2018高中化学第4章非金属及其化合物第1节无机非金属材料的主角——硅(2)导学案新人教版

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高中化学第四章非金属及其化合物4.1无机非金属材料的主角_硅教案1新人教版必修12018011031

第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角——硅第一课时二氧化硅和硅酸教学目标一、知识目标1. 理解二氧化硅的晶体结构，掌握二氧化硅的化学性质，了解其用途，并对硅酸的组成、性质及制备形成初步的认识。

2. 认识物质间既有相似性，又有各自的特性。

3. 培养学生对知识归纳、总结和探究的能力。

二、能力目标1. 初步建立结构决定性质的感性认识。

2. 培养获取有用信息、有效归类、有序表达的能力。

三、感情目标1. 认识二氧化硅及硅酸的用途，体会化学的实用性。

2. 感受化学在生活生产中的重要地位，培养学生关注社会的意识和责任感。

3. 插图以及书前彩图的运用，新科技知识的介绍，激发学生热爱科学，运用科学为人类创造美的渴望。

教学重点二氧化硅的性质和硅酸的制备。

教学难点培养学生对知识的归纳、总结和探究的能力。

课时安排１课时教学方法教法：情境激励、自主学习、教学点拨、类比归纳、讨论总结。

教学用具多媒体、饱和硅酸钠溶液、酚酞试液、稀盐酸、试管、滴管等教学流程新课引入采用实例、欣赏法创设学习情景：以绚丽多彩的晶体形态的奇异美，导入新课，抓住学生的注意力，激发学生的学习兴趣，把学生引入“硅的海洋”。

教学过程引言交流研讨丰富多彩的物质世界，如各种日常生活用品，工农业设施，建筑，交通工具等等，你知道构成它们的材料有哪些？请你分别站在不同的角度，对它们进行分类。

学生回答、教师总结构成它们的材料有：塑料、各种金属、木材、棉花、沙子、石头、水泥、玻璃、陶瓷、泥土等等……请大家先看PPT中的彩图，关于硅单质的照片。

师别看它看起来灰溜溜，它自己及它的化合物的作用却是大得很。

大到高科技领域，小到我们的周围，到处都有硅及其化合物的踪影。

当今电子工业的飞速发展，更是与人们对硅的性质的认识息息相关。

简介硅谷。

本节课，我们首先来学习二氧化硅及其化合物硅酸的有关知识。

板书第一节硅和二氧化硅过渡首先，我们来了解一下硅元素的有关知识。

板书一、硅的存在及原子结构师请大家阅读课本P74的第一、第二自然段，总结出硅的在自然界的含量、存在形态、原子结构特点等方面的内容。

2018年秋高一化学人教版必修一教案：第4章非金属及其化合物第1节无机非金属材料的主角——硅

• 点拨：自然界中有游离态的碳，却不存在游离态的硅。
• 二、二氧化硅 • 1．存在：
• • •
石英、水晶、玛瑙、光导纤维、沙子的主要成分是 2 ．结构：。 __________ 1∶2 SiO2晶体是由Si和O按原子数之比为 __________的比例组成的立体网状结构的晶体。每个硅原子周围结合4个氧原子，每个氧高大难原子周围结合2个硅原子。 • 3．物理性质：熔点______；硬度______；
三、硅酸 1．性质： (1)弱酸性：向 Na2SiO3 溶液中通入 CO2 ，生成白色沉淀： Na2SiO3 ＋ CO2 ＋弱。 H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3。结论：H2SiO3 酸性比 H2CO3 酸性更______ (2)不稳定性。 △ H2SiO3 不稳定，受热易分解：H2SiO3=====SiO2＋H2O。
一、硅元素的存在及结构 1．硅元素的存在：
氧，居第二位含量 —仅次于______ | 化合态存在，主要是__________ 氧化物和硅酸盐存在 —全部以________ | ＋4 价特点 —化合态的硅元素呈________
4 2．硅的原子结构：硅的原子结构示意图是__________，最外层有______ 个得到电子。失去电子也不容易________ 电子，反应中，既不容易________
B
3．下列说法中不正确的是
(
)
A
A．SiO 2 是两性氧化物，能与强碱反应，也能与强酸反应 B．二氧化硅是生产光纤制品的基本原料 C ．水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂 D．硅可用于硅芯片和光电池的制作 4．下列说法正确的是 ( )
C
A．硅、二氧化硅都能与 NaOH 溶液反应放出氢气 B．泡花碱的主要成分不属于硅酸盐 C ．可用 H 2 在高温下还原 SiCl4 的方法制取硅 D．硅的性质较稳定，不会与氯气、氧气反应

