高一化学必修1人教版第四章教案及练习.docx

1、高一化学必修1人教版第四章教案及练习第四章 非金属及其化合物教材分析本章主要讨论硅、氯、硫和氮等典型元素及其重要化合物的性质，安排在第三章“金属及其化合物”之后，是常见无机物及其性质等知识的继续。这些内容既是学生今后继续学习化学的基础，也是在生活中经常要接触、需要了解和应用的化学常识。本章具有巩固离子反应、氧化还原反应等基本知识的作用。在第三章的基础上，进一步介绍元素化合物知识和研究方法，为元素族概念的形成、元素性质的递变规律、元素周期表的形成积累感性材料，是学生认识元素周期律、元素周期表知识的重要基础。本章在选材上着眼于这几种元素的单质及其重要化合物的主要性质，在知识安排上尽量使知识和用途相

2、结合，理论和实际相结合，物质的重要性能与可能的负面作用相结合，从而使学生认识到常见无机物在生活和生产中的应用，以及与人类和环境的关系。例如，二氧化硅与硅酸盐产品的应用及其发展，氯气的性质与应用及其可能存在的问题，硫酸、硝酸和氨的性质及广泛用途，酸雨的形成等。这些内容不仅增强了学生的学习兴趣，而且培养了学生的科学态度和科学精神。另外，科学史话“氯气的发现和确认”渗透了严谨、求实的科学思维品质的培养，科学视野“新型陶瓷”“信使分子NO”“火箭为什么能飞上天”等让学生体会知识的价值。这样，更全面地体现化学课程的科学教育功能。考纲解读1.了解氯、氮、硫、硅等非金属单质的化学性质，认识不同的非金属单质性

3、质有较大的差异。2.了解氯、氮、硫、硅的重要化合物的主要性质，认识某些非金属化合物既有相似的性质，又有各自的特性。3.认识氯、氮、硫、硅及其化合物的广泛用途，体会化学的创造性与实用性。4.通过实验进一步训练学生的操作技能，体会实验对认识和研究物质性质的重要作用，培养学生求实、创新的良好品质。5.以非金属知识的学习为线索，通过多种活动，帮助学生进一步掌握学习物质及其化学性质的一般方法，提高自主学习能力。6.了解氮循环对生态平衡的重要作用。了解某些污染物的来源、性质和危害，体会化学对环境保护的重要意义，培养学生关注社会的意识和责任感。单元内容特点增强学习的探究性、亲历性和体验性元素化合物的性质来自

4、观察、实验和经验，本章通过多处“实验”“思考与交流”“学与问”“实践活动”“科学探究”以及习题等的设计，大大增加学生活动，学生的学习自主性得到了更多的体现。例如，第三节中“用水吸收二氧化氮”的科学探究，让学生通过实验现象的观察与分析，感受过程的变化，寻找变化的原因，感悟对工业上生产硝酸的启迪，从中体验探究的乐趣，学会探究的方法。注重化学知识与科学精神、人文精神的渗透与融合本章所涉及的单质和化合物与社会、生活、健康、环境的关系十分密切，教科书在这方面有比较充分的体现。但与以往教科书明显不同的是，不过分强调知识的逻辑顺序，在注意知识内在逻辑的同时，突出了知识与社会、生活、健康、环境的联系，并将科学

5、精神和人文精神融合其中。化学科学技术与人类的关系从来没有像现在这样密切和严峻：化学对人类文明作出了巨大贡献，而人们对化学的误解与疏离却越来越严重。作为基础科学教育课程的化学必须面对这一现实，用科学的态度来看待化学的功与过。本章在介绍几种典型的非金属元素的单质及其重要化合物的主要性质与应用时，不回避某些物质可能对环境、健康等带来的负面影响，并指出化学在解决这些问题时可能的方向和作用，这有助于培养学生的科学态度和价值观。性质与用途紧密联系，深化对元素化合物知识的理解和应用这是本章教材的另一个特点，是深入理解、灵活运用物质性质的好方法、好途径，同时也是体现学习元素化合物知识价值的重要方面。这样不仅使

6、教科书更具有吸引力和时代感，而且有利于增进学生学习化学的兴趣和情感。教学重点1二氧化硅的性质(酸性氧化物、与氢氟酸反应)；硅酸钠的性质和用途；生产生活中的硅酸盐产品。2氯气的化学性质(与金属、水、碱的反应)；氯离子的检验。3二氧化硫的性质(与水反应、漂白性)及对大气的污染；浓硫酸的氧化性。4二氧化氮与水反应及对大气的污染；氨的化学性质和制取；硝酸的氧化性。教学难点1氯气的化学性质(与水、氢氧化钠、氢氧化钙溶液的反应)。2可逆反应。3二氧化硫的氧化性和还原性；浓硫酸的氧化性。4二氧化氮与水反应；硝酸的氧化性。单元教学建议作为律前元素的元素化合物知识的学习，重在积累感性材料，因此教材只是选取了重点

7、非金属元素的单质及其化合物。具体来看，碳族元素中碳的知识初中已经介绍过，因此可通过类比的方法进一步学习硅，但是酸性氧化物的概念初中未涉及，所以二氧化硅所具有的酸性氧化物的性质就成为第一节教学的重点和难点；硅酸盐的用途非常广泛，几乎深入到千家万户，因此可以上网查找相关的资料进行自主学习，但这种学习方式又是未曾尝试过的。氯气是一种强氧化剂，特别是与水的反应产物次氯酸可用于自来水的杀菌和消毒，与我们的日常生活联系十分密切，因此氯气的化学性质是一个重点内容，同时在与碱和水的反应中氯气既体现了氧化性、又体现了还原性，从氧化还原的角度看，这也是一个难点；二氧化硫和二氧化氮是本模块接触到的两种与环境有关的物

