使用《无机非金属材料的主角硅》第一课时
2019-2020年人教版高中化学必修一教案:第四章第一节无机非金属材料的主角——硅(第一课时)
2019-2020年人教版高中化学必修一教案:第四章第一节无机非金属材料的主角——硅(第一课时)项目内容课题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)修改与创新教学目标(一)知识与能力: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。
了解硅的基本性质。
(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)态度情感价值观: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。
通过对硅及其用途的学习使学生热爱自然、热爱化学。
教学重、难点教学重点:二氧化硅的性质教学难点:硅酸的性质教学过程预习探究(学生用)1.二氧化硅:(1)物理性质:不溶于水的固体,熔、沸点高,硬度大;(2)化学性质:①与氢氟酸反应:SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O ;②与碱性氧化物(如CaO)反应:SiO2+CaO高温CaSiO3;③与强碱反应(如NaOH)反应:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O(3)用途:用于制取光导纤维、玻璃、陶瓷等2.硅酸:(1)物理性质:不溶于水,酸性比碳酸弱;(2)制备:Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl;(3)用途:干燥剂、催化剂载体互动课堂(一)情景激思(教师用)【新课引入】在美国有一个规模宏大的新兴高科技工业园区,那就是家喻户晓的硅谷。
它是美国电子技术研究中心和计算机和半导体工业生产的重要基地。
电子工业能得到蓬勃发展,硅元素在信息材料中的开发与应用起着举足轻重的作用,今天我们就一起来探讨非金属材料的主角——硅。
【教师强调】本节课的课标是:掌握二氧化硅的性质。
【过渡】请同学们展示你们收集的有关资料。
【板书】第一节无机非金属材料的主角——硅(二)合作探究(师生共用)【学生活动】学生阅读课本P74页前两段。
【教师总结】硅在地壳中的含量占第二位,仅次于氧。
无机非金属材料的主角—硅(第一课时)
无机非金属材料的主角—硅(第一课时)学习目标:1、了解硅在自然界的含量、存在、用途,以及硅在元素周期表的位置。
2、了解SiO2的存在、物理性质,SiO2的网状结构,掌握SiO2的化学性质。
3、初步了解硅酸盐的重要用途及组成。
重点难点:1、SiO2的网状结构。
,2、SiO2的化学性质。
学习过程:1、分析硅与碳的原子结构、化合价、存在形式的异同。
2、SiO2这个化学式的由来?3、SiO2的化学性质有哪些,都有哪些对应的应用?4、试列举硅酸的物理性质、用途及制备方法。
完成实验4-15、硅酸的化学性质,并列出对应的方程。
当堂检测:1.不能用磨口玻璃瓶贮存的一组物质是()A.溴水、氯水、碘水B. 氢溴酸、氢氯酸、氢硫酸C.NaOH溶液、水玻璃D.浓硫酸、浓硝酸、浓盐酸2.能证明SiO2是酸性氧化物的是()A. SiO2+3C =SiC+2CO↑B. SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OC. SiO2+4HF =SiF4↑+2H2OD. SiO2+CaCO3=CaSiO3+CO2↑3.下列说法正确的是()A.SiO2既能与酸反应,又能与强碱反应,故它是两性氧化物B.SiO2分子由一个硅原子和两个氧原子构成C.硅酸是一种很强的酸D.因高温时SiO2与Na2CO3反应放出CO2,所以硅酸的酸性比碳酸强4.证明生石灰中既混有石英,又混有石灰石的正确方法是()A.加入过量的盐酸,观察是否有气泡冒出B.加入过量的烧碱溶液,观察是否有固体溶解C.加热至高温,观察是否有气泡冒出,是否有硅酸钙生成D.先加过量的盐酸搅拌,观察是否有不溶物剩余及气泡出现;若有不溶物则滤出,投入到氢氧化钠溶液中看其是否溶解。
