鲁科版化学必修一4.1 硅 无机金属材料(第一课时)二氧化硅和硅酸 实用表格教案设计

二氧化硅和硅酸课题：第四章第一节第一课时二氧化硅和硅酸课时1课时前端分析教材分析该课时是第四章“材料家族中的元素”第一节“无机非金属材料—硅”的第一部分内容。

安排在第三章的后面是对无机物系统进一步的全面学习。

该课时介绍了二氧化硅的结构性质及其在生活工业中的应用广泛；硅酸的制备方法、性质和应用。

为下一课时硅酸盐的学习做知识基础。

该课时内容在知识的安排上尽量将知识和用途相结合，使同学认识到常见无机物在生活和生产中的运用。

树立化学无处不在的思想。

学情分析学生在初中学习了地壳中元素含量的相关内容，对硅物质不陌生。

并在初中学习了碳及其氧化物的相关性质，有利于进行类比学习。

在第二章“化学物质及其变化”的学习中了酸性氧化物的性质和离子反应的原理特点。

教学目标知识与技能1、了解二氧化硅的结构、物理性质及其存在和用途。

2、了解硅酸的制法，性质和用途。

3、掌握二氧化硅的化学性质。

4、树立物与物之间既有相似性，又有其特性的观念。

过程与方法1、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。

2、在学生体验科学探究过程中，培养分析问题解决问题的能力，挺高科学素养。

情感态度价值观1、培养学生树立结构决定性质，性质决定用途的思想。

2、通过了解二氧化硅材料历史与前景，使学生认识化学在材料科学中的重要地位，在生活中的普遍性。

体会化学的创造性和实用性，激发学习化学的兴趣。

重点1、二氧化硅的化学性质及其结构特点。

2、硅酸的性质。

难点1、.二氧化硅的结构，及其特性。

第四章第一节无机非金属材料---硅一、二氧化硅和硅1、二氧化硅(SiO2 )板书设计(1) 结构：空间网状结构(2) 存在(3) 用途(4) 物理性质：熔点高，硬度大的固体、不溶于水。

(5) 化学性质：稳定，不活泼●具有酸性氧化物的性质：与强碱反应：SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O与碱性氧化物反应：SiO2+CaO高温CaSiO3●弱氧化性：2C+SiO2 高温Si+2CO↑(工业上制粗硅）●(特性）与HF的反应：SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O2、硅酸(H2SiO3)硅酸是一种弱酸，它不溶于水，不能使指示剂变色，是一种白色粉末状的固体。

Na2SiO3+2HCl==2NaCl+H2SiO3↓H2SiO3△H2O +SiO2教学过程教学步骤、内容教学方法、手段、师生活动［引入］在初中我们学过地壳中各种元素的含量。

其中元素含量前四位是氧，硅，铝，铁。

地壳中大部分的岩石沙子和土壤都是硅酸盐及硅的氧化物构成。

其中硅的含量为26.3%。

今天，就让我们一同来研究一下硅的氧化物二氧化硅及硅酸性质。

［板书］第四章第一节无机非金属材料的主角------硅(一)［投影］元素周期表［讲］大家翻到课本后面的元素周期表或看屏幕。

找一下硅的位置。

［讲］位于周期表右上角的区域。

大家不难发现与硅在同一行上下位置，在硅上方的是我们熟悉的碳元素。

那让我们来看一下碳和硅元素有什么关联。

［思考与交流］画出C、Si的原子结构简图，并由此分析：硅的化学性质活不活泼，为什么？硅的化合价主要是多少？配以多媒体图片［讲］Si原子最外层有四个电子,既不易失电子,也不易得电子,所以硅的化学性质不活泼。

主要形成四价的化合物。

但两者既相似有不同。

硅与碳不同的是碳可以在自然界中可以以稳定单质存在，但硅是一种亲氧元素，在自然界它总是与氧相互化合。

所以在氧化气氛包围的地球上，硅主要以熔点很高的氧化物及硅酸盐的形式存在。

［板书］1.二氧化硅（SiO2）［讲］结构决定性质，为了解二氧化硅的性质我们先来看一下二氧化硅的结构。

［板书］（1）SiO2的空间网状结构［投影］硅氧四面体结构［讲］由SiO2的球棍模型可以看出SiO2网状结构。

二氧化硅的化学式是SiO2。

[SiO4]四面体：每1个Si原子周围结合4个O原子，Si在中心,O在四个顶角，形成了一个正四面体单元。

同时每1个O原子周围结合2个Si原子相结合。

我们可以分析得到二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为2：1,通常用SiO2来表示二氧化硅的组成。

