完整版二氧化硅和硅酸教學設計

1、二氧化硅和硅酸教學設計樂山師范學院化學學院 12 化學班 蔣銳 12310110本節(jié)內容選自人教版高中化學必修1 第四章第一節(jié)無機非金屬材料的主角硅第一課時二氧化硅和硅。安排 1 學時。一、 教學設計思路分析1、教材分析 教材地位和作用：硅及其化合物作為非金屬元素知識的開端，是在第三章“金屬及其化合物”內容的基礎上，繼續(xù)進行關于元素化合物知識的學習和研究方法的訓練，本節(jié)教學采用主線為“硅單質一一二氧 化硅一一硅酸一一硅酸鹽”的學習方法，豐富了元素族概念及元素性質的遞變規(guī)律的形成，為元素周期 律、元素周期表的學習積累了豐富的感性材料。所以本節(jié)課起到了承前啟后的作用。2、學情分析本節(jié)課的教學對象為

2、高一學生，學生已有知識和未知知識分析：已有知識：(1)碳及其化合物的有關知識(2)知道CO屬于酸性氧化物，并能書寫有關 CQ的化學反應方程式SiO2及HSO的物理性質及主要用途SiO2的主要化學性質硅酸的制備原理 硅及其化合物在材料等領域的應用新知識 ：( 1)( 2)( 3)( 4)3、學習目標( 1)、知識與技能(a) 了解硅在自然界中的含量、存在、用途(b) 了解二氧化硅的物理性質，掌握二氧化硅的化學性質(C)認識硅酸的制備原理，使學生初步掌握化學實驗基本操作、基本技能。(2)、過程與方法(a) 學生學會運用對比的方法來認識物質的共性和個性，擁有對新舊知識進行歸納比較能力。(b) 通過硅

3、酸的制備，具有實驗設計的思維方式。( 3 )、情感態(tài)度與價值觀(a) 學生學會學習元素化合物的正確方法：結構決定性質、性質決定用途。(b) 學生了解硅和硅酸在日常生活、生產中的應用，感受化學的實用性，增強學習4、教學重、難點重點 ： 二氧化硅和硅酸的主要性質難點： 二氧化硅的化學性質 二、教學設計方案1、教學方法 突出學生的主體地位，以探究發(fā)現(xiàn)為主線，以對比歸納為輔線，最終實現(xiàn)教學目標。教學設計重點： 在第三章的金屬元素及其化合物的學習中，學生已掌握了金屬元素的學習方法，例如 實驗觀察法等。 而本節(jié)內容是非金屬及其化合物學習的第一步， 起著關鍵性的作用。 所以， 在本節(jié)內容中， 主要以建立學生

4、學習非金屬及其化合物的方法，本節(jié)主要是采?。簩W生通過對比二氧化硅、二氧化碳的物 理性質、分子空間結構等不同，自主歸納總結出二氧化硅的物理、化學性質；通過故事啟發(fā)學生探究玻璃 的制備反應，以此導入二氧化硅和硅酸鈉等物質；以圖片、視頻、實驗等輔助材料，使學生自主探究二氧 化硅的化學性質。2、教學策略與二氧化碳對比，總結歸 納二氧化硅的物理性質聯(lián)系實際0 乂歸納總結引出新課思考方法多媒體輔助展示，探索二 氧化硅的化學性質爭A3、教學準備學生準備:教師準備:教具準備:4、教學過程預習、查閱與二氧化硅相關的信息相關教學圖片、視頻。學生實驗用品并分組到桌 數字多媒體、激光筆、視頻圖文材料7教學環(huán)節(jié)教師活動

5、學生活動設計意圖1聯(lián) 系 實 際引 出 新 課【引課】在當代，信息，材料，能源作物三大產業(yè) 支柱，在無機非金屬材料中，硅及其化合物一直扮 演著重要的角色，而硅是一種親氧元素，在氧化氣 氛包圍的地球上，沒有游離存在的硅，主要以二氧 化硅和硅酸鹽的形式構成地殼的巖石、沙子、粘土，占地殼質量90%上，豐富的該資源，最大限度的 利用，對國家發(fā)展具有舉足輕重的作用，因此，我 們今天站在新的高度來研究硅的化合物二氧化硅 和硅酸?！景鍟?-1無機非金屬材料的主角一一硅第一課時二氧化硅和硅酸【引課】在上課之前，同學們先來欣賞幾張好看的 水晶圖片。3激趣（通過預習） 學生回答： 二氧化硅了解二氧化 硅在自然界

6、 中的存在形 式【引導】這些好看的水晶、瑪瑙深得人們的喜愛，同學們知道它們的主要成分是什么嗎？【引導】其實二氧化硅不僅可用作裝飾用品，還可 以有其他的用處：1電【提問】同學們，通過了解二氧化硅的這些用途, 大家一起來歸納總結下二氧化硅的物理性質， 下表?！景鍟?、二氧化硅的物理性質完成學生：通過二氧化硅產 物的形態(tài)，總結歸 納二氧化硅的物 理性質，完成表 格。學生養(yǎng)成歸納總結能力二氧化硅的用途二氧化硅的物理性質石英坩堝熔沸點高軸承硬度大光導纖維（光纖）不溶于水【提問】：與硅相鄰的碳元素氧化物二氧化碳，其 物理性質與二氧化硅差異較大，這是為什么呢？使從分子結構方面分析?！菊故尽浚憾趸?、二氧

