2019-2020年高中化学专题4.1.1二氧化硅和硅酸教学案新人教版必修1

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1、2019-2020年高中化学专题4.1.1二氧化硅和硅酸教学案新人教版必修1【教学目标】知识与技能：1、了解硅在自然界中的含量、存在、用途2、了解二氧化硅的物理性质，掌握二氧化硅的化学性质过程与方法：1、自主学习，培养学生自学的能力。2、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。情感态度与价值观：通过了解材料发展的历史与前景，使学生认识化学在材料科学中的重要地位，体会化学的创造性和实用性，激发对化学科学的兴趣。【教学重点】二氧化硅的性质(尤其是作为酸性氧化物的性质)【教学难点】二氧化硅

2、的存在等STS关注的拓展性学习内容【课时安排】【教学过程】〖引言〗我们生成的地球，它坚硬的地壳是由什么构成的？岩石，构成岩石的主要成分是硅酸盐及硅的氧化物。〖设问〗一提到硅，同学们又能想到什么呢？资料卡片：硅谷：美国新兴的高技术产业开发区，电子技术研究中心，计算机生产的重要基地，位于加利福尼亚州圣弗朗西斯科南端。半导体：单晶硅是半导体器材的核心材料，硅半导体是集成电路的主要材料，估计在21世纪，硅仍然会占半导体材料的95%以上。沙子、石英、水晶：主要成分是硅的氧化物光导纤维：从石英玻璃熔融体中，拉出直径为100微米的细丝

3、，再把千百根光导纤维组合并增强处理，就制成成光缆，其优点：质轻，体积小，输送距离长，保密性好，成本低。〖导入〗从古至今，在无机非金属材料中，硅一直都在扮演着主要的角色。今天，就让我们一同来研究一下硅的氧化物——二氧化硅及硅酸和硅酸盐的性质。〖板书〗第四章第一节无机非金属材料的主角------硅(一)〖讲解〗硅在地壳中含量丰富，仅次于氧，排在第二位，约占26.3%。〖投影〗元素周期表〖讲解〗位于周期表中的第四长列上的是碳族，这一族可谓是豪门望族。其中具有代表性的是其中的两位兄长。碳，形成了无数种构成人类和其它地球生物等的有

4、机物，“统治了有机界”。其构成的煤、石油等有机化产品和材料是现代化的基石。而它的弟弟——硅，地壳质量的约90%，构成了地壳大部分岩石、沙子和土壤，“统治了地壳”，而当今硅酸盐工业的陶瓷、玻璃、水泥等使人类生活日新月异。〖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？+624284+14〖讲解〗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。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

5、，硅主要以熔点很高的氧化物及硅酸盐的形式存在。〖思考〗常温下，单质碳、硅的化学性质都不活泼，为什么碳在自然界中有稳定的单质（金刚石）存在，而硅却没有，说明了什么？资料卡片：单质硅的化学性质虽然稳定，但硅是一种亲氧元素，硅原子和氧原子的结合非常牢固，形成的二氧化硅或硅酸盐中的硅氧化学键非常牢固，硅氧键一旦形成就很难被破坏，所以，自然界中硅都是以二氧化硅或硅酸盐的形式存在，没有游离态的硅。〖过渡〗下面我们首先来研究一下二氧化硅的性质和用途。〖板书〗一、二氧化硅和硅酸1、二氧化硅(SiO2)(1

6、)存在〖讲解〗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。〖投影〗并展示水晶、玛瑙、石英坩埚、一段光缆〖讲解〗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〗(2)用途硅石〖投影小结〗①、制光导纤维②、石英玻璃制化学仪器③、石英表、石英钟④、水晶制光学仪器和工艺品⑤、玛瑙制精密轴承和装饰品〖讲解〗结合已有的关于水晶、

7、沙子主要成分也是SiO2的知识，思考一下，SiO2的物理性质有哪些，注意与CO2进行比较研究〖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〗为什么SiO2与CO2的性质上有着这么大的差别呢？〖讲解〗主要取决于结构的不同。CO2是C与O通过化学键所连接的分子结构，而SiO2是Si—O四面体结构〖投影〗硅氧四面体结构[SiO4]四面体结构〖讲解〗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.同时每1个O原子周围结合2个Si原子相结合。二氧化硅中氧原子与

8、硅原子个数比为2：1，通常用SiO2来表示二氧化硅的组成.〖板书〗(4)结构：空间网状结构〖讲解〗我们说，结构决定性质，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。〖板书〗(5)化学性质：稳定，不活泼①具有酸性氧化物的性质：(不溶于水且不和水反应)与强碱反应：SiO2+2NaOH==N