2014学年第一节无机非金属材料的主角硅第1课时(韦丽仪)
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)广州市第九十七中学韦丽仪一、本节教材分析《硅》既是第三章常见无机物及其性质等知识的继续,又是非金属及其化合物的开始,通过本节的学习也为学习元素周期律奠定了基础。
“硅”放在本章开篇如此重要的位置,关键就在“主角”这个词上。
在教学参考书上指明了“主角”的含义:硅及其化合物是学生在日常生活中所熟悉的物质,硅及其化合物在非金属材料、信息技术、建筑、光电及航空航天等领域有着十分广泛的应用,前景广阔,地位非常重要。
由于具有极高的应用价值,故教材承认了它在非金属家族中的“老大”地位。
通过硅及其化合物知识的学习,学生对生活中常见的物质将有进一步的了解与认识,既开阔眼界,又更加密切了化学与生活,化学与社会的联系。
硅是地壳中基本骨干元素,自然界岩石、土壤、沙子都主要以二氧化硅或硅酸盐形式存在,玻璃、水泥、水晶等硅的化合物又是学生在日常生活中所熟悉的物质。
硅及其化合物放在第一节,也体现了硅元素存在的普遍性和广泛性。
本节内容编排也颇具特点,在顺序上打破常规,先由大家熟悉的SiO2学起,认识了对应的硅酸,再学习对应的硅酸盐,最后才介绍单质硅。
先学习比较熟悉的硅的化合物,再学习单质硅的顺序符合认知规律,有利于学生学习。
本节课通过对物质的“存在和用途”的详细介绍,从而让学生理解了物质的性质。
编排上新颖、实用,让学生从感性认识升华到理性认识。
“非金属及其化合物”这一章与第三章“金属及其化合物”的知识体系明显不同,第三章都是按照单质、氧化物、氢氧化物和盐来分类,横向地介绍重要的金属及其化合物。
而这里则是按照“物质的性质与用途间的关系”这样一条主线,以元素为线索,突出了“结构决定性质,性质决定用途”。
二、教学设计教学目标:☆知识与技能:1.知道硅是一种亲氧元素,知道硅在自然界总是以与氧结合的形式存在。
2.知道二氧化硅晶体的物理性质,了解二氧化硅晶体的结构对其物理性质的影响。
高一化学第四章第一课时无机非金属材料主角-硅全解
雕花玻璃
13
在玻璃表面涂上一层石蜡
14
在石蜡上雕刻出花纹,向挖 空部分加少量氢氟酸
15
洗掉酸并去掉石蜡
16
5. 二氧化硅与二氧化碳的比较
二氧化碳CO2
二氧化硅SiO2
物质分类
均属于酸性氧化物
与酸反应
与碱性氧化 物反应
不反应
CO2 + CaO=CaCO3
SiO2 + 4HF = SiF4↑ + 2H2O
无机非金属材料的主角--硅 第一课时 二氧化硅和硅酸
硅的概况:在地壳中含量第二
钙
2
.钠7 42
钾 %. 4 7
%2
镁 氢其他 . 000.%716.%2 0 %
3.45%
铁
4.75%
铝 7.73%
硅 26.30%
氧
硅
铝
氧
铁
48.60%
钙
钠
钾
镁
氢
其他
含量:O>Si >Al >Fe
硅的存在与分布
含量——仅次于氧,居第二位
②石英晶体中不存在单个的SiO2分子,所有的Si、O原子 连在一起, SiO2只是石英晶体的化学式,而不是分子式。 ③SiO2网状结构决定了SiO2是不溶于水的固体,其熔、 沸点高,硬度大。
④[SiO4]四面体不仅存在于SiO2晶体中,也存在于硅酸盐 中。
3. 二氧化硅的物理性质
根据SiO2的存在,请你分析以下问题: SiO2具有哪些物理性质?化学稳定性如何? 你的根据是什么? SiO2这些性质是由什 么决定的?
