1、无机非金属材料的主角硅（2） 教学方案(设计)课 题 无机非金属材料的主角硅 课型 讲授型授课教师教材版本 人教版 章节 第四章第一节三维目标知识与技能 : 1. 初步了解硅酸盐的重要用途及组成2. 掌握硅的物理性质和重要用途3. 掌握硅酸钠的化学性质过程与方法1. 通过对水泥工业的教学，培养学生的自学能力和表达能力2. 活动探究，通过硅与碳的比较，培养学生的归纳能力、比较能力情感态度与价值观1. 通过对玻璃、陶瓷工业现状及前景的介绍，激发学生学习化学的兴趣2. 通过对硅及其用途的学习使学生热爱自然、热爱化学教学重点硅酸盐的重要用途及组成，硅的物理性质和重要用途，硅酸钠的化学性质教学难点硅酸盐
2、的重要用途及组成，硅的物理性质和重要用途第二课时教学过程教师活动 学生活动 设计意图【复习导入】将上节课学习的知识回忆一遍【展示图片】岩石、黏土，它们的主要成分是什么？【提问】什么是硅酸盐，它是如何定义的？【讲述】硅酸盐是一类结构复杂的固态物质，大多数不溶于水，化学性质稳定【展示图片】自然界中的一些硅酸盐的图片及其化学式：锆石，红柱石，钙铝石榴子石；镁橄榄石【讲述】硅酸盐的种类多、结构复杂，其组成表示方法一般有两种：盐化学式法盐氧化物法【提问】硅酸盐的盐氧化物法书写有什么规律呢？1. 要领：各元素写成相应的氧化物，元素的价态保持不变，原子个数守恒2. 格式：金属氧化物、二氧化硅、水3. 顺序：
3、金属按活动顺序表例题：Al 2(Si2O5)(OH)4回忆，回答硅酸盐分析：硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。观看、思考听讲：盐化学式法：如硅酸钠：Na 2SiO3、硅酸钙：CaSiO 3 等，此法一般用于组成比较简单的硅酸盐；盐氧化物法：对于复杂的硅酸盐，通常用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成；如 Al2(Si2O5)(OH)4 写成Al2O32SiO22H2O听讲、笔记、练习1. 蛇纹石：H 4Mg3Si2O9 2.钙长石：CaAl 2SiO63.石棉：CaMg 3Si4O12 4.长石：KAlSi 3O85.普通玻璃：CaNa 2Si6O14 答案：1.3MgO2SiO22
4、H2O 2. CaOAl2O3SiO23. CaO3MgO4SiO2 4.KO2Al2O36SiO25. CaONa2O6SiO2 【过渡】上节课我们已经开始接触了硅酸钠，硅酸钠是最简单的硅酸盐，可溶于水，其水溶液俗称水玻璃 。 【提问】硅酸钠还具有哪些性质呢？【实验探究 1】1. 将硅酸钠加水溶解，并检验其溶液的酸碱性；2. 向硅酸钠溶液中通二氧化碳或滴加稀盐酸；3. 再向 2 中滴加氢氧化钠溶液【实验探究 2】取两条一样的干燥布条，分别放入蒸馏水和硅酸钠饱和溶液中，使之充分吸湿、浸透，取出稍沥干后，分别放置在酒精灯外焰处。观察现象。现象：1.硅酸钠溶于水，水溶液呈碱性；2.向其中通入二氧化
