完整版二氧化硅和硅酸教學(xué)設(shè)計(jì)

1、二氧化硅和硅酸教學(xué)設(shè)計(jì)樂山師范學(xué)院化學(xué)學(xué)院 12 化學(xué)班 蔣銳 12310110本節(jié)內(nèi)容選自人教版高中化學(xué)必修1 第四章第一節(jié)無機(jī)非金屬材料的主角硅第一課時(shí)二氧化硅和硅。安排 1 學(xué)時(shí)。一、 教學(xué)設(shè)計(jì)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(nèi)容的基礎(chǔ)上，繼續(xù)進(jìn)行關(guān)于元素化合物知識的學(xué)習(xí)和研究方法的訓(xùn)練，本節(jié)教學(xué)采用主線為“硅單質(zhì)一一二氧 化硅一一硅酸一一硅酸鹽”的學(xué)習(xí)方法，豐富了元素族概念及元素性質(zhì)的遞變規(guī)律的形成，為元素周期 律、元素周期表的學(xué)習(xí)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(xué)情分析本節(jié)課的教學(xué)對象為

2、高一學(xué)生，學(xué)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(guān)知識(2)知道CO屬于酸性氧化物，并能書寫有關(guān) CQ的化學(xué)反應(yīng)方程式SiO2及HSO的物理性質(zhì)及主要用途SiO2的主要化學(xué)性質(zhì)硅酸的制備原理 硅及其化合物在材料等領(lǐng)域的應(yīng)用新知識 ：( 1)( 2)( 3)( 4)3、學(xué)習(xí)目標(biāo)( 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(zhì)，掌握二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)(C)認(rèn)識硅酸的制備原理，使學(xué)生初步掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作、基本技能。(2)、過程與方法(a) 學(xué)生學(xué)會運(yùn)用對比的方法來認(rèn)識物質(zhì)的共性和個(gè)性，擁有對新舊知識進(jìn)行歸納比較能力。(b) 通過硅

3、酸的制備，具有實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思維方式。( 3 )、情感態(tài)度與價(jià)值觀(a) 學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)元素化合物的正確方法：結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)決定用途。(b) 學(xué)生了解硅和硅酸在日常生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用，感受化學(xué)的實(shí)用性，增強(qiáng)學(xué)習(xí)4、教學(xué)重、難點(diǎn)重點(diǎn) ： 二氧化硅和硅酸的主要性質(zhì)難點(diǎn)： 二氧化硅的化學(xué)性質(zhì) 二、教學(xué)設(shè)計(jì)方案1、教學(xué)方法 突出學(xué)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(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。教學(xué)設(shè)計(jì)重點(diǎn)： 在第三章的金屬元素及其化合物的學(xué)習(xí)中，學(xué)生已掌握了金屬元素的學(xué)習(xí)方法，例如 實(shí)驗(yàn)觀察法等。 而本節(jié)內(nèi)容是非金屬及其化合物學(xué)習(xí)的第一步， 起著關(guān)鍵性的作用。 所以， 在本節(jié)內(nèi)容中， 主要以建立學(xué)生

4、學(xué)習(xí)非金屬及其化合物的方法，本節(jié)主要是采取：學(xué)生通過對比二氧化硅、二氧化碳的物 理性質(zhì)、分子空間結(jié)構(gòu)等不同，自主歸納總結(jié)出二氧化硅的物理、化學(xué)性質(zhì)；通過故事啟發(fā)學(xué)生探究玻璃 的制備反應(yīng)，以此導(dǎo)入二氧化硅和硅酸鈉等物質(zhì)；以圖片、視頻、實(shí)驗(yàn)等輔助材料，使學(xué)生自主探究二氧 化硅的化學(xué)性質(zhì)。2、教學(xué)策略與二氧化碳對比，總結(jié)歸 納二氧化硅的物理性質(zhì)聯(lián)系實(shí)際0 乂歸納總結(jié)引出新課思考方法多媒體輔助展示，探索二 氧化硅的化學(xué)性質(zhì)爭A3、教學(xué)準(zhǔn)備學(xué)生準(zhǔn)備:教師準(zhǔn)備:教具準(zhǔn)備:4、教學(xué)過程預(yù)習(xí)、查閱與二氧化硅相關(guān)的信息相關(guān)教學(xué)圖片、視頻。學(xué)生實(shí)驗(yàn)用品并分組到桌 數(shù)字多媒體、激光筆、視頻圖文材料7教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動

5、學(xué)生活動設(shè)計(jì)意圖1聯(lián) 系 實(shí) 際引 出 新 課【引課】在當(dāng)代，信息，材料，能源作物三大產(chǎn)業(yè) 支柱，在無機(jī)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(gòu)成地殼的巖石、沙子、粘土，占地殼質(zhì)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(jī)非金屬材料的主角一一硅第一課時(shí)二氧化硅和硅酸【引課】在上課之前，同學(xué)們先來欣賞幾張好看的 水晶圖片。3激趣（通過預(yù)習(xí)） 學(xué)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(dǎo)】這些好看的水晶、瑪瑙深得人們的喜愛，同學(xué)們知道它們的主要成分是什么嗎？【引導(dǎo)】其實(shí)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(xué)們，通過了解二氧化硅的這些用途, 大家一起來歸納總結(jié)下二氧化硅的物理性質(zhì)， 下表。【板書】1、二氧化硅的物理性質(zhì)完成學(xué)生：通過二氧化硅產(chǎn) 物的形態(tài)，總結(jié)歸 納二氧化硅的物 理性質(zhì)，完成表 格。學(xué)生養(yǎng)成歸納總結(jié)能力二氧化硅的用途二氧化硅的物理性質(zhì)石英坩堝熔沸點(diǎn)高軸承硬度大光導(dǎo)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(zhì)與二氧化硅差異較大，這是為什么呢？使從分子結(jié)構(gòu)方面分析?！菊故尽浚憾趸?、二氧

