無(wú)機(jī)非金屬材料的主角──硅教學(xué)設(shè)計(jì)

1、無(wú)機(jī)非金屬材料的主角硅教學(xué)設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)思想 新課程倡導(dǎo)“生活化教學(xué)”、“探究性教學(xué)”、“互動(dòng)對(duì)話(huà)教學(xué)”理念，新課程強(qiáng)調(diào)教學(xué)中知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度價(jià)值觀三維目標(biāo)融合。關(guān)注學(xué)生的已有生活和知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，突出學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，是本課教學(xué)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想。本節(jié)課的內(nèi)容與學(xué)生生活聯(lián)系比較緊密，教師用含二氧化硅的實(shí)物、光導(dǎo)纖維、“中國(guó)芯”等，創(chuàng)設(shè)貼近學(xué)生生活的教學(xué)情竟，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣。主要采用了學(xué)生討論、自學(xué)、教師引導(dǎo)、歸納，并同已學(xué)知識(shí)相比較的教學(xué)方法，目的是為了讓學(xué)生更多地參予教學(xué)，并在學(xué)習(xí)的過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的歸納、總結(jié)和探究的能力。由于在初中已學(xué)過(guò)有關(guān)碳及其化合物的知識(shí)，采用對(duì)比

2、的學(xué)習(xí)方法，可以使學(xué)生溫故而知新。二、教材分析 本課時(shí)位于教材的第三個(gè)專(zhuān)題從礦物到基礎(chǔ)材料，本專(zhuān)題以礦物資源中獲得的重要無(wú)機(jī)基礎(chǔ)材料為主線(xiàn)，重點(diǎn)介紹基礎(chǔ)無(wú)機(jī)材料中所包含的常見(jiàn)元素的單質(zhì)的冶煉原理，單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)和用途，金屬材料的防護(hù)等內(nèi)容。 本課時(shí)重點(diǎn)介紹了硅單質(zhì)的冶煉原理，硅單質(zhì)及二氧化硅的性質(zhì)和用途。突破傳統(tǒng)的物質(zhì)中心模式，不再追求從結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、存在、制法、用途等方面全面系統(tǒng)地學(xué)習(xí)和研究有關(guān)的物質(zhì)，而是從學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)身邊的常見(jiàn)物質(zhì)，將物質(zhì)性質(zhì)的學(xué)習(xí)融入有關(guān)的生活現(xiàn)象和社會(huì)問(wèn)題的分析解決活動(dòng)中，體現(xiàn)其社會(huì)應(yīng)用價(jià)值。充分體現(xiàn)元素化合物與自然界和社會(huì)生活的密切聯(lián)系，

3、貫徹STS教育的觀點(diǎn)，有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提高。 本課在初高中化學(xué)學(xué)習(xí)中起到承前啟后的作用：能溫故初中已學(xué)過(guò)有關(guān)碳及其化合物的知識(shí)，為高中必修2的元素周期律學(xué)習(xí)創(chuàng)造 。三、學(xué)情分析 從教材內(nèi)容與初中的銜接上看，初中科學(xué)中已學(xué)過(guò)有關(guān)碳及其化合物的知識(shí)，學(xué)生能知道二氧化碳屬于酸性氧化物，并能熟練書(shū)寫(xiě)特征化學(xué)反應(yīng)方程式。只要教師能將二氧化硅與二氧化碳有效地對(duì)比，學(xué)生能掌握二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)，但對(duì)它們的差異及實(shí)質(zhì)學(xué)生很難理解，教師必須創(chuàng)設(shè)有效情境，讓學(xué)生探究、討論。2 / 11四、教學(xué)目標(biāo)：【知識(shí)與技能】  1了解硅元素在自然界中的存在形式； 2知道二氧化硅的性質(zhì)；3