高温 CaO+SiO2 CaSiO3
与碱反应 与水反应
CO2 +2NaOH=
《第一节无机非金属材料的主角——硅》省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件
最简朴旳硅酸盐是硅酸钠 (Na2SiO3), 其水溶液俗称为水玻璃, 硅酸钠不能燃烧且不易受腐蚀, 可用作肥皂填料、木材防火剂等 。
有关硅酸盐阐明:
1.除硅酸钾、硅酸钠、硅酸铵以外均难溶于水
2.硅酸钠是常见旳可溶性硅酸盐之一,俗
称泡花碱;它旳水溶液俗称水玻璃,是一
种粘合剂;
二氧化硅(SiO2 ) 二氧化(CO2)
物理性质 熔沸点高、硬度大 熔沸点低硬度小
与水反应 不反应
与碱反应 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
CO2+H2O=H2CO3
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
与碱性氧
高温
化物反应 SiO2+CaO== Ca SiO3
CO2+Na2O= Na2CO3
[水玻璃可保存玻璃瓶中,但不能使用玻璃塞,要用橡胶塞]
硅酸和二氧化硅旳制备:较强酸和可溶性硅酸盐反应制硅酸
2HCl + Na2SiO3 + H2O == H4SiO4↓+ 2NaCl H4SiO常4 温分解 H2SiO3受热分解 SiO2
五、硅酸盐工业 无
机
硅 陶瓷
非
酸
金
盐
水泥
属
产
材
品 玻璃
料
2.硅酸盐旳表达措施:
①化学式法: 硅酸钠:Na2SiO3 硅酸钙:CaSiO3 ②氧化物法: 硅酸钠:Na2O ·SiO2 硅酸钙: CaO·SiO2
高岭石:Al2O3 ·2SiO2 ·2H2O 石棉:CaO ·3MgO·4SiO2 沸石:Na2 O ·Al2O3 ·3SiO2· 2H2O 云母: K2O·3Al2O3 ·6SiO2· 2H2O 长石:K2O ·Al2O3 · 6SiO2 水泥:3CaO ·SiO2 ·2CaO·SiO2 玻璃:Na2 O ·CaO·6SiO2 粘土: Al2O3 ·2SiO2· 2H2O
无机非金属材料的主角-硅说课稿
《无机非金属材料的主角—硅》第一课时说课稿一、说教材(一)、教材的地位与作用《无机非金属材料的主角-桂》是人教版高中化学必修一第四章第一节的内容,本节是非金属及其化合物的开始,又是常见无机物及其性质等知识的继续,通过本节的学习也为学习元素周期律奠定了基础。
本节在选材上着眼于硅单质及其化合物的主要性质,并把硅及其化合物在信息技术、材料化学等领域的应用和发展融合在性质的介绍中从而让生活在信息技术时代的学生体会到硅及其化合物知识的价值,激发学生对芯片、硅太阳能电池、新型陶瓷等的生产和应用原理的兴趣和求知欲,全面的体现化学课程的科学教育功能。
(二)、教学目标1.知识与技能目标)1.了解硅在自然界中的存在形式)2.掌握二氧化硅和硅酸的主要性质)3.了解一二氧化硅为主的含硅材料在多个领域中的应用2.过程与方法)1.通过对含硅材料的制造原理的分析,构建“结构--性质--用途”的知识体系)2.进一步掌握学习元素及其化合物的一般方法,提高自主学习的能力)3.在学习过程中初步学会分类、实验、比较、归纳的方法3.情感态度与价值观)1.通过从材料的角度学习物质的性质,丰富学生认识物质性质的途径)2.增强将化学知识应用于生产、生活和科学技术的意识,体会化学在生活和社会中的巨大作用,提升学以致用的能力3.教学重、难点重点:二氧化硅的性质和用途难点:把材料的角度建立物质性质的基本思路根据教材内容,建议把本节课时安排2个课时二、说教法与学法1.教法讨论法、对比归纳法、实验探究法、多媒体辅助教学法2、学法学生通过课前预习,课堂思考交流、分析讨论、实验探究、对比归纳总结,课后巩固练习,将感性认识转化为理性认识三、说学情四、学生在生活中对硅及其化合物已有以赢得感性认识,如:岩石、土壤、沙子、水晶、陶瓷等含硅材料,都是学生在生活中常见的物质,在初中化学教材中也已经有了一定的介绍,但是缺乏从化学的角度系统的、理性的了解和认识它们。
通过第三章《金属及其化合物》的学习,已经积累了学习元素化合物知识的方法。
必修1 第4章 第1节 无机非金属材料的主角硅 第1课时
化学学习的神器
H L D
练习
已知反应: 已知反应: 高温 高温 SiO2 + 2C = Si + 2CO Si + C = SiC 某工厂使用石英和碳为原料制取单质硅。现有石英 60t,经密闭反应后,制得粗硅31t。试回答: 60t,经密闭反应后,制得粗硅31t。试回答: (1)为什么产率超过100%? (1)为什么产率超过100%? (2)硅的实际含量是多少t? (2)硅的实际含量是多少t?
化学学习的神器
H L D
二氧化硅
你知道吗? 你知道吗? 我们平时所说的水晶,就是纯净的SiO 我们平时所说的水晶,就是纯净的SiO2晶体。因 夹杂了不同的杂质,显现出不同的颜色。 阅读课本75~76页,讨论下面的问题: 阅读课本75~76页,讨论下面的问题: 1 二氧化硅除了用作饰品,还有那些用途? 二氧化硅除了用作饰品,还有那些用途? 2 二氧化硅可以发生哪些反应?试写出来。 二氧化硅可以发生哪些反应? 3 你觉得二氧化硅是酸性氧化物么?理由呢? 你觉得二氧化硅是酸性氧化物么?理由呢? 4 盛装碱液的瓶子为什么不能使用磨口塞? 盛装碱液的瓶子为什么不能使用磨口塞?
