高一化學無機非金屬材料的主角矽教案新課標人教版

2023-02-01 14:18:05 字數 4249 閱讀 8469

課程標準:

通過實驗了解氯、氮、硫、矽等非金屬及其重要化合物的主要性質,認識其在生產中的應用和對生態環境的影響。

第一節無機非金屬材料的主角——矽(第一課時)

教學目標:

1.使學生了解矽的兩種重要化合物——二氧化矽及矽酸的主要性質;

2.引導學生對比學習矽的化合物(二氧化矽及矽酸)與碳的化合物(二氧化碳及碳酸),培養學生聯絡、對比、歸納總結的學習方法;

3.使學生了解二氧化矽和矽酸在日常生活、生產中的應用,感受化學的實用性,增強學習化學的興趣。

教學重點、難點

重點:二氧化矽的性質

難點:矽酸的性質

教學過程

●教學過程

[引言]請大家看課本彩圖中的矽單質**。

[師]別看它看起來灰溜溜,它自己及它的化合物的作用卻是大得很。大到高科技領域,小到我們的周圍,到處都有矽及其化合物的蹤影。當今電子工業的飛速發展,更是與人們對矽的性質的認識息息相關。

本節課,我們就來學習矽及其化合物的有關知識。

[板書]第二節矽和二氧化矽

[過渡]首先,我們來認識一下元素含量居於自然界第二的矽單質的性質。

[板書]一、矽(si)

[師]請大家閱讀課本p145的第

一、二自然段,總結出矽的存在形態、結構特點、物理性質等方面的內容。

[學生閱讀]

[問]矽元素以什麼形態存在於自然界?矽元素主要存在於什麼物質裡?

[生]矽以化合態存在於自然界,矽元素主要存在於地殼的各種礦物和岩石裡。

[問]矽有幾種同素異形體?分別是什麼?

[生]矽有晶體矽和無定形矽兩種同素異形體。

[問]為什麼晶體矽的熔沸點高、硬度大?

[生]因為它的結構類似於金剛石。

[問]矽的導電性怎樣?

[生]介於金屬與非金屬之間,是半導體。

[師]很好。以上內容我們可總結如下:

[板書]以化合態存在於自然界,有兩種同素異形體。

(1)物理性質:熔、沸點高,硬度大,半導體。

[過渡]那麼,矽單質的化學性質又有哪些?其與同主族的碳相比,是否一樣?下面,我們就來學習這個問題。

[板書](2)化學性質

[師]請大家根據初中所學知識回答,碳單質有哪些化學性質?

[生]碳單質在常溫下性質穩定,高溫時可與氧氣等活潑非金屬反應。在化學反應中常做還原劑。

[師]回答得很好。那麼,矽的性質是否也如此呢?請大家閱讀課本p146第一自然段進行總結。

[學生閱讀後回答]

常溫下,矽的化學性質不活潑,除氟氣、氫氟酸和強鹼外,矽不跟其他物質,如氧氣、氯氣、硝酸、硫酸等起反應。加熱時,能跟一些非金屬反應,如它能和氧氣反應生成二氧化矽。

[師]對。我們可把上述矽單質的化學性質歸納如下:

[講解並板書]常溫下性質穩定

si+2f2====sif4 si+4hf====sif4+2h2↑

si+2naoh+h2o====na2sio3+2h2↑ si+o2sio2

[師]除此以外,矽在高溫時還可分別與碳及氮氣反應生成熔沸點很高、硬度很大的金剛砂——碳化矽(sic)及氮化矽(si3n4)。

[過渡]物質的用途由其性質決定,矽的這些性質決定了矽什麼樣的用途呢?請大家閱讀課本p146第二自然段和課本p147選學內容「矽的用途」。

[板書](3)矽的用途

[學生閱讀後回答]可以用來制積體電路、電晶體、矽整流器、太陽能電池,還可以用來製造變壓器鐵芯及耐酸裝置等。

[師]回答得很好。不過,大家需要知道的是,電子工業上所用的矽,都是純度很高的矽,而由我們剛才所學知識知道,自然界沒有單質矽存在。那麼,我們怎樣製取矽呢?請大家看課本後回答。

[板書](4)矽的制法

[學生看書後回答]我們使用的矽,都是從矽的化合物中提取的。工業上用碳和二氧化矽在高溫下反應製取矽。

[板書]sio2+2csi+2co↑(工業制法)

[師]注意!上述反應中的產物是一氧化碳,而不是二氧化碳。另外,通過上述反應所製得的矽只是粗矽,用做半導體材料時,還需將其提純。

[過渡]矽在常溫下性質穩定,但在受熱條件下可與氧氣反應生成二氧化矽。接下來,我們來學習矽的最**氧化物——二氧化矽的性質。

[板書]二、二氧化矽(sio2)

[問]二氧化矽與二氧化碳都是第ⅳa族元素形成的最**氧化物,它們的性質是否相同呢?請大家回憶我們初中學過的二氧化碳的性質,並從物理性質和化學性質兩方面回答。

[生]二氧化碳的物理性質是:常溫常壓下是無色無味的氣體,能溶於水,密度比空氣大。

化學性質是:本身不燃燒,一般情況下也不支援燃燒,能與水反應生成碳酸,能與鹼反應,是酸性氧化物。

[師]大家回答得很流利。請問,有沒有固體的二氧化碳?

