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視頻標簽：無機非金屬,材料主角,硅
所屬欄目：高中化學優質課視頻
視頻課題：人教版化學必修一第四章非金屬及其化合物《無機非金屬材料主角—硅》河南省優課
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人教版化學必修一第四章非金屬及其化合物《無機非金屬材料主角——硅》 河南省優課
二氧化硅和硅酸 教案
教材分析：
硅是帶來人類文明的重要元素之一，硅及其化合物是元素化合物知識的重要基礎知識。本節內容不僅為形成化學基本觀念提供感性基礎，也為了解化學與生活，化學與社會發展，化學與技術進步之間的密切關系提供了豐富的素材。
本節的主要內容有硅在自然界中的存在形式、二氧化硅的性質、硅酸鹽的性質、硅及化合物的用途。在教學中可采用碳和硅（同一主族相鄰的兩種元素）進行對比，突出它們的相似性與不同性。另外多運用日常生活中的事例進行教學，聯系生產生活的實際，充分利用實物、模型、彩圖、實物照片等形式，增強教學的直觀行，激發學生的學習興趣，培養學生熱愛科學的情感。
教學目標：
知識與技能
1、了解硅的重要化合物的主要性質，認識硅及其化合物的主要用途。 2、聯系生產生活實際，培養學生對知識的遷移能力。
過程與方法
1、采用對比的方法，聯系碳、二氧化碳大等學生已有的知識、經驗來介紹硅、二氧化硅等新知識。
2、運用日常生活中事例進行教學，增強教學的直觀性。
情感態度與價值觀
1、認識硅及其化合物的廣泛喲鷗鳥國土，體會化學的創造性與實用性，并關注化學有關的實際問題。
2、利用實物、模型及學生自己手機的有關實物或照片，激發學生的學習興趣，培養學生熱愛科學的情感。
3、通過動手實驗，培養學生實事求是的科學態度。
教學重點：
二氧化硅的性質
教學難點：
硅酸的制備原理
教學方法：
對比法、討論法、實驗法、講授法
教學過程：
[導入]美國的硅谷——位于美國西海岸加利福尼亞州北部舊金山南郊，圣克拉拉縣和圣胡安兩城之間的一條長４８公里，寬１６公里的長條形地帶上。由于它集中了全世界９0％以上的著名半導體公司（思科、英特爾、惠普、朗訊、蘋果） ，而半導體的基本元件是硅片，所以該地區被稱為“硅谷”。該地區客觀上成為美國高新技術的搖籃， 現在硅谷已成為世界各國半導體工業聚集區的代名詞。也是高新科技的象征。
[師]既然硅這么重要，那么他是如何存在，有些什么性質呢？ [板書]§4-1無機非金屬材料的主角——硅
[師]主角，我們足以看出硅的地位。我們看課本P46 圖3-1，硅在地殼中的含量居第二，僅次與氧。
硅的氧化物及硅酸鹽構成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤、約占地殼總量的90%以上。 [學生活動]看圖4-1
[師]大家在元素周期表中找到硅，并且寫出硅和碳的原子結構示意圖。 [學生活動]
C Si
[師]它們最外層均為四個電子，既不容易得到也不容易失去，性質穩定。但他們卻是不可以忽視的：碳--統治了有機界：碳是構成有機物的主要元素；硅—統治了無機礦物界：硅是構成巖石與許多礦物的基本元素。
下面我們的學習就圍繞著碳和硅的相似性進行學習。 [學生活動]回顧碳的相關知識
存在 酸性氧化物 弱酸 性質
[師]閱讀課本P74-76頁內容，從碳的性質總結硅、二氧化硅、硅酸的性質。 [學生活動] [思考]
比較碳、硅親合氧的能力及硅在自然存在形式？ [歸納] ①硅的親氧性強于碳的親氧性。
②因此硅元素在氧化氣氛包圍的地球上，硅主要以SiO2及硅酸鹽形式存在。 [板書]1、二氧化硅 SiO2
[師]從課本P74-75的內容，大家對二氧化硅進行樹型分類？ [學生思考、書寫]
[展示]二氧化硅的結構模型
[師]二氧化硅晶體，基本結構單元是正四面體，每個Si結合4個O，每個O結合2個Si，形成空間網狀結構。
正是這種結構，決定了其具有優良的物理和化學性質。 [思考與交流]
請根據SiO2的存在和應用思考:
二氧化硅具有哪些物理性質？化學穩定性如何?你的根據是什么？SiO2的這些性質是由什么決定的？ [學生活動]
[歸納、總結、板書]
① 物理性質：熔點高、硬度大
② 用途：建筑材料、飾品、工藝品 ③ 化學性質：穩定性好
