高中化學(xué)《無機(jī)非金屬材料的主角－硅》教案11 新人教版必修

1、第一節(jié)無機(jī)非金屬材料的主角硅一、教材分析硅及其化合物在材料科學(xué)和信息技術(shù)等領(lǐng)域有廣泛的用途，在半導(dǎo)體、計(jì)算機(jī)、建筑、通訊以及宇宙航行、衛(wèi)星等方面大顯身手，因此它們的應(yīng)用前景十分廣闊；硅酸鹽工業(yè)在經(jīng)濟(jì)建設(shè)和日常生活中有著非常重要的地位。因此選取硅作為非金屬的開篇。從知識(shí)體系來看，它由二氧化硅、硅酸鹽以及硅單質(zhì)三部分完成。從內(nèi)容安排來看，三部分知識(shí)都強(qiáng)調(diào)先讓學(xué)生根據(jù)身邊的例子和書本大量的彩圖感性認(rèn)識(shí)相關(guān)的性質(zhì)，作出猜測，然后通過實(shí)驗(yàn)或例子得出性質(zhì)，有利于吸引學(xué)生的興趣和接受新的知識(shí)。二、教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)目標(biāo)。認(rèn)識(shí)硅的性質(zhì)和用途，了解二氧化硅和硅酸鹽的性質(zhì)，知道生活中的二氧化硅制品和硅酸鹽制品。2.

2、能力目標(biāo)。通過搜索資料對(duì)光纖電纜和普通電纜性能的比較，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)資料的搜索能力。通過碳和硅、二氧化碳和二氧化硅性質(zhì)的對(duì)比，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的遷移和類比能力。3.情感目標(biāo)。通過人類居所變遷圖片和我國制陶史的介紹，增強(qiáng)同學(xué)們熱愛科學(xué)、熱愛祖國的情感；通過課堂5分鐘演講，增強(qiáng)每位學(xué)生的責(zé)任感和參與意識(shí)，在共享知識(shí)、信息的同時(shí)，感受成功的快樂。三、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：二氧化硅的性質(zhì)。難點(diǎn)：硅酸鹽的豐富性和多樣性。四、課時(shí)安排2課時(shí)。五、教學(xué)方法自主學(xué)習(xí)、教學(xué)點(diǎn)撥、歸納對(duì)比、實(shí)驗(yàn)探究、演講討論。六、教學(xué)思路教學(xué)思路流程圖七、教學(xué)過程第一課時(shí) 引言(圖片顯示)在高新科技中硅用來作計(jì)算機(jī)芯片，石英可以用來加工

3、成絢麗奪目的裝飾品，萬丈高樓離不開硅酸鹽。硅及其化合物在生活、生產(chǎn)中有著重要的用途。這一節(jié)課的任務(wù)是學(xué)習(xí)硅以及硅的化合物。板書第一節(jié)無機(jī)非金屬材料的主角硅自學(xué)輔導(dǎo)、教學(xué)點(diǎn)撥閱讀課本第62頁、68頁，對(duì)比已學(xué)過的碳的物理性質(zhì)，總結(jié)硅的物理性質(zhì)和用途。學(xué)生討論、匯報(bào)學(xué)生討論、填寫后匯報(bào)討論結(jié)果。板書一、硅的物理性質(zhì)(與碳比較)屏幕顯示總結(jié)、評(píng)價(jià)學(xué)生的回答。硅的性質(zhì)、用途(與碳比較)碳(C)硅(Si)晶體的物理性質(zhì)金剛石、石墨的物理性質(zhì)描述。顏色、熔點(diǎn)、硬度、導(dǎo)電性。周期表中的位置IVA族。IVA族，在碳元素的正下方。最外層電子、化合價(jià)4個(gè)電子，化合價(jià)較多。4個(gè)電子，常顯4價(jià)，如SiO2。自然界中的

4、存在金剛石、石墨、煤炭中都含有單質(zhì)碳。有親氧性，以硅酸鹽或氧化物形式存在。用途金剛石用作裝飾品，石墨作電極，等等。半導(dǎo)體材料，如晶體管、芯片等。圖片展示(結(jié)合圖片講述)硅的重要性質(zhì)半導(dǎo)體性的應(yīng)用，另外，硅還是太陽能轉(zhuǎn)換為電能的理想材料。如集成電路、計(jì)算機(jī)芯片等以及太陽能電池板都用到硅。過渡硅的最外層電子雖然為4，但在自然界中卻找不到單質(zhì)硅，這是由于硅具有親氧性，自然界中的硅元素是以二氧化硅和硅酸鹽的形式存在。板書二、二氧化硅的性質(zhì)屏幕顯示展示二氧化硅的平面結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)。二氧化硅平面結(jié)構(gòu)二氧化硅空間結(jié)構(gòu)引導(dǎo)請(qǐng)觀察二氧化硅的平面結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)，結(jié)合書本第64頁圖4-5，猜測二氧化硅具有哪些物理性