[生]有!固體的二氧化碳叫乾冰。

[師]乾冰可以用來人工降雨,為什麼?

[生]因為乾冰有易昇華的性質。

[師]那麼,二氧化碳所具有的物理性質二氧化矽是否具有呢?請大家看課本有關內容,比較二氧化碳與二氧化矽的物理性質。

[板書](1)物理性質

[學生看書後回答]二氧化矽與二氧化碳的物理性質差別很大,它是一種堅硬難熔的固體,不溶於水。

[板書]堅硬難溶的固體,不溶於水。

[過渡]二氧化矽的化學性質與二氧化碳相比,是不是也有這麼大的差異呢?請大家閱讀課本有關內容,並填寫下表。

[板書](2)化學性質

[投影展示]sio2與co2化學性質的比較

[找乙個同學把答案填寫在膠片上,不足部分由教師和學生共同補充]

注:[上表答案]

[師]從上表可以看出,二氧化矽能與鹼反應生成相應的鹽和水,是一種酸性氧化物,它不能溶於水得到相應的酸——矽酸。

酸性氧化物一般不與酸發生化學反應,而二氧化矽卻能與氫氟酸發生反應,這也是工業上用氫氟酸雕刻玻璃的反應原理。以上兩點,屬二氧化矽的特性。

由此,我們可總結出二氧化矽的主要化學性質為:

[講解並板書]不溶於水的酸性氧化物,能與氫氟酸反應。

[問題**]為什麼實驗室中盛放鹼液的試劑瓶用橡皮塞而不用玻璃塞。

[生]因為玻璃中含有sio2,sio2是酸性氧化物,能和鹼起反應,容易使玻璃瓶塞和瓶頸粘在一起而不能開啟。

[師]很正確。

[過渡]二氧化矽廣泛存在於自然界中,與其他礦物共同構成了岩石,天然二氧化矽也叫矽石。砂子的主要成分就是二氧化矽,石英的主要成分也是二氧化矽,水晶是純度較高的二氧化矽。請大家看課本有關內容,了解它們的用途。

並總結出來。

[板書](3)用途

[學生看書後回答]二氧化矽可用來做光導纖維;石英可用來做石英鐘、石英表,耐高溫的石英玻璃;水晶可以用來製造電子工業中的重要部件、光學儀器、工藝品、眼鏡片等,含有有色雜質的石英,還可用於製造精密儀器軸承,耐磨器皿和裝飾品等。

[師]大家回答得很全面。

[師]確實,二氧化矽在日常生活、生產和科研等方面有著重要的用途,但有時也會對人體造成危害,使人患矽肺病,請大家閱讀課本p148「二氧化矽粉塵的危害」的內容。

[學生閱讀後]

[師]希望大家努力學習,並能在將來發明和創造一些新的技術,新的裝置以控制空氣中粉塵的含量,從而為人類的健康和生存環境做出貢獻。

[過渡]剛才我們提到二氧化矽不能溶於水得到相應的酸——矽酸。那麼,矽酸是怎樣的一種酸?它怎樣制得呢?下面我們就來學習這個問題。

[板書]三、矽酸(h2sio3)

[師]從上一節我們比較同主族元素的性質知道,矽酸是一種比碳酸還要弱的酸,它不溶於水,不能使指示劑變色,是一種白色粉末狀的固體。

[板書]不溶於水,酸性比碳酸弱。

[師]矽酸可通過可溶性矽酸鹽與酸反應得到,如:

[講解並板書]na2sio3+2hcl+h2o====h4sio4↓+2nacl

na2sio3+co2+2h2o====h4sio4↓+na2co3

[講解]生成的h4sio4叫原矽酸,是一種白色膠狀物質,不溶於水,在乾燥的空氣中易失水變成矽酸。矽酸在加熱條件下會進一步失水得到二氧化矽。

[板書] h4sio4====h2sio3+h2o h2sio3sio2+h2o

[過渡]剛才我們提到的矽酸鈉,是一種可溶性的矽酸鹽,而其他矽酸鹽多數是不溶於水的。矽酸鹽是構成地殼岩石的主要成分,自然界中存在的各種天然矽酸鹽礦物,約佔地殼質量的5%。

[板書]四、矽酸鹽

[師]請大家看以下實驗。

[演示實驗]取兩根一樣的乾燥布條(其中一根在矽酸鈉溶液中浸過)在火焰上燃燒。

[問]兩根布條燃燒的情況一樣嗎?現象有何不同?

[生]不一樣。一根很容易燃燒,一根不燃。

[師]是什麼原因造成了這樣的差別呢?答案在這裡!

[板書]矽酸鈉(na2sio3)

[講解]不燃的布條是由於我預先在矽酸鈉溶液中浸泡並曬乾的。這也是矽酸鈉的用途之一。矽酸鈉的水溶液俗名「水玻璃」,其用途很廣,建築工業及造紙工業用它做粘合劑。

無機非金屬材料的主角 矽

第四章非金屬及其化合物 課程標準 通過實驗了解氯 氮 硫 矽等非金屬及其重要化合物的主要性質,認識其在生產中的應用和對生態環境的影響。第一節無機非金屬材料的主角 矽 第一課時 教學目標 1 使學生了解矽的兩種重要化合物 二氧化矽及矽酸的主要性質 2 引導學生對比學習矽的化合物 二氧化矽及矽酸 與碳的...

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