高一必修一化学第四章知识点：无机非金属材料的主角——硅

高一必修一化学第四章知识点：无机非金属材料的主角——硅一、硅元素：无机非金属材料中的主角，在地壳中含量26.3%，次于氧。

是一种亲氧元素，以熔点很高的氧化物及硅酸盐形式存在于岩石、沙子和土壤中，占地壳质量90%以上。

位于第3周期，第ⅣA 族碳的下方。

Si对比C最外层有4个电子，主要形成四价的化合物。

二、二氧化硅(SiO2)天然存在的二氧化硅称为硅石，包括结晶形和无定形。

石英是常见的结晶形二氧化硅，其中无色透明的就是水晶，具有彩色环带状或层状的是玛瑙。

二氧化硅晶体为立体网状结构，基本单元是[SiO4]，因此有良好的物理和化学性质被广泛应用。

(玛瑙饰物，石英坩埚，光导纤维)物理：熔点高、硬度大、不溶于水、洁净的SiO2无色透光性好化学：化学稳定性好、除HF外一般不与其他酸反应，可以与强碱(NaOH)反应，是酸性氧化物，在一定的条件下能与碱性氧化物反应SiO2+4HF == SiF4 uarr;+2H2OSiO2+CaO ===(高温) CaSiO3SiO2+2NaOH == Na2SiO3+H2O不能用玻璃瓶装HF，装碱性溶液的试剂瓶应用木塞或胶塞。

三、硅酸(H2SiO3)酸性很弱(弱于碳酸)溶解度很小，由于SiO2不溶于水，硅酸应用可溶性硅酸盐和其他酸性比硅酸强的酸反应制得。

Na2SiO3+2HCl == H2SiO3darr;+2NaCl硅胶多孔疏松，可作干燥剂，催化剂的载体。

四、硅酸盐硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称，分布广，结构复杂化学性质稳定。

一般不溶于水。

(Na2SiO3、K2SiO3除外)最典型的代表是硅酸钠Na2SiO3：可溶，其水溶液称作水玻璃和泡花碱，可作肥皂填料、木材防火剂和黏胶剂。

常用硅酸盐产品：玻璃、陶瓷、水泥四、硅单质与碳相似，有晶体和无定形两种。

晶体硅结构类似于金刚石，有金属光泽的灰黑色固体，熔点高(1410℃)，硬度大，较脆，常温下化学性质不活泼。

是良好的半导体，应用：半导体晶体管及芯片、光电池、五、氯元素：位于第三周期第ⅦA族，原子结构：容易得到一个电子形成氯离子Cl-,为典型的非金属元素，在自然界中以化合态存在。

高中化学第四章非金属及其化合物 4.1 无机非金属材料的主角——硅(第2课时)教高一化学教案

现象
当水分蒸发后燃烧
当水分蒸发后不易燃烧
结论
用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火
［投影实验］P77 实验4-2、
［板书］(2) 化学性质：相对稳定，不能燃烧，不易被腐蚀，
热稳定性强
［讲］硅酸盐的种类很多，结构复杂，为了方便记忆和计算，常用氧化物的形式表示硅酸盐的组成
［板书］3、表示方法：
原则：金属氧化物（较活泼班：学生对于化学知识储备上，在已经学习了一些金属及其化合物的知识，学生容易接受，初步具备分析总结的能力，可以通过对已有知识的复习引导学生进行新课，在学习特点上比较被动，需要教师在课堂上灵活转变教学。
高一5班：在知识储备上和1班情况相同，课堂较不活跃，但有几个积极分子可以带活班级学习气氛。
［投影］传统硅酸盐材料：
(1) 陶瓷：日用器皿、建筑饰材、卫生洁具
(2) 玻璃：
(3) 水泥：以黏土和石灰石为主要原料
具有特殊功能的含硅物质：
(1) 碳化硅（金刚砂）
(2) 硅钢：导磁性良好，用作变压器铁芯
(3) 硅橡胶
(4) 分子筛：具有均匀微孔结构的铝硅酸盐
(5) 生物陶瓷：人造骨
［过］虽然硅的化合物很多，随处可见，而且从远古时期人类就已经学会加工和使用陶瓷，但是硅的单质却到很晚------18世纪上半叶才制备出来。
Na2SiO3+H2SO4==Na2SO4+H2SiO3↓
Na2SiO3+CO2+H2O==Na2CO3+H2SiO3↓
教学反思
1.知识回顾是自己在说，应该让学生自己回顾回答，有利于学生第记忆和掌握。
2.关于化学方程式的书写，学生较难掌握，应该让学生自己练习书写
3.课堂练习较少，不能充分反映学生学得情况。

