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視頻標(biāo)簽：無(wú)機(jī)非金屬,材料主角,硅
視頻課題：人教版化學(xué)必修一第四章非金屬及其化合物《無(wú)機(jī)非金屬材料主角—硅》河南省優(yōu)課
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人教版化學(xué)必修一第四章非金屬及其化合物《無(wú)機(jī)非金屬材料主角——硅》 河南省優(yōu)課
二氧化硅和硅酸 教案
教材分析：
硅是帶來(lái)人類文明的重要元素之一，硅及其化合物是元素化合物知識(shí)的重要基礎(chǔ)知識(shí)。本節(jié)內(nèi)容不僅為形成化學(xué)基本觀念提供感性基礎(chǔ)，也為了解化學(xué)與生活，化學(xué)與社會(huì)發(fā)展，化學(xué)與技術(shù)進(jìn)步之間的密切關(guān)系提供了豐富的素材。
本節(jié)的主要內(nèi)容有硅在自然界中的存在形式、二氧化硅的性質(zhì)、硅酸鹽的性質(zhì)、硅及化合物的用途。在教學(xué)中可采用碳和硅（同一主族相鄰的兩種元素）進(jìn)行對(duì)比，突出它們的相似性與不同性。另外多運(yùn)用日常生活中的事例進(jìn)行教學(xué)，聯(lián)系生產(chǎn)生活的實(shí)際，充分利用實(shí)物、模型、彩圖、實(shí)物照片等形式，增強(qiáng)教學(xué)的直觀行，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)的情感。
教學(xué)目標(biāo)：
知識(shí)與技能
1、了解硅的重要化合物的主要性質(zhì)，認(rèn)識(shí)硅及其化合物的主要用途。 2、聯(lián)系生產(chǎn)生活實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的遷移能力。
過(guò)程與方法
1、采用對(duì)比的方法，聯(lián)系碳、二氧化碳大等學(xué)生已有的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)來(lái)介紹硅、二氧化硅等新知識(shí)。
2、運(yùn)用日常生活中事例進(jìn)行教學(xué)，增強(qiáng)教學(xué)的直觀性。
情感態(tài)度與價(jià)值觀
1、認(rèn)識(shí)硅及其化合物的廣泛?jiǎn)漾t鳥國(guó)土，體會(huì)化學(xué)的創(chuàng)造性與實(shí)用性，并關(guān)注化學(xué)有關(guān)的實(shí)際問題。
2、利用實(shí)物、模型及學(xué)生自己手機(jī)的有關(guān)實(shí)物或照片，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)的情感。
3、通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。
教學(xué)重點(diǎn)：
二氧化硅的性質(zhì)
教學(xué)難點(diǎn)：
硅酸的制備原理
教學(xué)方法：
對(duì)比法、討論法、實(shí)驗(yàn)法、講授法
教學(xué)過(guò)程：
[導(dǎo)入]美國(guó)的硅谷——位于美國(guó)西海岸加利福尼亞州北部舊金山南郊，圣克拉拉縣和圣胡安兩城之間的一條長(zhǎng)４８公里，寬１６公里的長(zhǎng)條形地帶上。由于它集中了全世界９0％以上的著名半導(dǎo)體公司（思科、英特爾、惠普、朗訊、蘋果） ，而半導(dǎo)體的基本元件是硅片，所以該地區(qū)被稱為“硅谷”。該地區(qū)客觀上成為美國(guó)高新技術(shù)的搖籃， 現(xiàn)在硅谷已成為世界各國(guó)半導(dǎo)體工業(yè)聚集區(qū)的代名詞。也是高新科技的象征。