二氧化硅中不存在二氧化硅分子。

它是有硅原子和氧原子构成的。

SiO2只代表二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为2：1,不是二氧化硅的分子式。

我们可以用CO2来比较一下。

我们知道1molCO2中有6.02×1023CO2分子。

但SiO2是有原子组成的，其中没有SiO2分子。

SiO2的网状结构不仅决定了其物理性质的特殊性，还决定了其化学性质的稳定性。

［过］下面我们首先来研究一下二氧化硅的性质和用途。

［板书］（2）二氧化硅存在［讲］SiO2是硅的重要化合物。

地球上存在的天然二氧化硅约占地壳质量的12％，其存在形态有结晶形和无定形两大类，通称硅石。

从感性上让学生接触要学习的内容，激起学生学习的兴趣。

抽象思维，初步建立SiO2空间立体结构。

通过图片呈现，使学生更易了解SiO2的结构。

［投影］并展示水晶、玛瑙、石英坩埚、一段光缆［讲］水晶是自然界中六方柱状的透明晶体，玛瑙的成分也是SiO2，它们除了一些常见的可作饰物等用途外，SiO2在工业上用途也非学广泛，例如，以石英为材料而制成的纤维在电信行业的应用等。

［板书］［思考］根据SiO2的存在和应用，我们大家思考一下，SiO2的物理性质有哪些？［板书］(3) 物理性质：熔点高，硬度大的固体、不溶于水，纯净的SiO2晶体无色透明。

［思考］了解了二氧化硅的物理性质。

根据它的结构和存在，我们来猜测一下二氧化硅的化学性质有哪些？［投影］化学性质：a.具有酸性氧化物的性质：与强碱反应：SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O与碱性氧化物反应：SiO2+CaO高温CaSiO3b.弱氧化性：2C+SiO2 高温Si+2CO↑(工业上制粗硅）c.与HF的反应：SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O(特性）［板书］(4) 化学性质：稳定，不活泼a.具有酸性氧化物的性质：与强碱反应：SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O与碱性氧化物反应：SiO2+CaO高温CaSiO3b.弱氧化性：2C+SiO2 高温Si+2CO↑(工业上制粗硅）［讲］SiO2除了具有酸性氧化物的通用性之外，还具有特性。

比如酸性氧化物一般不与酸反应，而SiO2却能与HF反应，这也是工业上雕刻玻璃的反应原理［板书］c. 与HF的反应：SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O 联系生活，激发求知欲。

图片呈现，直观、深刻，加深认识。

培养学生对知识的归纳能力。

硅石结晶形：玛瑙、石英、水晶无定形：硅藻土［思考与交流］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？理由：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。

2、实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？理由：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。

［过］刚才知道SiO2不能溶于H2O，故无法得到相应的酸，但它有对应的酸，叫硅酸。

那么硅酸是怎样制得的？［板书］2、硅酸(H2SiO3)［讲］H2SiO3是一种比H2CO3还要弱的酸，它不溶于水，不能使指示剂褪色，是一种白色粉末状的固体。

［板书］硅酸是一种弱酸，它不溶于水，不能使指示剂变色，是一种白色粉末状的固体。

［问］SiO2不溶于水且不和水反应，那么要如何制备硅酸呢？结合初中制备CO2的方法来设想一下？［讲］初中制备CO2是利用碳酸盐与强酸反应，是强酸制弱酸的原理。

H2SiO3也是一种很弱的酸，我们是否也可以用硅酸盐来制备呢？［投影实验］P76 实验4-1实验4-1：向饱和Na2SiO3溶液中滴入酚酞，再滴入稀盐酸。

老师做演示实验，同学观察现象。

现象滴入酚酞溶液显红色，再滴入盐酸红色消失，并有透明胶状物质生成结论Na2SiO3溶液呈碱性，与酸反应生成了H2SiO3且H2SiO3难溶于水化学方程式Na2SiO3+2HCl==H2SiO3↓+2NaCl［板书］硅酸的制法：Na2SiO3+2HCl==H2SiO3↓+2NaCl ［讲］当所生成的硅酸逐渐聚合而形成胶体－硅酸溶胶。

硅酸浓度较大时，则形成软而透明的、胶冻状的硅酸凝胶。

硅酸凝胶经干燥脱水就形成硅酸干胶，称为“硅胶”。

硅胶多孔，吸附水分能力强，常用做实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也可以培养学生学以致用的能力。

提高学生信息处理能力。

用作催化剂的载体。

［投影］干燥剂，硅胶手机壳［讲］硅酸受热不稳定。

加热，可以分解生成SiO2［板书］H2SiO3△H2O +SiO2［总结］本节课我们学习了一种重要的非金属元素硅的化合物SiO2和H2SiO3，了解了SiO2的性质及用途。

知道了晶莹透明的水晶、五彩斑斓的玛瑙与普通沙子的化学成分并没有什么两样。

知道了SiO2在当前社会，IT产业中的重要作用。

可以是化学对的影响深远。

希望大家认真复习并掌握今天所学的关于SiO2和H2SiO3的相关性质，下课。

提高学生科学精神。