高中化学 第4章 元素与材料世界 第1节 硅 无机非金属材料教案 鲁科版必修1.docx

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高中化学第4章元素与材料世界第1节硅无机非金属材料教案鲁科版必修1

2019-2020年高中化学第4章元素与材料世界第1节硅无机非金属材料教案鲁科版必修1

课前准备

   将学生按照学习能力分成六组，每组学生确定一名组长，由组长安排每名成员的分工与合作。

教学过程

（上课，师生问好）

教师：

请同学们想一下我们使用的课桌椅和教室的门有什么共同之处？

学生：

材料相同，都是用木头做成的。

教师：

很好，那么请同学再想一下我们现在用的计算机主要部位——芯片与建筑使用的沙子有什么共同之处？

学生：

有的显露出迷茫的神情，有的回答含有硅元素。

教师：

有些同学通过自学已经了解了沙子的成分中有二氧化硅，而计算机的芯片是硅，因此它们都含有硅元素。

板书：

沙子――二氧化硅——硅元素――芯片――计算机

过渡：

这一节课我们就来学习硅与二氧化硅的有关性质与用途

板书：

第一节硅无机非金属材料

教师：

首先请同学们齐读本节课需要掌握的知识技能目标

展示多媒体课件：

三维目标：

知识技能目标

掌握硅、二氧化硅的性质，粗硅的制法。

认识硅、二氧化硅作为无机非金属材料的特性及其用途。

方法与过程目标

能根据同一类别不同物质的性质归纳出该类物质的通性，并能运用通性简单预测其他物质的性质。

情感态度与价值观目标

通过对作为计算机、光通信等高科技关键材料的硅、二氧化硅的学习，利用学生对高科技的浓烈兴趣，激发学生的学习欲望。

培养学生为国争光的精神。

学生：

齐声朗读

教师：

本节课有三个知识在掌握层次：

两个知识在认识层次，请同学们看一下其他的三维目标。

学生：

看大屏幕，小声阅读方法技能目标和情感态度与价值观目标

教师：

这一节课我们主要学会这样的学习方法：

能根据同一类别不同物质的性质归纳出该类物质的通性，并能运用通性简单预测其他物质的性质。

教师：

请同学们阅读课文107页，完成学案中第一部分的自主学习内容。

板书：

一、单质硅和半导体材料

1、半导体材料

2、硅的物理性质

学生：

认真阅读课本，填写学案

教师：

巡回指导、检查学生学习情况

教师：

大多数学生已经读完课文知识并填完学案，哪个小组展示一下自己填写的学案知识？

学生：

两个小组主动要求展示答案。

教师：

进行点评。

教师：

提出问题，为什么最早使用的半导体材料是锗，而现在广泛使用的半导体材料却是硅？

哪位同学能够回答？

学生：

因为锗在地壳中的含量很低，提炼工艺复杂，价格昂贵，不适于广泛使用。

教师：

很好，非常正确，请同学们回忆排在地壳中含量前五位的元素？

学生：

氧、硅、铝、铁、钙。

教师：

展示课件，硅在地壳中的含量约占26.5%，可以说含量非常丰富，而锗在地壳中的含量非常低，因此锗虽然是最早使用的半导体材料，但是硅却是现在广泛使用的半导体材料。

过渡：

下面我们就来了解硅的性质

教师：

请同学们阅读课本108页，完成学案中第二部分的自主学习内容。

教师：

巡回指导、检查学生学习情况

板书：

3、硅的化学性质

教师：

大多数学生已经读完课文知识并填完学案，由于答案都在课本上，就不再让同学们展示了。

请同学们思考下面三个问题：

1、写出硅的原子结构示意图，与所学的哪种元素的原子结构有相似之处？

（从外层电子数上考虑）

2、请同学们写出与C单质有关的化学方程式

3、预测硅可能具有怎样的化学性质？

（同时多媒体展示）

教师指导：

先自己思考

学生：

认真思考，并在学案上书写与C单质有关的化学方程式

教师：

巡回指导、检查学生学习情况

二分钟后

教师：

小组合作，解决上面三个问题并归纳碳单质的化学性质

学生：

每位成员展示自己思考的成果，共享学习经验；小组进行归纳整理。

教师：

请每个小组派出一名代表，到黑板前进行展示

学生：

踊跃上黑板进行展示

教师：