[師]既然硅這么重要，那么他是如何存在，有些什么性質(zhì)呢？ [板書]§4-1無(wú)機(jī)非金屬材料的主角——硅
[師]主角，我們足以看出硅的地位。我們看課本P46 圖3-1，硅在地殼中的含量居第二，僅次與氧。
硅的氧化物及硅酸鹽構(gòu)成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤、約占地殼總量的90%以上。 [學(xué)生活動(dòng)]看圖4-1
[師]大家在元素周期表中找到硅，并且寫出硅和碳的原子結(jié)構(gòu)示意圖。 [學(xué)生活動(dòng)]
C Si
[師]它們最外層均為四個(gè)電子，既不容易得到也不容易失去，性質(zhì)穩(wěn)定。但他們卻是不可以忽視的：碳--統(tǒng)治了有機(jī)界：碳是構(gòu)成有機(jī)物的主要元素；硅—統(tǒng)治了無(wú)機(jī)礦物界：硅是構(gòu)成巖石與許多礦物的基本元素。
下面我們的學(xué)習(xí)就圍繞著碳和硅的相似性進(jìn)行學(xué)習(xí)。 [學(xué)生活動(dòng)]回顧碳的相關(guān)知識(shí)
存在 酸性氧化物 弱酸 性質(zhì)
[師]閱讀課本P74-76頁(yè)內(nèi)容，從碳的性質(zhì)總結(jié)硅、二氧化硅、硅酸的性質(zhì)。 [學(xué)生活動(dòng)] [思考]
比較碳、硅親合氧的能力及硅在自然存在形式？ [歸納] ①硅的親氧性強(qiáng)于碳的親氧性。
②因此硅元素在氧化氣氛包圍的地球上，硅主要以SiO2及硅酸鹽形式存在。 [板書]1、二氧化硅 SiO2
[師]從課本P74-75的內(nèi)容，大家對(duì)二氧化硅進(jìn)行樹型分類？ [學(xué)生思考、書寫]
[展示]二氧化硅的結(jié)構(gòu)模型
[師]二氧化硅晶體，基本結(jié)構(gòu)單元是正四面體，每個(gè)Si結(jié)合4個(gè)O，每個(gè)O結(jié)合2個(gè)Si，形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
正是這種結(jié)構(gòu)，決定了其具有優(yōu)良的物理和化學(xué)性質(zhì)。 [思考與交流]
請(qǐng)根據(jù)SiO2的存在和應(yīng)用思考:
二氧化硅具有哪些物理性質(zhì)？化學(xué)穩(wěn)定性如何?你的根據(jù)是什么？SiO2的這些性質(zhì)是由什么決定的？ [學(xué)生活動(dòng)]
[歸納、總結(jié)、板書]
① 物理性質(zhì)：熔點(diǎn)高、硬度大
② 用途：建筑材料、飾品、工藝品 ③ 化學(xué)性質(zhì)：穩(wěn)定性好
[過(guò)渡]下面我們一起來(lái)看看SiO2的化學(xué)性質(zhì)，玻璃的主要成分是二氧化硅和硅酸鹽，我們通過(guò)其性質(zhì)，來(lái)看SiO2的性質(zhì)。
[師]我們可以用玻璃瓶來(lái)裝試劑：酸、堿、鹽，這可以看出其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不能夠跟一般的酸發(fā)生反應(yīng)，除HF外。 [板書]a、不與酸反應(yīng)，氫氟酸除外 SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O 用途：可以在玻璃上雕刻花紋等
[師]因?yàn)镠F酸可以和SiO2反應(yīng)，所以HF的保存就不能使用玻璃瓶，而用塑料或橡膠瓶，我們可以用這個(gè)性質(zhì)在玻璃上雕刻花紋，量器上雕刻刻度等。 [展示]裝有NaOH的試劑瓶
[思考]一般的試劑瓶都使用玻璃瓶塞，而這個(gè)試劑瓶使用的是橡膠塞，為什么？ [思考、討論]
[總結(jié)]我們開始將CO2和SiO2比較，CO2是酸性氧化物，SiO2也是酸性氧化物，所以其具有酸性氧化物的通性，即能與堿、堿性氧化物反應(yīng)。 [板書]b、與堿性氧化物反應(yīng)
32CaSiO CaO
SiO高溫