4、了解硅酸的性質(zhì)及制法，了解硅酸鈉的性質(zhì)；4知道硅、二氧化硅的在信息技術(shù)、材料科學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用?！具^(guò)程與方法】  1.幫助學(xué)生學(xué)習(xí)運(yùn)用對(duì)比的方法來(lái)認(rèn)識(shí)物質(zhì)的共性和個(gè)性，促進(jìn)學(xué)生對(duì)新舊知識(shí)進(jìn)行歸納比較能力的發(fā)展。  2.通過(guò)硅及其化合物等內(nèi)容體現(xiàn)從物質(zhì)的結(jié)構(gòu)猜測(cè)物質(zhì)的性質(zhì)，推出物質(zhì)的用途的思維過(guò)程，建構(gòu)“結(jié)構(gòu)性質(zhì)用途”學(xué)習(xí)的共同模式。  3.本節(jié)多數(shù)內(nèi)容屬于了解層次，部分段落閱讀自學(xué)，提高的閱讀能力、收集資料能力、自學(xué)能力和語(yǔ)言表達(dá)能力?！厩楦袘B(tài)度與價(jià)值觀】1用硅給現(xiàn)代人類(lèi)文明進(jìn)程所帶來(lái)的重大影響（從傳統(tǒng)材料到信息材料），為學(xué)生構(gòu)架一座從書(shū)本知識(shí)到現(xiàn)代科技知識(shí)和生活實(shí)

5、際的橋梁。開(kāi)闊學(xué)生眼界，提高科技文化素養(yǎng)，理解更多的現(xiàn)代相關(guān)科學(xué)理論與技術(shù)； 2.促進(jìn)學(xué)生逐漸形成正確的科學(xué)社會(huì)觀，學(xué)生認(rèn)識(shí)到“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”，關(guān)心環(huán)境，資源再生及研究、探索、發(fā)現(xiàn)新材料等與現(xiàn)代社會(huì)有關(guān)的化學(xué)問(wèn)題，提高學(xué)生社會(huì)責(zé)任感。五、教學(xué)重點(diǎn)二氧化硅的主要化學(xué)性質(zhì)。六、教學(xué)難點(diǎn)二氧化硅晶體結(jié)構(gòu)，硅酸的性質(zhì)及制備。七、教學(xué)流程 分組探究硅酸的性質(zhì)課件展示硅酸的性質(zhì)、布置作業(yè)歸納硅酸的物理性質(zhì)及化學(xué)性質(zhì)分組討論課件展示二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)，引出硅酸歸納二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)視頻圖片網(wǎng)絡(luò)課件引入新課，提出問(wèn)題學(xué)生分析二氧化硅物態(tài)學(xué)生自主歸納物理性質(zhì)教師通過(guò)實(shí)物展示二氧化硅的狀態(tài)、物性實(shí)驗(yàn)，歸納

6、總結(jié)二氧化硅的物理性質(zhì)教師做有關(guān)二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始八、教學(xué)過(guò)程導(dǎo)課問(wèn)題：?jiǎn)栴}1：請(qǐng)簡(jiǎn)要閱讀課文后回答課文標(biāo)題中“無(wú)機(jī)非金屬材料的主角-硅”“主角”兩個(gè)字在這里的涵義是什么？（學(xué)生回答：硅含量?jī)H次于氧，硅的氧化物和硅酸鹽構(gòu)成地殼的主要部分）展示投影：硅在地殼中的含量。問(wèn)題2：硅又憑什么能做無(wú)機(jī)非金屬材料的主角呢？引出原子結(jié)構(gòu)來(lái)解釋。請(qǐng)同學(xué)們翻到課本后的周期表查看硅在周期表的位置及結(jié)構(gòu)。板書(shū)            第四章  非金屬元素及其化合物§4-1無(wú)機(jī)非金屬

7、材料的主角-硅講述：硅的氧化物及硅酸鹽構(gòu)成了地殼中的大部分巖石、沙子和土壤，約占地殼質(zhì)量90以上。各種各樣的硅酸鹽和水、空氣和陽(yáng)光構(gòu)成了人類(lèi)及生物生存的根基。自古至今，在無(wú)機(jī)非金屬材料中，硅一直扮演著主角的角色。問(wèn)題3：碳和硅元素結(jié)構(gòu)上又和碳有什么不同？推測(cè)硅單質(zhì)的性質(zhì)有哪些？學(xué)生閱讀：74中間自然段?；卮穑汗栉挥谠刂芷诒?，與碳元素同族。原子最外層均有四個(gè)電子。硅同 碳元素一樣，其原子即不容易失去電子又不容易得到電子，主要形成四價(jià)的化合物。其中二氧化硅是硅的最重要的化合物。“最重要”三個(gè)字是如何體現(xiàn)呢？接下來(lái)具體進(jìn)行了解二氧化硅有關(guān)性質(zhì)。板書(shū)：一、二氧化硅和硅酸投影：金剛石、晶體硅

