PAGEPAGE6無機非金屬材料的主角——硅一、二氧化硅和硅酸三維目標學問與技能1.了解硅在自然界中的含量、存在、用途。2.了解二氧化硅的物理性質，駕馭二氧化硅的化學性質。3.了解硅的基本性質。4.初步培育學生自主查閱資料的實力。5.使學生初步駕馭化學試驗基本操作、基本技能。過程與方法1.自主學習，培育學生自學實力。2.活動探究，通過硅與碳、二氧化硅與二氧化碳的比較，培育學生的歸納實力、比較實力。情感、看法與價值觀1.培育學生學習元素化合物的正確方法：結構確定性質、性質確定用途。2.通過對硅及其用途的學習使學生酷愛自然，酷愛化學。教學重點二氧化硅的用途、性質，硅酸的性質教學難點二氧化硅的性質、結構教具打算多媒體、投影儀、水晶石、一段光纜、試管、燒杯、膠頭滴管、啟普發生器、NaOH溶液、Na2SiO3溶液、HCl、H2SO4溶液教學過程導入新課（多媒體播放幻燈片）1.錦繡中華——巍巍昆侖山——氣概磅礴的東岳泰山——奇峰峻嶺的黃山2.廣袤的土地——塔克拉瑪干大沙漠——漂亮的長江三角洲師：我們生存的地球，她堅硬的地殼是由什么構成的？巖石，構成巖石的主要成分是硅酸鹽及硅的氧化物。（多媒體投出課題：無機非金屬材料的主角——硅）師：從古至今，在無機非金屬材料中，硅始終都扮演著主要的角色。［多媒體播放幻燈片］中國古代的瓷器推動新課師：硅的原子結構示意圖為：硅與碳原子結構相像，在反應中，硅既不簡潔失去電子，也不簡潔得到電子，主要形成四價的共價化合物。師：硅在自然界中主要以二氧化硅及硅酸鹽的形式存在，最常見的沙子中，就含有硅的氧化物——SiO2。［板書］一、二氧化硅和硅酸師：請同學們思索：在自然界中有大量游離態的碳，但卻沒有硅，這說明白什么？（多媒體投影資料長片SiO2、CO2的穩定性比較）［板書］1.二氧化硅（SiO2）生：看書，了解SiO2的俗名、在地殼中的含量。［活動與探究］思索：C、Si原子結構相像，形成的氧化物CO2、SiO2性質卻有很大的差別，請思索，這主要是什么緣由構成的？生：CO2是氣體，SiO2是固體。C、Si原子結構有相像之處，最外層都只有4個電子，但形成的氧化物性質卻不同，可能是Si、C的結構不同造成的。可能是SiO2、CO2的結構不同。（多媒體動畫［SiO4］的正四面體結構）［學問拓展］（多媒體動畫“干冰”的空間結構示意圖）師：SiO2與CO2的性質有明顯差別，其根本緣由在于它們的空間結構不同。師：展示水晶、瑪瑙、石英坩堝、一段光纜。師：水晶是自然界中六方柱狀的透亮晶體，瑪瑙的成分也是SiO2，它們除了一些常見的可作飾物等用途外，SiO2在工業上用途也特別廣泛，例如：以石英為材料而制成的光導纖維在電信行業的應用等。（多媒體播放幻燈片SiO2的用途）師：結合已有的關于水晶、沙子主要成分也是SiO2的學問，請同學們思索：SiO2的物理性質有哪些，化學性質有哪些，并留意與CO2作比較。二氧化硅二氧化碳化學式物理性質化學性質可能的說明師：常識告知我們SiO2難溶于水，熔點很高，化學性質也很穩定。現在讓我們通過試驗來證明。［活動與探究］SiO2分別與鹽酸、H2SO4、HNO3、HF（氫氟酸）反應現象、方程式結論SiO2HClH2SO4HNO3HF師：HF是唯一可以與SiO2反應的酸。［板書］SiO2+4HF====SiF4↑+2H2O師：一般玻璃都是光滑、透亮的，但是，同學們也常見到一些玻璃制品,如玻璃鏡、門窗等畫有許很多多漂亮的圖案，這些圖案是怎么“繪上”去的呢？——就是利用氫氟酸和SiO2反應的原理。師：已知SiO2是酸性氧化物，結合初中的學問，請同學們說出SiO2還可能具有哪些性質？探討：生：與堿反應。與堿性氧化物反應。