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视频标签：无机非金属,材料主角,硅
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视频课题：人教版化学必修一第四章非金属及其化合物《无机非金属材料主角—硅》河南省优课
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人教版化学必修一第四章非金属及其化合物《无机非金属材料主角——硅》 河南省优课
二氧化硅和硅酸 教案
教材分析：
硅是带来人类文明的重要元素之一，硅及其化合物是元素化合物知识的重要基础知识。本节内容不仅为形成化学基本观念提供感性基础，也为了解化学与生活，化学与社会发展，化学与技术进步之间的密切关系提供了丰富的素材。
本节的主要内容有硅在自然界中的存在形式、二氧化硅的性质、硅酸盐的性质、硅及化合物的用途。在教学中可采用碳和硅（同一主族相邻的两种元素）进行对比，突出它们的相似性与不同性。另外多运用日常生活中的事例进行教学，联系生产生活的实际，充分利用实物、模型、彩图、实物照片等形式，增强教学的直观行，激发学生的学习兴趣，培养学生热爱科学的情感。
教学目标：
知识与技能
1、了解硅的重要化合物的主要性质，认识硅及其化合物的主要用途。 2、联系生产生活实际，培养学生对知识的迁移能力。
过程与方法
1、采用对比的方法，联系碳、二氧化碳大等学生已有的知识、经验来介绍硅、二氧化硅等新知识。
2、运用日常生活中事例进行教学，增强教学的直观性。
情感态度与价值观
1、认识硅及其化合物的广泛哟鸥鸟国土，体会化学的创造性与实用性，并关注化学有关的实际问题。
2、利用实物、模型及学生自己手机的有关实物或照片，激发学生的学习兴趣，培养学生热爱科学的情感。
3、通过动手实验，培养学生实事求是的科学态度。
教学重点：
二氧化硅的性质
教学难点：
硅酸的制备原理
教学方法：
对比法、讨论法、实验法、讲授法
教学过程：
[导入]美国的硅谷——位于美国西海岸加利福尼亚州北部旧金山南郊，圣克拉拉县和圣胡安两城之间的一条长４８公里，宽１６公里的长条形地带上。由于它集中了全世界９0％以上的著名半导体公司（思科、英特尔、惠普、朗讯、苹果） ，而半导体的基本元件是硅片，所以该地区被称为“硅谷”。该地区客观上成为美国高新技术的摇篮， 现在硅谷已成为世界各国半导体工业聚集区的代名词。也是高新科技的象征。
[师]既然硅这么重要，那么他是如何存在，有些什么性质呢？ [板书]§4-1无机非金属材料的主角——硅
[师]主角，我们足以看出硅的地位。我们看课本P46 图3-1，硅在地壳中的含量居第二，仅次与氧。
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、约占地壳总量的90%以上。 [学生活动]看图4-1
[师]大家在元素周期表中找到硅，并且写出硅和碳的原子结构示意图。 [学生活动]
C Si
[师]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。但他们却是不可以忽视的：碳--统治了有机界：碳是构成有机物的主要元素；硅—统治了无机矿物界：硅是构成岩石与许多矿物的基本元素。
下面我们的学习就围绕着碳和硅的相似性进行学习。 [学生活动]回顾碳的相关知识
存在 酸性氧化物 弱酸 性质
[师]阅读课本P74-76页内容，从碳的性质总结硅、二氧化硅、硅酸的性质。 [学生活动] [思考]
比较碳、硅亲合氧的能力及硅在自然存在形式？ [归纳] ①硅的亲氧性强于碳的亲氧性。
②因此硅元素在氧化气氛包围的地球上，硅主要以SiO2及硅酸盐形式存在。 [板书]1、二氧化硅 SiO2
[师]从课本P74-75的内容，大家对二氧化硅进行树型分类？ [学生思考、书写]
[展示]二氧化硅的结构模型
[师]二氧化硅晶体，基本结构单元是正四面体，每个Si结合4个O，每个O结合2个Si，形成空间网状结构。
正是这种结构，决定了其具有优良的物理和化学性质。 [思考与交流]
请根据SiO2的存在和应用思考:
二氧化硅具有哪些物理性质？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？ [学生活动]
[归纳、总结、板书]
① 物理性质：熔点高、硬度大
② 用途：建筑材料、饰品、工艺品 ③ 化学性质：稳定性好
