人教版 (新课标)必修1第一节 无机非金属材料的主角--硅第二课时教学设计及反思

这是一份人教版 (新课标)必修1第一节 无机非金属材料的主角--硅第二课时教学设计及反思，共7页。教案主要包含了硅酸盐，硅 单质等内容，欢迎下载使用。


教
学
目
的
知识
与
技能
1、了解硅酸盐、硅的主要性质
2、认识硅酸盐、硅等在生产、信息技术、材料科学等领域的应用
过程
与
方法
通过硅与碳的比较学习，引导学生学会运用对比的方法来认识物质。
情感
态度
价值观
通过对硅酸盐材料及硅的用途学习，使学生了解新型无机非金属材料，培养学生热爱科学的情感。
重 点
硅、硅酸盐的丰富性和多样性
难 点
通过学习，掌握研究非金属元素单质及化合物的一般方法
知
识
结
构
与
板
书
设
计
二、硅酸盐 (silicate)
1、定义：硅酸盐是由硅、氧、金属所组成的化合物的总称。
2、硅酸钠
(1) 物理性质：白色固体，易溶于水，水溶液俗称水玻璃或泡花碱，是一种泡花碱
(2) 化学性质：相对稳定，不能燃烧，不易被腐蚀，
热稳定性强
3、表示方法：
原则：金属氧化物（较活泼------较不活泼 ）
方法：① 找组成元素 ②写成氧化物的形式
③ 原子个数比不变 ④检查有无遗漏
三、硅( silicn) 单质
1、存在形态：有晶体硅和无定形硅两种同素异形体
2、晶体结构：正四面体形
3、物理性质：灰黑色具有金属光泽的固体、熔点高、硬度大、质脆、导电性介于导体和绝缘体之间，是好的半导体材料。
4、化学性质
(1) 常温下的反应：
Si+2F2==SiF4 Si+4HF==SiF4↑+2H2 ↑
Si+2NaOH +H2O == Na2SiO3+2H2↑
(2) 高温下的反应：
Si+O2SiO2 Si+2Cl2 SiCl4
5、硅的制备
(1) 工业上制粗硅
SiO2 + 2C Si+2CO ↑
石英砂 焦炭 电炉中 粗硅
(2) 由粗硅制纯硅
Si+2Cl2 SiCl4 SiCl4+2H2Si+4HCl
教学过程
教学步骤、内容
教学方法、手段、师生活动
［思考］SiO2与CO2在物理、化学性质方面有哪些相似性和不同之处
［投影回顾］
CO2
SiO2
物理
性质
无色无味气体，熔沸点都很低，微溶于水，存在于空气中
灰黑色固体，熔沸点都很高，不溶于水，存在于岩石中，俗名硅石、石英、水晶，纤维、玻璃、硅藻土中都大量含有
化学性质
和碱性氧化物
CO2+CaO==CaCO3
SiO2 +CO2CaSiO3
和碱
CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O
SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
和酸
--------
SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O
和水
CO2+H2O===H2CO3
--------
［回顾］上节课我们提到，用可溶性硅酸盐Na2SiO3来制备H2SiO3 。事实上，在自然界中，硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，大多数硅酸盐是不溶于水的。自然界中存在的各种天然硅酸盐矿物约占地壳总质量的5%。
［板书］二、硅酸盐 (silicate)
1、定义：硅酸盐是由硅、氧、金属所组成的化合物的总称。
［讲］硅酸盐结构复杂，一般不溶于水，性质很稳定。最简单的硅酸盐是硅酸钠，下面我们主要研究一下硅酸钠的性质
［板书］2、硅酸钠
(1) 物理性质：白色固体，易溶于水，水溶液俗称水玻璃或泡花碱，是一种泡花碱
［投影实验］P77 实验4-2、
放入蒸馏水
放入Na2SiO3饱和溶液
现象
当水分蒸发后燃烧
当水分蒸发后不易燃烧
结论
用水玻璃浸泡过的木材或织物可防火
［板书］(2) 化学性质：相对稳定，不能燃烧，不易被腐蚀，
热稳定性强
［讲］硅酸盐的种类很多，结构复杂，为了方便记忆和计算，常用氧化物的形式表示硅酸盐的组成
［板书］3、表示方法：
原则：金属氧化物（较活泼------较不活泼 ）
方法：①找组成元素 ② 写成氧化物的形式
③原子个数比不变 ④ 检查有无遗漏
［投影］请用氧化物的形式表示下列硅酸盐的组成：
