《二氧化硅和硅酸》教学设计

《二氧化硅和硅酸》教学设计

1、教材分析

教材地位和作用：硅及其化合物作为非金属元素知识的开端，是在第三章“金属及其化合物”内容的基础上，继续进行关于元素化合物知识的学习和研究方法的训练，本节教学采用主线为“硅单质──二氧化硅──硅酸──硅酸盐”的学习方法，，丰富了元素族概念及元素性质的递变规律的形成，为元素周期律、元素周期表的学习积累了丰富的感性材料。所以本节课起到了承前启后的作用。

2、学情分析

本节课的教学对象为高一学生，学生已有知识和未知知识分析：

已有知识：

（1）碳及其化合物的有关知识

（2）知道CO 2属于酸性氧化物，并能书写有关CO 2的化学反应方程式

新知识：

（1）SiO 2及H 2SiO 3的物理性质及主要用途

（2）SiO 2的主要化学性质

（3）硅酸的制备原理

（4）硅及其化合物在材料等领域的应用

3、教学目标

（1）、知识与技能

（a ）了解硅在自然界中的含量、存在、用途

（b ）了解二氧化硅的物理性质，掌握二氧化硅的化学性质

（c ）认识硅酸的制备原理，使学生初步掌握化学实验基本操作、基本技能。

（2）、过程与方法

（a ）学生学会运用对比的方法来认识物质的共性和个性，拥有对新旧知识进行归纳比较能力。

（b ）通过硅酸的制备，具有实验设计的思维方式。

（3）、情感态度与价值观

（a ）学生学会学习元素化合物的正确方法：结构决定性质、性质决定用途。

（b ）学生了解硅和硅酸在日常生活、生产中的应用，感受化学的实用性，增强学习

4、教学重、难点

重点：二氧化硅和硅酸的主要性质

难点：二氧化硅的化学性质

5、 教学策略

5、 教学过程

【引入】在当代，信息，材料，能源作物三大产业支柱，在无机非金属材料中，硅及其化合物一直扮演着重要的角色，而硅是一种亲氧元素，在氧化气氛包围的地球上，没有游离存在的硅，主要以二氧化硅和硅酸盐的形式构成地壳的岩石、沙子、粘土，占地壳质量90%以上，丰富的该资源，最大限度的利用，对国家发展具有举足轻重的作用，因此，我们今天站在新的高度来研究硅的化合物二氧化硅和硅酸。

【板书】4-1 无机非金属材料的主角——硅

第一课时二氧化硅和硅酸

【多媒体展示】在上课之前，同学们先来欣赏几张好看的水晶图片。

【讲解】这些好看的水晶、玛瑙深得人们的喜爱，同学们知道它们的主要成分是什么吗？

其实二氧化硅不仅可用作装饰用品，还可以有其他的用处：

【提问】同学们，通过了解二氧化硅的这些用途，大家一起来归纳总结下二氧化硅的物理性质。

【板书】1、二氧化硅的物理性质

二氧化硅的用途二氧化硅的物理性质

石英坩埚熔沸点高

轴承硬度大

光导纤维（光纤）不溶于水

【提问】：与硅相邻的碳元素氧化物二氧化碳，其物理性质与二氧化硅差异较大，这是为什么呢？使从分子结构方面分析。

【多媒体展示】：

二氧化碳、二氧化硅的空间构形（图片和GIF动画形式）

【解答】：二氧化碳以单个分子形式存在，分子间作用力很微弱，而二氧化硅形成的空间网状结构，原子间作用力很强。那么它的化学性质怎样呢？

首先听老师给大家讲一个故事，传说有一个卖纯碱的盐商，经过海边，在海滩上憩息时忽然觉得很饿，于是到处寻找石头搭灶做饭，但始终未找到一块石头，于是他用块小的碳酸钠搭灶做饭。当饭煮熟了之后，发现海滩上有一层晶莹剔透的物质。

【提示】：海滩上的沙子的主要成分是SiO2,纯碱、Na2CO3，说明二者发生反应，生成新盐和新氧化物，且没有化合价变化。

【提问】请同学们书写对应的反应化学方程式

【板书】：2、二氧化硅的化学性质

SiO2 + Na2CO3 == CO2↑ + Na2SiO3

【讲解】：利用该反应制备了玻璃，也就是说玻璃的主要成分是Na2SiO3，除此外还有大量的SiO2.

【提问】：同学们想下我们常见的玻璃雕刻。玻璃易碎，用它们雕刻容易断裂。那是用什么雕刻的呢？请看一段视频，注意所用的药品。

【教师导入视频并讲解】说明氢氟酸能腐蚀玻璃，可用氢氟酸在玻璃上刻字，雕花。

【板书】： SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O

【提问】作为玻璃的成分SiO2，还有那些化学性质呢？

【教师活动】：展示图片

1、装硫酸铜溶液的试剂瓶（盐溶液——玻璃塞）；

2、装氢氧化钠溶液的试剂瓶（碱溶液——橡胶塞）；

【提问】同学们对比这两瓶试剂，瓶塞有什么不同。从中悟出SiO2的什么性质？

【讲解】1、强烈对比说明不能混用

2、说明NaOH溶液与磨口玻璃塞发生反应（Na2SiO3, SiO2），硫酸铜溶液与橡皮塞发生反应

【教师活动】对比二氧化碳与NaOH溶液反应，同时书写反应方程式

【板书】SiO2+2NaOH= Na2SiO3+H2O

【教师活动】有同学说为啥瓶身中的二氧化硅不与氢氧化钠发生反应：磨口处二氧化硅含量高，表面粗糙接触面积大，所以更容易反应，瓶身中的二氧化硅与其也会反应，但是速率很慢，所以短时间保存碱液可以用玻璃瓶，但是长时间最好还是塑料瓶保存。

【总结】作为酸性氧化物有三个通性

1.与碱反应只生成盐和水

2.与碱性氧化物反应只生成盐

3.与水反应生成酸

【提问】如何用SiO2,NaOH溶液.盐酸.水制备H2SiO3。SiO2+H2O→? H2SiO3？请同学小组探究：根据该组同学设计的方案，请用面前的药品制备H2SiO3 (注意实验安全，控制药品的量)