2018_2019学年高中化学第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角——硅4.1.2硅酸盐和硅单质课件新

(2)下列有关硅材料的说法正确的是________(填字母)。 A．碳化硅硬度大，可用于生产砂纸、砂轮等 B．氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承 C．高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料——光导纤维 D．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高 E．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
(1)将上述复杂硅酸盐改写成氧化物的形式： ①KAlSi3O8__________________________________； ②Al2(Si2O5)(OH)4_____________________________。
(2)上述反应能够发生的原因是_____________________。 [思路分析] 用氧化物形式表示硅酸盐的方法及注意事项： (1)方法：找出组成元素；写成氧化物的形式；注意原子守恒；检查有无遗漏。 (2)氧化物的顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→ 二氧化硅→水。 (3)氧化物前化学计量数配置原则：除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置化学计量数，如果出现分数，扩大倍数化为整数。 (4)氧化物之间用“·”隔开。
1 MgO·2SiO2
C．钾云母(K2Al6Si6H4O24)，表示为 K2O·2H2O·3Al2O3·6SiO2
D．高岭石[Al2(Si2O5)(OH)4]，表示为 Al2O3·2SiO2·2H2O
解析：根据硅酸盐改写氧化物的要求可以判断，A 中 Al2O3 和 CaO 的排列顺序有误，B 中化学计量数出现12，C 正确的写法应为 K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O，D 的写法完全符合上述要求。
提示：由于 Na2SiO3 溶液能与空气中的 CO2 反应而变质，故要密封保存，并放在带橡皮塞的玻璃试剂瓶中。敞口放置的 Na2SiO3 溶液会出现白色胶状沉淀，反应的方程式为：Na2SiO3 ＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3。

化学必修一第四章第一节无机非金属材料的主角―硅(二)

陶瓷窑复杂
玻璃制品
水泥制品
陶瓷制品
一、硅酸盐
新型陶瓷
新
碳化硅(SiC，俗称金刚砂)
型 …
硅钢
…
硅橡胶
分子筛
人造关节
硅钢
二、硅单质
1、存在硅有晶体硅和无定形硅两种。
2、物性晶体硅是灰黑色、有金属光泽的固
体，熔、沸点很高，硬度大、有脆性。
导电性介于导体和绝缘体之间。
白色固体，易溶于水。其水溶液俗称水玻璃（泡花碱），是一种无色粘稠的液体、矿物胶，黏性很强，可作黏胶剂和木材防火剂。
-1-
一、硅酸盐
放入蒸馏水
放入Na2SiO3饱和
溶液
现象水蒸发后燃烧水蒸干后不燃烧
结论Biblioteka 水加热下易蒸发硅酸钠耐高温，能防火，不能燃烧
一、硅酸盐
Na2SiO3水溶液久置在空气中会出现
二、硅单质
4、用途
良好的半导体材料,硅是信息技术的关
键材料；同时，还可制成太阳能电池。
硅太阳能电池
电脑的中央处理器（CPU）
二、硅单质
5、制法（工业）
只要你在路上，就不要放弃前进的勇气，走走停停的生活会一直继续。是金子，总会花光的；是镜子，总会反光的。许多人缺少的不是美，而是自信的气质。用力只能做完，用心才能做好；用心是积极主动，视工作为事业；用心才能享受工作，享受生活。——刘迎春不要因为众生的愚疑，而带来了自己的烦恼。不要因为众生的无知，而痛苦了你自己。最能保人心神之健康的预防药就是朋友的忠言规谏。——培根自然界没有风风雨雨，大地就不会春华秋实。一帆风顺，并不等于行驶的是一条平坦的航线。勤奋是你生命的密码，能译出你一部壮丽的史诗。生命的目的是享受生命。面对别人的时候触及的是他们的生活，审视自己的时候深入了自己的灵魂。欲为诸佛龙象，先做众生马牛。