其他同学一是关注自己的组员是否书写正确，二是关注其他小组成员的书写是否正确，如果发现错误，请及时到黑板上进行改正，并注上自己的小组号

学生：

抢着上黑板改正同学的错误

教师：

进行点评，指出同学们的错误并进行归纳碳的化学性质

1、能与非金属单质如氧气发生反应

2、能与氧化物反应

3、能与强氧化性酸反应

教师：

硅的原子序数是多少？

核外电子排布是怎样的？

学生：

硅的原子序数是14，每层的核外电子排布分别是2、8、4

教师：

展示硅的原子结构示意图，从最外层电子数上考虑与所学的哪种元素的原子结构有相似之处？

学生：

碳

教师：

最外层都是几个电子？

学生：

四个

教师：

碳的化学性质活泼还是稳定？

学生：

稳定；不活泼

教师：

硅的化学性质与碳的化学性质相似，在常温下性质稳定，但在加热条件下

可以与氧气等非金属发生反应。

教师：

展示课件，比较碳与硅的化学性质

教师：

同学们通过自学，知道了硅有很多用途，那么工业上是如何制取硅的？

学生：

用焦炭在电炉里还原二氧化硅

板书：

4、工业制粗硅、硅的用途

教师：

展示课件，硅的工业制法化学方程式

提问：

在这个反应中：

氧化剂和还原剂各是什么？

它们在反应中发生了什么反应？

学生：

思考，回答，

教师：

所含元素化合价升高的反应物是还原剂还是氧化剂？

学生：

还原剂

教师：

还原剂发生什么反应？

被氧化还是被还原？

学生：

被氧化

教师：

因此还原剂是C，发生氧化反应；氧化剂是二氧化硅，发生还原反应

工业上通过此反应得到的是粗硅，而实际使用的是高纯度的硅，粗硅必须进行提纯。

教师：

请同学们做课后习题第2题第2问

学生：

认真思考、写化学方程式

教师：

巡回指导、检查学生做题情况

教师：

（半分钟后）请做出来的同学上黑板进行展示。

学生：

三位学生分别代表自己的小组到黑板进行展示

教师：

请同学们分组总结正确答案，然后找这三位同学的错误

学生：

分组进行讨论

教师：

请同学们看这三位同学书写的是否正确？

学生：

指出错误：

有一位同学没有写反应条件

教师：

展示课件中正确答案，同学进行对照

教师：

硅的性质我们已经了解，下面我们一起来认识二氧化硅，首先请同学们阅读课本108页最后一段，完成学案中第三部分的自主学习内容

板书：

二、二氧化硅和光导纤维

1、二氧化硅的物理性质

2、二氧化硅的化学性质

学生：

认真阅读课本，填写学案

教师：

巡回指导、检查学生学习情况

教师：

（一分钟后）做完的同学请思考下列问题：

1、从物质分类的角度来看，二氧化碳和二氧化硅属于哪类物质？

2、请同学们思考二氧化碳的化学性质并写出相关的化学方程式？

并预测二氧化硅可能具有哪些化学性质？

学生：

认真思考，并书写有关二氧化碳的化学方程式

教师：

从物质分类的角度来看，二氧化碳和二氧化硅属于哪类物质？

学生：

氧化物；酸性氧化物

教师：

小组合作讨论，总结二氧化碳的化学性质

学生：

每位成员展示自己思考的成果，共享学习经验；小组进行归纳整理。

教师：

请每个小组派出一名代表，到黑板前进行展示

学生：

踊跃上黑板进行展示

教师：

其他同学一是关注自己的组员是否书写正确，二是关注其他小组成员的书写是否正确，如果发现错误，请及时到黑板上进行改正，并注上自己的小组号

学生：

抢着上黑板改正同学的错误

教师：

进行点评，指出同学们的错误并进行归纳二氧化碳的化学性质

1、与碱性氧化物进行反应

2、与碱性溶液进行反应

3、与水在高温下反应

4、与单质碳或者金属镁反应

5、与盐溶液反应

教师：

展示课件，二氧化碳与二氧化硅的比较，二氧化硅的化学性质与二氧化碳相似，但是也有不同。

例如二氧化硅也能与碱性氧化物、碱溶液、单质碳、盐反应，但是注意条件不一样，在屏幕上展示化学方程式。

不同点是二氧化碳能溶于水并与水反应生成碳酸，而二氧化硅不溶于水也不与水反应。

另外二氧化碳不与酸反应，而二氧化硅能与氢氟酸反应。

此反应可以用来刻蚀玻璃。

根据二氧化硅的化学性质我们可知：

