高中化學專題411二氧化硅和硅酸教學案新人教版必修1

專4.1.1二化和酸【教學目標】知識與技能：1、了解硅在自然界中的含量、在、用途2、了解二氧化硅的物理性質，握二氧化硅的化學性質過程與方法：1、自主學習，培養(yǎng)學生自學的力。2、活動探究，通過硅與碳、二化硅與二氧化碳的比較，培養(yǎng)學生的歸納能力、比較能力。情感態(tài)度與價值觀：通過了解材料發(fā)展的歷史與前景，使學生認識化學在材料科學中的重要地位，體會化學的創(chuàng)造性和實用性，激發(fā)對化學科學的興趣?！窘虒W重點】二氧化硅的性質(其是作為酸性氧化物的性)【教學難點】二氧化硅的存在等STS關的拓展性學習內容【課時安排】【教學過程】〖引言〗我們生成的地球，它堅硬的地殼是由什么構成的？巖石，構成巖石的主要成分是硅酸鹽及硅的氧化物。〖設問〗一提到硅，同學們又能想到什么呢？資料卡片：硅谷：美國新興的高技術產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)，電子技術研究中心，計算機生產(chǎn)的重要基地，位于加利福尼亞州圣弗朗西斯科南端。半導體：單晶硅是半導體器材的核心材料，硅半導體是集成電路的主要材料，估計在1世，硅仍然會占半導體材料的95%以。沙子、石英、水晶：主要成分是硅的氧化物光導纖維：從石英玻璃熔融體中，拉出直徑為微米的細絲，再把千百根光導纖維組合并增強處理，就制成成光纜，其優(yōu)點：質輕，體積小，輸送距離長，保密性好，成本低?！既霃墓胖两瘢跓o機非金屬材料中，硅一直都在扮演著主要的角色。今天，就讓我們一同來研究一下硅的氧化物——二氧化硅及硅酸和硅酸鹽的性質〖板書第章第節(jié)無機金材的角-----硅一〖講解〗硅在地殼中含量豐富，僅次于氧，排在第二位，約占26.3%?！纪队啊皆刂芷诒?/p>

〖講解〗位于周期表中的第四長列上的是碳族，這一族可謂是豪門望族。其中具有代表性的是其中的兩位兄長。碳，形成了無數(shù)種構成人類和其它地球生物等的有機物，“統(tǒng)治了有機界”。其構成的煤、石油等有機化產(chǎn)品和材料是現(xiàn)代化的基石。而它的弟弟——硅，地殼質量的約90%，構成了地殼大部分巖石、沙子和土壤，“統(tǒng)了地殼”，而當硅酸鹽工業(yè)的陶瓷、玻璃、水泥等使人類生活日新月異?！妓伎寂c交流〗畫出C、的原結構簡圖，并由此分析：硅的化學性質活不活潑，為什么？硅的化合價主要是多少？+64

+14

284〖講解Si原最外層有四個電，既不易失電子，也不易得電子，所以，硅的化學性質不活潑。主要形成四價的化合物。硅是一種親氧元素，在自然界它總是與氧相互化合。所以在氧化氣氛包圍的地球上，硅主要以熔點很高的氧化物及硅酸鹽的形式存在。〖思考〗常溫下，單質碳、硅的化學性質都不活潑，為什么碳在自然界中有穩(wěn)定的單質（金剛石）存在，而硅卻沒有，說明了什么？資料卡片：單質硅的化學性質雖然穩(wěn)定，但硅是一種親氧元素，硅原子和氧原子的結合非常牢固，形成的二氧化硅或硅酸鹽中的硅氧化學鍵非常牢固，硅氧鍵一旦形成就很難被破壞，所以，自然界中硅都是以二氧化硅或硅酸鹽的形式存在，沒有游離態(tài)的硅。〖過渡〗下面我們首先來研究一下二氧化硅的性質和用途。〖板書一二化和酸、二化(dioxide>2存在〖講解SiO是的重要化合物地球上存在的天然二氧化硅約占地殼質量的12％其在形態(tài)有結晶形和無定形兩大類，通稱硅石。

〖投影〗并展示水晶、瑪瑙、石英坩堝、一段光纜〖講解〗水晶是自然界中六方柱狀的透明晶體，瑪瑙的成分也是SiO，它除了一些常見的可作飾物等用途外SiO在業(yè)上用途也非學泛如石英為材料而制成的纖維在電信行業(yè)的應用等?！及鍟?2)用形瑪瑙、石英、水晶硅石無定形：硅藻土〖投影小結〗①、制光導纖維②、石英玻璃制化學儀器③、石英表、石英鐘④、水晶制光學儀器和工藝品⑤、瑪瑙制精密軸承和裝飾品〖講解〗結合已有的關于水晶、沙子主要成分也SiO的知識，思考一下的物性質有哪些，注意與CO進比較研究〖板書(3)物性：點，度的體、溶水純的SiO晶體色明2〖思考〗為什么SiO與的質上有著這么大的差別呢？〖講解主要取決于結構的不同是與通化學鍵所連接的分子結構SiO是Si—四面體結構〖投影〗硅氧四面體結構[SiO]〖講解〗SiO]四面體：每1個Si原周圍結合4個O原Si在心O在個頂角同時每1個O原子周圍結合2個Si原相結合二氧化硅中氧原子與硅原子個數(shù)比為21，通常用SiO來示二氧化硅