必修1 第4章第1节无机非金属材料的主角硅第2课时

非金属及其化合物
无机非金属材料的主角——硅无机非金属材料的主角——硅
Duty Honor Love
化学学习的神器
H L D
知识回顾
硅在常温下与高温下性质有什么差异? 硅在常温下与高温下性质有什么差异? 二氧化硅是不是酸性氧化物?又有什么特性? 二氧化硅是不是酸性氧化物?又有什么特性? 思考并讨论: 思考并讨论: SiO2与水不反应，我们怎么才能够得到硅酸呢? 与水不反应，我们怎么才能够得到硅酸呢? 提示:可以类比碳酸哦~_~ 提示:可以类比碳酸哦~_~
化学学习的神器
H L D
硅酸的制备及其性质
观察实验，看一看硅酸是怎么制备的。思考并讨论下面的问题: 思考并讨论下面的问题: 1 硅酸与你先前学习中学到的酸有什么明显不同? 硅酸与你先前学习中学到的酸有什么明显不同? 2 你觉得硅酸的酸性强弱如何? 你觉得硅酸的酸性强弱如何? 3 如果向硅酸钠溶液中吹气，会是怎样的现象呢? 如果向硅酸钠溶液中吹气，会是怎样的现象呢? 阅读课本，看一看硅酸有哪些用途? 阅读课本，看一看硅酸有哪些用途?
化学学习的神器
H L D
作
业
完成学案
化学学习的神器
H L D
小练习
小练习: 小练习: 试完成下面的物质转化: 试完成下面的物质转化:
Si Na2SiO3 SiO2 H2SiO3
化学学习的神器
H L D
Байду номын сангаас
自主学习
阅读课本第76~77页看一看硅酸钠有什么用途? 阅读课本第76~77页,看一看硅酸钠有什么用途? 1 涂刷材料表面提高抗风化能力 2 加固土壤与氯化钙溶液交替注入，提高强度和承载能力。 3 与多种矾配制成速凝防水剂，用于局部抢修。 4 配制耐酸胶凝耐酸砂浆和耐酸混凝土用于有耐酸要求的工程如硫酸池。 5 配制耐热胶凝耐热砂浆耐热混凝土用于耐火砌筑和修补。 6 防腐工程应用 7 铸造制型（芯）黏结剂

第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角---硅

第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角---硅第一课时二氧化硅和硅酸一、课前导学[希望达到的目标]1．通过碳元素与硅元素原子结构的比较，认识硅元素的化合价及存在形式，从而培养学生对知识的迁移和类比能力。

2．通过上网查资料等途径，了解生活中的一些二氧化硅制品，认识二氧化硅的用途，培养学生独立查阅资料获取信息，并运用比较、分类的方法对信息进行加工的能力，发展学生学习化学的兴趣。

3．通过对二氧化硅的存在与应用的分析和讨论，以及与二氧化碳性质的类比，探究二氧化硅的物理性质和化学性质，在合作讨论中体验科学探究的过程与方法，同时分享合作的快乐，通过课堂互动，增强每位同学的责任感和参与意识。

4．在酸的通性的基础上认识硅酸，通过实验了解硅酸的特殊性质，从中培养学生的辨证唯物主义思想，以及实事求是的作风和敢于质疑的态度。

[需要准备的知识]1．在初中化学中我们已经接触过两种材料，材料是人类用来制造机器、构件、器件和其他产品的物质。

但并不是所有物质都可称为材料，如燃料和化工原料、工业化学品、食物和药品等，一般都不算作材料。

材料可按多种方法进行分类。

按物理化学属性分为、、、复合材料。

2．我们知道，各种元素在地壳里的含量差别很大，其中位于前四位的元素依次是、、、（用元素符号表示），这种排列是按照顺序排列的。

3．我们经常这样讲：决定元素的种类，决定元素的性质，所以相等的元素对应的单质的化学性质相似，例如与，但由于不同，性质有一定的差异。

4．关于试剂的保存，在初三化学中已有接触，你能说出下列试剂保存在什么容器中吗？①氯化钠固体②氯化钠溶液③浓硫酸④硝酸银溶液⑤氢氧化钠固体⑥氢氧化钠溶液5．你还记得酸、碱、盐溶解度性表吗？我们已接触的酸有、、、等，它们都是易溶于水的，那么我们是否可以认为所有的酸都是易溶于水的？[可能遇到的问题]请在复习思考上述问题的基础上，预习本节新内容，将你所想到的问题写在这里：。