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
硅
仔细观察,看一看晶体硅是一种怎样的物质? 仔细观察,看一看晶体硅是一种怎样的物质? 阅读下面的材料,总结硅的性质。 晶体硅呈银灰色,有明显金属光泽,硬而脆,能导电,但导 电率不如金属,属半导体。熔点1410℃,沸点2355℃,硬度 电率不如金属,属半导体。熔点1410℃,沸点2355℃,硬度 7。低温时单质硅不活泼,不跟空气、水和酸反应,跟强碱 溶液反应生成硅酸盐放出氢气,跟氢氟酸反应生成四氟化硅。 氧气中燃烧时生成二氧化硅。硅用于制造合金、有机硅化合 物。高纯度的单晶硅和掺有微量杂质的单晶硅广泛应用于电 子工业。 试写出有关反应的方程式,并简述硅的用途
人教版高中化学必修一第四章第一节无机非金属材料的主角—硅(第1课时)
高中化学学习材料金戈铁骑整理制作第一节 无机非金属材料的主角——硅第1课时 二氧化硅和硅酸课堂合作探究问题导学一、SiO 2和CO 2的性质比较活动与探究1根据二氧化硅的存在和应用,请与同学讨论分析以下问题:(1)SiO 2具有哪些物理性质?(2)SiO 2的化学稳定性如何?你的根据是什么?思考与交流SiO 2和CO 2的性质有何差异?这些差异是由什么决定的?化学式SiO 2CO 2 晶体类型原子晶体(熔、沸点很高)分子晶体(熔、沸点很低) 化学性质 (1)酸性氧化物可与碱、碱性氧化物反应,但不能溶于水形成硅酸(2)与氢氟酸反应(1)酸性氧化物 ①可与碱、碱性氧化物反应 ②能溶于水形成碳酸 (2)与盐在水溶液中反应 如CO 2+Na 2CO 3+H 2O===2NaHCO 3 (3)不与酸反应 制法与用途(1)水晶可用于制造电子仪器的重要部件、光学仪器和工艺品(2)纯净二氧化硅可制造光导纤维(3)制玻璃、作建筑材料 (1)工业制法 CaCO 3CaO +CO 2↑ (2)实验室制法 CaCO 3+2H +===Ca 2++CO 2↑+H 2O 二、硅酸的性质活动与探究21.如图在试管中加入3~5 mL Na 2SiO 3溶液,加入1~2滴酚酞试液,观察实验现象________________________________________________________________________。
2.用胶头滴管逐滴加入稀盐酸,边加边振荡,现象是_______________________________,原因是_____________________________________________________________________。
3.根据以上实验现象和实验观察,分析盐酸和硅酸酸性的相对强弱:硅酸________盐酸(填“大于”“小于”或“等于”)。
1.硅酸是一种白色的固体,溶解度很小。
无机非金属材料的主角硅第一课时教学设计
化学必修1第4章第1节《无机非金属材料的主角——硅》第一课时一、教学目标1. 知识及技能(1)了解硅元素在自然界的存在方式。
(2)了解二氧化硅和硅酸的物理性质, 掌握二氧化硅的化学性质和硅酸的制备及酸性强弱。
(3)培养学生观察能力, 发现、分析和解决问题的能力, 动手操作和实验设计的能力。
(4)使学生了解硅产品的性能、用途, 加深对化学及生产、生活实际的认识进而帮助学生树立民族自豪感, 增强学好化学的自信心。
2. 过程及方法(1)学会利用物质的分类观来指导元素化合物的学习(2)通过对硅的化学性质稳定性以及二氧化硅结构及性质关系的思考, 形成结构决定性质的科学思维品质。
(3)充分利用课本和课外有关硅及其化合物在生活、信息技术中应用的图片, 增加学生的感性认识。
3. 情感态度及价值观(1)认识硅及其化合物的广泛用途, 体会化学的创造性及实用性, 并关注及化学有关的实际问题。
(2)了解化学及大自然的关系, 培养学生热爱化学的情绪, 激发学生学习化学的兴趣。
二、教材分析1. 教学重点二氧化硅的性质、硅酸的制取及酸性强弱2. 教学难点二氧化硅的化学性质三、教学方法多媒体演示、对比探究、实验探究四、教学过程第一课时教师活动学生活动设计意图【引入新课】硅以大量的硅酸盐矿和石英矿存在于自然界中。
如果说碳是组成生物界的主要元素, 那么, 硅就是构成地球上矿物界的主要元素。
硅在地壳中的含量为26.3%, 在所有的元素中居第二位, 地壳中含量最多的元素氧和硅结合形成的化合物, 约占地壳总质量的75%。
