无机非金属材料的主角—硅 教学设计1

一、知识与技能

了解硅在自然界中的含量、存在、用途。

了解二氧化硅的物理性质，掌握二氧化硅的化学性质。

了解硅酸的性质。

二、过程与方法

自主学习，培养学生自学能力。

活动探究，通过硅与碳、二氧化硅与二氧化碳的比较，培养学生的归纳能力、比较能力。

三、情感、态度与价值观

1．培养学生学习元素化合物的正确方法：结构决定性质、性质决定用途。

2．通过对二氧化硅及其用途的学习使学生热爱自然、热爱化学。

四、教学重点

二氧化硅的用途、性质，硅酸的性质

五、教学难点

二氧化硅的性质、结构

六、教学过程：

问题：自然界中的岩石、沙子、土壤是由什么构成？

想一想：碳和硅在结构上有何相同点和不同点？

二氧化硅和硅酸

阅读课本Ｐ62第三自然段，完成下列问题：

硅是一种______元素，在氧化气氛包围的地球上，硅总是与______相互化合，主要以熔点很高的_________及________的形式存在。而碳在地壳中主要形成_______和________等矿物，碳的最高价氧化物_______通常为________态，通过__________进入以碳为骨架的______世界。

（一）二氧化硅（SiO₂）

硅最重要的化合物是__________。地球上存在的天然二氧化硅称为________，其存在形态有________和____________。

1．SiO2的结构

观看课件和图片，回答下列思考题：

（1）二氧化硅晶体和二氧化碳分子的结构有什么不同？

（2）二氧化硅晶体在自然界存在称为石英，其和二氧化碳的物理性质有何差异？

（3）结合课件图片和课本p64图片，说说二氧化硅的用途。

（4）思考与交流

根据SiO₂的存在和应用，请你分析以下问题：具有哪些物理性质？化学稳定性如何？你的根据是什么？SiO₂的这些性质是由什么决定的？

将你的认识写在下面横线上，并与同学们交流。

物理性质：___________________________________________________

化学稳定性：__________________________________________________

2．SiO₂的性质

（1）Si和C处于同一主族的元素，我们通过回忆CO₂的化学性质来学习SiO₂的化学性质。

①请分别写出CO₂与H₂O、CaO、Na₂O、NaOH反应的化学方程式。

CO₂＋H₂O===

CO₂＋ CaO===

CO₂＋ Na₂O====

CO₂＋NaOH====

②请根据上面的化学方程式的规律，完成下列反应方程式

SiO₂＋H₂O===

SiO₂＋ CaO====

SiO₂＋ Na₂O====

SiO₂＋NaOH====

思考题：为什么实验室盛装溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用磨砂玻璃塞？（提示：Na₂SiO₃具有粘性，玻璃的成分有SiO₂。）

（2）SiO₂特殊的化学性质

SiO₂＋4HF（氢氟酸）===SiF₄↑＋2H₂O

作用：在玻璃上雕刻图案。

思考题：

SiO₂既能与碱NaOH反应，又能与酸HF反应。那么，SiO₂是不是两性氧化物呢？

（3）.请比较CO₂和SiO₂的分子结构、物理性质、化学性质和用途，完成下表：

（二）硅酸（H₂SiO₃）

1．硅酸的制备和用途：

2．【实验4-1】仔细观察实验，完成课本表格

3．把CO₂通入Na₂SiO₃溶液中，也得到H₂SiO₃，试写出反应方程式，并比较H₂CO₃和H₂SiO₃的酸性强弱。

（三）小结：

1. 二氧化硅的性质及用途

2.　硅酸的性质及用途

【随堂作业】

1. 地壳中含量第一和第二的两种元素所形成的化合物不具有的性质是（ ）

A. 熔点很高 B. 与水反应生成对应的酸

C. 可与烧碱反应生成盐 D. 坚硬

2. 下列物质中，主要成分不是SiO₂的是 　（ ）

A. 金刚砂 B. 玛瑙 C. 水晶 D. 石英

3. 要除去SiO₂中混有的少量CaO杂质，最适宜的试剂是 　（ 　 ）

A. 纯碱溶液 B. 盐酸 C. 硫酸 D. 苛性钠溶液

4. 下列物质中，不能用玻璃瓶来盛装的是 （ 　 ）

A. 烧碱溶液 B. 浓硫酸 C. 氢氟酸 D. 碳酸钠溶液

5. 将过量的CO₂分别通入①CaCl₂溶液，②Na₂SiO₃溶液，③Ca(OH)₂溶液，④饱和Na₂CO₃溶液。最终溶液中有白色沉淀析出的是 　（ ）

A. ①②③④ B. ②④ C. ①②③ D. ②③

6. 下列各组物质有关性质关系的比较，正确的是 （ ）

A. 稳定性：CO₂>SiO₂ B. 酸性： H₂SiO₃>H₂CO₃

C. 熔点：SiO₂>CO₂(干冰) D. 硬度：SiO₂2(干冰)

7. NaOH、KOH等碱性溶液可以贮存在下列哪种试剂瓶中 （ ）

A. 具有玻璃塞的细口瓶 B．具有玻璃塞的广口瓶

C．带滴管的滴瓶 D．具有橡胶塞的细口瓶