師：請分別寫出CO2、SiO2與H2O、CaO、Na2O、Ca（OH）2、NaOH反應的化學方程式。生：CO2+Na2O====Na2CO3CO2+CaO====CaCO3CO2+H2O====H2CO3SiO2+Na2O====Na2SiO3SiO2+CaO====CaSiO3CO2+2NaOH====Na2CO3+H2OCO2+Ca（OH）2====CaCO3↓+H2OSiO2+2NaOH====Na2SiO3+H2OSiO2+Ca（OH）2====CaSiO3+H2OSiO2+H2O不反應師：SiO2具有酸性氧化物的通性，與堿反應生成鹽和水。［例題剖析］（例1）玻璃的主要成分之一是二氧化硅。能在玻璃上進行蝕刻，將其制成毛玻璃和雕花玻璃的物質是()A.燒堿B.純堿C.氫氟酸D.鹽酸師：請同學們思索，并說明其緣由。生：選AC，因為，燒堿和氫氟酸都能與玻璃中的二氧化硅反應；選C，因為，燒堿和二氧化硅反應須要加熱，所以，只選C而不選A。師（總結）：正確的答案應當為C。因為，在常溫下，雖然燒堿和二氧化硅能反應：SiO2+2NaOH====Na2SiO3+H2O，但該反應的速率很慢，不適于進行玻璃加工。氫氟酸（HF）能和SiO2發生反應：SiO2+4HF====SiF4↑+2H2O，利用這個反應可以進行玻璃雕花。解答：C［板書］2.硅酸師：SiO2難溶于H2O，其對應的水化物叫硅酸，硅酸也難溶于水。在試驗室里用可溶性的硅酸鹽與其他酸反應而制得。［活動與探究］把稀鹽酸滴加到Na2SiO3溶液中，可能發生什么現象？該反應的原理是什么？生：分組做試驗41，并完成下表現象結論反應方程式反應原理［學問拓展］把稀H2SO4加入到Na2SiO3溶液中，又會產生什么現象？現象結論反應方程式反應原理［活動與探究］1.把CO2通入Na2SiO3溶液中，會發生什么現象？師：打開一袋裝食品，取出里面一小包展示給同學們看，并問：這是什么？生：保鮮劑干燥劑師：干燥劑。有的是生石灰，有的是“硅膠”，什么是“硅膠”呢？請看書P76。［例題剖析］（例2）CO2通入下列各溶液中，不行能產生沉淀的是()A.氯化鈣溶液B.石灰水C.飽和碳酸鈉溶液D.硅酸鈉溶液師：請一個同學回答并簡要說明其緣由。生：選A。CaCl2+CO2+H2O→不反應，B中通入CO2產生CaCO3沉淀，C中會產生NaHCO3沉淀，D中會析出硅酸沉淀。師（總結）：分析得很好。解答：A［學問拓展］假如把上題改成“足量的CO2通入下列各溶液中，可能產生沉淀的是”則又選什么？生：選CD。師（總結）：解題時，要留意審題，要能夠舉一反三。答案：CD（例3）下列氧化物按其形成的含氧酸酸性遞增依次排列的是()A.SiO2<CO2<SO3<P2O5B.SiO2<CO2<P2O5<SO3C.CO2<SiO2<P2O5<SO3D.CO2<P2O5<SO3<SiO2師：還是請同學們先分析。生：幾種酸性氧化物所形成的酸分別為：H2SiO3、H2CO3、H3PO4、H2SO4。其中，硫酸為強酸，磷酸為中強酸，碳酸、硅酸為弱酸。但是，硅酸的酸性最弱，所以，應當選B。師：正確。解答：B［課堂小結］本節課我們學習了一種重要的非金屬元素硅及其化合物二氧化硅和硅酸，了解了SiO2的重要性質及用途。知道了晶瑩透亮的水晶、五彩斑斕的瑪瑙與一般沙子的化學成分并沒有什么兩樣。知道了SiO2在當前信息時代、IT產業中的重要作用。化學學問可以幫助我們相識、了解世界，我們也可以用學過的化學學問進行獨創、創建，造福人類。板書設計1.SiO2（1）SiO2的存在：（2）SiO2的結構：（3）SiO2用途：（4）SiO2的性質①物理性質：②化學性質：2.硅酸(1)性質：①NaOH，②加熱（2）用途：3.