我们脚下的泥土、石头和沙子, 我们使用的砖、瓦、水泥、玻璃和陶瓷等等, 这些我们在日常生活中经常遇到的物质, 都是硅的化合物。
【投影】生活中硅及化合物应用图片【结论】硅是无机非金属材料的主角【板书】硅——无机非金属材料的主角【过渡】请在元素周期表中找到硅, 并且画出硅和碳的原子结构示意图。
【结论】它们最外层均为四个电子, 既不容易得到也不容易失去, 性质稳定。
2017-2018学年人教版必修1 第4章第1节 无机非金属材料的主角——硅(第1课时) 教案
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)
教学目标
知识目标
认识硅的性质和用途,了解二氧化硅和硅酸盐的性质,了解硅在无机非金属材料中的生产和应用。
能力目标
通过碳和硅、二氧化碳和二氧化硅性质的对比,培养学生对知识的迁移和类比能力。
构建“结构——性质——用途”的知识体系;进一步掌握学习元素及其化合物的一般方法,提高自主学习能力;提高信息获取的能力,信息分析、信息加工和信息交流等能力。
情感目标
体会硅在无机非金属材料中扮演的重要角色,主动、有目的地发现信息探究知识,提高参与化学科技活动的热情。
教学重点:二氧化硅的性质
教学难点:二氧化硅的结构,硅酸的性质。
教学方法:自主学习、教师点拨、归纳对比、实验探究
教具准备:实验药品和仪器、多媒体设备
教学过程:
板书设计:
第一节无机非金属的主角-硅。
4.1.1无机非金属材料的主角-硅 第1课时 课件 人教版高中化学必修一
(3)化学性质:
①酸性氧化物
硅酸钠,水溶液俗
与碱性氧化物反应生成盐
高温
SiO2+ CaO == CaSiO3
名“水玻璃”,具有 黏性,可用作粘合剂, 也可用来制备硅胶和
与强碱反应生成盐和水
木材防火剂等。
△
SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 +H2O
实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么 用橡胶塞而不用玻璃塞?
因为碱液会跟玻璃塞中的SiO2反应,生成 的硅酸钠会把试剂瓶和玻璃塞粘连在一起。
②与C的反应
高温
SiO2+ 2C ==
Si + 2CO↑
③与某些盐的反应
SiO2+
Na2CO3
高温
==
Na2SiO3
+
CO2↑
SiO2+
CaCO3
高温
== CaSiO3
+
CO2↑
反应原理:高沸点物质制低沸点物质。
④ SiO2不溶于水,不能与水反应生成硅酸。
石英坩埚
玻璃仪器
光导纤维
பைடு நூலகம்
精美瓷器
思考与交流:
根据SiO2的存在和应用,请你分析以下问题: SiO2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?
物理性质: 难溶于水,熔点高,硬度大。 化学稳定性:化学性质很稳定,不活泼。 原因:SiO2的这些性质主要与它的结构有关, SiO2 是正四面体的空间网状结构,因此性质很稳定。
⑤与HF的反应( SiO2的特性) SiO2 + 4HF = SiF4↑+ 2H2O
HF是唯一可以与SiO2 发生反应的酸,此反应用来雕 刻玻璃。
4.1无机非金属材料的主角---硅---第一课时
第一节 无机非金属材料的主角--硅
地壳中含量?
硅的氧化物和硅酸盐构成了地壳中大 部分的岩石、沙子和土壤,约占地壳 质量的90%以上。因此,硅在无机非金 属材料中扮演主要角色。
思考1:写出硅原子结构示意图,最外 层电子数是多少?我们很熟悉的哪种元 素最外层电子数与它相同?
最外层电子数是4 ,碳也是。
(3)、SiO2的物理性质:
坚硬难熔的固体,熔沸点比较高,不 溶于水,硬度比较大。
1. 从物质分类角度来看, 二氧化硅属于哪类 氧化物? 2. 二氧化硅可能具有哪些化学性质?
(4)、化学性质—性质稳定, 不活泼 ① 是酸性氧化物
SiO2 + 2NaOH == Na2SiO3 + H2O SiO2 高温 + CaO === CaSiO3
想一想
随堂练习
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,如果你是实验室管理员, 你将如何存放下列药品?你的依据是什么?