的組成〖板書(4)結：間狀構〖講解〗我們說，結構決定性質的狀結構不僅決定了其物理性質的特殊性，還決定了其化學性質的穩(wěn)定性?！及鍟?5)學質穩(wěn)，活潑①具酸氧物性：不于水不水應與堿應：SiO+2NaOH==Na+HO232與性化反：SiO+CaO2

高

3〖講解〗SiO除了具有酸性氧化的通用性之外，還具有特性。比如酸性氧化物一般不與酸反應，而SiO

卻能與HF反應這也是工業(yè)上雕刻玻璃的反應原理〖板書②與HF的應SiO↑O242〖講解〗除此之外，在水、玻璃、純硅時，還有一些特殊反應〖投影小結〗③弱化性：SiO+2C

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Si+2CO↑(工業(yè)上制粗硅)④與些鹽反應：NaCO+SiO

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NaSiO+CO↑CaCO+SiO

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CaSiO+CO↑(工業(yè)上制玻璃的要反)〖思考與交流〗1、實驗室為什么不用玻璃瓶盛氫氟酸？HF能蝕玻璃，因此，盛裝氫氟酸不能用玻璃試劑瓶而要用塑料瓶。2、實驗室盛裝溶的試劑為什么用橡膠塞而不用玻璃塞？NaOH溶能與玻璃中的SiO反生成Na，使瓶塞部分粘結而無法打開。因此盛裝NaOH溶液的試劑瓶不能用玻璃塞而要用橡膠塞?！歼^渡〗剛才我們提到SiO不溶于HO到相應的酸，但它對應的酸叫硅酸，那么硅酸是一種怎樣制得的酸呢？〖板書2硅(SiO)23〖講解HSiO是種比HCO還要的酸，它不溶于水，不能使指示劑褪色，是一種白色粉末狀的固體。〖板書硅是種酸它溶水不使示劑色是種色末的體〖設問〗SiO不溶于水且不和反應，那么要如何制備硅酸呢？結合初中制備CO的法來設

想一下？〖講解〗初中制備CO是用碳酸鹽與強酸反應，是強酸制弱酸的原理SiO也一種很弱的酸，我們是否也可以用硅酸鹽來制備呢？〖投影實驗P76實驗實驗4-1：飽和NaSiO溶中滴入酚酞，再滴入稀鹽酸現(xiàn)象結論化學方程式

滴入酚酞溶液顯紅色，再滴入鹽酸紅色消失，并有透明膠狀物質生成NaSiO溶呈堿性，與酸反應生成了HSiO且HSiO難溶于水NaSiO+2HCl=HSiO↓+2NaCl〖設問〗若改向NaSiO溶液中加HSO會有什么現(xiàn)象呢？〖板書NaSiO+2HCl=2NaCl+HSiO↓23SiO+HSO=NaSO+HSiO234223〖講解所生成的硅酸逐漸聚合形成膠體－硅酸溶膠酸濃度較大時則形成軟而透明的、膠凍狀的硅酸凝膠硅凝膠經(jīng)干燥脫水形成硅酸干膠稱為“硅膠”硅多孔，吸附水分能力強，常用做實驗室和袋裝食品、瓶裝藥品等的干燥劑，也可以用作催化劑的載體。〖講解〗如果對硅酸加熱，其可以分解生成SiO〖板書HSiO2

△

O+SiO2

2〖動探〗酸是一種比碳酸還要弱的酸，請利用實驗室常見的儀及藥品，設計一個簡單實驗，證明硅酸的酸性比碳酸弱，并完成一份實驗報告?！嘉鲇肅O溶于水產(chǎn)生HCOCO的性比HSiO的性強將CO通到NaSiO的溶液中?！及鍟鳱aSiO+CO+HO=Na+HSiO↓22223〖結本節(jié)課我們學習了一種重要的非金屬元素硅的化合物SiO和HSiO，解了SiO的要性質及用途。知道了晶瑩透明的水晶、五彩斑斕的瑪瑙與普通沙子的化學成分并沒有什么兩樣。知道了SiO在當信息時代、產(chǎn)業(yè)的重要作用化學知識可以幫助我們認識，了解世界，我們也可以用學過的知識進行

發(fā)明、創(chuàng)造，造福人類?！颊n堂練習〗1．制造光導纖維的主要原料是）A．晶體硅B．二氧化硅C石墨．硅酸鈉2．下列說法正確的是（）A．溶水顯酸性B．CO通水玻璃硅鈉水液）可得硅酸C．是性氧化物，它不溶于任何酸D．晶中不存在單個SiO分子3．下列物質中，不能用玻璃瓶盛裝的()A．燒堿溶液B．濃硫酸．氫氟酸．碳酸鈉溶液4．要除去SiO中CaO雜質，適宜的試劑是（）A．純堿溶液B．鹽酸．硫酸．苛性鈉溶液5．加熱熔融燒堿時應使用下列種坩堝（）A．石英坩堝B．普通玻坩堝C鐵坩堝．陶瓷坩堝6．CO通下列各溶液中，不可能產(chǎn)生沉淀的是()A．石灰水．飽和碳酸鈉溶液C．硅酸鈉溶液．化鈣溶液【板書設計】第章第節(jié)無非屬料主-硅一)一二化和酸、二化(dioxide>2存在用途物理質熔高硬大固、溶水，凈SiO晶體色明2結構空網(wǎng)結化學質穩(wěn)，活eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,)具酸氧物性：不于且不水應與堿應：SiO+2NaOH==Na+HO232與性化反：SiO+CaO2

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