[过渡]下面我们一起来看看SiO2的化学性质，玻璃的主要成分是二氧化硅和硅酸盐，我们通过其性质，来看SiO2的性质。
[师]我们可以用玻璃瓶来装试剂：酸、碱、盐，这可以看出其化学性质稳定，不能够跟一般的酸发生反应，除HF外。 [板书]a、不与酸反应，氢氟酸除外 SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O 用途：可以在玻璃上雕刻花纹等
[师]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]装有NaOH的试剂瓶
[思考]一般的试剂瓶都使用玻璃瓶塞，而这个试剂瓶使用的是橡胶塞，为什么？ [思考、讨论]
[总结]我们开始将CO2和SiO2比较，CO2是酸性氧化物，SiO2也是酸性氧化物，所以其具有酸性氧化物的通性，即能与碱、碱性氧化物反应。 [板书]b、与碱性氧化物反应
32CaSiO CaO
SiO高温
C、与碱反应
SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O
[师]正是因为其能与NaOH发生反应，所以其瓶塞使用的是橡胶塞。 [学生活动]讨论思考与交流的问题 [过渡]CO2溶于水生成H2CO3，SiO2我们知道它是不能溶于水的，它有没有对应的酸呢？如何制取呢？
[思考]碳酸的制取，使用的是强酸制弱酸的方法，那么硅酸是不是也可以使用同样的方法获得呢？
[探究实验4-1]试管中取3ml Na2SiO3溶液，滴入2滴酚酞，逐滴加入稀HCl，边加边振荡，至红色变浅并接近消失时停止。 [学生活动]观察、思考
[总结、归纳、板书]2、硅酸 实验过程：
现象：红色消失，生成白色凝胶 结论：硅酸钠转化为硅酸
反应：Na2SiO3＋2HCl＝H2SiO3(胶体)+2NaCl
[师]硅酸凝胶经干燥脱水后的到多空的硅酸干凝胶，称为“硅胶”。硅胶多空，吸附水的能力强，常用作实验室和袋装食品、瓶装药品的干燥剂，也可以作催化剂的载体。 [学生活动]讨论导学案上思考与交流的两个问题。 [师]提问学生回答，总结
[课堂练习]
1．下列物质中主要成分不是二氧化硅的是 （ ）
A．硅胶 B．水晶 C．玛瑙 D．硅石
2．NaOH、KOH等碱性溶液可以贮存在下列哪种试剂瓶中（ ）
A．具有玻璃塞的细口瓶 B．具有玻璃塞的广口瓶
C．带滴管的滴瓶 D．具有橡胶塞的细口瓶
3．赏心悦目的雕花玻璃是用下列物质中的一种对玻璃进行刻蚀而制成的，这种物质是 （ ）
A．盐酸 B．氢氟酸 C．烧碱 D．纯碱
4．①氢氟酸；②浓H2SO4；③烧碱溶液；④Na2CO3固体；⑤氧化钙；⑥ 浓HNO3，其中在一定条件下能与SiO2反应的有 （ ）
A．①②⑥ B．全部 C．①③④⑤ D．②③⑥ 5．能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是（ ） A．CO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水 B．CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀 C．高温下SiO2与碳酸盐反应生成CO2 D．氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀
[总结]本节课我们主要学习了二氧化硅的存在、用途、性质和硅酸的制取、用途。需要重点掌握二氧化硅的性质和硅酸的制取。
板书设计：
§4-1无机非金属材料的主角——硅 1、二氧化硅 SiO2
① 物理性质：熔点高、硬度大 ② 用途：建筑材料、饰品、工艺品 ③ 化学性质：稳定性好
a、不与酸反应，氢氟酸除外
SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O 用途：可以在玻璃上雕刻花纹等
b、与碱性氧化物反应
32CaSiO CaO
SiO高温
C、与碱反应
SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O 2、硅酸
实验过程：
现象：红色消失，生成白色凝胶 结论：硅酸钠转化为硅酸
反应：Na2SiO3＋2HCl＝H2SiO3(胶体)+2NaCl
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