② b.氢氧化钠溶液____ ③ a.二氧化硅______ ④ d.氢氟酸___ ⑤ c.硝酸银晶体_____
① e.浓硫酸____
物理性质: 难溶于水, 熔点高, 硬度大。
化学性质: 化学性质很稳定,不活泼
原因: SiO2的这些性质主要与它的结构有关, 问题: SiO2的结构到底是怎样的呢?
(2)、空间结构 SiO 的结构
2
SiO2是分子式吗? 每个Si原子周围结合4个O, 每个O原子跟2个Si相结合, Si与O原子按1:2的比例 组成立体网状结构的晶体
耐磨器皿 精密仪器轴承
装饰品
光导纤维
SiO2
无机非金属材料的主角硅教案
无机非金属材料的主角硅教案无机非金属材料的主角DD硅(第一课时)教案【教学目标】1、知识与技能:(1)了解硅在自然界的含量、存在、用途、了解硅的重要用途,了解硅单质的物理性质;(2)能说出二氧化硅的物理性质;认识二氧化硅的主要化学性质。
(3)了解二氧化硅在生产、生活、信息技术、材料科学等领域的应用。
2、过程与方法:(1)通过对二氧化硅性质的研究,学习利用事实研究物质性质的方法。
(2)通过硅与碳的比较学习,进一步体验“比较”和“分析”的科学方法。
3、情感态度与价值观:(1)认识二氧化硅在生产生活中的应用,体会化学的实用性和创造性。
(2)关注与化学有关的社会热点问题,激发学习化学的热情。
【教学重点和难点】教学重点:二氧化硅的主要性质;二氧化硅在生产生活中的应用教学难点:二氧化硅的化学性质【学情分析】由于高一学生接触元素化合物的学习时间较短,又没有原子结构和元素周期律的理论为依据,因此还没有形成完整的元素化合物学习的化学思想,不太会运用对比的思想学习硅及其化合物的性质等。
因此,本节课通过分析碳和硅元素的原子结构,引导学生采用对比的学习方法,分析推导二氧化硅的性质,帮助学生温故而知新,使学生在元素化合物的学习过程中形成一条完整、清晰的主线,从而建构元素化合物的知识体系。
【教学方法】图片引入;对比分析;迁移应用【教学用具】多媒体课件【教学过程】第一环节―课堂引入[展示图片] 元素周期表图片[师]: (对照图片)在第三章中主要研究金属及其化合物,第四章主要研究非金属及其化合物(硅、氮、硫、氯),本节主要研究硅,常见物品比如:计算机芯片(硅单质)、沙子、光导纤维、水晶(二氧化硅)、玻璃(硅酸盐)等等。
[板书]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[展示]本节课学习目标第二环节―硅的学习[板书]一、硅[展示图片]地壳中各元素含量图[生]硅在地壳中含量仅次于氧,位于第二位[讲述]硅是亲氧元素,在氧化气氛包围的地球上,自然界中无游离态单质硅,常以化合态存在,硅主要是以熔点很高的氧化物及硅酸盐形式存在。
上课用无机非金属材料的主角-硅
设疑: 实验室中盛放碱液的试剂瓶与
盛放其它溶液的试剂瓶有何不同? 为什么 ?(硅酸钠有粘性)
三.硅酸( H2SiO3)
1、是一种弱酸,不能使 指示剂变色,不溶于水。
2、硅酸凝胶 经干燥脱水 后得到多孔 的硅酸干凝 胶,称为 “硅胶”。
思考
二氧化硅难溶于水,又 不与水反应,那么,如何制 得硅酸呢?