5、質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)？學(xué)生討論四位同學(xué)一組討論，然后請(qǐng)兩位同學(xué)匯報(bào)討論結(jié)果。分析引導(dǎo)觀察二氧化硅的空間結(jié)構(gòu)示意圖，與埃菲爾鐵塔(或金剛石的結(jié)構(gòu))很相似，猜測二氧化硅很堅(jiān)硬，在通常情況下化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，實(shí)驗(yàn)室里石英坩堝用來作高溫反應(yīng)儀器，也正是證明了這一點(diǎn)猜測。設(shè)疑究竟SiO2具有怎樣的化學(xué)性質(zhì)呢？我們?cè)倭粢庖韵乱恍┥磉叺睦?。沙灘上的沙子含有石英，?shí)驗(yàn)室用玻璃瓶盛裝試劑，但裝NaOH溶液的試劑瓶瓶塞卻不是玻璃塞你能從這些例子中概括SiO2的化學(xué)性質(zhì)嗎？學(xué)生討論對(duì)比二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)，總結(jié)、概括二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)。屏幕顯示CO2和SiO2化學(xué)性質(zhì)的比較(1)二氧化碳(CO2)二氧化硅(SiO2)與水反應(yīng)

6、：CO2H2O=H2CO3；SiO2與水不反應(yīng)。(2)CO2與酸反應(yīng)不反應(yīng)，SiO24HF=SiF42H2O(3)與堿反應(yīng)CO22NaOH=Na2CO3H2O SiO22NaOH=Na2SiO3H2O(4)與堿性氧化物反應(yīng)CO2CaO=CaCO3 SiO2CaO=CaSiO3用途作干冰、滅火、制汽水、制堿。水晶、瑪瑙飾物，光學(xué)儀器，光導(dǎo)纖維。設(shè)疑為什么實(shí)驗(yàn)室不用玻璃試劑瓶盛裝HF酸？裝氫氧化鈉的試劑瓶瓶塞不能用磨砂玻璃塞，而用橡膠塞？學(xué)生回答（略）分析實(shí)驗(yàn)室不用玻璃試劑瓶盛裝HF酸，因?yàn)椴ＡУ闹饕煞质嵌趸?，氫氟酸與二氧化硅反應(yīng)：SiO24HF=SiF42H2O；裝氫氧化鈉的試劑瓶瓶塞不能

7、用磨砂玻璃塞，因?yàn)椴ＡУ闹饕煞侄趸枰着c堿液反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的硅酸鹽，將瓶蓋黏合。屏幕顯示展示二氧化硅的用途的圖片。表達(dá)與交流用二氧化硅作為光導(dǎo)纖維與一般的普通光纜比較，有哪些優(yōu)點(diǎn)呢？學(xué)生交流、匯報(bào)交流、匯報(bào)課前布置的“查找資料說明二氧化硅作為光纖的優(yōu)越性”。小結(jié)收集同學(xué)的觀點(diǎn)，總結(jié)概括。光纖光纜與普通電纜的比較光纖光纜普通光纜傳遞信息量每根光纜可同時(shí)通過10億路電話。8管同軸電纜，每條通話1800路。原料來源原料來源廣。資源較少。質(zhì)量質(zhì)量輕，每千米27克，不怕腐蝕，鋪設(shè)方便。每千米16噸。性能抗電磁干擾，保密性好，不發(fā)生電輻射。不抗電磁干擾，發(fā)生電輻射。小結(jié)總結(jié)回顧硅的物理性質(zhì)以及重要用途、

8、二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)。隨堂訓(xùn)練1.用交叉分類法連線。Al2O3 SiO2 MgO 兩性氧化物 酸性氧化物 堿性氧化物金屬氧化物 非金屬氧化物 金屬氧化物2.在一定條件下，下列物質(zhì)不能和二氧化硅反應(yīng)的是()。焦炭純堿氫氟酸硝酸氫氧化鉀氧化鈣氮?dú)馓妓徕}A.B.C.D.課后作業(yè)化學(xué)學(xué)材第47頁、第48頁第1、3、5、6、7題；課本第69頁第3、4題。教學(xué)反思本節(jié)課的主要目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生結(jié)合生活中的化學(xué)現(xiàn)象用已學(xué)的知識(shí)學(xué)會(huì)知識(shí)遷移、培養(yǎng)類比、歸納的能力。課堂上既復(fù)習(xí)了碳和二氧化碳、酸性氧化物的有關(guān)知識(shí)，也學(xué)習(xí)了硅、二氧化硅的化學(xué)知識(shí)。其次，逐步培養(yǎng)了學(xué)生搜索信息、分享信息的能力。本節(jié)課的重點(diǎn)、難點(diǎn)是二氧化

