2019學(xué)年高一化學(xué)必修1教案：《無機(jī)非金屬材料的主角——硅》2(新人教版)

1、第2課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)三維目標(biāo) 知識(shí)與技能1.了解硅酸鹽的重要用途及組成。2了解硅的重要用途，了解硅單質(zhì)的物理性質(zhì)。3掌握Na2SiO3的化學(xué)性質(zhì)。過程與方法通過自主學(xué)習(xí)、探究，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。在教師的指導(dǎo)下，通過上網(wǎng)查閱資料 培養(yǎng)獨(dú)立查閱資料的能力。情感、態(tài)度與價(jià)值觀學(xué)習(xí)相關(guān) 陶瓷”的知識(shí)，了解中華民族的傳統(tǒng)文化，培養(yǎng)學(xué)生愛國主義情感。 通過硅及其化合物重要用途的學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。教學(xué)重點(diǎn)硅酸鹽的性質(zhì)及重要用途、硅的用途教學(xué)難點(diǎn)硅晶體結(jié)構(gòu)，硅酸鹽的組成教具準(zhǔn)備多媒體課件、實(shí)物投影儀、燒杯、膠頭滴管、酒精燈、火柴、鑷子、蒸餾水、Na2SiO3溶液、手機(jī)芯片、玻璃片、石棉、水泥、砂

2、紙、砂輪 教學(xué)過程 導(dǎo)入新課多媒體播放課件1馳名世界的中國瓷器：景德鎮(zhèn)陶瓷2舉世聞名的萬里長城3世界奇跡一一三峽大壩4世界大都市上海一一東方明珠、發(fā)展日新月異的浦東新區(qū)、深圳特區(qū)5筆記本電腦，超大規(guī)模集成電路芯片 推進(jìn)新課師：剛才我們所觀看的幻燈片，從遠(yuǎn)古的陶瓷、秦磚漢瓦，至U現(xiàn)代的摩天大樓，迅速發(fā) 展的信息產(chǎn)業(yè)，無一不與硅酸鹽、硅及其化合物有著密切的聯(lián)系。這一切的一切，無一不在 影響、改變著我們的生活，這一切的一切也都充分展示了硅及硅酸鹽經(jīng)久不衰的魅力！體現(xiàn) 了它們重要的用途！師：硅酸鹽是由硅、氧和金屬元素組成的化合物的總稱，在自然界分布極為廣泛。師：展示Na2SiO3、玻璃片、水泥、石棉，

3、取一小團(tuán)石棉、少量水泥于小燒杯中，加入少 量的水，攪拌，觀察現(xiàn)象。取少量水泥，加入稀鹽酸，觀察。取一玻璃碎片，在酒精燈上灼燒，觀察變化。生：由上述實(shí)驗(yàn)及我們的生活常識(shí)可以知道：硅酸鹽結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，一般不溶于水，性質(zhì) 也很穩(wěn)定。做實(shí)驗(yàn)42:取兩片濾紙，分別用蒸餾水和飽和Na2SiO3溶液潤濕，之后，同時(shí)分別用鑷子夾住放在酒精燈的外焰上點(diǎn)燃，觀察現(xiàn)象。干濾紙用蒸餾水潤濕用Na2SiO3溶液潤濕現(xiàn)象結(jié)論師：請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合課本及上述實(shí)驗(yàn)，對(duì)Na2SiO3的性質(zhì)及用途加以總結(jié)。生：（1） Na2SiO3是一種鈉鹽，易溶于水。（2） Na2SiO3具有一定的黏性，可作黏合劑。（3）Na2SiO3可作防火劑。（

4、4）Na2SiO3俗名水玻璃。（5）Na2SiO3可作肥皂的填充劑。師：展示實(shí)驗(yàn)盛放NaOH、Na2SiO3、稀鹽酸、稀H2SO4的試劑瓶，請(qǐng)同學(xué)們比較其瓶塞 的不同。生：不同之處是：NaOH、Na2SiO3溶液的試劑瓶塞是橡皮塞；而HCI、H2SO4溶液的瓶塞 為玻璃塞。知識(shí)拓展師：NaOH、Na2CO3溶液瓶塞相同，都是橡皮塞而不是玻璃塞。你能推測(cè)可能是什么原因 造成的嗎？請(qǐng)討論。生：Na2CO3溶液可能也和玻璃反應(yīng)；Na2CO3溶液某方面性質(zhì)可能與NaOH溶液相似，能 與玻璃中的某些成分反應(yīng)；Na2CO3溶液可能也與NaOH相似，顯很強(qiáng)的堿性，也能與玻璃中的SiO2反應(yīng)；NaOH能與玻璃

