高中化學(xué)《無機(jī)非金屬材料的主角——硅》教案1（第一課時(shí)） 新人教版必修.doc

第四章 非金屬及其化合物 第一節(jié) 無機(jī)非金屬材料的主角硅 第一課時(shí) 教學(xué)設(shè)計(jì)1、教學(xué)目標(biāo)：（1）知識(shí)與技能目標(biāo)：掌握硅、二氧化硅的存在、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性質(zhì)；了解硅在無機(jī)非金屬材料中的生產(chǎn)和應(yīng)用；能通過互聯(lián)網(wǎng)查閱有關(guān)資料并作歸納概述；重點(diǎn)掌握二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)。 （2）過程與方法目標(biāo)：構(gòu)建“結(jié)構(gòu)性質(zhì)用途”的知識(shí)體系；進(jìn)一步掌握學(xué)習(xí)元素及其化合物的一般方法，提高自主學(xué)習(xí)能力；提高信息獲取的能力，信息分析、信息加工和信息交流等能力；把信息技術(shù)作為獲取信息、探索問題、協(xié)作解決問題的認(rèn)知工具。 （3）情感態(tài)度和價(jià)值觀目標(biāo)：體會(huì)硅在無機(jī)非金屬材料中扮演的重要角色，增強(qiáng)將化學(xué)知識(shí)應(yīng)用于生產(chǎn)、生活和科學(xué)技術(shù)的意識(shí)，贊賞化學(xué)科學(xué)對(duì)信息技術(shù)和社會(huì)發(fā)展的貢獻(xiàn)；主動(dòng)、有目的地發(fā)現(xiàn)信息探究知識(shí)，提高參與化學(xué)科技活動(dòng)的熱情；通過創(chuàng)設(shè)一個(gè)在實(shí)際生活學(xué)習(xí)中使用信息技術(shù)解決問題的學(xué)習(xí)環(huán)境中培養(yǎng)學(xué)生的“信息素養(yǎng)”。2、教學(xué)方式：引導(dǎo)、探究、自學(xué)、對(duì)比、練習(xí)3、教學(xué)過程設(shè)計(jì)引入新課：大家曾聽說過“硅谷”吧。它是美國新興的高科技產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)，電子技術(shù)研究中心和計(jì)算機(jī)和半導(dǎo)體工業(yè)生產(chǎn)的重要基地。電子工業(yè)能得到蓬勃發(fā)展，硅元素在信息材料中 的開發(fā)與應(yīng)用起著舉足輕重的作用，這就是我們將要研究的非金屬材料的主角硅。教師：硅元素及其化合物在我們的生活中有著廣泛的應(yīng)用，下面請(qǐng)同學(xué)們展示你們收集的有關(guān)資料。學(xué)生：分合作小組展示本組通過互聯(lián)網(wǎng)查閱硅及其化合物在信息技術(shù)、材料科學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用的圖片資料及實(shí)物（如絢麗多彩的水晶飾品、電子身份證、石英電子表、石英鐘、沙、玻璃、瓷器等）教師：從古至今，在無機(jī)非金屬材料中，硅一直扮演著主要的角色。（問題）雖然硅的化合物隨處可見，但硅的單質(zhì)直到18世紀(jì)上半葉才由化學(xué)家制備出來，這是為什么？請(qǐng)畫出硅和碳的原子結(jié)構(gòu)示意圖學(xué)生：硅的原子結(jié)構(gòu)示意圖為 ，與碳相似，硅原子和碳原子的最外層電子數(shù)均為4，而初中我們知道碳的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，能以多種碳的單質(zhì)存在于自然界中。教師：硅元素以什么形態(tài)存在于自然界？硅元素主要存在于什么物質(zhì)里？學(xué)生：硅含量雖然很多，由于硅是一種親氧元素，在氧化氣氛包圍的地球上，硅主要以熔點(diǎn)很高的氧化物及硅酸鹽為主要存在形式。因此硅是以化合態(tài)存在于自然界，硅元素主要存在于地殼的各種礦物和巖石里。教師：多媒體展示二氧化硅在自然界中的不同存在形式（硅石、石英、水晶、砂子、瑪瑙）。二氧化硅廣泛存在于自然界中，與其他礦物共同構(gòu)成了巖石，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，水晶是純度較高的二氧化硅。教師：二氧化硅的性質(zhì)如何？同樣從我們熟知的何種物質(zhì)能得到些提示？學(xué)生：硅單質(zhì)與碳單質(zhì)有如此多的相似之處，那么，二氧化硅的性質(zhì)也應(yīng)該和二氧化碳的性質(zhì)有相似之處？教師：很好，我們用比較法來探討二氧化硅的性質(zhì)，請(qǐng)大家回憶我們初中學(xué)過的二氧化碳的性質(zhì)。學(xué)生：二氧化碳的物理性質(zhì)是常溫常壓下是無色無味的氣體，能溶于水，密度比空氣大。化學(xué)性質(zhì)是：本身不燃燒，一般情況下也不支持燃燒，能與水反應(yīng)生成碳酸，能與堿反應(yīng)，是酸性氧化物。教師：大家回答得很流利。請(qǐng)問，有沒有固體的二氧化碳？學(xué)生：有！固體的二氧化碳叫干冰。教師：干冰可以用來人工降雨，為什么？學(xué)生：因?yàn)楦杀幸咨A的性質(zhì)。教師：那么，二氧化碳所具有的物理性質(zhì)二氧化硅是否具有呢？可通過熟知的何種物質(zhì)進(jìn)行判斷？學(xué)生：我們可通過平常容易接觸到的沙來比較二氧化碳與二氧化硅的性質(zhì)。教師：很好，描述一下二氧化硅的物理性質(zhì)吧。學(xué)生：二氧化硅與二氧化碳的物理性質(zhì)差別很大，它是一種堅(jiān)硬難熔的固體，不溶于水。教師：為什么二氧化硅與二氧化碳的物理性質(zhì)差別很大？多媒體展示二氧化硅的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。