8、、二氧化硅的晶體模型及水晶標(biāo)本。講述：硅為親氧元素，在地球上硅主要是以熔點(diǎn)很高的氧化物及硅酸鹽形式存在；而碳主要形成石灰?guī)r和碳酸鹽礦物，碳的氧化物二氧化碳通過(guò)光合作用進(jìn)入以碳為骨架的有機(jī)世界。板書(shū)：、二氧化硅（SiO）講述：地球上天然二氧化硅成為硅石，約占地殼質(zhì)量的20，存在形態(tài)有結(jié)晶性和無(wú)定性?xún)煞N。投影二氧化硅晶體模型：   這種能說(shuō)明什么問(wèn)題呢？展示“鳥(niǎo)巢”工程圖片，產(chǎn)生一些聯(lián)想對(duì)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)留下深刻印象。 閱讀：科學(xué)視野。講解：將晶體硅結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)“硅-硅”共價(jià)鍵打開(kāi)，并在其間夾入一個(gè)氧原子，就形成了二氧化硅的晶體。這樣，每個(gè)硅原子和四個(gè)氧原子以共價(jià)

9、鍵結(jié)合，形成以該硅原子為中心的正四面體型結(jié)構(gòu)，這種正四面體型結(jié)構(gòu)向空間伸展，就形成了具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的原子晶體。由于每個(gè)氧原子同時(shí)和兩個(gè)硅原子成鍵，所以二氧化硅晶體中，硅氧原子數(shù)之比為1:2，SiO2只表示一種比例關(guān)系，并不表示晶體中存在SiO2的小分子。展示：水晶與瑪瑙示意圖： 講述：水晶石英中無(wú)色透明的晶體；具有彩色環(huán)帶狀或?qū)訝畹姆Q(chēng)為瑪瑙。二氧化硅可用來(lái)做光導(dǎo)纖維。投影  講述石英可用來(lái)做石英鐘、石英表，耐高溫的石英玻璃；水晶可以用來(lái)制造電子工業(yè)中的重要部件、光學(xué)儀器、工藝品、眼鏡片等，含有有色雜質(zhì)的石英，還可用于制造精密儀器軸承，耐磨器皿和裝飾品等。這些應(yīng)用

10、與二氧化硅的什么性質(zhì)有關(guān)？板書(shū)（）物理性質(zhì)：堅(jiān)硬、難溶固體 展示：瓶塞被粘住一個(gè)試劑瓶。要學(xué)生來(lái)打開(kāi)。結(jié)果不能打開(kāi)，引發(fā)學(xué)生討論。瓶塞被粘住的原因是什么？怎樣才能打開(kāi)？引出SiO2的化學(xué)性質(zhì)。要學(xué)生找原因和對(duì)策。  展示：學(xué)校校友送給母校玻璃鏡面上字（圖片），字是怎樣弄上去的？引起學(xué)生討論。  強(qiáng)調(diào)酸性氧化物一般不與酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而二氧化硅卻能與氫氟酸發(fā)生反應(yīng)，這也是工業(yè)上用氫氟酸雕刻玻璃的反應(yīng)原理。以上兩點(diǎn)，屬二氧化硅的特性。由此，我們可總結(jié)出二氧化硅的主要化學(xué)性質(zhì)為：  講解并板書(shū)：二氧化硅是不溶于水的酸性氧化物，與氫氧化鈉生成了硅酸鈉，而硅酸鈉是

11、粘膠劑，將瓶塞與試劑瓶粘在一起。  思考已知玻璃中含有SiO2，而硅酸鈉又是一種粘合劑，回答為什么實(shí)驗(yàn)室中盛放堿液的試劑瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？  （）化學(xué)性質(zhì)： SiO2與CO2化學(xué)性質(zhì)的比較（學(xué)生做，教師補(bǔ)充） 物 質(zhì)二氧化硅(SiO2)二氧化碳(CO2)與水反應(yīng)  與酸反應(yīng)  與堿反應(yīng)  與堿性氧化物反應(yīng)  與碳反應(yīng)   板書(shū) 1、酸性氧化物SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2OSiO2+CaO  CaSiO32、氧化性：S