小結：SiO2的性質、SiO2的用途活動與探究1.用本節課所學的學問，在一玻璃片上用氫氟酸雕刻出漂亮的圖案，圖案自行設計。（提示：可以先在一玻璃片上涂上一層石蠟，然后畫出圖案，把氫氟酸滴在圖案上，過一段時間，去掉石蠟，視察）2.上網查找資料：SiO2的用途。3.利用中學試驗室常見的儀器及藥品，設計一簡潔試驗，證明硅酸的酸性比碳酸弱，完成一份試驗報告。附：試驗報告示例試驗名稱__________________日期__________天氣__________試驗目的試驗原理試驗儀器及藥品試驗步驟試驗現象說明、化學方程式1234隨堂練習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.硅石答案:A2.可以用來制取半導體材料（如大規模集成電路）的是（）A.二氧化硅B.粗硅C.高純硅D.硅酸鹽答案:C3.NaOH、KOH等堿性溶液可以貯存在（）A.具有玻璃塞的細口瓶中B.具有玻璃塞的廣口瓶中C.帶滴管的滴瓶中D.具有橡膠塞的細口瓶中答案:D4.二氧化硅屬于酸性氧化物，理由是()A.Si是非金屬元素B.SiO2對應的水化物是可溶性弱酸C.SiO2與強堿反應生成鹽和水D.SiO2不能與酸反應答案:C5.下列物質中，能夠與NaOH溶液反應的是（）A.碳酸鈉B硅酸鈉C.二氧化硅D.氫氧化鋁答案:CD6.在SiO2+3CSiC+2CO↑反應中，氧化劑和還原劑的質量比為（）A.36∶30B.60∶36C.2∶1D.1∶答案:D7.現代建筑的門窗框架常用電解加工成的古銅色硬鋁制造。取硬鋁樣品進行如下試驗（每一步試劑均過量），由此可以推知硬鋁的組成為（）A.Al、Cu、Mg、Si、MnB.Al、Mg、Si、ZnC.Al、Fe、C、CuD.Al、Si、Zn、Na答案:A8.用多種方法鑒別Na2CO3和SiO2兩種白色粉末物質(注：①能夠寫化學方程式的寫出化學反應方程式；②鑒別方法可以不用填滿，若序號不夠也可以自己再添)。①_____________________________________________________________________________。②_____________________________________________________________________________。③_____________________________________________________________________________。答案:①焰色反應法：焰色反應為黃色的是Na2CO3，余者為SiO2②酸液產氣法：分別取少許待測粉末，滴加稀鹽酸，能夠產生氣體的是Na2CO3,不反應的是SiO2。化學方程式：Na2CO3＋2HCl====2NaCl＋H2O＋CO2↑9.為了測定人體新陳代謝呼出氣體中CO2的體積分數，某學生課外小組設計了如下圖的試驗裝置。試驗中用過量NaOH溶液汲取氣體中的CO2，精確測量瓶Ⅰ中溶液汲取CO2后的增重及剩余氣體的體積（試驗時只用嘴吸氣和呼氣）,請填空。(1)圖中瓶Ⅱ的作用是___________________________________________。(2)對試驗裝置尚有如下四種建議，你認為合理的是______________。（填代號）A.在E處增加CaCl2干燥管B.在F處增加CaCl2干燥管C.在E和F兩處增加CaCl2干燥管D.不必增加干燥管(3)將插入溶液的管子下端改成具有多孔的球泡（圖中的Ⅲ），有利于提高試驗的精確度,其理由是____________________________