《無機非金屬材料的主角—硅》教學(xué)設(shè)計

1、第四章 第一節(jié) 無機非金屬材料的主角硅常德市安鄉(xiāng)縣第五中學(xué) 陳遵榜課 題第一節(jié) 無機非金屬材料的主角硅課時安排二課時授課時間整體設(shè)計知識和技能：1.了解硅及其化合物在信息技術(shù)、材料科學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用。2把握硅及其化合物的性質(zhì)和用途，了解硅酸鹽的豐富性和廣泛性。3了解硅及其化合物在自然界中的廣泛存在和生產(chǎn)中的應(yīng)用及其對環(huán)境的影響。4.把握硅酸制取，并能應(yīng)用強酸制弱酸的化學(xué)原理進行實驗設(shè)計的思維方式。 5硅單質(zhì)的工業(yè)制備和用途。 教學(xué)目標過程與方法： 情感、態(tài)度、價值觀：1培養(yǎng)學(xué)生敢于創(chuàng)新的習(xí)慣和創(chuàng)新能力。 2培養(yǎng)學(xué)生已有的知識經(jīng)驗進行猜想，并能體驗到在實際應(yīng)用中的成就感。 3體驗用化學(xué)理論知識解決

2、未知的化學(xué)問題的樂趣。 4對學(xué)生進行積極向上樂觀的世界觀。重點及理由分析教學(xué)重點是二氧化硅和硅酸的性質(zhì)；二氧化硅和硅酸的性質(zhì)及硅酸的制取原理。本節(jié)內(nèi)容是在學(xué)習(xí)金屬的相關(guān)內(nèi)容后，開始對非金屬的學(xué)習(xí)。在內(nèi)容上屬于過渡，在學(xué)習(xí)方法上實則一脈相承。容易使學(xué)生感到化學(xué)學(xué)習(xí)較呆板。因此在貫徹“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途”主線的學(xué)習(xí)方法時，宜由果溯因，由因及果的變化，不必按部就班，且介紹性質(zhì)的內(nèi)容分量可增加。難點及突破方法教學(xué)難點是硅酸的制取原理；硅酸鹽的豐富性和多樣性。本節(jié)內(nèi)容位于人教版第四單元課題一，總起非金屬部分的內(nèi)容。硅及其化合物在日常生活中應(yīng)用十分廣泛，前景十分廣闊。通過對硅及其化合物知識的學(xué)習(xí)，

3、可以使學(xué)生開闊眼界，同時也能使學(xué)生增強對學(xué)習(xí)化學(xué)的重要性的認識。教學(xué)方法對比、討論、講授學(xué)法指導(dǎo)學(xué)生在老師的引導(dǎo)下，通過回憶所學(xué)，進行思考、對比。學(xué)習(xí)過程中不斷地將感性材料轉(zhuǎn)化為理性認識，逐步形成假設(shè)，通過實驗驗證得出結(jié)論并聯(lián)系實際應(yīng)用。教具使用多媒體、實驗用品、課件板 書 設(shè) 計第四章 第一節(jié) 無機非金屬材料的主角硅一、二氧化硅和硅酸 1、二氧化硅 2、硅酸 （1）用途 （1）制備（2）物理性質(zhì) （2）性質(zhì) 化學(xué)性質(zhì) （3）用途二、硅酸鹽1、硅酸鹽的組成和性質(zhì)2、硅酸鈉的性質(zhì)和用途三、硅單1、性質(zhì) 2、用途教 學(xué) 過 程教師活動學(xué)生活動第一課時【新課導(dǎo)入】從電腦的芯片、光導(dǎo)纖維、水泥、玻璃和

4、瓷磚等日常生活中的實例引入硅及其化合物。傾聽【指導(dǎo)學(xué)生】給出知識整理表格及思考題。周期表中的位置 原子結(jié)構(gòu)示意圖 在自然界中的存在碳硅 閱讀教材P62第1、2、3自然段及資料卡片內(nèi)容，填表完成知識整理，然后思考討論：碳和硅在自然界中的存在形式不同的原因是什么？【檢查小結(jié)】（1）兩元素的共性：在化學(xué)反應(yīng)中其原子既不易失電子也不易得電子，主要形成共價（四價）化合物。 （2）存在差異：硅是一種親氧元素，在自然界中它總是與氧相互化合的，而碳卻沒有此特點。 【討論】二氧化碳具有哪些重要的性質(zhì)呢？ 物理性質(zhì)：CO2是一種 色 體， 溶于水，固態(tài)CO2俗稱 ?；瘜W(xué)性質(zhì)：【思考交流】提示：二氧化硅也是一種酸性

5、氧化物由CO2的性質(zhì)推測SiO2可能具有哪些重要的性質(zhì)？【檢查小結(jié)】SiO2是一種酸性氧化物，可能與水反應(yīng)生成相應(yīng)酸；與堿反應(yīng)生成鹽和水；與堿性氧化物反應(yīng)生成鹽?！局笇?dǎo)學(xué)生閱讀】教材有關(guān)內(nèi)容，并給出問題閱讀教材P63及P64有關(guān)內(nèi)容，思考并討論：SiO2實際具有的性質(zhì)與上述推導(dǎo)一致嗎？有沒有不同的表現(xiàn)？請舉例說明【檢查小結(jié)】與上述推斷不完全相同。不同表現(xiàn)是：SiO2是一種難熔固體，不溶于水。正是因為SiO2不溶于水，所以不能直接與水反應(yīng)生成硅酸，但常溫下除能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)外，還能與氫氟酸反應(yīng)生成SiF4氣體和水。完成下列反應(yīng)的化學(xué)方程式,并指明反應(yīng)的類型：SiO2 + NaOH SiO2

