2019-2020年人教版化學必修1 第4章第1節(jié) 無機非金屬材料的主角——硅（第1課時） 教案.doc

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2019-2020年人教版化學必修1 第4章第1節(jié) 無機非金屬材料的主角——硅（第1課時） 教案 教學目標 知識與技能 1、了解硅在自然界中的含量、存在、用途 2、了解二氧化硅的物理性質(zhì)，掌握二氧化硅的化學性質(zhì) 3、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。 過程與方法 1、學生學會運用對比的方法來認識物質(zhì)的共性和個性，擁有對新舊知識進行歸納比較能力。 2、通過硅酸的制備，具有實驗設計的思維方式。 情感態(tài)度價值觀 1、學生學會學習元素化合物的正確方法：結構決定性質(zhì)、性質(zhì)決定用途。 2、學生了解硅和硅酸在日常生活、生產(chǎn)中的應用，感受化學的實用性，增強學習 教學重點、難點 重點：二氧化硅和硅酸的主要性質(zhì) 難點：二氧化硅的化學性質(zhì) 教學過程 環(huán)節(jié) 教師活動 學生活動 導入 這節(jié)課我們來上第四章，非金屬及其化合物。（講一下非金屬元素在元素周期表中的分布及其重要性）。 那么，在地殼中含量最多的元素是什么？第二個是什么？ 在初中我們已經(jīng)學過氧了，那么接下來我們來學硅——無機非金屬材料的主角。 【硅元素在自然界中的分布】（PPT展示圖片）硅在地殼中的含量為26.3％，僅次于氧。硅的化合物構成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤,約占地殼質(zhì)量的90%以上。 【硅和碳的比較】我們再來看一下硅元素在元素周期表中的位置，在碳的下面，它們兩個是同族元素，那么最外層電子是相同的，都有四個電子（PPT展示另個原子結構示意圖），所以硅原子和碳一樣，既不易失去電子也不容易得到電子，主要形成四價的化合物。碳是構成有機物的主要元素，而硅是構成巖石與許多礦物的基本元素。 然而硅在自然界中的存在形式不同，碳在自然界中有穩(wěn)定的單質(zhì)存在，而硅是一種親氧元素，在自然界它總是與氧相互化合。我們周圍的空氣都有氧氣包圍，所以硅主要以氧化物二氧化硅以及硅酸鹽的形式存在。 下面我們就來看二氧化硅。 答：氧、硅 知識點1：二氧化硅 二氧化硅是硅最重要的化合物，地球上存在的天然二氧化硅約占地殼質(zhì)量的12％，其存在形態(tài)有結晶型和無定型。 【二氧化硅的存在形式】石英晶體是結晶的二氧化硅，同學們都見過水晶吧？其實石英中無色透明的晶體就是通常所說的水晶，而具有彩色環(huán)帶狀或?qū)訝畹姆Q為瑪瑙。水晶和瑪瑙經(jīng)常拿來做什么??？對的，經(jīng)常用來做飾物。（PPT展示圖片） 而無定型硅有硅藻土等。（PPT展示圖片） 【二氧化硅的結構】我們說結構決定性質(zhì)，那么二氧化硅有什么性質(zhì)呢？我們先來看一下它的結構。 （PPT展示結構）大家看一下它的結構，一個硅和多少個氧相連？一個氧和多少個硅相連？實際上，二氧化硅晶體是由硅 和氧按1:2的比例縮組成的立體網(wǎng)狀結構的晶體。獨立一個單元結構出來就是一個硅和四個氧相連，硅在中心，四個氧4個在頂角，形成了四面體結構。但是你們要注意二氧化硅晶體是立體網(wǎng)狀結構，只是用SiO2來表示二氧化硅的組成。 【二氧化硅的物理性質(zhì)】我們回憶一下，初中我們學的立體網(wǎng)狀結構的物質(zhì)還有那些？對的，金剛石也是立體網(wǎng)狀結構，那么它的硬度怎么樣？熔沸點怎么樣？是的，二氧化硅也是相似的，我們來看一下二氧化硅的物理性質(zhì)（PPT列表，了解二氧化硅的物理性質(zhì)），同學們把它寫到課本76頁上面那里思考與交流的物理性質(zhì)那里。 【板書】1、二氧化硅 物理性質(zhì)：熔點高，硬度大，不溶于水 【二氧化硅的化學性質(zhì)】二氧化硅是酸性氧化物，同學們還記得什么是酸性氧化物嗎？