2018_2019学年高中化学专题4.1.1二氧化硅和硅酸教学案新人教版必修1.doc

1、14-1-1 二氧化硅和硅酸教学目标1、了解硅在自然界中的含量、存在、用途；了解二氧化硅的物理性质，掌握二氧化硅的化学性质2、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。3、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。4、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。教学重点：二氧化硅和硅酸的主要性质教学难点：二氧化硅的化学性质教学过程环节 教师活动 学生活动导入 这节课我们来上第四章，非金属及其化合物。 （讲一下非金属元素在元素周期表中的分布及其重要性） 。那么，在地壳中含量最多的元素是什么？第二个是什么？在初中我们已经学过

2、氧了，那么接下来我们来学硅无机非金属材料的主角。【硅元素在自然界中的分布】 （PPT 展示图片）硅在地壳中的含量为26.3，仅次于氧。硅的化合物构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤,约占地壳质量的 90%以上。【硅和碳的比较】我们再来看一下硅元素在元素周期表中的位置，在碳的下面，它们两个是同族元素，那么最外层电子是相同的，都有四个电子（PPT 展示另个原子结构示意图） ，所以硅原子和碳一样，既不易失去电子也不容易得到电子，主要形成四价的化合物。碳是构成有机物的主要元素，而硅是构成岩石与许多矿物的基本元素。然而硅在自然界中的存在形式不同，碳在自然界中有稳定的单质存在，而硅是一种亲氧元素，在自然界

3、它总是与氧相互化合。我们周围的空气都有氧气包围，所以硅主要以氧化物二氧化硅以及硅酸盐的形式存在。答：氧、硅2下面我们就来看二氧化硅。知识点 1：二氧化硅二氧化硅是硅最重要的化合物，地球上存在的天然二氧化硅约占地壳质量的 12，其存在形态有结晶型和无定型。【二氧化硅的存在形式】石英晶体是结晶的二氧化硅，同学们都见过水晶吧？其实石英中无色透明的晶体就是通常所说的水晶，而具有彩色环带状或层状的称为玛瑙。水晶和玛瑙经常拿来做什么啊？对的，经常用来做饰物。 （PPT 展示图片）而无定型硅有硅藻土等。 （PPT 展示图片）【二氧化硅的结构】我们说结构决定性质，那么二氧化硅有什么性质呢？我们先来看一下它的结

4、构。（PPT 展示结构）大家看一下它的结构，一个硅和多少个氧相连？一个氧和多少个硅相连？实际上，二氧化硅晶体是由硅 和氧按 1:2 的比例缩组成的立体网状结构的晶体。独立一个单元结构出来就是一个硅和四个氧相连，硅在中心，四个氧 4 个在顶角，形成了四面体结构。但是你们要注意二氧化硅晶体是立体网状结构，只是用 SiO2 来表示二氧化硅的组成。【二氧化硅的物理性质】我们回忆一下，初中我们状结构的物质还有那些？对的，金刚石也是立体网状结构，那么它的硬度怎么样？熔沸点怎么样？是的，二氧化硅也是相似的，我们来看一下二氧化硅的物理性质（PPT 列表，了解二氧化硅的物理性质） ，同学们把它写到课本 76 页

5、上面那里思考与交流的物理性质那里。【板书】1、二氧化硅物理性质：熔点高，硬度大，不溶于水【二氧化硅的化学性质】二氧化硅是酸性氧化物，同学们还记得什么是酸性氧化物吗？酸性氧化物那有什么共性呢？二氧化硅具有酸性氧化物的通性： 能和碱反应生成盐和水SiO2 2NaOH = Na 2SiO3 H 2O 能和碱性氧化物反应答：知道答：用作手链，项链答：四个、两个答：金刚石答：硬度大，熔点高思考并回答3SiO2CaO = =CaSiO 3【思考 1】下面请同学们思考：为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞?是因为碱液会跟玻璃塞中的 SiO2 反应，生成的硅酸盐会把试剂瓶和玻璃塞粘连在一起，所以

