高中化学优质教案 硅酸盐和硅单质 教学设计必修文档格式.docx
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推进新课
师：
刚才我们所观看的幻灯片，从远古的陶瓷、秦砖汉瓦，到现代的摩天大楼，迅速发展的信息产业，无一不与硅酸盐、硅及其化合物有着密切的联系。
这一切的一切，无一不在影响、改变着我们的生活，这一切的一切也都充分展示了硅及硅酸盐经久不衰的魅力！
体现了它们重要的用途！
硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，在自然界分布极为广泛。
展示Na2SiO3、玻璃片、水泥、石棉，取一小团石棉、少量水泥于小烧杯中，加入少量的水，搅拌，观察现象。
取少量水泥，加入稀盐酸，观察。
取一玻璃碎片，在酒精灯上灼烧，观察变化。
生：
由上述实验及我们的生活常识可以知道：
硅酸盐结构很复杂，一般不溶于水，性质也很稳定。
做［实验42］
取两片滤纸，分别用蒸馏水和饱和Na2SiO3溶液润湿，之后，同时分别用镊子夹住放在酒精灯的外焰上点燃，观察现象。
干滤纸
用蒸馏水润湿
用Na2SiO3溶液润湿
现象
结论
请同学们结合课本及上述实验，对Na2SiO3的性质及用途加以总结。
（1）Na2SiO3是一种钠盐，易溶于水。
（2）Na2SiO3具有一定的黏性，可作黏合剂。
（3）Na2SiO3可作防火剂。
（4）Na2SiO3俗名水玻璃。
（5）Na2SiO3可作肥皂的填充剂。
展示实验盛放NaOH、Na2SiO3、稀盐酸、稀H2SO4的试剂瓶，请同学们比较其瓶塞的不同。
不同之处是：
NaOH、Na2SiO3溶液的试剂瓶塞是橡皮塞；
而HCl、H2SO4溶液的瓶塞为玻璃塞。
［知识拓展］
NaOH、Na2CO3溶液瓶塞相同,都是橡皮塞而不是玻璃塞。
你能推测可能是什么原因造成的吗？
请讨论。
Na2CO3溶液可能也和玻璃反应；
Na2CO3溶液某方面性质可能与NaOH溶液相似，能与玻璃中的某些成分反应；
Na2CO3溶液可能也与NaOH相似，显很强的碱性，也能与玻璃中的SiO2反应；
NaOH能与玻璃中的SiO2反应，生成具有一定黏性的Na2SiO3溶液，使瓶塞易被粘住，不易打开。
师（总结）：
同学们刚才分析得很好，也很有道理！
现在我们共同来分析一下NaOH、Na2CO3的组成。
它们都是离子化合物，且所含的金属阳离子都相同，因此，不同的性质应该由不同的阴离子所引起，即
的某些方面的性质可能与OH-的某些方面性质相似。
而以后的进一步学习会使我们明白这个道理：
正是由于
在水溶液中产生了大量的OH，使Na2CO3溶液也具有较强的碱性，能和玻璃中的SiO2反应，生成具有一定黏性的Na2SiO3溶液，易把瓶塞粘住，而不易打开。
同理，大家可以进一步分析、探究：
盛K2CO3溶液的试剂瓶塞用的是橡皮塞还是玻璃塞？
生（齐答）：
应该是橡皮塞。
展示K2CO3溶液的试剂瓶——真是橡皮塞！
同学们从初中乃至从小学就开始学习英语。
“China”一词大家都知道它的汉语翻译是“中国”，可是，同学们知道它的最根本的含义吗？
我知道！
它的本意指的是“瓷器”。
对！
中华民族是一个勤劳、善良、勇于创造的民族！
中华民族有着五千年光辉、灿烂的文明！
也只有五千年的文化底蕴，才能孕育出中华民族的智慧，才能磨炼出一双双巧夺天工之手！
才能为世人捧出一件件精美绝伦的陶瓷制品！
［多媒体播放］
1.陕西半坡出土的人面鱼纹彩陶盆
2.精美的清代花瓶
请同学们举例说明我们日常生活中有哪些物品是陶瓷制成的？
各有什么优良的性能？
碗、火锅、卫生洁具。
电源开关、贴墙壁的瓷砖。
高压线上挂的瓷环绝缘器。
……
同学们所举的事例，都是传统的硅酸盐陶瓷，它们有很多优良性能，为我们的生活、为人类的科技进步作出了很大的贡献。
受传统陶瓷某些特殊性能的启发，科技工作者在此基础上进行了一次又一次的创新，又研制出了许多种组成不同、性能更特殊的新型陶瓷。
看书，教材P79：
科学视野——新型陶瓷。
无机非金属材料家庭中的重要一员——新型陶瓷。
参考教材P79，另外，指导学生查阅资料补充。
硅酸盐种类繁多，结构也很复杂，为了方便起见，也为了便于同学们理解，通常用氧化物的形式来表示硅酸盐的组成：