C、與堿反應(yīng)
SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O
[師]正是因?yàn)槠淠芘cNaOH發(fā)生反應(yīng)，所以其瓶塞使用的是橡膠塞。 [學(xué)生活動(dòng)]討論思考與交流的問題 [過(guò)渡]CO2溶于水生成H2CO3，SiO2我們知道它是不能溶于水的，它有沒有對(duì)應(yīng)的酸呢？如何制取呢？
[思考]碳酸的制取，使用的是強(qiáng)酸制弱酸的方法，那么硅酸是不是也可以使用同樣的方法獲得呢？
[探究實(shí)驗(yàn)4-1]試管中取3ml Na2SiO3溶液，滴入2滴酚酞，逐滴加入稀HCl，邊加邊振蕩，至紅色變淺并接近消失時(shí)停止。 [學(xué)生活動(dòng)]觀察、思考
[總結(jié)、歸納、板書]2、硅酸 實(shí)驗(yàn)過(guò)程：
現(xiàn)象：紅色消失，生成白色凝膠 結(jié)論：硅酸鈉轉(zhuǎn)化為硅酸
反應(yīng)：Na2SiO3＋2HCl＝H2SiO3(膠體)+2NaCl
[師]硅酸凝膠經(jīng)干燥脫水后的到多空的硅酸干凝膠，稱為“硅膠”。硅膠多空，吸附水的能力強(qiáng)，常用作實(shí)驗(yàn)室和袋裝食品、瓶裝藥品的干燥劑，也可以作催化劑的載體。 [學(xué)生活動(dòng)]討論導(dǎo)學(xué)案上思考與交流的兩個(gè)問題。 [師]提問學(xué)生回答，總結(jié)
[課堂練習(xí)]
1．下列物質(zhì)中主要成分不是二氧化硅的是 （ ）
A．硅膠 B．水晶 C．瑪瑙 D．硅石
2．NaOH、KOH等堿性溶液可以貯存在下列哪種試劑瓶中（ ）
A．具有玻璃塞的細(xì)口瓶 B．具有玻璃塞的廣口瓶
C．帶滴管的滴瓶 D．具有橡膠塞的細(xì)口瓶
3．賞心悅目的雕花玻璃是用下列物質(zhì)中的一種對(duì)玻璃進(jìn)行刻蝕而制成的，這種物質(zhì)是 （ ）
A．鹽酸 B．氫氟酸 C．燒堿 D．純堿
4．①氫氟酸；②濃H2SO4；③燒堿溶液；④Na2CO3固體；⑤氧化鈣；⑥ 濃HNO3，其中在一定條件下能與SiO2反應(yīng)的有 （ ）
A．①②⑥ B．全部 C．①③④⑤ D．②③⑥ 5．能證明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的實(shí)驗(yàn)事實(shí)是（ ） A．CO2溶于水形成碳酸，SiO2難溶于水 B．CO2通入可溶性硅酸鹽中析出硅酸沉淀 C．高溫下SiO2與碳酸鹽反應(yīng)生成CO2 D．氯化氫通入可溶性碳酸鹽溶液中放出氣體，通入可溶性硅酸鹽溶液中生成沉淀
[總結(jié)]本節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了二氧化硅的存在、用途、性質(zhì)和硅酸的制取、用途。需要重點(diǎn)掌握二氧化硅的性質(zhì)和硅酸的制取。
板書設(shè)計(jì)：
§4-1無(wú)機(jī)非金屬材料的主角——硅 1、二氧化硅 SiO2
① 物理性質(zhì)：熔點(diǎn)高、硬度大 ② 用途：建筑材料、飾品、工藝品 ③ 化學(xué)性質(zhì)：穩(wěn)定性好
a、不與酸反應(yīng)，氫氟酸除外
SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O 用途：可以在玻璃上雕刻花紋等
b、與堿性氧化物反應(yīng)
32CaSiO CaO
SiO高溫
C、與堿反應(yīng)
SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O 2、硅酸
實(shí)驗(yàn)過(guò)程：
現(xiàn)象：紅色消失，生成白色凝膠 結(jié)論：硅酸鈉轉(zhuǎn)化為硅酸
反應(yīng)：Na2SiO3＋2HCl＝H2SiO3(膠體)+2NaCl
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