化學必修 第一冊實驗活動2 鐵及其化合物的性質第2課時教學設計

這是一份化學必修 第一冊實驗活動2 鐵及其化合物的性質第2課時教學設計，共7頁。教案主要包含了硅酸鹽，硅單質，二氧化硅和硅酸等內容，歡迎下載使用。



課題
無機非金屬材料的主角—硅
授課人
譚宗芹
課時安排
2
課型
新授課
授課時間
第 周
課標依據(jù)
通過實驗了解氯、氮、硫、硅等非金屬及其重要化合物的主要性質，認識其在生產(chǎn)生活中的應用和對生態(tài)環(huán)境的影響。
教材分析
教材的第三章《金屬及其化合物》，第四章《非金屬及其化合物》都是高中階段重要的元素化合物知識的學習，但兩章書在教材結構的編排上是不同的，我們的揣測是：編者可能希望通過兩種不同的編排模式，讓學生體會學習和研究元素化合物知識的兩種不同的思維方式，兩種不同的學習方法。先由大家熟悉的玻璃和沙子的主要成分SiO2學起→對應酸→對應鹽，最后才介紹單質。
學情分析
高一3班：學生對于化學知識儲備上，在已經(jīng)學習了一些金屬及其化合物的知識，學生容易接受，初步具備分析總結的能力，可以通過對已有知識的復習引導學生進行新課，在學習特點上比較被動，需要教師在課堂上靈活轉變教學。


高一5班：在知識儲備上和1班情況相同，課堂較不活躍，但有幾個積極分子可以帶活班級學習氣氛。
高一6班：在知識儲備上和前兩個班情況相同，課堂較活躍，學生在學習積極性上較好。
三維目標
知識與能力


1、了解硅酸鹽、硅的主要性質


2、認識硅酸鹽、硅等在生產(chǎn)、信息技術、材料科學等領域的應用
過程與方法


通過硅與碳的比較學習，引導學生學會運用對比的方法來認識物質
情感態(tài)度與價值觀


通過對硅酸鹽材料及硅的用途學習，使學生了解新型無機非金屬材料，培養(yǎng)學生熱愛科學的情感。
教學重難點
教學重點


硅、硅酸鹽的豐富性和多樣性
教學難點


通過學習，掌握研究非金屬元素單質及化合物的一般方法
教法


與


學法
通過已有知識和日常常識加以引導，使學生自主得到知識。指導學生閱讀課本及相關重要化合物的材料
教學資源



教


學


活


動


設


計
師生活動
設計意圖
批注
第一課時



CO2
SiO2

物理性質
無色無味氣體，熔沸點都很低，微溶于水，存在于空氣中
灰黑色固體，熔沸點都很高，不溶于水，存在于巖石中，俗名硅石、石英、水晶，纖維、玻璃、硅藻土中都大量含有

化學性質
和堿性氧化物
CO2+CaO==CaCO3
SiO2 +CO2 CaSiO3


和堿
CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O
SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O


和酸
--------
SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O


和水
CO2+H2O===H2CO3
--------

［思考］SiO2與CO2在物理、化學性質方面有哪些相似性和不同之處


［投影回顧］


［回顧］上節(jié)課我們提到，用可溶性硅酸鹽Na2SiO3來制備H2SiO3 。事實上，在自然界中，硅酸鹽是構成地殼巖石的主要成分，大多數(shù)硅酸鹽是不溶于水的。自然界中存在的各種天然硅酸鹽礦物約占地殼總質量的5%。


［板書］二、硅酸鹽


1、定義：硅酸鹽是由硅、氧、金屬所組成的化合物的總稱。


［講］硅酸鹽結構復雜，一般不溶于水，性質很穩(wěn)定。最簡單的硅酸鹽是硅酸鈉，下面我們主要研究一下硅酸鈉的性質


［板書］2、硅酸鈉


(1) 物理性質：白色固體，易溶于水，水溶液俗稱水玻璃或泡花堿，是一種泡花堿



放入蒸餾水
放入Na2SiO3飽和溶液

現(xiàn)象
當水分蒸發(fā)后燃燒
當水分蒸發(fā)后不易燃燒

結論
用水玻璃浸泡過的木材或織物可防火

［投影實驗］P77 實驗4-2、


［板書］(2) 化學性質：相對穩(wěn)定，不能燃燒，不易被腐蝕，


熱穩(wěn)定性強


［講］硅酸鹽的種類很多，結構復雜，為了方便記憶和計算，常用氧化物的形式表示硅酸鹽的組成


［板書］3、表示方法：


原則：金屬氧化物（較活潑------較不活潑 ）


方法： eq \\ac(○,1) 找組成元素 eq \\ac(○,2) 寫成氧化物的形式


eq \\ac(○,3) 原子個數(shù)比不變 eq \\ac(○,4) 檢查有無遺漏


［投影］例、請用氧化物的形式表示下列硅酸鹽的組成：


硅酸鈉（Na2SiO3） ————————————


鎂橄欖石（Mg2SiO4） ————————————


高嶺土 {Al2(Si2O5)(OH)4} ————————————


［講］硅酸鹽材料具有很多優(yōu)良的性能，為我們的生活、為人類的科技進步作出了很大的貢獻。受傳統(tǒng)陶瓷某些特殊性能的啟發(fā)，科技工作者在此基礎上進行了一次又一次的創(chuàng)新，又研制出了許多種組成不同、性能更特殊的新型陶瓷。請大家閱讀教材P77上的科學視野。