硅酸盐中的Ｓi元素，以SiO2的形式表示，金属元素如Na、Ｋ、Ｍg、Ａl、Ca等，以它们常见的氧化物形式表示，Ｈ元素以Ｈ2Ｏ的形式表示。
方法：
（1）找出组成元素
（2）写成氧化物的形式
（3）注意原子守恒
（4）检查有无遗漏
［例题剖析］
（例1）正长石的组成，可表示成KAlSi3Ox，则x=_________，用氧化物的形式表示的组成为_______________。
请同学们先自主分析，求解。
可以讨论。
［实物投影仪展示部分学生练习］
师（总结分析）：
根据化合物中各元素的正负化合价代数和必为零，有
1×
（+1）+1×
（+3）+3×
（+4）+x（-2）=0，x=8
按化合价规则可把KAlSi3O8改写成二氧化硅与金属氧化物的形式：
K2O·
Al2O3·
3SiO2或K2O·
6SiO2
（例2）矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中可溶部分生成的。
风化作用是指矿物与水和CO2同时作用的过程。
如钾长石（KAlSi3O8）风化生成高岭土〔Al2Si2O5（OH）4〕的反应为：
2KAlSi3O8+2H2CO3+9H2O====2K++
+4H4SiO4+Al2Si2O5（OH）4
这个反应能够发生的原因是____________________________________。
由反应方程式可以知道，该反应不是氧化还原反应，是复分解反应。
因此，不能用氧化还原反应的原理去分析解释，只能从复分解反应的规律去寻找答案。
方程式左边有H2CO3，右边生成物有H4SiO4，符合强酸制备弱酸的原理。
很好，此反应可看成酸和盐之间的复分解反应，此反应能够发生的原因是较强的酸生成较弱的酸。
解答：
碳酸酸性比硅酸强。
展示砂纸、砂轮、变压器的硅钢片。
这些都是具有特殊功能的含硅的物质。
生看书：
教材P78~79
［板书］三、硅单质
虽然硅的化合物很多，随处可见，而且从远古时期人类就已经学会加工和使用陶瓷，但是硅的单质却到很晚——18世纪上半叶才制备出来。
硅的制备历史
展示晶体Si及晶体Si的结构模型，引导学生观察并归纳、总结。
（归纳总结）
（1）Si晶体结构为正四面体形。
（2）单质Si有晶体硅和无定形硅两种。
（3）有金属光泽、灰黑色固体。
（4）熔点高（1410℃）、硬度大、质脆。
（5）良好的半导体材料。
（6）有很广泛的用途。
（7）常温下化学性质不活泼。
师（进一步总结、完善）：
同学们请把书翻到后面元素周期表。
看一看与Ｓi位于同一横行的左边元素及右边元素各是什么？
由此能否体会出Ｓi的半导体性质？
同一横行中，Ｓi左边的元素为钠（Na）、镁（Ｍg）、铝（Ａl），都是金属元素；
Ｓi右边的元素分别为磷（Ｐ）、硫（Ｓ）、氯（Ｃl）、氩（Ａr），为非金属元素，Ｓi位于其中间。
金属易导电，而非金属单质一般不易导电。
因此，可以理解Ｓi的导电性介于导体和绝缘体之间，为半导体。
［课堂小结］
本节课我们学习了硅酸盐的重要用途及性质，了解了硅酸钠的特性——耐火。
知道了Ｓi单质的重要用途。
从结构上、从周期表的位置，进一步理解了Ｓi的性质。
21世纪人类所面临的重大问题之一：
能源危机。
而从书上我们了解到Ｓi是极具发展前景的新能源材料。
同学们，随着人们对Ｓi及其化合物的认识越来越深刻，随着科学技术的不断发展，我们有理由相信Ｓi及其化合物会对人类作出更大的贡献，给人类带来更大的惊喜！
（多媒体回放Ｓi及硅酸盐的重要用途）
板书设计
二、硅酸盐
1.定义：
2.用途（记住用途）：
3.性质：
4.代表：
Na2SiO3
三、硅单质
1.结构：
2.周期表中位置：
3.用途：
4.性质：
①O2②F2③NaOH④HF（Si的特殊性）
小结：
活动与探究
1.玻璃的形成
有这样一个古老的传说：
有一群波斯商人贩卖一车一车的纯碱（Na2CO3），晚上在大海边上宿营休息。
夜间海边刮起了大风，怎么办？
商人们就想在海边的沙滩上生火取暖。
于是他们就从车上搬下大碱块，用大碱块把火围了起来形成一个一个的大火盆，在篝火边商人们睡着了。
等到天亮，商人们又要赶路了。
当他们想把大碱块搬上车时，眼前的情形让他们惊呆了：