碱性溶液不能保存在玻璃塞的试剂瓶中，而氢氟酸不能用玻璃试剂瓶存放，应该用塑料瓶保存。

教师：

请同学阅读课本109页，了解二氧化硅的用途

板书：

3、二氧化硅的用途

学生：

阅读课文，在相应位置做出标记

教师：

本节课我们通过学习，主要掌握了硅和二氧化硅的化学性质以及粗硅的制取。

请同学们做当堂检测

学生：

认真思考、做当堂检测

教师：

在屏幕上展示答案，小组内组员进行互批，请全部做对的同学举手

学生：

有85%的学生举手

教师：

看来这一节课大部分同学掌握得很好，小组长负责给做错的同学进行讲解。

教师：

本节课小组得分是：

1组11分，2组2分，3组8分，4组2分，5组2分，6组8分，最高分由1组获得，另外3组和6组也不错，希望其他组要向一组学习，在下节课争取好的成绩。

课后作业：

课后习题第二题

（下课，师生再见）

［板书］三、硅酸盐与无机非金属材料

［阅读总结］阅读教材第三部分，回答下列问题：

1．黏土、钾长石、钠长石属于哪类矿物？

2．

3．生产玻璃、水泥的主要原料分别是什么？

4．

5．水玻璃、玻璃、水泥的主要成分分别什么？

生产玻璃的主要反应是什么？

为什么玻璃没有固定的熔点？

6．

7．混凝土是什么与水混合凝固而成的？

8．

9．新型无机非金属材料高温陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷各有什么特性？

什么用途？

10．

［学生回答、教师总结］（略）

［作业］

2019-2020年高中化学第4章元素与材料世界第2节铝金属材料教案鲁科版必修1

教学过程

第一课时：

铝与铝合金

【联想质疑】

1）一百多种元素中金属元素有多少种？

地壳中含量最多的金属元素是哪种？

2）日常生活中常见的金属材料有哪些？

最早使用的金属材料是什么？

使用最多的金属材料是什么？

引出课题并板书：

铝与铝合金

【合作交流】分三组分别回顾Na、Mg、Fe的性质，然后每组各选一名代表进行交流。

（课前布置）

【归纳整理】将Na、Mg、Fe的性质进行比较、分析，得出三者具有的共同性质——银白色、导电性、导热性、延展性、还原性。

【问题探究】铝有哪些性质呢？

【观察思考】展示一块铝片，用砂纸打磨其表面，观察颜色；再展示一根导线，说明其导电性；根据其形状说明其延展性；用手弯曲说明其硬度；用铝制炊具说明其导热性。

【实验探究】铝的还原性

[实验一]教师演示：

1）取一根铝条用坩埚钳夹住在酒精灯上点燃。

2）铝粉蘸在脱脂棉上，用坩埚钳夹住在酒精灯上点燃，并立即伸入盛有氧气的集气瓶（瓶底放一些细沙）。

要求学生注意观察现象，然后描述实验现象，并得出结论。

[结论]铝在空气中不能燃烧，而在氧气中可以燃烧。

[实验二]教师演示：

1）取5克氧化铁和2克铝粉混合2）折叠纸漏斗

3）安装装置4）点燃镁条

要求学生注意观察每一步操作及反应现象，然后描述实验现象并积极的思考以下问题：

1）实验中少量氯酸钾的作用是什么？

2）怎样证明生成物是什么？

学生讨论交流，教师根据学生的回答情况进行评价，然后得出结论。

[结论]铝与金属氧化物在高温的条件下可以剧烈反应生成金属和氧化铝——铝热反应。

[实验三]学生操作（2人一组），教师巡回指导：

1）分取少量铝片于两支试管，一支中加稀硫酸，另一支中加氢氧化钠溶液；2）观察并记录现象。

[交流总结]学生汇报实验现象，教师在学生汇报的基础上进行评价总结：

铝既能与稀盐酸、稀硫酸等反应，又能与氢氧化钠等强碱溶液反应，都放氢气，与强碱溶液的反应体现出铝的特殊性。

[学习指导]引导学生看课本117页的资料在线，讲解四羟基合铝酸钠的组成，然后让学生写出铝与盐酸及氢氧化钠溶液反应的离子方程式。

【概括整合】1）根据实验探究让学生自己总结出铝的化学性质，教师巡回指导，将总结得好的同学予以表扬，并展示给全班同学。

如一位同学的总结如下：

铝的化学性质（还原性）

与非金属反应（O2、S、X2等）

与金属氧化物反应（铝热反应）

与酸反应

2Al+6H+=2Al3++3H