化学必修1《第四章元素与材料世界1、硅无机非金属材》103教案教学设计 一等奖比赛优质课

二氧化硅
无机非金属材料
合阳中学
田晓燕
一
教学目标：
知识与技能：了解二氧化硅的性质和用途
了解传统无机硅酸盐材料的制备和性质；新型无机非金属材料的性质和用途
过程与方法：认识二氧化硅的多种用途，体会化学的实用性通过对比的方法认识物质的共性和个性
情感
态度
价值观：通过社会实践活动，培养学生自主，合作学习的能力
通过分组实验，让学生体验科学探究的过程，培养创新精神
和实验能力
二
教学重点，难点
重点：二氧化硅的性质
难点：如何有效地引导学生以学案为载体进行自主学习并组织好课堂汇报
三
教法学法
根据学生原有的认知结构，知识技能水平，基于对教材的分析，我采用以下教学方法：
情景激励、
类比归纳、
学案引领、
联系实际、
自主学习、合作学习
四
教学设计
【新课引入】
进入二十一世纪，网络信息四通八达，人与人的交流因为有了电脑的发明变得更加方便快捷。

世界都因此而变小了，人们亲切的叫它“地球村”。

这一切都要归功于一种新物质的发明：光导纤维。

因为它才是一切声音，图像等信息传导的
使者，是信息时代的神经！那么它是一种什么样的物质，来源于哪儿呢？今天我们一起学习
【板书】二氧化硅
无机硅酸盐材料
【展示过渡】光导纤维就是这样的比头发丝还细的，透明的，传输信息能力特别强的玻璃丝，它的主要成分是二氧化硅。

给他穿上一个外套，光线就可以在其中发生全反射，而无一点遗漏。

这就是他传导信息能力强的原因。

中国自行研制、生产、建设的世界最长的京汉广(北京、武汉、广州)通信光缆，全长3047公里，已于1993年10月开通，标志着中国已进入光通信的时代。

【学生介绍展示】光纤之父——高锟的生平和在光纤方面的突出贡献；光纤和普通电缆相比的优越性。

【过渡】光纤的主要成分是二氧化硅，那么二氧化硅来源于哪儿呢？
【第一组学生展示】【PPT展示】水晶，石英，玛瑙，沙子，岩石，硅藻土等
【板书】一
分类：结晶型
无定型
【阅读过渡】P109图4-1-4二氧化硅的结构：正四面体，每个Si原子与4个O原子相连，每个O原子与两个Si原子相
连，使得二氧化硅中Si原子和O原子比例为1:2，所以它的化学式为：SiO2。

它的物理性质和化学如何呢？
【第二组学生展示
板书】物理性质：无色，固态，熔沸点高，硬度大，不溶于水。

.化学性质：
二氧化硅(SiO2）
二氧化碳(CO2)
与水反应
不反应
CO2+H2O=H2CO3
与碱反应
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
与碱性氧化物反应
高温
SiO2+CaO==
Ca
SiO3
高温
CO2+CaO==
Ca
CO3
与碳反应
高温
SiO2+2C==
Si+2CO↑
高温
CO2+C==
2CO
【展示设疑】1
为什么实验室存放NaOH时常保存在橡胶塞玻璃瓶中？
2
玻璃的主要成分也是SiO2，为什么人们能用HF来雕刻玻璃？【学生讨论
回答】【板书】因为NaOH易与SiO2反应，生成的NaSiO3溶液叫水玻璃，具有粘性，能将瓶塞和瓶体粘在一起。

SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
，这是SiO2的特性。

【引导】二氧化硅的用途如何呢？
【第三组学生展示】图片：饰品：水晶，玛瑙项链，石英坩埚，医学内窥镜，电子仪器，光学仪器，光导纤维等。

【过渡】下面我们来看看硅酸盐——传统无机非金属材料。

传统硅酸盐材料包括：玻璃，水泥和陶瓷。

他们性质稳定，熔点高，大都难溶于水。

下面请同学们阅读课本P110-112内容，找出玻璃，水泥，陶瓷的制备原料，生产原理和主要成分。

【第四组学生展示】【板书】
玻璃是把纯碱，石灰石，石英粉碎并按适当比例混合后，放入玻璃熔炉里加强热，原料熔
高温
融后发生比较复杂的变化，主要有：CaCO3+
SiO2=
CaSiO3+
CO2↑
高温
Na2CO3+
SiO2=
Na2SiO3+
CO2↑，玻璃的主要成分就是CaSiO3
、
Na2SiO3
和
SiO2
是混合物，所以玻璃没有固定的熔沸点。

水泥是用粘土和石
灰石在水泥回转窑里经过复杂的物理化学变化得到的混合物。

水泥的主要成分是硅酸三钙，硅酸二钙，铝酸三钙。

水泥具有水硬性，与水掺和搅拌，静置后很容易凝固变硬。

所以被广泛用作建筑材料。

水泥，沙子和碎石的混合物叫混凝土。

混凝土常用钢筋做结构，就是常说的钢筋混凝土，强度大，常用来建造高楼大厦，桥梁等高大建筑。

陶器是人类使用最早的硅酸盐材料，以粘土为原料烧制而成，它粗松多孔，有吸水性常用来做盆，罐等器皿。

瓷器原料纯度高，组织致密，几乎不吸水，耐酸碱腐蚀，用作器皿，装饰品等。

还有一些新型硅酸盐材料，高温结构陶瓷（Si3N4，SiC）耐高温又不需要水冷系统，被用作汽车发动机。

生物陶瓷（ZrO2），人体对其没有排异性，被用作人工器官。

压电陶瓷（BaTiO3, PbTiO3），十分敏感，能将极其微弱的机械振动转换为电信号，用于气象监测，环境监测，家用电器等。

【小结】本节课讲述了二氧化硅的存在，构型，物理性质，化学性质，用途，传统硅酸盐材料：玻璃，水泥，陶瓷的制备，新型无机非金属材料的简单介绍。

重点，难点是二氧化硅的化学性质。

【课堂练习】
1．下列物质：①氢氟酸；②浓H2SO4；③烧碱溶液；④Na2CO3固体；⑤氧化钙；⑥浓HNO3，其中在一定条件下能与SiO2反应的有（
）
A．①②⑥
B．全部
C．①③④⑤
D．②③⑥
答案：C
2．下列说法中，不正确的是(
)
A．SiO2和CO2都是酸性氧化物，均可与NaOH溶液反应B．SiO2不能与任何酸发生反应
C．SiO2和CO2在一定条件下，均可与CaO发生反应D．SiO2不溶于水，而CO2可与水反应生成H2CO3
答案：B
3.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
答案：C
4.实验室现提供下列试剂瓶,
①细口磨口塞玻璃瓶②广口瓶③细口橡皮塞玻璃瓶④棕色广口瓶⑤细口塑料瓶，
如何存放下列药品?依据是什么?
a.二氧化硅__
b.氢氧化钠溶液__
c.硝酸银晶体__
d.氢氟酸_
e.浓硫酸__
答案：②
③
④
⑤
①
【板书设计】
二氧化硅
无机非金属材料
一
二氧化硅
（1）
分类
（2）性质
1
物理性质：无色，熔沸点高，硬度大，固态，不溶于水
2
化学性质：与水
不反应
与碱：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
与碱性氧化物：
高温
SiO2+CaO==
Ca
SiO3
与碳：
高温
SiO2+2C==
Si+2CO↑
与酸（特性）：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
3
用途：水晶，玛瑙项链，石英坩埚，医学内窥镜，电子仪器，光学仪器，光导纤维等
二
硅酸盐与无机非金属材料：玻璃
水泥
陶瓷
SiO2
结晶型
无定型
水晶
玛瑙
：硅藻土。