[過渡]下面我們一起來看看SiO2的化學性質，玻璃的主要成分是二氧化硅和硅酸鹽，我們通過其性質，來看SiO2的性質。
[師]我們可以用玻璃瓶來裝試劑：酸、堿、鹽，這可以看出其化學性質穩定，不能夠跟一般的酸發生反應，除HF外。 [板書]a、不與酸反應，氫氟酸除外 SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O 用途：可以在玻璃上雕刻花紋等
[師]因為HF酸可以和SiO2反應，所以HF的保存就不能使用玻璃瓶，而用塑料或橡膠瓶，我們可以用這個性質在玻璃上雕刻花紋，量器上雕刻刻度等。 [展示]裝有NaOH的試劑瓶
[思考]一般的試劑瓶都使用玻璃瓶塞，而這個試劑瓶使用的是橡膠塞，為什么？ [思考、討論]
[總結]我們開始將CO2和SiO2比較，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，即能與堿、堿性氧化物反應。 [板書]b、與堿性氧化物反應
32CaSiO CaO
SiO高溫
C、與堿反應
SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O
[師]正是因為其能與NaOH發生反應，所以其瓶塞使用的是橡膠塞。 [學生活動]討論思考與交流的問題 [過渡]CO2溶于水生成H2CO3，SiO2我們知道它是不能溶于水的，它有沒有對應的酸呢？如何制取呢？
[思考]碳酸的制取，使用的是強酸制弱酸的方法，那么硅酸是不是也可以使用同樣的方法獲得呢？
[探究實驗4-1]試管中取3ml Na2SiO3溶液，滴入2滴酚酞，逐滴加入稀HCl，邊加邊振蕩，至紅色變淺并接近消失時停止。 [學生活動]觀察、思考
[總結、歸納、板書]2、硅酸 實驗過程：
現象：紅色消失，生成白色凝膠 結論：硅酸鈉轉化為硅酸
反應：Na2SiO3＋2HCl＝H2SiO3(膠體)+2NaCl
[師]硅酸凝膠經干燥脫水后的到多空的硅酸干凝膠，稱為“硅膠”。硅膠多空，吸附水的能力強，常用作實驗室和袋裝食品、瓶裝藥品的干燥劑，也可以作催化劑的載體。 [學生活動]討論導學案上思考與交流的兩個問題。 [師]提問學生回答，總結
[課堂練習]
1．下列物質中主要成分不是二氧化硅的是 （ ）
A．硅膠 B．水晶 C．瑪瑙 D．硅石
2．NaOH、KOH等堿性溶液可以貯存在下列哪種試劑瓶中（ ）
A．具有玻璃塞的細口瓶 B．具有玻璃塞的廣口瓶
C．帶滴管的滴瓶 D．具有橡膠塞的細口瓶
3．賞心悅目的雕花玻璃是用下列物質中的一種對玻璃進行刻蝕而制成的，這種物質是 （ ）
A．鹽酸 B．氫氟酸 C．燒堿 D．純堿
4．①氫氟酸；②濃H2SO4；③燒堿溶液；④Na2CO3固體；⑤氧化鈣；⑥ 濃HNO3，其中在一定條件下能與SiO2反應的有 （ ）
A．①②⑥ B．全部 C．①③④⑤ D．②③⑥ 5．能證明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的實驗事實是（ ） A．CO2溶于水形成碳酸，SiO2難溶于水 B．CO2通入可溶性硅酸鹽中析出硅酸沉淀 C．高溫下SiO2與碳酸鹽反應生成CO2 D．氯化氫通入可溶性碳酸鹽溶液中放出氣體，通入可溶性硅酸鹽溶液中生成沉淀
[總結]本節課我們主要學習了二氧化硅的存在、用途、性質和硅酸的制取、用途。需要重點掌握二氧化硅的性質和硅酸的制取。
板書設計：
§4-1無機非金屬材料的主角——硅 1、二氧化硅 SiO2
① 物理性質：熔點高、硬度大 ② 用途：建筑材料、飾品、工藝品 ③ 化學性質：穩定性好
a、不與酸反應，氫氟酸除外
SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O 用途：可以在玻璃上雕刻花紋等
b、與堿性氧化物反應
32CaSiO CaO
SiO高溫
C、與堿反應
SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O 2、硅酸
實驗過程：
現象：紅色消失，生成白色凝膠 結論：硅酸鈉轉化為硅酸
反應：Na2SiO3＋2HCl＝H2SiO3(膠體)+2NaCl
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