6、不能用玻璃塞。【思考 2】 玻璃光滑坚硬，用什么刀子能雕刻出这些花纹图案和刻度呢？当然用普通刀子是不能完成这一工艺的。说来有趣，找到能够在玻璃上自如地雕刻的特殊“刀子” ，还是从发现一种会“啃”玻璃的化学物质开始的。同学们猜一下这种化学物质什么？氢氟酸是酸性氧化物，是不是只能和碱反应而不能和酸反应呢？二氧化硅虽然是酸性氧化物，但是能和氢氟酸反应，记住氢氟酸是唯一可以与之发生反应的酸：SiO2+4HF=SiF4 +2H2O（PPT 展示）玻璃中含有二氧化硅，要雕刻玻璃的花纹图案时，先在玻璃上铺上一层蜡，在石蜡上雕刻出花纹，在挖空的那部分加入氢氟酸，等反应后洗掉酸和石蜡，玻璃的雕花就完成了。现在同

7、学们知道为什么实验室的氢氟酸不用玻璃瓶盛放的原因了吗？对的，所以实验室的氢氟酸都是用塑料瓶来盛放。【二氧化硅的用途】 （PPT 图片展示）我们学习了二氧化硅的物理性质及它的化学性质，下面我们来看一下它的用途。同学们看到课本 75 页，二氧化硅可以用来做什么？用作建筑材料，饰物，石英坩埚，光导纤维等。思考并回答思考看课本并回答：氢氟酸不是答：氢氟酸会腐蚀玻璃看课本回答知识点 2：硅酸【导入】我们知道，二氧化碳溶于水生成碳酸，那么我们要得到硅酸时能不能把二氧化硅溶于水形成呢？对的，二氧化硅是不溶于水的，那我们怎么才能得到硅酸呢？【实验演示】同学们看到课本的实验 4-1，快速浏览一下。下面我们来做一

8、下这个实验。注意观察现象。下面请同学们描述刚才的实验现象， （PPT 展示表格）实验现象：溶液呈红色,加入盐酸后红色变浅并接近消失时,有白色胶状答：不能，因为二氧化硅不溶于水观察实验现象4物质生成。初步结论：Na 2SiO3水溶液呈碱性，硅酸不溶于水注意：硅酸是通过可溶性硅酸盐与其它酸反应制得的。同学们把这个实验现象和结论填到 77 页最上面的那个表上去。【硅酸的化学性质】硅酸不稳定，受热易分解：H2SiO3 = SiO2 + H2O（加热）另外硅酸与强碱溶液反应：2NaOH+H2SiO3 = Na2SiO3+ 2H2O同学们把这两个方程式补充到课本上。刚才的实验反应生成的硅酸逐渐聚合而形成胶

9、体溶液硅酸溶胶，当浓度比较大时，形成软而透明的、胶体状的硅酸凝胶，经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶，成为硅胶。硅胶多孔，吸附水分的能力很强，常用作实验室和袋装食品的干燥剂。（PPT 展示图片）变色硅胶就是常用的一种干燥剂，大家看，它还是干燥的硅胶时是蓝色的，当吸水后就变成近乎透明的了，我们就能以此来判断环境的水分含量以及及时更换干燥剂。课堂小结 1、 二氧化硅的物理性质及化学性质。2、 硅酸的制备，物理性质及化学性质。板书设计第一节 无机非金属的主角硅1、二氧化硅（SiO 2）（1）物理性质：熔点高，硬度大，不溶于水（2）化学性质：酸性氧化物共性：SiO 2 2NaOH = Na 2SiO3 H 2OSiO2CaO = =CaSiO 3特性：与氢氟酸反应：SiO 2+4HF=SiF4 +2H2O2、硅酸（1）主要性质：白色，不溶于水，弱酸性（2）制备：Na 2SiO3+2HCl=H2SiO3(胶体)+2NaCl