6、+ CaO SiO2 + HF 【指導(dǎo)學(xué)生閱讀】教材有關(guān)內(nèi)容，使其了解二氧化硅的結(jié)構(gòu)和用途。（1）閱讀教材P63：科學(xué)視野內(nèi)容，認識SiO2的結(jié)構(gòu)（2）觀察教材P63P64上的圖43、圖44和圖45，了解SiO2用途，并了解用途與性質(zhì)間的關(guān)系。【歸納整理】（1）SiO2晶體是由Si和O按1：2的比例所組成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，基本單元是SiO4的正四面體結(jié)構(gòu)。（2）SiO2性質(zhì)主要表現(xiàn)在：它是一堅硬、難熔的固體，不溶于水，化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定。SiO2的這些性質(zhì)是由其立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)決定的。【應(yīng)用與實踐】（1）實驗室盛裝NaOH溶液的試劑瓶為什么要用橡皮塞而不用玻璃塞？（2）有人認為SiO2既能和堿反應(yīng)又能

7、和酸反應(yīng)，所以應(yīng)認為它是一種兩性氧化物。你同意這種看法嗎？學(xué)生討論回答【檢查小結(jié)】（1）因為SiO2易與強堿溶液反應(yīng)，生成硅酸鈉使試劑瓶受腐蝕，同時生成的硅酸鈉溶液是一種礦物膠，具有良好的粘結(jié)性，易使瓶塞粘在一起而難以開啟。（2）不同意這種看法?！局笇?dǎo)學(xué)生閱讀】教材有關(guān)內(nèi)容，給出問題閱讀教材P64最后一自然段，思考討論下列問題：（1）硅酸與鹽酸比較，誰的酸性強？你是根據(jù)什么現(xiàn)象判斷出來的？（2）硅酸與碳酸比較又會怎樣呢？【實驗探究】提示：酸與鹽反應(yīng)規(guī)律之一是較強的酸能制出更弱的酸。完成實驗41，并填寫教材P65相關(guān)表格。補充實驗：往一定量的飽和硅酸鈉溶液中通入足量的CO2，觀察現(xiàn)象。該現(xiàn)象說明

8、了什么？【檢查小結(jié)】硅酸的酸性比鹽酸和碳酸的酸性都弱。這是根據(jù)往硅酸鈉溶液中滴加鹽酸或通入足量的CO2后，產(chǎn)生不溶于水的硅酸判斷出來的。【應(yīng)用與實踐】寫出以SiO2為原料制備硅酸的化學(xué)方程式學(xué)生練習(xí)【自學(xué)釋疑】結(jié)合實驗41，閱讀教材P64最后一自然段，歸納總結(jié)硅膠的制備方法及其重要應(yīng)用。思考回答【制備方法】 加適量鹽酸或通入足量CO2 干燥脫水 硅酸鈉溶液 硅酸溶膠 硅膠用途：常用作干燥劑、催化劑的載體。第二課時【新課導(dǎo)入】通過水玻璃、硅橡膠、玻璃、陶瓷、水泥等物質(zhì)中硅的存在形式引入硅酸鹽【自學(xué)思考】閱讀教材P65中間兩自然段，思考硅酸鹽的組成和性質(zhì)。思考討論【檢查小結(jié)】硅酸鹽是由硅、氧和金屬

9、組成的化合物的總稱，分布極廣。硅酸鹽一般都不溶于水，化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定。【指導(dǎo)學(xué)生閱讀】問題 閱讀教材P67資料卡片，回答下列問題：如何用氧化物的形式表示硅酸鹽的組成？【檢查小結(jié)】硅酸鹽的表示方法：活潑金屬氧化物較活潑金屬氧化物二氧化硅水【練習(xí)】用氧化物的形式表示下列硅酸鹽的組成：KAlSi3O8 CaAl2Si3O103H2O學(xué)生思考回答【實驗探究】指導(dǎo)學(xué)生完成實驗操作【指導(dǎo)學(xué)生閱讀】并給出問題：閱讀教材P66第一、二、三自然段?；卮鹣铝袉栴}：（1） 硅酸鹽種類繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的原因是什么？（2）為什么土壤具有保肥能力？（3）中國作為“瓷器故鄉(xiāng)”的原因是什么？思考【檢查小結(jié)】（1）由于Al與Si在

10、元素周期表位置相鄰、離子大小相近，Al3+?；蚨嗷蛏俚刂脫Q硅酸鹽中的Si4+而形成鋁硅酸鹽。為了保持電中性，會伴隨引入其他正離子，從而大大增加了硅酸鹽的豐富性和復(fù)雜性。（2）硅酸鹽巖石長期在水的侵蝕下，風(fēng)化為黏土，并且形成土壤膠體（硅酸鹽與硅酸相似，有形成膠體的性質(zhì)）。土壤膠體因其表面積巨大且一般帶負電，能吸收NH4+、K+等數(shù)十種生物所需的營養(yǎng)離子，所以土壤具有保肥能力。（3）現(xiàn)在出土的各種陶瓷制品、雄偉古建筑上留下的陶瓷磚瓦以及英文“中國”一詞又指“瓷器”，等等，所有這些都反映了在西方人眼中中國作為“陶瓷故鄉(xiāng)”的形象。【指導(dǎo)學(xué)生閱讀】知識整理表格性能用途高溫結(jié)構(gòu)陶瓷壓電陶瓷透明陶瓷超導(dǎo)陶瓷閱讀教材P66科學(xué)視野并進行知識整理【指導(dǎo)學(xué)生閱讀】知識整理表格性能用途金剛砂硅鋼硅橡膠分子篩閱讀教材P67最后一自然段，并進行知識整理【指導(dǎo)學(xué)生閱讀】知識整理表 分類物性化性應(yīng)用