5、碳或滴加稀盐酸后都产生白色沉淀；在滴加氢氧化钠溶液，沉淀溶解分析：1.硅酸钠溶于水，水溶液呈碱性；2.由于硅酸是一种弱酸，酸性比碳酸还弱，利用强酸制弱酸的原理，所以向溶液中通二氧化碳或滴加稀盐酸有白色沉淀-硅酸生成，化学方程式：Na2SiO3 +H2O+CO2= Na2CO3 + H2SiO3（胶体）Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3（胶体）3.硅酸是一种酸，与碱可以发生酸碱中和反应，生成可溶于水的硅酸钠，所以在沉淀中加入氢氧化钠溶液，沉淀溶解，化学方程式为：H2SiO3 + 2NaOH = Na2SiO3 + 2H2O练习：写出这三个化学方程式的离子方程式：放入蒸
6、馏水 放入 Na2SiO3 饱和溶液现象 燃烧 无明火，不燃烧结论 Na2SiO3 不易燃烧，可作防火剂【小结】Na 2SiO3 溶液（水玻璃）木材防火、黏胶剂等【总结】硅酸钠是一种无色晶体，熔点高，可溶于水，水溶液俗称水玻璃，呈碱性。硅酸钠溶液中通入二氧化碳有沉淀生成，根据强酸制弱酸的原理说明 H2CO3 的酸性比 H2SiO3 强。所以 Na2SiO3应该密封保存。2. 硅酸钠硅酸钠是一种无色晶体，熔点高硅酸钠易溶于水，水溶液俗称水玻璃，呈碱性Na 2SiO3 易吸收空气中的 CO2：Na 2SiO3 +H2O+CO2= 2NaCO3 + H2SiO3（胶体 ） ，因此 Na2SiO3 要
7、密封保存Na 2SiO3 溶液（水玻璃）木材防火、黏胶剂等【展示图片】传统的三大硅酸盐产品【过渡】玻璃、水泥、陶瓷是传统的三大硅酸盐产品即传统材料。中国的陶器更是驰名世界，英文的“中国”china 一词又指陶器，这反映了在西方人眼中中国作为“陶器故乡”的形象。那么，这三大硅酸盐产品的主要成分，生产的原料以及是如何生产的呢？请同学们阅读课本后进行总结硅酸盐产品 水泥 陶瓷 玻璃制造原料 黏土、石灰石、石膏黏土、石英砂 纯碱、石灰石、石英主要设备 水泥回转窖 玻璃窖生产条件 高温煅烧 高温烧结 高温熔融主要成分 硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙复杂，主要是硅酸盐 硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅生产共同点 都
8、在高温下，发生了复杂的物理和化学变化，原料都有含硅的物质，产品都含有硅酸盐，且都是混合物。【思考】水泥的制造原料中加入石膏的作用是什么？调节水泥硬化速度另外，化学家还制成了其他一些具有特殊功能的含硅的物质，阅读后提取信息特殊功能含硅物质 碳化硅 硅钢 硅橡胶 分子筛性能 硬度很大 很高的导磁性 耐高低温，弹性好 均有微孔结构用途 砂纸、砂轮磨料 变压器铁芯 做零件、绝缘材料 吸附剂、催化剂【过渡】虽然硅的化合物随处可见，而且远古时期人类就已经开始加工和使用陶瓷，但硅的单质直到 18 世纪上半叶才由化学家制备出来。下面我们就一起来认识一下硅单质。结构决定性质，我们先来看看硅的结构【提问】根据硅的
9、结构，请推测单质硅有什么物理性质？【投影】单晶硅图片【展示图片】硅和碳的原子结构分析：与碳相似，硅单质有晶体形和无定形两种，硅晶体中每个硅原子都是以 4 个共价键和另外 4 个 Si 原子相连，形成空间正四面体的立体网状结构，类似于金刚石的结构【分析】单质硅的熔沸点高、硬度大【总结】1、存在和状态：(1)只有化合态，无游离态；(2)晶体硅和无定形硅。2、物理性质：灰黑色、有金属光泽，硬而脆的固体，熔沸点高。3.硅在元素周期表中处于金属与非金属的过渡位置，晶体硅的导电性处于导体与绝缘体之间，是良好的半导体材料。【思考与交流】单质硅的化学性质如何呢？【设问】从 20 世纪开始，硅成了信息技术的关键
