主角——硅

（第一课时）

教学目标

1．了解硅的两种重要化合物——二氧化硅及硅酸的主要性质；

2．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），学习联系、对比、归纳总结的学习方法；

3．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。

教学重点、难点

重点：

二氧化硅的性质

难点：

硅酸的性质

教学环节

教师活动

学生活动

新课导入

从电脑的芯片、光导纤维、水泥、玻璃和瓷砖等日常生活中的实例引入硅及其化合物。

新

知

学

习

自学讨论

指导学生阅读，并给出知识整理表格及思考题。

原子结构

示意图

在自然界

中的存在

碳

硅

阅读教材P74第1、2自然段内容及图片，填表完成知识整理，然后思考讨论：

碳和硅在自然界中的存在形式不同的原因是什么？

归纳整理

检查小结

（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）存在差异：

硅是一种亲氧元素，在自然界中它总是与氧相互化合的，而碳却没有此特点。

承上启下

二氧化碳具有哪些重要的性质呢？

物理性质：

CO2是一种色体，

溶于水，固态CO2俗称。

化学性质：

CO2+H2O―

CO2+NaOH―

CO2+CaO―

思考交流

提示：

二氧化硅和二氧化碳类型相同化合物

由CO2的性质推测SiO2可能具有哪些重要的性质？

归纳整理

检查小结

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。

自学讨论

指导学生阅读教材有关内容，并给出问题

阅读教材P76有关内容，思考并讨论：

SiO2实际具有的性质与CO2有没有不同的表现？

请举例说明

归纳整理

检查小结

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。

完成下列反应的化学方程式,并指明反应的类型：

SiO2+NaOH—

SiO2+CaO—

SiO2+HF—

自学讨论

指导学生阅读教材有关内容，使其了解二氧化硅的结构和用途。

（1）阅读教材P75：

科学视野内容，认识SiO2的结构

（2）观察教材P75上的图4—3、图4—4和图4—5，了解SiO2用途，并了解用途与性质间的关系。

归纳整理

（1）SiO2晶体是由Si和O按1：

2的比例所组成的立体网状结构，基本单元是[SiO4]的正四面体结构。

（2）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。

应用与实践

（1）实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么要用橡皮塞而不用玻璃塞？

（2）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？

归纳整理

检查小结

（1）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，具有良好的粘结性，易使瓶塞粘在一起而难以开启。

（2）不同意这种看法。

知识梳理

填写下列表格，分析思考SiO2的特性：

SiO2

能否与水反应

能否与氧化钙反应

能否与氢氧化钠溶液反应

能否与氢氟酸反应

能否与碳反应

参看课后习题4

思考交流

指导学生阅读教材有关内容，给出问题：

1、怎样制得硅酸？

（原料、实验注意问题等）

2、硅酸是一种什么样的物质？

阅读教材P76最后一自然段，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？

（2）硅酸与碳酸比较又会怎样呢？

实

验

探究

提示：

酸与盐反应规律之一是较强的酸能制出更弱的酸。

完成实验4—1，并填写教材P77相关表格。

补充实验：

往一定量的饱和硅酸钠溶液中通入足量的CO2，观察现象。

该现象说明了什么？

归纳整理

检查小结

硅酸的酸性比盐酸和碳酸的酸性都弱。

这是根据往硅酸钠溶液中滴加盐酸或通入足量的CO2后，产生不溶于水的硅酸判断出来的。

应用与实践

写出以SiO2为原料制备硅酸的化学方程式

自学释疑

结合实验4—1，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。

归纳整理

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。

板书设计

一、二氧化硅和硅酸

1、二氧化硅2、硅酸

（1）用途

（1）制备

（2）物理性质

（2）性质

化学性质（3）用途

巩固练习

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（）

A．SiO2能和水发生化合反应生成硅酸B．SiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸

C．SiO2的俗名叫水玻璃，不溶于水D．SiO2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（）

A．

B．

C．

D．

4、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．硅酸钠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，不正确的是（）

A．＋4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．碳和硅两种元素都有能导电的单质

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）2

A．

B．

C．

D．

9、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）：

①通过盛有硅胶的干燥管时，气体体积不变；②通过炽热的氧化铜时，固体变为红色；③通过白色CuSO4粉末时，粉末变蓝色；④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

