教學目標：

 

【知識與技能】

 

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；

 

3．了解硅酸的性質及制法，了解硅酸鈉的性質；

 

4．知道硅、二氧化硅的在信息技術、材料科學等領域的應用。

 

【過程與方法】

 

1．幫助學生學習運用對比的方法來認識物質的共性和個性，促進學生對新舊知識進行歸納比較能力的發展。

 

2．通過硅及其化合物等內容體現從物質的結構猜測物質的性質，推出物質的用途的思維過程，建構“結構――性質――用途”學習的共同模式，。

 

3．本節多數內容屬于了解層次，部分段落閱讀自學，提高的閱讀能力、收集資料能力、自學能力和語言表達能力。

 

【情感態度與價值觀】

 

1．用硅給現代人類文明進程所帶來的重大影響（從傳統材料到信息材料），為學生構架一座從書本知識到現代科技知識和生活實際的橋梁。開闊學生眼界，提高科技文化素養，理解更多的現代相關科學理論與技術；

 

2．促進學生逐漸形成正確的科學社會觀，學生認識到“科學技術是第一生產力”，關心環境，資源再生及研究、探索、發現新材料等與現代社會有關的化學問題，提高學生社會責任感。

 

【教學重點】二氧化硅的主要化學性質。

 

【教學難點】二氧化硅晶體結構

 

【教學過程】

 

[導課]問題：

 

[問題]：請簡要閱讀課文后回答課文標題中“無機非金屬材料的主角-硅”“主角”兩個字在這里的涵義是什么？（學生回答：硅含量僅次于氧，硅的氧化物和硅酸鹽構成地殼的主要部分）展示投影：硅在地殼中的含量。

 

[問題]：硅又憑什么能做無機非金屬材料的主角呢？引出原子結構來解釋。

 

請同學們翻到課本后的周期表查看硅在周期表的位置及結構。

 

[板書]            第四章 非金屬元素及其化合物

 

[板書]        §4-1無機非金屬材料的主角-硅

 

［講述］硅的氧化物及硅酸鹽構成了地殼中的大部分巖石、沙子和土壤，約占地殼質量90％以上。各種各樣的硅酸鹽和水、空氣和陽光構成了人類及生物生存的根基。自古至今，在無機非金屬材料中，硅一直扮演著主角的角色。

 

［問題］碳和硅元素結構上又和碳有什么不同？推測硅單質的性質有哪些？

 

［學生閱讀］Ｐ74中間自然段。

 

［回答］硅位于元素周期表ⅣＡ，與碳元素同族。原子最外層均有四個電子。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”三個字是如何體現呢？接下來具體進行了解二氧化硅有關性質。

 

［板書］一、二氧化硅和硅酸

 

［投影］金剛石、晶體硅、二氧化硅的晶體模型及水晶標本。

 

［講述］硅為親氧元素，在地球上硅主要是以熔點很高的氧化物及硅酸鹽形式存在；而碳主要形成石灰巖和碳酸鹽礦物，碳的氧化物二氧化碳通過光合作用進入以碳為骨架的有機世界。

 

［板書］１、二氧化硅（SiO２）

 

［講述］地球上天然二氧化硅成為硅石，約占地殼質量的20％，存在形態有結晶性和無定性兩種。

 

［投影］二氧化硅晶體模型：

 

 

 

這種能說明什么問題呢？展示“鳥巢”工程圖片，產生一些聯想對網狀結構留下深刻印象。

 

 

 

［閱讀］科學視野。

 

［講解］將晶體硅結構中的每一個“硅-硅”共價鍵打開，并在其間夾入一個氧原子，就形成了二氧化硅的晶體。這樣，每個硅原子和四個氧原子以共價鍵結合，形成以該硅原子為中心的正四面體型結構，這種正四面體型結構向空間伸展，就形成了具有空間網狀結構的原子晶體。由于每個氧原子同時和兩個硅原子成鍵，所以二氧化硅晶體中，硅氧原子數之比為1:2，SiO2只表示一種比例關系，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―石英中無色透明的晶體；具有彩色環帶狀或層狀的稱為瑪瑙。二氧化硅可用來做光導纖維。