大碱块和沙子熔在了一起，形成了一大块坚硬透明的固体！
这是什么原因造成的？
你能帮助他们解释么？
反应方程式
解释
2.从教材上的一句话“光电池是极有发展前景的新型能源”，请你分析这一句话的含义。
随堂练习
1.下列不属于传统硅酸盐产品的是（）
A.玻璃B.水泥C.光导纤维D.陶瓷
2.下列不是水玻璃用途的是（）
A.玻璃B.木材防火剂
C.纸板黏胶剂D.建筑装饰材料
3.钢筋混凝土强度大，常常用来建造高楼大厦、桥梁涵洞、高速公路等，在现代社会中发挥着举足轻重的作用，下面是钢筋混凝土的主要成分的是（）
A.水泥、沙子和钢筋B.水泥、沙子、碎石和钢筋
C.水泥、碎石和沙子D.水泥、沙子、碎石和水
4.下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是（）
A.CO2→H2CO3B.SiO2→Na2SiO3
C.Na2O2→Na2CO3D.SiO2→H2SiO3
5.能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是（）
A.CO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水
B.CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀
C.高温下SiO2与碳酸盐反应生成CO2
D.氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀
6.某无色溶液中加入过量盐酸有沉淀产生，过滤后向滤液中加入过量氨水又有沉淀产生，下列溶液中符合此条件的是（）
A.Ag+、Al3+、K+B.
、
、K+
C.Ag+、Cu2+、Na+D.Ag+、Ba2+、Na+
7.下列说法不正确的是（）
A.3CaO·
Al2O3是水泥主要成分之一
B.Na2O·
CaO·
6SiO2是普通玻璃的组成
C.玻璃没有固定的熔点
D.欲观察氢气燃烧的火焰颜色，可采用普通玻璃管作燃烧管
8.下列离子方程式，正确的是（）
A.澄清石灰水中通入过量二氧化碳：
Ca2++2OH-+CO2====CaCO3↓+H2O
B.碳酸钠溶液中加入二氧化硅：
+SiO2====
+CO2↑
C.二氧化硅与烧碱溶液反应：
SiO2+2OH-====
+H2O
D.硅酸与烧碱溶液中和：
H2SiO3+2OH-====
+2H2O
9.用地壳中某主要元素生产的多种产品在现代高科技中占有重要位置，足见化学对现代物质文明的重要作用。
例如：
（1）计算机芯片的主要成分是____________。
（2）光导纤维的主要成分是____________。
（3）目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是____________。
（4）用作吸附剂、干燥剂、催化剂或催化剂载体的人造分子筛大多是一类称为_________的化合物。
10.某学生兴趣小组想利用高岭土（其主要成分是Al2O3·
2SiO2·
2H2O）制作新型净水剂的试验。
试验程序如下：
其中滤液C就是欲求的净水剂。
试回答下列问题：
（1）写出混合物A，滤液C和沉淀D的主要成分：
A：
__________________，C：
__________________，D：
__________________。
（2）写出高岭土与纯碱熔融的两个化学方程式________________________。
（3）该试验中，熔融高岭土可以选用的坩埚有____________。
A.玻璃坩埚B.瓷坩埚C.氧化铝坩埚D.铁坩埚
答案
1.
答案:
C
2.
A
3.
B
4.
D
5.
6.
AB
7.
8.
CD
9.
（1）硅（或Si或单晶硅）
（2）二氧化硅（或SiO2）（3）硅（或Si）
（4）铝硅酸盐（或硅铝酸盐）
10.
（1）NaAlO2和Na2SiO3AlCl3H2SiO3
（2）Al2O3＋Na2CO3
2NaAlO2＋CO2↑；
SiO2＋Na2CO3
Na2SiO3＋CO2↑
（3）D
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