9、硅的性質(zhì)和用途，課堂上是通過先讓學(xué)生對(duì)二氧化硅的結(jié)構(gòu)和生活中二氧化硅的制品的了解，然后讓學(xué)生猜測它可能具有的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)，最后通過查找資料和身邊的實(shí)例證明學(xué)生的猜測，以此來展開探究的思路。教學(xué)中體現(xiàn)了從生活到化學(xué)學(xué)科知識(shí)，再到生活、生產(chǎn)的思路，收到了不錯(cuò)的效果。課后對(duì)作業(yè)化學(xué)學(xué)材第48頁第5、6、7題檢查中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生能很好地掌握硅酸鹽的豐富性和多樣性。教學(xué)建議：對(duì)二氧化硅的結(jié)構(gòu)只要求學(xué)生有感性的認(rèn)識(shí)，可提出問題：這種結(jié)構(gòu)與外國的哪一建筑物相似？與我們學(xué)過哪種物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)相似？因此它可能有怎樣的物理性質(zhì)？對(duì)于二氧化硅作為光導(dǎo)纖維的優(yōu)越性能的有關(guān)資料的查找，要作為課外作業(yè)在一周前預(yù)先布置。

10、本課特色課堂中采取學(xué)生討論、分析，并結(jié)合了一些身邊化學(xué)物質(zhì)和大量優(yōu)美的圖片講述，學(xué)生課堂反映很好。整節(jié)課老師講述、歸納的時(shí)間為18分鐘，學(xué)生活動(dòng)的時(shí)間為22分鐘，充分體現(xiàn)了讓學(xué)生參與到課堂中來的新課標(biāo)精神和培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的精神。第二課時(shí)復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)硅的用途，二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)和用途。繼續(xù)學(xué)習(xí)硅在自然界中的另一種存在形式硅酸鹽，及其有關(guān)的性質(zhì)和用途。板書三、硅酸和硅酸鹽的性質(zhì)和用途學(xué)生實(shí)驗(yàn)課本第65頁實(shí)驗(yàn)4-1、4-2。提出問題閱讀課本第65頁實(shí)驗(yàn)4-1實(shí)驗(yàn)操作后，請(qǐng)思考硅酸的酸性與鹽酸比較怎樣，與碳酸呢？如何通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的猜想？實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)：向硅酸鈉溶液中吹入二氧化碳?xì)怏w，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

11、。分組實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)后思考提出的問題)兩人合作完成實(shí)驗(yàn)4-1和補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)，比較鹽酸、碳酸、硅酸的酸性強(qiáng)弱；完成實(shí)驗(yàn)4-2后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，思考硅酸鈉在生活中有哪些用途。得出結(jié)論向硅酸鈉溶液中滴加鹽酸：Na2SiO32HCl=H2SiO32NaCl向硅酸鈉溶液中吹氣：Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3板書31硅酸酸性強(qiáng)弱比較：HClH2CO3H2SiO3用途：制硅膠干燥劑、催化劑載體32硅酸鈉(水溶液俗稱水玻璃、泡花堿)水溶液呈堿性；可用作肥皂填料、木材防火劑及粘膠劑等。表達(dá)與交流(四人一組交流)看完這一組人類居所變遷的圖片，談?wù)勀愕母邢?。學(xué)生匯報(bào)討論后發(fā)表自己的觀點(diǎn)。小結(jié)1.社會(huì)在

12、進(jìn)步、人們生活條件在改善；2.人類利用的材料越來越優(yōu)越；3.新型的材料對(duì)人類的進(jìn)步起了重要作用，等等。過渡以上住房中用到的磚瓦、玻璃、水泥等都屬于硅酸鹽材料，可見，在通常情況下硅酸鹽制品的性質(zhì)穩(wěn)定。板書33常見的硅酸鹽制品(玻璃、水泥、陶瓷)屏幕顯示玻璃制品和水泥樣品，它們的成分和用途。板書演示硅酸鹽制品的表示方法：用化學(xué)元素符號(hào)表示其成分及組成的順序：活潑金屬氧化物較活潑金屬氧化物二氧化硅水屏幕顯示古陶瓷圖片欣賞講述中國的陶瓷馳名世界，英文“China”(中國)一詞又指“瓷器”，這反映了在西方人眼里中國是“瓷器故鄉(xiāng)”。拓展與遷移(屏幕顯示)結(jié)合圖片介紹陶瓷的制作工序。過渡古陶瓷對(duì)人類文明起了重要的作用，隨著科技的發(fā)展，不斷研究出具有優(yōu)異性能的新型陶瓷。比如高溫超導(dǎo)陶瓷、生物陶瓷、壓電陶瓷等。板書34具有優(yōu)越性能的新型陶瓷屏幕顯示幾種新型陶瓷的圖片各抒己見學(xué)完了這一課，談?wù)勀阌惺裁词斋@。硅及其化合物對(duì)人類社會(huì)進(jìn)步有哪些貢獻(xiàn)？(預(yù)先布置的小論文，五人一組，推選兩位同學(xué)在課堂作2分鐘的演講)課堂小結(jié)總結(jié)硅酸和典型硅酸鹽硅酸鈉的化學(xué)性質(zhì)和用途。常見硅酸鹽制品的用途。隨堂訓(xùn)練1.用氧化物的形式表示以下硅酸鹽：鎂橄