5、中的SiO?反應(yīng)，生成具有一定黏性的Na2SiO3溶液，使瓶塞易被粘住，不易打開。師（總結(jié)）：同學(xué)們剛才分析得很好，也很有道理！現(xiàn)在我們共同來分析一下NaOH、Na2CO3的組成。它們都是離子化合物，且所含的金屬陽離子都相同，所以，不同的性質(zhì)應(yīng)該由不同的陰離子所引起，即CO；一的某些方面的性質(zhì)可能與0H-的某些方面性質(zhì)相似。而以后的進(jìn)一步學(xué)習(xí)會(huì)使我們明白這個(gè)道理：正是因?yàn)镃O；_在水溶液中產(chǎn)生了大量的0H-，使Na2CO3溶液也具有較強(qiáng)的堿性，能和玻璃中的SiO2反應(yīng)，生成具有一定黏性的Na2SiO3溶液，易把瓶塞粘住，而不易打開。同理，大家可以進(jìn)一步分析、探究：盛K2CO3溶液的試劑瓶塞用的

6、是橡皮塞還是玻璃塞？生（齊答）：應(yīng)該是橡皮塞。師：展示K2CO3溶液的試劑瓶 真是橡皮塞！師：同學(xué)們從初中乃至從小學(xué)就開始學(xué)習(xí)英語?！癈h ina一詞大家都知道它的漢語翻譯是中國”可是，同學(xué)們知道它的最根本的含義嗎？生：我知道！它的本意指的是師：對(duì)！中華民族是一個(gè)勤勞、善良、勇于創(chuàng)造的民族！中華民族有著五千年光輝、燦 爛的文明！也只有五千年的文化底蘊(yùn)，才能孕育出中華民族的智慧，才能磨煉出一雙雙巧奪 天工之手！才能為世人捧出一件件精美絕倫的陶瓷制品！多媒體播放1陜西半坡出土的人面魚紋彩陶盆2精美的清代花瓶師：請(qǐng)同學(xué)們舉例說明我們?nèi)粘Ｉ钪杏心男┪锲肥翘沾芍瞥傻?？各有什么?yōu)良的性 能？生：碗、火鍋

7、、衛(wèi)生潔具。電源開關(guān)、貼墻壁的瓷磚。高壓線上掛的瓷環(huán)絕緣器。師：同學(xué)們所舉的事例，都是傳統(tǒng)的硅酸鹽陶瓷，它們有很多優(yōu)良性能，為我們的生活、 為人類的科技進(jìn)步作出了很大的貢獻(xiàn)。受傳統(tǒng)陶瓷某些特殊性能的啟發(fā)，科技工作者在此基 礎(chǔ)上進(jìn)行了一次又一次的創(chuàng)新，又研制出了很多種組成不同、性能更特殊的新型陶瓷。生：看書，教材P79：科學(xué)視野一一新型陶瓷。多媒體播放無機(jī)非金屬材料家庭中的重要一員一一新型陶瓷。知識(shí)拓展參考教材P79,另外，指導(dǎo)學(xué)生查閱資料補(bǔ)充。師：硅酸鹽種類繁多，結(jié)構(gòu)也很復(fù)雜，為了方便起見，也為了便于同學(xué)們理解，通常用氧化物的形式來表示硅酸鹽的組成：硅酸鹽中的Si元素，以SiO2的形式表示，金

8、屬元素如Na、K、M g、A l、Ca等，以它們常見的氧化物形式表示，H元素以H2。的形式表示。方法：(1)找出組成元素(2)寫成氧化物的形式(3)注意原子守恒(4)檢查有無遺漏例題剖析(例1)正長石的組成，可表示成KAlSi3Ox,則x=_，用氧化物的形式表示的組成為O師：請(qǐng)同學(xué)們先自主分析，求解。可以討論。實(shí)物投影儀展示部分學(xué)生練習(xí)師(總結(jié)分析)：根據(jù)化合物中各元素的正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和必為零，有1 X(+1)+1 (+3)+3尹4)+x(-2)=0,x=8按化合價(jià)規(guī)則可把KAlSi3O8改寫成二氧化硅與金屬氧化物的形式:11亠K2O Al2O33SiO2或K2O Al2O36SQ222(例2

9、)礦泉水一般是由巖石風(fēng)化后被地下水溶解其中可溶部分生成的。風(fēng)化作用是指礦物與水和CO2同時(shí)作用的過程。如鉀長石(KAlSi3O8)風(fēng)化生成高嶺土Al2Si2O5(OH)4丨的反應(yīng)為:2KAlSi3O8+2H2CO3+9H2O=2K+2HCOf+4H4SiO4+Al2Si2O5（OH）4這個(gè)反應(yīng)能夠發(fā)生的原因是 _ 。生：由反應(yīng)方程式可以知道，該反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)，是復(fù)分解反應(yīng)。所以，不能用 氧化還原反應(yīng)的原理去分析解釋，只能從復(fù)分解反應(yīng)的規(guī)律去尋找答案。方程式左邊有H2CO3,右邊生成物有H4SQ4，符合強(qiáng)酸制備弱酸的原理。師(總結(jié)分析)：很好，此反應(yīng)可看成酸和鹽之間的復(fù)分解反應(yīng)，此反應(yīng)能夠