酸性氧化物那有什么共性呢？ 二氧化硅具有酸性氧化物的通性： ① 能和堿反應生成鹽和水 SiO2 ＋ 2NaOH = Na2SiO3 ＋H2O ② 能和堿性氧化物反應 SiO2＋CaO = =CaSiO3 【思考1】下面請同學們思考：為什么實驗室中盛放堿液的試劑瓶用橡皮塞而不用玻璃塞? 是因為堿液會跟玻璃塞中的SiO2反應，生成的硅酸鹽會把試劑瓶和玻璃塞粘連在一起，所以不能用玻璃塞。 【思考2】　玻璃光滑堅硬，用什么刀子能雕刻出這些花紋圖案和刻度呢？當然用普通刀子是不能完成這一工藝的。說來有趣，找到能夠在玻璃上自如地雕刻的特殊“刀子”，還是從發(fā)現(xiàn)一種會“啃”玻璃的化學物質(zhì)開始的。同學們猜一下這種化學物質(zhì)什么？ 氫氟酸是酸性氧化物，是不是只能和堿反應而不能和酸反應呢？二氧化硅雖然是酸性氧化物，但是能和氫氟酸反應，記住氫氟酸是唯一可以與之發(fā)生反應的酸： SiO2+4HF=SiF4 ↑ +2H2O （PPT展示）玻璃中含有二氧化硅，要雕刻玻璃的花紋圖案時，先在玻璃上鋪上一層蠟，在石蠟上雕刻出花紋，在挖空的那部分加入氫氟酸，等反應后洗掉酸和石蠟，玻璃的雕花就完成了?，F(xiàn)在同學們知道為什么實驗室的氫氟酸不用玻璃瓶盛放的原因了嗎？對的，所以實驗室的氫氟酸都是用塑料瓶來盛放。 【二氧化硅的用途】（PPT圖片展示）我們學習了二氧化硅的物理性質(zhì)及它的化學性質(zhì)，下面我們來看一下它的用途。同學們看到課本75頁，二氧化硅可以用來做什么？用作建筑材料，飾物，石英坩堝，光導纖維等。 答：知道 答：用作手鏈，項鏈 答：四個、兩個 答：金剛石 答：硬度大，熔點高 思考并回答 思考并回答 思考 看課本并回答：氫氟酸 不是 答：氫氟酸會腐蝕玻璃 看課本回答 知識點2：硅酸 【導入】我們知道，二氧化碳溶于水生成碳酸，那么我們要得到硅酸時能不能把二氧化硅溶于水形成呢？ 對的，二氧化硅是不溶于水的，那我們怎么才能得到硅酸呢？【實驗演示】同學們看到課本的實驗4-1，快速瀏覽一下。下面我們來做一下這個實驗。注意觀察現(xiàn)象。 下面請同學們描述剛才的實驗現(xiàn)象，（PPT展示表格） 實驗現(xiàn)象：溶液呈紅色,加入鹽酸后紅色變淺并接近消失時,有白色膠狀物質(zhì)生成。 初步結論：Na2SiO3水溶液呈堿性，硅酸不溶于水 注意：硅酸是通過可溶性硅酸鹽與其它酸反應制得的。 同學們把這個實驗現(xiàn)象和結論填到77頁最上面的那個表上去。 【硅酸的化學性質(zhì)】硅酸不穩(wěn)定，受熱易分解： H2SiO3 == SiO2 + H2O（加熱） 另外硅酸與強堿溶液反應： 2NaOH+H2SiO3 == Na2SiO3+ 2H2O 同學們把這兩個方程式補充到課本上。 剛才的實驗反應生成的硅酸逐漸聚合而形成膠體溶液——硅酸溶膠，當濃度比較大時，形成軟而透明的、膠體狀的硅酸凝膠，經(jīng)干燥脫水后得到多孔的硅酸干凝膠，成為硅膠。硅膠多孔，吸附水分的能力很強，常用作實驗室和袋裝食品的干燥劑。 （PPT展示圖片）變色硅膠就是常用的一種干燥劑，大家看，它還是干燥的硅膠時是藍色的，當吸水后就變成近乎透明的了，我們就能以此來判斷環(huán)境的水分含量以及及時更換干燥劑。 答：不能，因為二氧化硅不溶于水 觀察實驗現(xiàn)象 課堂小結 1、 二氧化硅的物理性質(zhì)及化學性質(zhì)。 2、 硅酸的制備，物理性質(zhì)及化學性質(zhì)。 板書設計 第一節(jié) 無機非金屬的主角－硅 1、二氧化硅（SiO2） （1）物理性質(zhì)：熔點高，硬度大，不溶于水 （2）化學性質(zhì)： ①酸性氧化物共性：SiO2 ＋ 2NaOH = Na2SiO3 ＋H2O SiO2＋CaO = =CaSiO3 ②特性：與氫氟酸反應：SiO2+4HF=SiF4 ↑ +2H2O 2、硅酸 （1）主要性質(zhì)：白色，不溶于水，弱酸性 （2）制備：Na2SiO3+2HCl=H2SiO3(膠體)+2NaCl