二、课堂识真[知识与技能]（研究以下问题，会发现新的知识）1．我们在分析元素的性质时，通常从元素的原子结构入手，从最外层电子数的多少分析得失电子的能力，从而推断出元素的化合价、单质的性质以及元素的存在形式。

高中化学第四章非金属及其化合物第1节无机非金属材料的主角——硅第2课时硅酸盐硅单质高一化学

②反应一段时间后，装置 D 中观察到的现象是 _________________，
装置 D 不能采用普通玻璃管的原因是________________，装置 D 中发生反应的化学方程式为__________________。
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③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及____________________________。
内容(nèiróng)总结
第四章非金属及其化合物。知识(zhī shi)梳理·对点练
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第三十页，共三十页。
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4．晶体硅是一种重要的非金属材料。制备纯硅的主要步骤如下：
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅； ②粗硅与干燥的 HCl 气体反应制得 SiHCl3： Si＋3HCl3=0=0==℃=SiHCl3＋H2； ③SiHCl3 与过量 H2 在 1 000～1 100 ℃反应制得纯硅。已知 SiHCl3 能与 H2O 剧烈反应，在空气中易自燃。
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(4)酸性氧化物一般不与酸反应，但 SiO2 能与氢氟酸反应生成 SiF4 气体。
(5)无机酸一般易溶于水，但 H2SiO3 却难溶于水。 (6)硅酸钠水溶液称泡花碱或水玻璃，但却是盐溶液。
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答案：(1)SiO2＋2C=高==温==Si＋2CO↑ (2)①浓硫酸使滴入烧瓶中的 SiHCl3 汽化 ②有固体物质生成在此反应温度下，普通玻璃会软化 SiHCl3＋H21 000=～==1=1=00 ℃Si＋3HCl ③排尽装置中的空气

高中化学第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角——硅 4.1.2 硅酸盐和硅单质

(1)将上述复杂硅酸盐改写成氧化物的形式： ①KAlSi3O8__________________________________； ②Al2(Si2O5)(OH)4_____________________________。
(2)上述反应能够发生的原因是_____________________。 [思路分析] 用氧化物形式表示硅酸盐的方法及注意事项： (1)方法：找出组成元素；写成氧化物的形式；注意原子守恒；检查有无遗漏。 (2)氧化物的顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→ 二氧化硅→水。 (3)氧化物前化学计量数配置原则：除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置化学计量数，如果出现分数，扩大倍数化为整数。 (4)氧化物之间用“·”隔开。
1 MgO·2SiO2
C．钾云母(K2Al6Si6H4O24)，表示为 K2O·2H2O·3Al2O3·6SiO2 D．高岭石[Al2(Si2O5)(OH)4]，表示为 Al2O3·2SiO2·2H2O
解析：根据硅酸盐改写氧化物的要求可以判断，A 中 Al2O3 和 CaO 的排列顺序有误，B 中化学计量数出现12，C 正确的写法应为 K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O，D 的写法完全符合上述要求。
3．硅酸盐组成的表示：
通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成。
例如：Na2SiO3： Na2O·SiO2 ；
长石：KAlSi3O8： K2O·Al2O3·6SiO2 。
4．最常见的硅酸盐——Na2SiO3。
Na2SiO3 的水溶液俗称
水玻璃
硅能制备
5．三种常见的硅酸盐产品。
2．方法 (1)找出组成元素。(2)写成氧化物的形式。(3)注意原子守恒。 (4)检查有无遗漏。 3．注意事项 (1)氧化物之间以“·”隔开。 (2)氧化物前面的计量数配置出现分数时应化为整数，且计量数只表示该氧化物的数目。 (3)用氧化物形式表示时，各元素的化合价保持不变，各元素原子个数比符合原来的组成。