性质
与碱性氧化 物反应
二氧化碳(CO2)
CO2+Na2O=Na2CO3
二氧化硅(SiO2)
高温
SiO2+ CaO == CaSiO3
与碱反应 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
与水反应 CO2+H2O=H2CO3
与氢氟酸反应
——
——
刻蚀玻璃、不能用玻璃瓶盛放 HF酸
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
中国陶瓷
美丽的水晶
现在通用光缆
水泥
多彩的玻璃
集成电路芯片
从古到今,在非金属材料中,硅一直扮演着主要的角色
Si-26.30%
O-48.60%
Al-7.73%
地壳中元素质量分数
Si-26.30%
长 石
滑 石
石 棉
高岭土
粘土
〖板书〗一、硅
3、硅酸的制备 实验探究:
实验4-1:向饱和Na2SiO3溶液中 滴入酚酞,再滴入稀盐酸
现象 结论
①滴入酚酞溶液呈红色 ②滴入盐酸有凝胶产生
① Na2SiO3溶液呈碱性 ②硅酸难溶于水
新人教版必修1高中化学无机非金属材料的主角—硅 第1课时
无机非金属材料的主角—硅第一课时[课标要求]1、能说出二氧化硅的主要物理性质,知道二氧化硅的主要化学性质。
3、能了解硅酸的制取和性质。
4、指导学生搜集并观察身边及生活环境中的石英、砂石、水晶、各种含硅矿物、粘土等实物,分析比较其性状〔硬度、色泽〕等物理性质的异同,训练学生的观察能力。
[教学重点]二氧化硅的主要化学性质。
[教学过程设计][导课]问题:1、结合元素周期表回答:非金属元素种类?在周期表中的位置?2、地壳中氧和硅的含量?3、大气中氧和氮的含量?4、影响大气质量的气态氧化物主要有哪些?5、人体生理必须的食用盐是什么物质?第一节无机非金属材料的主角—硅硅在地壳中的含量仅次于,为,硅的和构成了地壳中大部分的、和。
约占地壳质量的以上。
硅在元素周期表第族,原子结构示意图为。
在化学反应中原子既不易又不易电子,主要形成化合物。
碳和硅的比较主要化合价一:二氧化硅和硅酸硅是一种元素,主要以及形式存在。
1:二氧化硅(1):SiO2是硅最重要的,天然二氧化硅称为,约占地壳的,存在状态有和。
二氧化硅的结构〔代表硅原子;代表氧原子〕(2):SiO2是原子晶体。
1个Si原子与周围的4个O原子形成4个共价键,每1个O原子与两个Si原子相结合。
实际上,二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子按1:2的比率所组成的立体网状原子晶体,我们通常用“SiO2〞的式子表示二氧化硅的组成。
(3):石英晶体是结晶的,具有不同的和。
石英中无色透明的晶体叫,具有彩色环带状或层状的称。
SiO2是原子晶体,是网状结构。
二氧化硅可用来做光导纤维;石英可用来做石英钟、石英表,耐高温的石英玻璃;水晶可以用来制造电子工业中的重要部件、光学仪器、工艺品、眼镜片等,含有有色杂质的石英,还可用于制造精密仪器轴承,耐磨器皿和装饰品等。
(4) SiO2的物理性质是是一种坚硬难熔的固体,不溶于水。
(5):二氧化硅(SiO2)和二氧化碳(CO2)化学性质比较物质二氧化硅(SiO2) 二氧化碳(CO2)与水反应氧化硅能与成相应的盐和水,是一种氧化物,它不能溶于水得到相应的酸——硅酸。
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能否与HCl、 H2S04、 HN03 、HF 发生反应?
结论:不与其他酸反应可以与氢氟酸反应
,放出气体
❖ SiO2 + 4HF=SiF4 ↑ + 2H2O
快乐体验:
试一试怎样能在玻璃上雕刻花 纹。
(玻璃精选的ppt主要成分是SiO2)
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设问:CO2和SiO2作为酸性氧化物能与 哪些物质反应?
1、与碱性氧化物反应
不正确。因为二氧化硅只跟氢氟酸反应,不跟
其它酸反应,而是精属选pp于t 酸性氧化物。
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再见
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CO2+Na2O=Na2CO3 CO2+CaO=CaCO3
高温
SiO2+CaO=CaSiO3
——
SiO2 + 4HF=SiF4↑+ 2H2O
用途
人工降雨精,选pp灭t 火等
装饰、石英坩埚、光纤27等
二氧化硅的用途 由于SiO2具有优良的物理化学性能加上SiO2 在自然界的广泛存在,因此从古到今都被人
一对光纤上可同时传送3万门电话。
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想一想
1、实验室盛装NaOH 溶液的试剂瓶为什么 用橡胶塞而不用玻璃塞?
图 4-6 实验室盛放 NaOH溶液的试剂瓶
NaOH溶液能与玻璃中的SiO2反应生成 Na2SiO3,使瓶塞部分粘结而无法打开。因此盛装 NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡胶塞。
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5.用途
晶体硅的导电性介于导体和半导体之间,是 良好的半导体材料,硅是信息技术的关键材料
硅太阳能电池
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电脑的中央处理器(CPU)
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硅的用途非常广泛,可用来制造集成电路、 晶体管、硅整流器等半导体器件,还可以制 太阳能电池,制铝合金、铁合金等多种合金。
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硅 芯 片
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水 晶
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玛瑙
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2.二氧化硅的结构.