 

［投影］

  

［講述］石英可用來做石英鐘、石英表，耐高溫的石英玻璃；水晶可以用來制造電子工業中的重要部件、光學儀器、工藝品、眼鏡片等，含有有色雜質的石英，還可用于制造精密儀器軸承，耐磨器皿和裝飾品等。這些應用與二氧化硅的什么性質有關？

 

［板書］（１）物理性質：堅硬、難溶固體

 

展示：瓶塞被粘住一個試劑瓶。要學生來打開。結果不能打開，引發學生討論。瓶塞被粘住的原因是什么？怎樣才能打開？引出SiO2的化學性質。要學生找原因和對策。

 

展示：學校校友送給母校玻璃鏡面上字（圖片），字是怎樣弄上去的？引起學生討論。

 

［強調］酸性氧化物一般不與酸發生化學反應，而二氧化硅卻能與氫氟酸發生反應，這也是工業上用氫氟酸雕刻玻璃的反應原理。以上兩點，屬二氧化硅的特性。由此，我們可總結出二氧化硅的主要化學性質為：

 

［講解并板書］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，回答為什么實驗室中盛放堿液的試劑瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？

 

（２）化學性質：

 

 SiO2與CO2化學性質的比較（學生做，教師補充）

 

物 質

二氧化硅(SiO2)

二氧化碳(CO2)

與水反應

 

 

與酸反應

 

 

與堿反應

 

 

與堿性氧化物反應

 

 

與碳反應

 

 

 

[板書] 1、酸性氧化物

 

SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O

 

SiO2+CaO  CaSiO3

 

2、氧化性：SiO2+2C===Si+2CO（工業上用此反應制粗硅，這就是“從沙灘到用戶”�。�

 

3、特殊性：SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O  （怎樣保存HF？塑料瓶）

 

4、在高溫下與碳酸鹽的反應（應用于玻璃生產）

 

SiO2 + Na2CO3 == CO2↑ + Na2SiO3

 

SiO2 + CaCO3 == CO2↑ + CaSiO3

 

［過渡］剛才我們提到二氧化硅不能溶于水得到相應的酸――硅酸。那么，硅酸是怎樣的一種酸？它怎樣制得呢？下面我們就來學習這個問題。

 

［板書］２.硅酸(H2SiO3)

 

提出思考：硅酸（H2SiO3）能通過二氧化硅與水反應制得嗎？為什么？

 

引入：硅酸

 

１、不溶于水，酸性比碳酸弱。

 

［實驗４―１］試管中加入３～５ｍL Na2ＳiＯ3飽和溶液，滴入２～３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，記錄現象。

 

現象

 

結論

 

化學方程式

Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓

 

２、制備：較強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，不溶于水，受熱干燥失水。H2SiO3==H2O+SiO2

 

3、用途：硅膠多孔，吸附水份能力強，常用作實驗室和袋裝食品、瓶裝藥品等的干燥劑，也可以用作催化劑的載體。

 

展示干燥劑，小結硅酸用途

 

 

［講解］生成的H4SiO4叫原硅酸，是一種白色膠狀物質，不溶于水，在干燥的空氣中易失水變成硅酸。

 

［板書］ H4SiO4====H2SiO3+H2O

 

[小結]略

 

[作業]P80-81 1、3、5、7

 

[反思]

 

 

附板書計劃：

 

第四章 非金屬元素及其化合物

 

第一節   無機非金屬材料的主角―硅

 

一、二氧化硅和硅酸

 

１、二氧化硅 ⑴物理性質：堅硬、難溶固體        ２.硅酸(H2SiO3)

 

⑵化學性質：                         ⑴不溶于水，酸性比碳酸弱。

 

酸性氧化物：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O     ⑵Na2SiO3+2HCl+H2O====H4SiO4↓+2NaCl

 

SiO2+CaO===CaSiO3          Na2SiO3+CO2+2H2O====H4SiO4↓+Na2CO3

 

氧化性：SiO2+2C===Si+2CO                 H4SiO4====H2SiO3+H2O

 

特殊性：SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O                     

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