10、發(fā)生的原因 是較強(qiáng)的酸生成較弱的酸。解答：碳酸酸性比硅酸強(qiáng)。師：展示砂紙、砂輪、變壓器的硅鋼片。 師：這些都是具有特殊功能的含硅的物質(zhì)。生看書：教材卩7879板書三、硅單質(zhì)師：雖然硅的化合物很多，隨處可見，而且從遠(yuǎn)古時(shí)期人類就已經(jīng)學(xué)會(huì)加工和使用陶瓷， 但是硅的單質(zhì)卻到很晚 一一18世紀(jì)上半葉才制備出來。多媒體播放 硅的制備歷史師：展示晶體Si及晶體Si的結(jié)構(gòu)模型，引導(dǎo)學(xué)生觀察并歸納、總結(jié)。生：(歸納總結(jié))(1)Si晶體結(jié)構(gòu)為正四面體形。(2)單質(zhì)Si有晶體硅和無定形硅兩種。(3)有金屬光澤、灰黑色固體。（4）熔點(diǎn)高（1 410 C）、硬度大、質(zhì)脆。（5）良好的半導(dǎo)體材料。（6）有很廣泛的用途。

11、（7）常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑。師（進(jìn)一步總結(jié)、完善）：同學(xué)們請(qǐng)把書翻到后面元素周期表?？匆豢磁cSi位于同一橫行的左邊元素及右邊元素各是什么？由此能否體會(huì)出Si的半導(dǎo)體性質(zhì)？生：同一橫行中，S i左邊的元素為鈉（Na）、鎂（Mg）、鋁（AI）,都是金屬元素；S i右邊的元素分別為磷（P）、硫（S）、氯（C I）、氬（A r）,為非金屬元素，S i位于其中間。 金屬易導(dǎo)電，而非金屬單質(zhì)一般不易導(dǎo)電。所以，可以理解Si的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間，為半導(dǎo)體。多媒體播放色:金屬光澤（預(yù)示可能具有金屬的某 些性質(zhì)）態(tài):灰黑色固體熔點(diǎn)：高（1410 C）硬度：大質(zhì)脆常溫下不活潑，與HCI,H2SO4,HN0

12、3都不反應(yīng) 常溫下只能與HF , NaOH溶液反應(yīng) 高溫下可發(fā)生一系列反應(yīng)：Si +C = SiCSi +02=SiO2Si +2CI2= SiCI4用途:半導(dǎo)體材料，光纜,新能源 課堂小結(jié)師：本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了硅酸鹽的重要用途及性質(zhì)，了解了硅酸鈉的特性一一耐火。知道了S i單質(zhì)的重要用途。從結(jié)構(gòu)上、從周期表的位置，進(jìn)一步理解了Si的性質(zhì)。21世紀(jì)人類所面臨的重大問題之一：能源危機(jī)。而從書上我們了解到Si是極具發(fā)展前景的新能源材料。同學(xué)們，隨著人們對(duì)S i及其化合物的認(rèn)識(shí)越來越深刻，隨著科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，我們有理 由相信S i及其化合物會(huì)對(duì)人類作出更大的貢獻(xiàn)，給人類帶來更大的驚喜?。ǘ嗝襟w回放

13、S i及硅酸鹽的重要用途）板書設(shè)計(jì)二、 硅酸鹽1.定義：2用途（記住用途）：3.性質(zhì)：4.代表：Na2SiO3三、 硅單質(zhì)1.結(jié)構(gòu)：2.周期表中位置：3.用途：4性質(zhì)：02F2NaOHHF（Si的特殊性）小結(jié)： 活動(dòng)與探究1玻璃的形成晶體結(jié)構(gòu)晶體硅,無定形硅空間構(gòu)型：正四面體物理性質(zhì)Si*化學(xué)性質(zhì)有這樣一個(gè)古老的傳說：有一群波斯商人販賣一車一車的純堿（Na2CO3）,晚上在大海邊上宿營休息。夜間海邊刮起了大風(fēng)，怎么辦？商人們就想在海邊的沙灘上生火取暖。于是他 們就從車上搬下大堿塊，用大堿塊把火圍了起來形成一個(gè)一個(gè)的大火盆，在篝火邊商人們睡 著了。等到天亮，商人們又要趕路了。當(dāng)他們想把大堿塊搬上