讓學(xué)生初步了解結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)。教師：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來的？ 學(xué)生首先想到是用小刀，但玻璃很硬，無法用小刀在玻璃上刻。教師：二氧化硅能與氫氟酸發(fā)生反應(yīng)，我們利用這一反應(yīng)原理用氫氟酸雕刻玻璃的，由此，我們不能用玻璃來盛裝氫氟酸以及參與一切有關(guān)氫氟酸的反應(yīng)。氫氟酸應(yīng)保存在塑料瓶中，其有關(guān)反應(yīng)在鉛皿中進(jìn)行。教師：（展示盛有硫酸銅溶液、氫氧化鈉溶液的試劑瓶）盛有硫酸銅溶液、氫氧化鈉溶液的試劑瓶有何不同？學(xué)生：觀察：盛有硫酸銅溶液、氫氧化鈉溶液的瓶塞不一樣，為什么盛有氫氧化鈉溶液的瓶塞要用橡皮塞？教師：SiO2能和堿起反應(yīng)，生成粘稠的硅酸鈉（展示硅酸鈉的粘稠性），容易使瓶塞和瓶頸粘在一起而不能打開，所以盛氫氧化鈉的試劑瓶用橡皮塞。（學(xué)生可能會(huì)問：但平時(shí)盛裝NaOH溶液卻仍然使用玻璃容器，只是用橡皮塞，這是為什么？因?yàn)楸M管NaOH能與SiO2該反應(yīng)并不十分迅速，而玻璃表面較光滑，接觸面積很小，反應(yīng)的程度較小，對(duì)玻璃瓶的腐蝕并不明顯。但如果用磨口塞的話，磨口處的表面積遠(yuǎn)大于光滑表面，反應(yīng)后在表面生成Na2SiO3是一種粘性物質(zhì)，將瓶塞與瓶子緊緊粘在一起而無法打開瓶塞，因而必須用橡皮膠塞。）教師：二氧化硅能與堿反應(yīng)生成鹽和水，我們把這樣的氧化物稱為酸性氧化物，回憶我們以前學(xué)過的酸性氧化物。（寫出二氧化硫、三氧化硫分別與水、氫氧化鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式學(xué)生回憶、交流：熟知的二氧化碳也是酸性氧化物。教師：通過回憶二氧化碳的性質(zhì)再進(jìn)一步完善二氧化硅的性質(zhì)，列表比較二者性質(zhì)的異同點(diǎn)。投影展示SiO2與CO2化學(xué)性質(zhì)的比較性 質(zhì)二氧化碳(CO2)二氧化硅(SiO2)與水反應(yīng)CO2 + H2O = H2CO3不 反 應(yīng)與堿反應(yīng)CO2+2NaOH = Na2CO3+H2OCO2+NaOH = NaHCO3SiO2+2NaOH = Na2SiO3+H2O與堿性氧化物反應(yīng)CO2+CaO = CaCO3SiO2+CaO高溫CaSiO3與酸反應(yīng)不 反 應(yīng)SiO2+4HF = SiF4+2H2O教師：二氧化硅不溶于水，如何將二氧化硅轉(zhuǎn)變成相對(duì)應(yīng)的酸？學(xué)生：思考、總結(jié)、交流教師：小結(jié)：闡明“強(qiáng)酸制弱酸”的原理,通過硅酸鹽和酸可以制備硅酸。學(xué)生：分組實(shí)驗(yàn)4-1，觀察硅酸溶膠硅酸凝膠。教師：展示常用的硅膠的圖片，袋裝食品、瓶裝藥品的干燥劑硅膠。教師：展示一瓶在空氣中露置久的硅酸鈉溶液，倒轉(zhuǎn)，這瓶硅酸鈉溶液與你們桌上的硅酸鈉溶液有何不同，分析、提出設(shè)想，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證。學(xué)生：觀察、猜想、交流：可能是空氣中的二氧化碳所為，設(shè)計(jì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)：向飽和硅酸鈉溶液中用玻璃管吹氣。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：硅酸是一種很弱的酸，酸性比碳酸還弱。教師：通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們可感受到二氧化硅、硅酸在日常生活、生產(chǎn)和科研等方面有著重要的用途，關(guān)于硅酸鹽和硅單質(zhì)的有關(guān)內(nèi)容，下節(jié)課再做進(jìn)一步的討論。作業(yè)設(shè)計(jì)：課本P69 1、2、3、4教學(xué)設(shè)計(jì)說明：1采用實(shí)例、欣賞法創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景：以美國多媒體發(fā)源地“硅谷”的開發(fā)為知識(shí)背景導(dǎo)入新課抓住學(xué)生的注意力；利用絢麗多彩的晶體形態(tài)的奇異美吸引學(xué)生，利用高科產(chǎn)品的科學(xué)魅力激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，把學(xué)生引入“硅的海洋”。2對(duì)于本節(jié)的重點(diǎn)知識(shí)二氧化硅的性質(zhì)的處理方式：從學(xué)生興趣入手，從沙子，水晶，石英這些常見物入手，結(jié)合日常生活中的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)生不難得出二氧化硅的物理性質(zhì)：硬度大，熔點(diǎn)高，難溶于水；化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，再從二氧化硅晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)加以解釋，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成關(guān)注生活，從現(xiàn)象到本質(zhì)的思維習(xí)慣。3在突破本節(jié)課重難點(diǎn)（二氧化硅與氫氟酸的反應(yīng)、二氧化硅是酸性氧化物、硅酸是一種