AH2和COBCO2、H2和COCH2O和CO2DH2和CO2

11、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、、、。

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）

SiO2

（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。

巩固练习答案：

1B2D3B4C5A6C7B8B9A10C

11O、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

第一节无机非金属材料的主角——硅

（第二课时）

教学目标：

1．了解硅及硅酸钠的重要性质和用途；

2．了解硅酸盐产品的性能、用途，加深对化学与生产、生活实际的认

3．进一步认识硅及其重要化合物在生产中的应用和对生态环境的影响，树立绿色化学意识和可持续发展的意识。

教学重点、难点

重点：

硅和硅酸钠的重要性质

难点：

硅酸盐的丰富性和多样性

教学环节

教师活动

学生活动

新课导入

通过水玻璃、硅橡胶、玻璃、陶瓷、水泥等物质中硅的存在形式引入硅酸盐

新

知

学

习

自学思考

阅读教材P77第一，二两自然段，思考硅酸盐的组成和性质

归纳整理

检查小结：

硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，分布极广。

硅酸盐一般都不溶于水，化学性质很稳定。

实验探究

指导学生完成实验

完成实验4—2，并填写教材P77相关表格

应

用

与

实

践

1、硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，它的用途有：

、、。

2水玻璃长期暴露在空气中会变质,这是因为水玻璃主要发生了（）

A.氧化还原反应B.分解反应

C.化合反应D.复分解反应

自

学

讨

论

指导学生阅读并给出问题：

阅读教材P78回答下列问题：

中国作为“瓷器故乡”的原因是什么？

归

纳

整

理

（3）现在出土的各种陶瓷制品、雄伟古建筑上留下的陶瓷砖瓦以及英文“中国”一词又指“瓷器”，等等，所有这些都反映了在西方人眼中中国作为“陶瓷故乡”的形象。

自

学

讨

论

指导学生阅读并给出知识整理表格

原料

制备方法

设备

陶瓷

玻璃

水泥

阅读教材P78中间第一，二，三自然段，并进行知识整理

归

纳

整

理

检查小结

（答案略）

自

学

讨

论

指导学生阅读并给出知识整理表格

性能

用途

金刚砂

硅钢

硅橡胶

分子筛

阅读教材P78最后自然段，P79第一自然段并进行知识整理

归纳整理

检查小结

（答案略）

自

学

讨

论

指导学生阅读并给出知识整理表

分类

物性

化性

应用

硅

单

质

晶体硅

无定形硅

阅读教材P79有关内容，并进行知识整理。

归纳整理

检查小结

常温下，硅的化学性质稳定，不易发生化学反应。

利用它的稳定性、来源丰富性和导电性，在电子产品业具有广泛而重要的应用。

人

板

书

设

计

二、硅酸盐

1、硅酸盐的性质

2、硅酸钠的性质和用途

三、硅单质

1、性质

2、用途

巩固练习

1、下列物质的成分不含硅酸盐的是（）

A．石英玻璃B．陶瓷C．普通水泥D．砖瓦

2、Na2O∙CaO∙6SiO2是一种（）

A．含氧酸B．硅酸盐C．氧化物D．混合物

3、已知普通玻璃可用Na2O.CaO.6SiO2来表示，则其中Na2SiO3、CaSiO3、SiO2的物质的量之比为：

（）

A．1：

1：

6B．1：

1：

4C．2：

1：

6D．2：

1：

4

4、有关硅元素的下列叙述中正确的是（）

A．硅与任何酸都不反应

B．硅是构成矿物岩石的主要原料，其化合态硅几乎全部是硅石和硅酸盐

C．硅的性质很稳定，能以游离态存在于自然界

D．常温时硅不与任何物质反应

5、下列物品或设备：

水泥路桥、

门窗玻璃、

水晶镜片、

石英钟表、

玛瑙手镯、

硅太阳能电池、

光导纤维、

计算机芯片。

所用材料为SiO2或要用到SiO2的是（）

A．

B．

C．

D．全部

6、水处理中常使用的一种无机高分子絮凝剂的化学式可表示为[Al2（OH）nClm∙yH2O]x，式中m等于（）

A．3-nB．6-nC．6+nD．3+

7、下列关于水玻璃的性质和用途的叙述中不正确的是（）

A．这是一种矿物胶，既不燃烧也不受腐蚀

B．在建筑工业上可以作黏合剂、耐酸水泥掺料

C．木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧

D．水玻璃的化学性质稳定，在空气中不易变质

8、工业上制造金钢砂的化学方程式如下：

SiO2+3C=SiC+2CO↑，在这个氧化还原反应中，氧化剂与还原剂物质的量之比为（）

A．1：

2B．2：

1C．5：

3D．3：

5

9、向下列溶液滴加稀盐酸，生成白色沉淀，继续滴加稀盐酸，沉淀又溶解的是（）。

　A.Na2SiO3　B.BaCl2　　C.AgNO3　D.NaAlO2

10、假设SiO2晶体中部分Si原子被Al原子取代，不足的价数由K原子补充，当有25%的硅原子被铝原子取代时，可形成正长石，则正长石的化学组成为（）。

A.KAlSi3O8B.KAlSi2O6C.KAlSiO4D.KAlSi4O10

拓展提高:

11.已知CO和H2的混合气体称为水煤气，可由碳与水蒸气在高温下反应生成。

如下图：

高温

反应①

高温

反应②

燃烧

反应③

已知：

单质E可作为半导体材料，化合物F是有毒的氧化物，C为液态。

据此，请填空：

（1）氧化物A是

（2）化合物F是

（3）反应②的化学方程式是

（4）反应③的化学方程式是

巩固练习答案：

1A2B3B4B5C6B7D8A9D10A

拓展提高答案：

（1）SiO2

（2）CO

高温

（3）C+H2O==CO+H2

点燃

（4）2H2+O2==2H2O