《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．知识与技能（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，加深对化学与生产、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．过程与方法（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与性质关系的思考，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．情感态度与价值观（1）认识硅及其化合物的广泛用途，体会化学的创造性与实用性，并关注与化学有关的实际问题。（2）了解化学与大自然的关系，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、硅酸的制取与酸性强弱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。【设问】碳、硅在自然存在形式有什么不同？从Si与C结构上的对比，SiO2与CO2的性质有何联系？【归纳总结】碳在自然界有稳定单质。硅总是与氧相互化合，硅元素在氧化性气氛包围的地球上，主要以SiO2及硅酸盐形式存在。SiO2与CO2性质有相似点和不同点。【板书】1．二氧化硅SiO2【投影】水晶、玛瑙图片、用途等图片【学生活动】阅读课本P74-75的内容，请大家对天然二氧化硅进行树状分类【讲述】二氧化硅的用途：玛瑙饰物、水晶饰物、石英坩埚、光导纤维、牙膏中的二氧化硅（摩擦剂）、维生素C片中的二氧化硅（填充剂）。【思考和交流】请根据SiO2的存在和应用结合导学案思考二氧化硅具有哪些物理性质？化学稳定性如何？SiO2的这些性质是由什么决定的？【板书】（1）物理性质：难溶于水、硬度大、熔点高【投影】二氧化硅的结构三维动画模型【结论】二氧化硅性质的特殊性由结构决定【讲述】玻璃成分中含有二氧化硅。但可以用玻璃瓶来装酸、碱、盐试剂，这可以看出其化学性质稳定，不能跟一般的酸发生反应，但HF除外。请写出SiO2与氢氟酸反应的化学方程式【板书】（2）化学性质a．不与酸反应，氢氟酸除外SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O【讲述】因为HF酸可以和SiO2反应，所以HF的保存就不能使用玻璃瓶，而用塑料或橡胶瓶，我们可以用这个性质在玻璃上雕刻花纹，量器上雕刻刻度等。【展示】打不开的试剂瓶。【提问】装有NaOH的试剂瓶为什么不能用玻璃塞？（提示：Na2SiO3是一种粘合剂）请写出有关反应的化学方程式【板书】SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3+H2O装有NaOH的试剂瓶使用橡胶塞的图片【结论】能和碱反应生成盐和水的氧化物称为酸性氧化物。SiO2是酸性氧化物。【板书】b．酸性氧化物【提问】请写出该反应的离子方程式【板书】SiO2＋2OH—＝SiO32—＋H2O【提问】CO2也是酸性氧化物，请归纳整理CO2与SiO2的性质聆听，获取有关硅的感官信息，为后续学习做铺垫。画出原子结构示意图CSi填写学案，归纳物理性质填写P76思考交流并发言物理性质：熔点高、硬度大，化学稳定性好观看，聆听，知道结构决定性质写出化学方程式SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O学生讨论：玻璃中有二氧化硅，氢氧化钠与二氧化硅反应，生成硅酸钠使瓶口粘结打不开。SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3+H2OSiO2＋2OH—＝SiO32—＋H2O学生归纳整理学案，对照答案，进行归纳学习联系实际，引入课题利用物质的分类方法学习新的知识让学生初步感受到结构决定性质。联系实际，让学生感受到学有所用。强化物质的分类思想。利用物质的分类观来指导新物质的学习。用对比的方法学习。教师活动学生活动设计意图【展示】性质对比表【练习】1、下列物质中,不能用玻璃瓶来盛装的是(C)A.烧碱溶液B.浓硫酸C.氢氟酸D.碳酸钠溶液2、要除去SiO2中的CaO杂质，最适宜的试剂是（B）A.纯碱溶液B.盐酸C.硫酸D.氢氧化钠溶液【提问】CO2溶于水生成H2CO3，SiO2不溶于水，它对应的酸是什么？如何制取？【板书】2．硅酸（1）制备【讲述】制酸方法①酸性氧化物+水=酸；②盐+酸=新盐+新酸Na2CO3＋2HCl＝2NaCl＋H2O＋CO2↑强酸弱酸【示范实验4-1】试管中取3mlNa2SiO3溶液，滴入2滴酚酞，逐滴加入浓度为6mol/L的稀盐酸，边加边振荡，至红色变浅并接近消失时停止。记录实验现象，写出化学方程式。【演示】用激光笔演示丁达尔效应【板书】现象：溶液先变红色，后红色消失，生成白色凝胶方程式Na2SiO3＋2HCl＝H2SiO3(胶体)＋2NaCl【提问】根据强酸制弱酸原理，盐酸和硅酸的酸性谁强？【板书】酸性：HCl＞H2SiO3【提问】请写出该反应的离子方程式SiO32-＋2H+＝H2SiO3(胶体)【练习】3、下列各组物质有关性质关系的比较，正确的是（C）A.溶解性：CO2SiO2B.酸性：H2SiO3H2CO3C.熔点：SiO2CO2（干冰）D.硬度：SiO2CO24、试设计一简单实验方案,检验某生石灰样品中含有石灰石、石英,有关反应的离子方程式为【答案】：取少量的样品研细放入试管中与过量的盐酸反应,若产生气体,说明样品中有石灰石,若仍有不溶物,说明样品中有石英。CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O【课堂练习】见学案【作业】已知碳酸的酸性比硅酸强，请你设计实验方案验证碳酸的酸性比硅酸强。【学生分组实验4-1】试管中取3mlNa2SiO3溶液，滴入2滴酚酞，逐滴加入浓度为6mol/L的稀盐酸，边加边振荡，至红色变浅并接近消失时停止。现象：溶液先变红色，后红色消失，生成白色凝胶反应：Na2SiO3＋2HCl＝H2SiO3(胶体)＋2NaCl判断酸性：HCl＞H2SiO3写离子方程式SiO32-＋2H+＝H2SiO3(胶体)与初中知识的衔接培养学生实验设计、实验探究的能力