12、iO2+2C=Si+2CO（工業(yè)上用此反應(yīng)制粗硅，這就是“從沙灘到用戶(hù)”！） 3、特殊性：SiO24HFSiF42H2O  （怎樣保存HF？塑料瓶） 4、在高溫下與碳酸鹽的反應(yīng)（應(yīng)用于玻璃生產(chǎn)）  SiO2 + Na2CO3 = CO2 + Na2SiO3SiO2 + CaCO3 = CO2 + CaSiO3過(guò)渡：剛才我們提到二氧化硅不能溶于水得到相應(yīng)的酸硅酸。那么，硅酸是怎樣的一種酸？它怎樣制得呢？下面我們就來(lái)學(xué)習(xí)這個(gè)問(wèn)題。 板書(shū)：.硅酸(H2SiO3)  提出思考：硅酸（H2SiO3）能通過(guò)二氧化硅與水反應(yīng)制得嗎？為什么？

13、60; 引入：硅酸   、不溶于水，酸性比碳酸弱。實(shí)驗(yàn)試管中加入L Na2i3飽和溶液，滴入滴酚酞試液，再用膠頭滴管逐滴滴入稀鹽酸，邊滴邊震蕩，至紅色變淺并接近消失停止，記錄現(xiàn)象。 現(xiàn)象 結(jié)論 化學(xué)方程式Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3 、制備：較強(qiáng)酸與可溶硅酸鹽溶液 Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3 Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO3+Na2CO3 硅酸是一種白色膠狀物質(zhì)，不溶于水，受熱干燥失水。H2SiO3=H2O+SiO23、用途：硅膠多孔，吸附水份能力強(qiáng)，常用作

14、實(shí)驗(yàn)室和袋裝食品、瓶裝藥品等的干燥劑，也可以用作催化劑的載體。展示干燥劑，小結(jié)硅酸用途  講解生成的H4SiO4叫原硅酸，是一種白色膠狀物質(zhì)，不溶于水，在干燥的空氣中易失水變成硅酸。板書(shū)： H4SiO4=H2SiO3+H2O小結(jié)略九、隨堂練習(xí)1. 地殼中含量第一和第二的兩種元素所形成的化合物不具有的性質(zhì)是（     ）A. 熔點(diǎn)很高                  

15、  B. 與水反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的酸C. 可與燒堿反應(yīng)生成鹽          D. 堅(jiān)硬 2. 下列物質(zhì)中，主要成分不是SiO2的是（     ）A. 金剛砂   B. 瑪瑙     C. 水晶         D. 石英3. 要除去SiO2中混有的少量CaO雜質(zhì)，最適宜的試劑是（    ）A. 純堿溶

16、液      B. 鹽酸    C. 硫酸    D. 苛性鈉溶液4. 下列物質(zhì)中，不能用玻璃瓶來(lái)盛裝的是（    ）A. 燒堿溶液    B. 濃硫酸  C. 氫氟酸   D. 碳酸鈉溶液5. 將過(guò)量的CO2分別通入CaCl2溶液，Na2SiO3溶液，Ca(OH)2溶液，飽和Na2CO3溶液。最終溶液中有白色沉淀析出的是（      ）A.  &

17、#160;  B.     C.     D. 6. 下列各組物質(zhì)有關(guān)性質(zhì)關(guān)系的比較，正確的是（     ）A. 穩(wěn)定性：CO2> SiO2        B. 酸性： H2SiO3> H2CO3C. 熔點(diǎn)：SiO2> CO2 (干冰)    D. 硬度：SiO2<CO2(干冰)7. NaOH、KOH等堿性溶液可以貯存在下列哪種試劑瓶中  （&

18、#160;   ）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)口瓶作業(yè)：P80-81 1、3、5、7反思：略十、板書(shū)計(jì)劃： 第四章  非金屬元素及其化合物  第一節(jié)   無(wú)機(jī)非金屬材料的主角硅 二氧化硅和硅酸 二氧化硅  .硅酸(H2SiO3)物理性質(zhì)：堅(jiān)硬、難溶固體       不溶于水，酸性比碳酸弱。  化學(xué)性質(zhì)：            &#