Si O
SiO2
原子晶体
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Si O
SiO2是正四面体的空间网状结构, 因此性质很稳定
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3.二氧化硅物理性质
坚硬难熔的固体, 熔沸点比较高, 不溶于水, 硬度比较大。
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二氧化硅的化学性质
活动与探究:二氧化硅化学性质稳定,
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小
晶体硅、无定形
晶体结构
空间构型:正四面体
结
色:金属光泽
物理性质 态:灰黑色固体
熔点:高(1410℃) 硬度:大 质脆
Si
常温下不活泼,与HCL、H2SO4、 HNO3都不反应
常温下只能与HF、NaOH溶液反应 化学性质
高温下可发生一些列反应 Si+C=SiC Si+O2= SiO2
Si+2Cl2=SiCl4 用途:半导精选体pp材t 料、光电池材料、信息技术材料 14
二、二氧化硅和硅酸
二氧化硅(SiO2)
硅 矿 山
二氧化硅广泛存在于
自然界中,与其他矿物共
同构成了岩石。是一种坚
硅石
硬难熔的固体。
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二、二氧化硅 1.二氧化硅的存在
结晶形 硅石(天然)
无定形
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石英
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水晶
石英
玛瑙
结晶的SiO2
无色透明
具有彩色环带状 或层状的
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SiO2+2C
高温
== Si+CO↑
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二氧化碳和二氧化硅的物理化学性质及用途比较
二氧化碳
二氧化硅
状态
气态
固态
物理性质
熔沸点低
熔沸点高、硬度大
与水
化 与碱
学
性
与碱 性氧
质 化物
与酸
CO2+H2O=H2CO3
不反应
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 +H2O
类广泛地应用。
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光 学 纤 维 胃 镜
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石英制品
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水晶
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石英、玛瑙
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二氧化硅用来制光导纤维
光导纤维就是比头发丝还细的、能传导光信号的玻璃丝。 制造光导纤维的材料就是二氧化硅。光导纤维主要用于 通讯、传感、测量等,光纤通讯的优点就是通信容量大,
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
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1
你知道吗?
Si元素在地壳中的含量排在第几位?
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2
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知识窗
硅在地壳上的含量仅次于 氧,硅的氧化物及硅酸盐构成 了地壳中大部分的岩石、沙子 和土壤约占地壳的90%以上
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锦绣中华
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主要成份: SiO2
常温下
Si+2F2 = SiF4 Si+4HF = SiF4↑ + 2 H2↑
Si+2NaOH+H2O = NaSiO3+ 2H2↑
加热时 Si + O2 === SiO2
Si + 2Cl2 === SiCl4
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高温
4、制法 SiO2 + 2C === Si + 2CO↑
硅单质 精选ppt
在自然界中,没有游离态的硅,只有 1、存在:化合态的硅。单质硅有晶体硅和无定
形硅两种。
2、物理性质:晶(14体10硅℃的)和结沸构点类都似很于高金,刚硬石度,大熔。点
导电性介于导体和绝缘体之间。精选ppt83、化学性质:在常温下,硅的化学性质可归纳为“亲氟亲碱” 即常温下可以和F2、HF、NaOH溶液反应,但与 O2、Cl2、H2SO4、HNO3都不反应,所以常温下 硅单 质的化学性质不活泼
主要成份: SiO2
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思考1:硅原子最外层电子数是多少?我们很熟悉的 哪种元素最外层电子数与它相同?
Si
+14 2 8 4
最外层电子数是4,碳也是。
思考2:碳、硅原子主要显几价?
正四价(+4价)
碳和硅都是亲氧元素但是硅的亲氧能力更强。因此碳和硅在自
然界中存在形式有精所选p不pt同。
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一、硅单质
高温
SiO2 + CaO
CaSiO3
2、与碱反应 SiO2 + 2NaOH=Na2SiO3+H2O
思考
实验室盛放碱液的试剂瓶用橡胶塞 而不用玻璃塞,你知道为什么吗?
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3、SiO2与其他物质的反应
高温
SiO2 + Na2CO3 == Na2SiO3 +CO2↑
高温
SiO2+ CaCO3==CaSiO3+CO2↑
SiO2 + 2NaOH =精选Nppat 2SiO3 +H2O
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动动脑筋
2、实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸?
HF能腐蚀玻璃,因此,盛装氢氟酸不 能用
玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。
SiO2 + 4HF =SiF4↑+ 2H2O 此反应常用于雕刻玻璃
3、某同学根据SiO2既可与碱反应,也能与氢氟 酸反应,推断SiO2为两性氧化物.是否正确?