14、車時(shí)，眼前的情形讓他們驚呆 了：大堿塊和沙子熔在了一起，形成了一大塊堅(jiān)硬透明的固體！這是什么原因造成的？你能 幫助他們解釋么？反應(yīng)方程式解釋2.從教材上的一句話 光電池是極有發(fā)展前景的新型能源”請(qǐng)你分析這一句話的含義。隨堂練習(xí)1.下列不屬于傳統(tǒng)硅酸鹽產(chǎn)品的是（)A.玻璃B.水泥C.光導(dǎo)纖維D.陶瓷答案：C2.下列不是水玻璃用途的是（）A.玻璃B.木材防火劑C.紙板黏膠劑D.建筑裝飾材料答案：A3鋼筋混凝土強(qiáng)度大，常常用來建造高樓大廈、橋梁涵洞、高速公路等，在現(xiàn)代社會(huì)中發(fā)揮著 舉足輕重的作用，下面是鋼筋混凝土的主要成分的是（）A.水泥、沙子和鋼筋B.水泥、沙子、碎石和鋼筋C.水泥、碎石和沙子D.

15、水泥、沙子、碎石和水答案：B4下列物質(zhì)的變化，不能通過一步化學(xué)反應(yīng)完成的是（）A.CO2H2CO3B.SQ2TNa2SiO3C.Na2O2 Na2CO3D.SiO2H2SQ3答案：D5.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CO2D.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答案：B6.某無色溶液中加入過量鹽酸有沉淀產(chǎn)生，過濾后向?yàn)V液中加入過量氨水又有沉淀產(chǎn)生，下列溶液中符合此條件的是（)A.Ag+、Al3+、K+B.SiO；、AIO2、K+C

16、.Ag+、Cu2+、Na+D.Ag+、Ba2+、Na+答案：AB7.卜列說法不準(zhǔn)確的是（)A.3CaO Al2O3是水泥主要成分之一B. NazO CaO SiO2是普通玻璃的組成C.玻璃沒有固定的熔點(diǎn)D.欲觀察氫氣燃燒的火焰顏色，可采用普通玻璃管作燃燒管答案：D8.下列離子方程式，準(zhǔn)確的是()2+A.澄清石灰水中通入過量二氧化碳：Ca +2OH-+CO2=CaCO3J +HOB.碳酸鈉溶液中加入二氧化硅：CO3_+SiO2=SiO；+CO2fC.二氧化硅與燒堿溶液反應(yīng)：SiO2+2OH-=SiO?+H2OD.硅酸與燒堿溶液中和：H2SQ3+2OH =SiO；一+2H2O答案：CD9.用地殼中

17、某主要元素生產(chǎn)的多種產(chǎn)品在現(xiàn)代高科技中占有重要位置，足見化學(xué)對(duì)現(xiàn)代物質(zhì)文 明的重要作用。例如：(1)_ 計(jì)算機(jī)芯片的主要成分是。(2)_光導(dǎo)纖維的主要成分是。(3)_ 目前應(yīng)用最多的太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化材料是 _。(4)用作吸附劑、干燥劑、催化劑或催化劑載體的人造分子篩大多是一類稱為_ 的化合物。答案：硅(或Si或單晶硅)二氧化硅(或SiO2)硅(或Si)(4)鋁硅酸鹽(或硅鋁酸鹽)10.某學(xué)生興趣小組想利用高嶺土(其主要成分是Al2O32SiO22H2O)制作新型凈水劑的試驗(yàn)。試驗(yàn)程序如下：其中濾液C就是欲求的凈水劑。試回答下列問題：(1)寫出混合物A，濾液C和沉淀D的主要成分：A : _,

18、C: _,D: _(2)_ 寫出高嶺土與純堿熔融的兩個(gè)化學(xué)方程式 _ 。(3)_該試驗(yàn)中，熔融高嶺土可以選用的坩堝有_。A.玻璃坩堝B.瓷坩堝C.氧化鋁坩堝D.鐵坩堝答案：(1)NaAlO2和Na2SiO3AlCl3H2SQ3冋ijn冋inn.(2)AI2O3+ Na2CO32NaAIO2+ CO2T; SQ2+ Na2CO3=Na2SiO3+ CO2T(3)D習(xí)題詳解1.答案：(1)(2)(3)點(diǎn)撥：屬于硅酸鹽產(chǎn)品；的主要成分是SiO2,中用到SiO2;用到硅單質(zhì)的是。2答案:材料物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)玻璃硬度高、耐磨損，耐高溫，較脆化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定陶瓷硬度咼、耐磨損，耐咼溫化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定3答案：Na2SiO3+H2SO4+H2O=Na2SO4+H4SiO4J H4SiO4=H2SQ3+H2O4答案：B5答案：普通玻璃、石英和陶瓷都含有SiO2,可與燒堿發(fā)生反應(yīng)：SiO2+2NaOH=Na2SQ3+H2O6略高蟲7答案：SiO2+2NaOH=Na2SQ3+H2O NazCOs