［投影］傳統(tǒng)硅酸鹽材料：


(1) 陶瓷：日用器皿、建筑飾材、衛(wèi)生潔具


(2) 玻璃：


(3) 水泥：以黏土和石灰石為主要原料


具有特殊功能的含硅物質：


(1) 碳化硅（金剛砂）


(2) 硅鋼：導磁性良好，用作變壓器鐵芯


(3) 硅橡膠


(4) 分子篩：具有均勻微孔結構的鋁硅酸鹽


(5) 生物陶瓷：人造骨


［過］雖然硅的化合物很多，隨處可見，而且從遠古時期人類就已經(jīng)學會加工和使用陶瓷，但是硅的單質卻到很晚------18世紀上半葉才制備出來。


硅別看起來灰溜溜的，它自己及化合物的作用卻大得很，大到高科技領域，小到我們的周圍，到處都有Si及其化合物的蹤影，當今電子工業(yè)的飛速發(fā)展，更是人們對Si的性質的認識息息相關，本節(jié)我們就來學習Si及其化合物的有關知識。


［板書］三、硅單質


1、存在形態(tài)：有晶體硅和無定形硅兩種同素異形體


［投影］展示晶體Si和晶體Si的結構模型


［板書］2、晶體結構：正四面體形


［講］晶體Si的結構類似于金剛石的正四面體型，因此物理性質與金剛石類似。


［板書］3、物理性質：灰黑色具有金屬光澤的固體、熔點高、硬度大、質脆、導電性介于導體和絕緣體之間，是好的半導體材料。


［講］因為Si在元素周期表中的位置僅次于金屬與非金屬分界線附近，因此硅有些性質與金屬相似。硅的化學性質不活潑，常溫下硅的化學性質很穩(wěn)定，除F2、HF和NaOH外，Si不跟其他物質起反應。


［板書］4、化學性質


(1) 常溫下的反應：


Si+2F2==SiF4


Si+4HF==SiF4↑+2H2 ↑


Si+2NaOH +H2O == Na2SiO3+2H2↑


［講］在高溫下，Si能與O2等非金屬單質發(fā)生反應


［板書］(2) 高溫下的反應：


Si+O2SiO2


Si+2Cl2 SiCl4


［講］硅可用來制造集成電路、晶體管、硅整流器等半導體器件，還可以制成太陽能電池，可制成有良好導磁性、耐酸性的合金。半導體晶體管及芯片的出現(xiàn),促進了信息技術革命。請大家閱讀教材P79-80上的內容，了解一下硅的用途。


［投影小結］


eq \\ac(○,1) 信息技術的關健材料，——半導體、晶體管、芯片。


eq \\ac(○,2) 半導體性能——將太陽能轉換為光能的重要材料——光電池


eq \\ac(○,3) 硅合金


［板書］5、硅的制備


(1) 工業(yè)上制粗硅


SiO2 + 2C Si+2CO ↑


石英砂 焦炭 電爐中 粗硅


(2) 由粗硅制純硅


Si+2Cl2 SiCl4


SiCl4+2H2Si+4HCl


［總結］本節(jié)課我們學習了硅酸鹽的重要用途及性質，了解了硅酸鈉的特性------耐火。知道了Si單質的重要用途。從結構上、從周期表的位置，進一步理解了Si的性質。21世紀人類所面臨的重大問題之一是能源危機。而從書上我們了解到Si是具發(fā)展前景的新能源材料。同學們，隨著人類對Si及其化合物的認識越來越深刻，隨著科學技術的不斷發(fā)展，我們有理由相信Si及其化合物對人類作出更大的貢獻，給人類帶來更大的驚喜!























































































了解硅在自然界中的含量、存在、用途



















































































了解硅酸鹽、硅的主要性質




















通過對硅酸鹽材料及硅的用途學習，使學生了解新型無機非金屬材料，培養(yǎng)學生熱愛科學的情感























認識硅酸鹽、硅等在生產(chǎn)、信息技術、材料科學等領域的應用



























































通過硅與碳的比較學習，引導學生學會運用對比的方法來認識物質






當堂檢測


有效練習
1、下列關于硅的說法不正確的是( C )


A、硅是非金屬元素，它的單質是灰黑色，有金屬光澤的固體


B、硅的導電性能介于導體和絕緣體之間，是良好的半導體材料。


C、硅的化學性質不活潑，常溫下不與任何物質反應


D、加熱到一定溫度時，硅能與氧氣、氯氣等非金屬反應


2、下列關于碳和硅的敘述中，不正確的是( AD )


A、氧化物都能與氫氧化鈉溶液反應


B、單質在加熱時都能跟氧氣反應


C、氧化物溶于水都生成相應的酸


D、碳和硅兩種元素都有同素異型體



作業(yè)布置
練習冊互動探究1
板書設計
第一節(jié) 無機非金屬材料的主角---硅


一、二氧化硅和硅酸


1、二氧化硅(SiO2 )


(1) 存在


(2) 用途


(3) 物理性質：


(4) 結構：空間網(wǎng)狀結構


(5) 化學性質：穩(wěn)定，不活潑


eq \\ac(○,1) 具有酸性氧化物的性質：(不溶于水且不和水反應)


與強堿反應 ：SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O


與堿性氧化物反應：SiO2+CaOCaSiO3


eq \\ac(○,2) 與HF的反應：SiO2+4HF==SiF4 ↑+2H2O


2、硅酸(H2SiO3)


硅酸是一種弱酸，它不溶于水，不能使指示劑變色，是一種白色粉末狀的固體。


Na2SiO3+2HCl==2NaCl+H2SiO3 ↓


Na2SiO3+H2SO4==Na2SO4+H2SiO3 ↓


Na2SiO3+CO2+H2O==Na2CO3+H2SiO3 ↓



教學反思
知識回顧是自己在說，應該讓學生自己回顧回答，有利于學生第記憶和掌握。


關于化學方程式的書寫，學生較難掌握，應該讓學生自己練習書寫


課堂練習較少，不能充分反映學生學得情況。



備注