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用心爱心专心1第四章非金属及其化合物无机非金属材料的主角—硅教学目标：1、能说出二氧化硅的主要物理性质。2、知道二氧化硅的主要化学性质。3、能了解硅酸的制取和性质。4、指导学生搜集并观察身边及生活环境中的石英、砂石、水晶、各种含硅矿物、粘土等实物，分析比较其性状（硬度、色泽）等物理性质的异同，训练学生的观察能力。教学重点：二氧化硅的主要化学性质。教学过程：[导课]问题：1、结合元素周期表回答：非金属元素种类？在周期表中的位置?2、地壳中氧和硅的含量？3、大气中氧和氮的含量？4、影响大气质量的气态氧化物主要有哪些？5、人体生理必须的食用盐是什么物质？[学生阅读]P60前言回答以上问题。[板书第四章非金属元素及其化合物[引言]二氧化硅、粘土等物质在现代科技、工农业生产中发挥着很大的作用，今天我与同学们一起到硅“家里”作客，探讨一下其中的“秘密”。[板书]第一节无机非金属材料的主角—硅[设问]谁知道硅在地壳中的含量？[回答]硅是自然界中分布很广的一种元素，它的含量仅次于氧居第二位，为26．3%。［投影］图４—１硅的广泛存在［讲述］硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中的大部分岩石、沙子和土壤，约占地壳质量９０％以上。各种各样的硅酸盐和水、空气和阳光构成了人类及生物生存的根基。自古至今，在无机非金属材料中，硅一直扮演者主角的角色。［问题］碳和硅元素结构上又和不同？推测硅单质的性质有哪些？［学生阅读］Ｐ６２中间自然段。［回答］硅位于元素周期表ⅣＡ，与碳元素同族。原子最外层均有四个电子。硅同碳元素一样，其原子即不容易失去电子又不容易得到电子，主要形成四价的化合物。［导课］下面我们学习硅的两种重要化合物［板书］一、二氧化硅和硅酸［投影］金刚石、晶体硅、二氧化硅的晶体模型及水晶标本。［讲述］硅为亲氧元素，在地球上硅主要是以熔点很高的氧化物及硅酸盐形式存在；而碳主要形成石灰岩和碳酸盐矿物，碳的氧化物二氧化碳通过光合作用进入以碳为骨架的有机世界。［板书］１、二氧化硅（ＳｉＯ２）［讲述］地球上天然二氧化硅成为硅石，约占地壳质量的２０％，存在形态有结晶性和无定性两种。［投影］二氧化硅晶体模型：用心爱心专心2［阅读］科学视野。［讲解］将晶体硅结构中的每一个“硅-硅”共价键打开，并在其间夹入一个氧原子，就形成了二氧化硅的晶体。这样，每个硅原子和四个氧原子以共价键结合，形成以该硅原子为中心的正四面体型结构，这种正四面体型结构向空间伸展，就形成了具有空间网状结构的原子晶体。由于每个氧原子同时和两个硅原子成键，所以二氧化硅晶体中，硅氧原子数之比为1∶2，SiO2只表示一种比例关系，并不表示晶体中存在SiO2的小分子。［展示］水晶与玛瑙示意图：［讲述］水晶—石英中无色透明的晶体；具有彩色环带状或层状的称为玛瑙。二氧化硅可用来做光导纤维。［投影］［讲述］石英可用来做石英钟、石英表，耐高温的石英玻璃；水晶可以用来制造电子工业中的重要部件、光学仪器、工艺品、眼镜片等，含有有色杂质的石英，还可用于制造精密仪器轴承，耐磨器皿和装饰品等。［板书］（１）物理性质：坚硬、难溶固体（２）化学性质：［投影展示］SiO2与CO2化学性质的比较物质二氧化硅(SiO2)二氧化碳(CO2)与水反应与酸反应与碱反应与碱性氧化物反应与碳反应［学生交流］老师补充完善答案。［讲解］从上表可以看出，二氧化硅能与碱反应生成相应的盐和水，是一种酸性氧化物，它不能溶于水得到相应的酸——硅酸。［强调］酸性氧化物一般不与酸发生化学反应，而二氧化硅却能与氢氟酸发生反应，这也是工业上用氢氟酸雕刻玻璃的反应原理。以上两点，属二氧化硅的特性。由此，我们可总结出二氧化硅的主要化学性质为：［讲解并板书］不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应用心爱心专心31、酸性氧化物SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+CaO===CaSiO32、氧化性：SiO2+2C===Si+2CO3、特殊性：SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O［思考］已知玻璃中含有SiO2，而硅酸钠又是一种粘合剂，回答为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？［回答］因为SiO2是酸性氧化物，能和碱起反应，容易使瓶塞和瓶颈粘在一起而不能打开。［过渡］刚才我们提到二氧化硅不能溶于水得到相应的酸——硅酸。那么，硅酸是怎样的一种酸？它怎样制得呢？下面我们就来学习这个问题。［板书］２.硅酸(H2SiO3)［讲述］硅酸是一种比碳酸还要弱的酸，它不溶于水，不能使指示剂变色，是一种白色粉末状的固体。硅酸易形成胶体溶液，浓度较大时，则形成硅酸凝胶，再经脱水，形成硅酸干胶，称为“硅胶”。硅胶是常用的干燥剂及催化剂的载体。［投影］［板书］（１）不溶于水，酸性比碳酸弱。［实验４—１］试管中加入３～５ｍｌＮａ２ＳｉＯ３饱和溶液，滴入２～３滴酚酞试液，再用教头滴管逐滴滴入稀盐酸，边滴边震荡，至红色变浅并接近消失停止，记录现象。现象结论化学方程式［讲解并板书］（２）Na2SiO3+2HCl+H2O====H4SiO4↓+2NaClNa2SiO3+CO2+2H2O====H4SiO4↓+Na2CO3［讲解］生成的H4SiO4叫原硅酸，是一种白色胶状物质，不溶于水，在干燥的空气中易失水变成硅酸。［板书］H4SiO4====H2SiO3+H2O[投影练习]1.熔融烧碱应选用的器皿是A.石英坩埚B.生铁坩埚C.普通玻璃坩埚D.陶瓷坩埚答案：B2.下列说法正确的是A.硅的化学性质不活泼，在自然界中可以以游离态存在B.二氧化碳通入水玻璃可以得到原硅酸C.二氧化硅溶于水显酸性D.二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸答案：B[小结]略[作业]P694高温高温用心爱心专心4附板书计划：第四章非金属元素及其化合物第一节无机非金属材料的主角—硅一、二氧化硅和硅酸１、二氧化硅（ＳｉＯ２）（１）物理性质：坚硬、难溶固体（２）化学性质：不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应酸性氧化物—SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+CaO===CaSiO3氧化性—SiO2+2C===Si+2CO特殊性—SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O２.硅酸(H2SiO3)（１）不溶于水，酸性比碳酸弱。（２）Na2SiO3+2HCl+H2O====H4SiO4↓+2NaClNa2SiO3+CO2+2H2O====H4SiO4↓+Na2CO3H4SiO4====H2SiO3+H2O高温高温