硅酸钠（Na2SiO3） ————————————
镁橄榄石（Mg2SiO4） ————————————
高岭土 [Al2(Si2O5)(OH)4]————————————
［讲］硅酸盐材料具有很多优良的性能，为我们的生活、为人类的科技进步作出了很大的贡献。受传统陶瓷某些特殊性能的启发，科技工作者在此基础上进行了一次又一次的创新，又研制出了许多种组成不同、性能更特殊的新型陶瓷。请大家阅读教材P77上的科学视野。
［投影］传统硅酸盐材料：
(1) 陶瓷：日用器皿、建筑饰材、卫生洁具
(2) 玻璃：
(3) 水泥：以黏土和石灰石为主要原料
具有特殊功能的含硅物质：
(1) 碳化硅（金刚砂）
(2) 硅钢：导磁性良好，用作变压器铁芯
(3) 硅橡胶
(4) 分子筛：具有均匀微孔结构的铝硅酸盐
(5) 生物陶瓷：人造骨
［过］虽然硅的化合物很多，随处可见，而且从远古时期人类就已经学会加工和使用陶瓷，但是硅的单质却到很晚------18世纪上半叶才制备出来。
硅别看起来灰溜溜的，它自己及化合物的作用却大得很，大到高科技领域，小到我们的周围，到处都有Si及其化合物的踪影，当今电子工业的飞速发展，更是人们对Si的性质的认识息息相关，本节我们就来学习Si及其化合物的有关知识。
［板书］三、硅( silicn) 单质
1、存在形态：有晶体硅和无定形硅两种同素异形体
［投影］展示晶体Si和晶体Si的结构模型
［板书］2、晶体结构：正四面体形
［讲］晶体Si的结构类似于金刚石的正四面体型，因此物理性质与金刚石类似。
［板书］3、物理性质：灰黑色具有金属光泽的固体、熔点高、硬度大、质脆、导电性介于导体和绝缘体之间，是好的半导体材料。
［讲］因为Si在元素周期表中的位置仅次于金属与非金属分界线附近，因此硅有些性质与金属相似。硅的化学性质不活泼，常温下硅的化学性质很稳定，除F2、HF和NaOH外，Si不跟其他物质起反应。
［板书］4、化学性质
(1) 常温下的反应：
Si+2F2==SiF4
Si+4HF==SiF4↑+2H2 ↑
Si+2NaOH +H2O == Na2SiO3+2H2↑
［讲］在高温下，Si能与O2等非金属单质发生反应
［板书］(2) 高温下的反应：
Si+O2SiO2
Si+2Cl2 SiCl4
［讲］硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制成太阳能电池，可制成有良好导磁性、耐酸性的合金。半导体晶体管及芯片的出现,促进了信息技术革命。请大家阅读教材P79-80上的内容，了解一下硅的用途。
［投影小结］
①信息技术的关健材料，——半导体、晶体管、芯片。
② 半导体性能——将太阳能转换为光能的重要材料——光电池
③ 硅合金
［板书］5、硅的制备
(1) 工业上制粗硅
SiO2 + 2C Si+2CO ↑
石英砂 焦炭 电炉中 粗硅
(2) 由粗硅制纯硅
Si+2Cl2 SiCl4
SiCl4+2H2Si+4HCl
［总结］本节课我们学习了硅酸盐的重要用途及性质，了解了硅酸钠的特性------耐火。知道了Si单质的重要用途。从结构上、从周期表的位置，进一步理解了Si的性质。21世纪人类所面临的重大问题之一是能源危机。而从书上我们了解到Si是具发展前景的新能源材料。同学们，随着人类对Si及其化合物的认识越来越深刻，随着科学技术的不断发展，我们有理由相信Si及其化合物对人类作出更大的贡献，给人类带来更大的惊喜!
［自我评价］
1、下列关于硅的说法不正确的是( )
A、硅是非金属元素，它的单质是灰黑色，有金属光泽的固体
B、硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。
C、硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应
D、加热到一定温度时，硅能与氧气、氯气等非金属反应
2、下列关于碳和硅的叙述中，不正确的是( )
A、氧化物都能与氢氧化钠溶液反应
B、单质在加热时都能跟氧气反应
C、氧化物溶于水都生成相应的酸
D、碳和硅两种元素都有同素异型体
C
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