7、化硅的空間構(gòu)形（圖片和 GIF動畫 形式）【解答】：二氧化碳以單個(gè)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(wǎng)狀結(jié)構(gòu)， 原子間作用力很強(qiáng)。那么它的化學(xué)性質(zhì)怎樣呢？【科學(xué)探究11：玻璃的古老傳說首先聽老師給大家講一個(gè)故事，傳說有一個(gè)賣純堿的鹽商，經(jīng)過海邊，在海灘上憩息時(shí)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(dāng)飯 煮熟了之后，發(fā)現(xiàn)海灘上有一層晶瑩剔透的物質(zhì)?！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(yīng)，生成新鹽和新氧化物， 且沒有化合價(jià)變化?！咎釂?請同學(xué)們書寫對應(yīng)的反應(yīng)化學(xué)方程式 【板書1

8、 : 2、二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)SiO2 + Na 2CO = CO 2+ Na 2SiO3【講解1:利用該反應(yīng)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(xué)生通過預(yù)習(xí)，可 畫出二氧化硅、二 氧化碳的分子結(jié) 構(gòu)圖。討論，并分 析為什么。學(xué)生通過故事，自 主思考，寫出反應(yīng) 方程式。學(xué)生仔細(xì)觀察視頻學(xué)生了解到氟化 氫的作用，進(jìn)而了 解其化學(xué)性質(zhì)。學(xué)生由對故 事的興趣， 思考其反應(yīng) 過程及反應(yīng) 方程式。達(dá) 到了自主學(xué) 習(xí)的目的?！咎釂?:同學(xué)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(jié)【教師導(dǎo)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(xué)性質(zhì) 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(xué)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(zhì)？【講解】1、強(qiáng)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(yīng) （NaaSiOs, SiO2）,硫酸銅溶液與橡皮塞發(fā)生反應(yīng)【教師活動】對比二氧化碳與NaOH溶液反應(yīng)，同時(shí)書寫反應(yīng)方程式【板書】SiO2+2NaO

10、H= NaSiOs+HbO【教師活動】有同學(xué)說為啥瓶身中的二氧化硅不與 氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)：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(yīng)，瓶身中的二氧 化硅與其也會反應(yīng)，但是速率很慢，所以短時(shí)間保 存堿液可以用玻璃瓶， 但是長時(shí)間最好還是塑料瓶 保存?！究偨Y(jié)】作為酸性氧化物有三個(gè)通性1. 與堿反應(yīng)只生成鹽和水2. 與堿性氧化物反應(yīng)只生成鹽3. 與水反應(yīng)生成酸【提問】如何用 SiO2,NaOH溶液.鹽酸.水制備 HSiOs。SiO2+HO? HhSiOs?請同學(xué)小組探究： 根據(jù) 該組同學(xué)設(shè)計(jì)的方案，請用面前的藥品制備H2SiO3（注意實(shí)驗(yàn)安全，控制藥品的量 ）【板書】：SiO2+2N

11、aOH=Na$iO3+2HCINa2SiO3+2HCI=2NaCI+H2SiO3 J （強(qiáng)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(jié)】同學(xué)們，我們本節(jié)課學(xué)習(xí)了二氧化硅及硅酸的相關(guān) 性質(zhì)。相信大家也了解到了非金屬元素的學(xué)習(xí)方 法，那么大家可自行總結(jié)下無機(jī)非金屬元素的學(xué)習(xí) 方法?！菊n后思考】：1、已知硅酸的酸性弱于碳酸，你如 何用實(shí)驗(yàn)來證明呢？2、如何由SiO2制備H2SiQ（用化學(xué)方程式表示）。學(xué)生仔細(xì)觀察圖 片。思考為何塞子 材料為何不同。學(xué)

12、生對比思考，寫 出方程式。學(xué)生根據(jù)自己的 想法，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探 究，并觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn) 象。討論，記錄，匯 報(bào)。學(xué)生自主歸 納總結(jié)學(xué) 習(xí)。增強(qiáng)自 我學(xué)習(xí)能 力。學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)?力增強(qiáng)。培養(yǎng)合作精 神，學(xué)習(xí)總結(jié)方 法。方 法【板書設(shè)計(jì)】：4-1無機(jī)非金屬材料的主角一一硅第一課時(shí)二氧化硅和硅酸1、二氧化硅的物理性質(zhì)二氧化硅的用途二氧化硅的物理性質(zhì)石英坩堝熔沸點(diǎn)高軸承硬度大光導(dǎo)纖維（光纖）不溶于水2、二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)SiO 2 + Na 2CO = CO2 + Na 2SiO3 能與碳酸鈉反應(yīng)：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(yīng)： 能與氫氧化鈉反應(yīng)：3、硅酸的制備：三、教學(xué)反思由于高一學(xué)生接觸元素化合物的學(xué)習(xí)時(shí)間較短，又沒有原子結(jié)構(gòu)和元素周期律的理論為依據(jù)，因此還 沒有形成完整的元素化合物學(xué)習(xí)的化學(xué)思想，不太會運(yùn)用對比的思想學(xué)習(xí)硅及其化合物的性質(zhì)和制備等。 因此，在前期的教學(xué)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(dǎo)學(xué)生采用對比的學(xué)習(xí)方法，分析推導(dǎo)二氧化硅及硅酸的性質(zhì)，幫助