7、化硅的空間構形（圖片和 GIF動畫 形式）【解答】：二氧化碳以單個分子形式存在，分子間 作用力很微弱，而二氧化硅形成的空間網狀結構， 原子間作用力很強。那么它的化學性質怎樣呢？【科學探究11：玻璃的古老傳說首先聽老師給大家講一個故事，傳說有一個賣純堿的鹽商，經過海邊，在海灘上憩息時忽然覺得 很餓，于是到處尋找石頭搭灶做飯，但始終未找到 一塊石頭，于是他用塊小的碳酸鈉搭灶做飯。當飯 煮熟了之后，發(fā)現(xiàn)海灘上有一層晶瑩剔透的物質?！咎崾? :海灘上的沙子的主要成分是SiO2,純堿、Na2CO,說明二者發(fā)生反應，生成新鹽和新氧化物， 且沒有化合價變化?！咎釂?請同學們書寫對應的反應化學方程式 【板書1

8、 : 2、二氧化硅的化學性質SiO2 + Na 2CO = CO 2+ Na 2SiO3【講解1:利用該反應制備了玻璃，也就是說玻璃 的主要成分是NaaSiOs,除此外還有大量的 SiO2.學生通過預習，可 畫出二氧化硅、二 氧化碳的分子結 構圖。討論，并分 析為什么。學生通過故事，自 主思考，寫出反應 方程式。學生仔細觀察視頻學生了解到氟化 氫的作用，進而了 解其化學性質。學生由對故 事的興趣， 思考其反應 過程及反應 方程式。達 到了自主學 習的目的?！咎釂?:同學們想下我們常見的玻璃雕刻。玻璃 易碎，用它們雕刻容易斷裂。那是用什么雕刻的 呢？請看一段視頻，注意所用的藥品。歸 納 思 路

9、總 結【教師導入視頻并講解】說明氫氟酸能腐蝕玻璃， 可用氫氟酸在玻璃上刻字，雕花?！景鍟浚篠iO2+4HF=SiF4f +2HbO【提問】作為玻璃的成分 SiO2，還有那些化學性質 呢？【教師活動】：展示圖片1、裝硫酸銅溶液的試劑瓶（鹽溶液一一玻璃 塞）;2、裝氫氧化鈉溶液的試劑瓶（堿溶液橡 膠塞）；【提問】同學們對比這兩瓶試劑， 瓶塞有什么不同。 從中悟出SiQ的什么性質？【講解】1、強烈對比說明不能混用2、說明NaOH溶液與磨口玻璃塞發(fā)生反應 （NaaSiOs, SiO2）,硫酸銅溶液與橡皮塞發(fā)生反應【教師活動】對比二氧化碳與NaOH溶液反應，同時書寫反應方程式【板書】SiO2+2NaO

10、H= NaSiOs+HbO【教師活動】有同學說為啥瓶身中的二氧化硅不與 氫氧化鈉發(fā)生反應：磨口處二氧化硅含量高，表面 粗糙接觸面積大，所以更容易反應，瓶身中的二氧 化硅與其也會反應，但是速率很慢，所以短時間保 存堿液可以用玻璃瓶， 但是長時間最好還是塑料瓶 保存?！究偨Y】作為酸性氧化物有三個通性1. 與堿反應只生成鹽和水2. 與堿性氧化物反應只生成鹽3. 與水反應生成酸【提問】如何用 SiO2,NaOH溶液.鹽酸.水制備 HSiOs。SiO2+HO? HhSiOs?請同學小組探究： 根據 該組同學設計的方案，請用面前的藥品制備H2SiO3（注意實驗安全，控制藥品的量 ）【板書】：SiO2+2N

11、aOH=Na$iO3+2HCINa2SiO3+2HCI=2NaCI+H2SiO3 J （強酸換弱酸）【解答】得到白色膠狀的固體H2SiO3凝膠，若濃度小可以得到膠體。HbSiO3凝膠干燥后，能形成疏松多 孔，具有吸水性的硅膠。常用作干燥劑。很多食品 包裝袋的干燥劑用的是硅膠?！練w納總結】同學們，我們本節(jié)課學習了二氧化硅及硅酸的相關 性質。相信大家也了解到了非金屬元素的學習方 法，那么大家可自行總結下無機非金屬元素的學習 方法?！菊n后思考】：1、已知硅酸的酸性弱于碳酸，你如 何用實驗來證明呢？2、如何由SiO2制備H2SiQ（用化學方程式表示）。學生仔細觀察圖 片。思考為何塞子 材料為何不同。學

12、生對比思考，寫 出方程式。學生根據自己的 想法，進行實驗探 究，并觀察實驗現(xiàn) 象。討論，記錄，匯 報。學生自主歸 納總結學 習。增強自 我學習能 力。學生實驗能 力增強。培養(yǎng)合作精 神，學習總結方 法。方 法【板書設計】：4-1無機非金屬材料的主角一一硅第一課時二氧化硅和硅酸1、二氧化硅的物理性質二氧化硅的用途二氧化硅的物理性質石英坩堝熔沸點高軸承硬度大光導纖維（光纖）不溶于水2、二氧化硅的化學性質SiO 2 + Na 2CO = CO2 + Na 2SiO3 能與碳酸鈉反應：SiO 2 + 4HF = SiF 4+ 2H 2OSi02 + 2NaOH = Na 2SiO3 + H 2OSiO 2 + 2NaOH = Na 2SiO3 + H 2O 能與氫氟酸反應： 能與氫氧化鈉反應：3、硅酸的制備：三、教學反思由于高一學生接觸元素化合物的學習時間較短，又沒有原子結構和元素周期律的理論為依據，因此還 沒有形成完整的元素化合物學習的化學思想，不太會運用對比的思想學習硅及其化合物的性質和制備等。 因此，在前期的教學中力圖每節(jié)課逐步滲透這些思想作為鋪墊，本節(jié)課通過分析二氧化碳和二氧化硅，引 導學生采用對比的學習方法，分析推導二氧化硅及硅酸的性質，幫助