10、材料，那么，硅单质能做什么呢？【图片展示】单晶硅的用途常温下，硅的化学性质不活泼，除氟气、氢氟酸、和强碱外，硅不与其他物质起反应。 Si+4HF=SiF 4+2H2 Si+2NaOH+H 2O=Na2SiO3+2H2(2)加热时：与某些非金属反应Si+O2 SiO2 Si+2Cl2 2SiCl2 Si+C SiC 【小结】硅的主要用途：用于制造硅芯片、集成电路、晶体管等半导体器件制造太阳能电池制造合金：硅钢【思考与交流】如何制取硅单质呢？【总结】SiO2 粗硅SiCl4 Si工业制粗硅：SiO2+2C 高 温 Si+2CO粗硅的提纯Si+2Cl2 高 温 SiCl4SiCl4+2H2 高 温
11、Si+4HCl【课堂小结】叫学生合上课本，一起回忆这节课我们学习了硅酸盐和硅单质，一 首先是硅酸盐，其表示方法有盐化学式法和盐氧化物法；硅酸盐的盐氧化物法书规律是 1.要领：各元素写成相应的氧化物，元素的价态保持不变，原子个数守恒 2.格式：金属氧化物、二氧化硅、水；3.顺序：金属按活动顺序表二 硅酸钠硅酸钠是一种无色晶体，熔点高硅酸钠易溶于水，水溶液俗称水玻璃，呈碱性Na 2SiO3 易吸收空气中的 CO2：Na 2SiO3 +H2O+CO2= 2NaCO3 + H2SiO3（胶体） ，因此Na2SiO3 要密封保存 Na 2SiO3 溶液（水玻璃）木材防火、黏胶剂等三 传统的三大硅酸盐产品
12、；特殊功能的含硅的物质四 硅单质 1、存在和状态：(1)只有化合态，无游离态；(2)晶体硅和无定型硅。2、物理性质：灰黑色、有金属光泽，硬而脆的固体，熔沸点高。3.晶体硅的导电性处于导体与半导体之间，是良好的半导体材料。4.化学性质常温下，硅的化学性质不活泼，除氟气、氢氟酸、和强碱外，硅不与其他物质起反应。(2)加热时：与某些非金属反应 5.硅的主要用途：用于制造硅芯片、集成电路、晶体管等半导体期间制造太阳能电池制造合金：硅钢+C高温+Cl2高温+H2高温【课堂练习】1.在自然界里，硅存在于地壳的各种矿物和岩石中的形式是 （D ）A.晶体硅 B.二氧化硅 C.硅酸 D.硅酸盐2.在炼铁、制玻璃
13、、制水泥三种工业生产中，都需要的原料是 （ B ）A.生石灰 B.石灰石 C.石英 D.纯碱3.氢氧化铝胶囊、碳酸氢钠粉剂因能同胃酸反应，曾用来治疗胃酸过多。三硅酸镁（2MgO3SiO 2 nH2O）和氢氧化铝一样，在治疗时作用持久。试写出三硅酸镁同胃酸的主要成分作用的离子方程式 2MgO3SiO2nH2O+4H+=2Mg2+3SiO2+(n+2)H2O 。4.下列叙述正确的是 （ ）A.酸均不能与酸性氧化物反应B.玻璃、陶瓷、水泥容器都不能贮存氢氟酸C.石灰抹墙、水泥砌墙过程的硬化原理相同D.石灰窑、玻璃熔炉出来的气体主要成分相同【板书设计】硅酸盐1. 表示方法：盐化学式法 盐氧化物法：2.硅酸钠硅酸钠是一种无色晶体，熔点高硅酸钠易溶于水，水溶液俗称水玻璃，呈碱性Na 2SiO3 易吸收空气中的 CO2：Na 2SiO3 +H2O+CO2= 2NaCO3 + H2SiO3（胶体） ，因此Na2SiO3 要密封保存Na 2SiO3 溶液（水玻璃）木材防火、黏胶剂等3 硅酸盐产品 ：水泥、陶瓷、玻璃4.硅存在与状态 物理性质 化学性质 用途【教学反思】：
