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無機非金屬材料硅的教案
第一節(jié) 無機非金屬材料的主角——硅
教材分析：
[展示]二氧化硅的結(jié)構(gòu)模型
[師]二氧化硅晶體，基本結(jié)構(gòu)單元是正四面體，每個Si結(jié)合4個O，每個O結(jié)合2個Si，形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
正是這種結(jié)構(gòu)，決定了其具有優(yōu)良的物理和化學性質(zhì)。
[思考與交流] 請根據(jù)SiO2的存在和應(yīng)用思考:
二氧化硅具有哪些物理性質(zhì)？化學穩(wěn)定性如何?你的根據(jù)是什么？SiO2的這些性質(zhì)是由什么決定的？
[學生活動]
[歸納、總結(jié)、板書]
�、傥锢硇再|(zhì)：熔點高、硬度大
�、谟猛荆航ㄖ牧�、飾品、工藝品
③化學性質(zhì)：穩(wěn)定性好
[過渡]下面我們一起來看看SiO2的化學性質(zhì)，玻璃的主要成分是二氧化硅和硅酸鹽，我們通過其性質(zhì)，來看SiO2的性質(zhì)。
[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(zhì)穩(wěn)定，不能夠跟一般的酸發(fā)生反應(yīng)，除HF外。
[板書]a、不與酸反應(yīng)，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(yīng)，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(zhì)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(jié)]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(yīng)。
[板書]b、與堿性氧化物反應(yīng)
C、與堿反應(yīng)
SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O
[師]正是因為其能與NaOH發(fā)生反應(yīng)，所以其瓶塞使用的是橡膠塞。
[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(yīng)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3l 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(jié)、歸納、板書]2、硅酸
實驗過程：
現(xiàn)象：紅色消失，生成白色凝膠
結(jié)論：硅酸鈉轉(zhuǎn)化為硅酸
反應(yīng)：Na2SiO3＋2HCl＝H2SiO3(膠體)+2NaCl
[師]硅酸凝膠經(jīng)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。
[課堂練習] 1、下列各組物質(zhì)有關(guān)性質(zhì)關(guān)系的比較，正確的是（ ）
A.溶解性：CO2H2CO3
C.熔點：SiO2 > CO2（干冰） D.硬度： SiO2<CO2
2、要除去SiO2中的CaO雜質(zhì)，最適宜的試劑是（ ）
A、純堿溶液 B、鹽酸
C、硫酸 D、氫氧化鈉溶液
[總結(jié)]本節(jié)課我們主要學習了二氧化硅的存在、用途、性質(zhì)和硅酸的制取、用途。需要重點掌握二氧化硅的性質(zhì)和硅酸的制取。
板書設(shè)計：
§4-1無機非金屬材料的主角——硅
1、二氧化硅 SiO2
�、傥锢硇再|(zhì)：熔點高、硬度大
�、谟猛荆航ㄖ牧�、飾品、工藝品
�、刍瘜W性質(zhì)：穩(wěn)定性好
a、不與酸反應(yīng)，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(yīng)
C、與堿反應(yīng)
SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O
2、硅酸
實驗過程：
現(xiàn)象：紅色消失，生成白色凝膠
結(jié)論：硅酸鈉轉(zhuǎn)化為硅酸
反應(yīng)：Na2SiO3＋2HCl＝H2SiO3(膠體)+2NaCl
教學反思：
教學過程: (第二課時)
[復(fù)習引入] 上節(jié)課我們學習了二氧化硅的性質(zhì)和用途和硅酸的制取用途。
對照它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，寫出相應(yīng)的方程式。
[學生活動]書寫相關(guān)的化學方程式。
[創(chuàng)設(shè)情境]在農(nóng)田的施肥中，如何才能使 ，＋更大程度的吸收呢？聯(lián)系膠體的性質(zhì)進行思考。
[學生活動]閱讀P77 ，科學視野。
[師]硅酸鹽巖石長期在水和大氣中二氧化碳侵蝕下，風化為黏土，并且形成土壤膠體。土壤膠體帶負電，與 ，＋等營養(yǎng)離子相結(jié)合，使土壤具有保肥作用。
土壤、巖石中都含有大量硅酸鹽，硅酸鹽在自然界中分布極廣，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，大多數(shù)不溶于水，化學性質(zhì)穩(wěn)定。
[展示]Na2SiO3溶液
[師]SiO2與NaOH反應(yīng)生成的Na2SiO3就一種最簡單的硅酸鹽，其能夠溶于水，水溶液俗稱為水玻璃，是制備硅膠和木材防火劑的主要原料。
[實驗4-2]取兩個濾紙片，分別浸在水和水玻璃中，取出，放在酒精燈外焰上。
[學生活動]觀察、填表。
放入蒸餾水放入Na2SiO3飽和溶液
現(xiàn)象
結(jié)論
[師]浸泡在Na2SiO3飽和溶液的濾紙不能燃燒，所以其可以作木材的防火劑。
[師]看圖4-8 應(yīng)用廣泛的硅酸鹽產(chǎn)品
[學生活動]閱讀課本P78-79內(nèi)容，填寫下表
[板書]
原料生產(chǎn)設(shè)備主要成分
水泥
玻璃
陶瓷
[師]以上我們介紹的是傳統(tǒng)的無機非金屬材料，現(xiàn)在非金屬材料發(fā)展迅速，出現(xiàn)了許多具有特殊功能的材料。
介紹SiC、硅鋼、硅橡膠、新型陶瓷等內(nèi)容。
[學生活動]閱讀課本P79，單質(zhì)硅，完成下列問題。
[板書] (1)硅單質(zhì)的存在形式：有__________和 ________兩種。
(2)物理性質(zhì)：________________________________________。
(3)化學性質(zhì)：常溫下___________。
(4)硅的用途：高純硅是良好的_______材料,于制造集成電路、太陽能電池等。
[師]指導(dǎo)學生完成，并介紹相關(guān)內(nèi)容
[課堂練習]
1、熔融燒堿應(yīng)選用的器皿是（ ）
A.石英坩堝 B.普通玻璃坩堝
C．鐵制坩堝 D．陶瓷坩堝
2、生產(chǎn)水泥、普通玻璃都要用到的主要原料是（ ）
A.黏土 B.石灰石
C.純堿 D.石英
3、下列所列各物質(zhì)的用途中，不正確的是
A．石英砂：制玻璃、制單晶硅 B．硅膠：干燥劑、吸附劑、催化劑載體
C．碳化硅：砂紙、砂輪 D．硅酸：粘合劑、耐火材料
[總結(jié)]這節(jié)課我們主要學習了硅酸鹽和單質(zhì)硅的相關(guān)知識。需要重點掌握傳統(tǒng)的無機非金屬材料水泥、玻璃、陶瓷的原料，生產(chǎn)過程和主要成分，以及硅做半導(dǎo)體的特性的用途。
板書設(shè)計：
3、硅酸鹽
原料生產(chǎn)設(shè)備主要成分
水泥
玻璃
陶瓷
4、硅單質(zhì)
(1)硅單質(zhì)的存在形式：有__________和 ________兩種。
(2)物理性質(zhì)：________________________________________。
(3)化學性質(zhì)：常溫下___________。
(4)硅的用途：高純硅是良好的_______材料,于制造集成電路、太陽能電池等。
教學反思：
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