8、质，硫元素、氮元素又都处于中间价态，其价态的特殊性决定了其性质的重要性。氨气、浓硫酸和硝酸与生产、国防密切相关，且其性质与初中阶段学习的稀硫酸、盐酸等截然不同，因此有必要对其性质作重点研究。单元课时分配计划节次课时第一节 无机非金属材料的主角硅2第二节 富集在海水中的元素氯2第三节 硫和氮的氧化物2第四节氨硫酸和硝酸3复习1第一节 无机非金属材料的主角硅（第一课时）三维目标（一）知识与能力：了解硅在自然界中的含量、存在、用途。了解二氧化硅的物理性质，掌握二氧化硅的化学性质。了解硅的基本性质。（二）过程与方法： 自主学习，培养学生自学能力。 活动探究，通过硅与碳、二氧化硅与二氧化碳的比较，培养学

9、生的归纳能力、比较能力（三）态度情感价值观：培养学生学习元素化合物的正确方法：结构决定性质、性质决定用途。通过对硅及其用途的学习使学生热爱自然、热爱化学。教学重点： 二氧化硅的性质教学难点： 硅酸的性质预习探究（学生用）1.二氧化硅：（1）物理性质：不溶于水的固体，熔、沸点高，硬度大 ；（2）化学性质：与氢氟酸反应：SiO2+4HF=SiF4+2H2O ； 与碱性氧化物(如CaO)反应：SiO2+CaOCaSiO3 ； 与强碱反应(如NaOH)反应：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O（3）用途： 用于制取光导纤维、玻璃、陶瓷等2.硅酸：（1）物理性质：不溶于水，酸性比碳酸弱；（2）制

10、备：Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl；（3）用途：干燥剂、催化剂载体互动课堂（一）情景激思（教师用）【新课引入】在美国有一个规模宏大的新兴高科技工业园区，那就是家喻户晓的硅谷。它是美国电子技术研究中心和计算机和半导体工业生产的重要基地。电子工业能得到蓬勃发展，硅元素在信息材料中的开发与应用起着举足轻重的作用，今天我们就一起来探讨非金属材料的主角硅。【教师强调】本节课的课标是：掌握二氧化硅的性质。【过渡】请同学们展示你们收集的有关资料。【板书】第一节 无机非金属材料的主角硅（二）合作探究（师生共用）【学生活动】学生阅读课本P74页前两段。【教师总结】硅在地壳中的含量占第二位，仅

11、次于氧。既不易失去电子又不易得到电子，主要形成四价的化合物。从初中的学习我们知道碳的化学性质很稳定，能以多种碳的单质存在于自然界中。【问题1】试根据“结构性质用途”，请思考：单质硅有什么结构特点？请画出硅和碳的原子结构示意图。【学生思考并回答】： 【教师总结】【讲述】碳和硅一样，其原子既不易失去也不易得到电子，主要形成四价的化合物。【问题2】回忆碳在自然界存在形态，联想硅的存在，硅元素以什么形态存在于自然界？硅元素主要存在于什么物质里？【学生思考并回答】【教师总结】硅是一种亲氧元素，在氧化气氛包围的地球上，硅主要以熔点很高的二氧化硅及硅酸盐为主要存在形式。因此硅是以化合态存在于自然界，硅元素主

12、要存在于地壳的各种矿物和岩石里。【板书】一、二氧化硅【教师活动】多媒体展示二氧化硅在自然界中的不同存在形式，引入二氧化硅的存在和应用。【学生活动】阅读课本P74-75页科学视野。【教师活动】展示二氧化硅的晶体结构。【学生活动】（填空）SiO2是硅的最重要的化合物，其存在形式有结晶形和无定形两大类，统称硅石。石英晶体是结晶的二氧化硅，其中无色透明的晶体叫水晶，具有彩色环带状或层状的称为玛瑙。沙子中含有小粒的石英晶体。SiO2晶体有多种晶型，其基本结构单元如图所示：该结构具有四面体结构，每个Si周围有4个O，而每个O跟2个Si相结合，所以SiO2是由Si和O按原子个数比为12所组成的立体网状结构的

13、晶体。【问题3】根据二氧化硅的存在和应用，二氧化硅具有什么物理性质？尝试与二氧化碳作比较？【板书】1.二氧化硅的性质和用途【学生活动】1.根据已有知识填写下列关于CO2和SiO2的对比表。二氧化碳二氧化硅存在空气岩石中，石英、沙子和硅藻土都含有SiO2物理性质熔、沸点低，常温下是气体，微溶于水硬度大，熔点高的固体，不溶于水【教师总结】二氧化硅是坚硬、难溶的固体。【问题4】思考二氧化硅与二氧化碳的性质比较，并举例写出二氧化碳作为酸性氧化物能发生反应的化学方程式。【学生思考并书写】 【引入】根据二氧化碳的性质，你能知道二氧化硅的化学性质吗？【板书】2.二氧化硅的化学性质【过渡】1. 玻璃很硬，玻璃

14、中主要成分之一是二氧化硅，（展示量筒）量筒上的刻度是如何刻出来的？2. 实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸(HF)? 3.实验室盛放NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞,你知道是为什么吗? 【教师活动】展示被氢氟酸腐蚀的玻片【学生思考并回答】 【教师总结】不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应，能与碱性氧化物反应，与强碱也能反应生成盐和水。SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O SiO2+CaO CaSiO3【自主练习】根据已有知识填写下列关于CO2和SiO2的对比表（写出有关反应的化学方程式）。二氧化碳二氧化硅化学性质与水反应CO2+H2O H2CO3不反应与酸反应不反应SiO2+4H

15、F=SiF4+2H2O与NaOH反应CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O与CaO反应CO2+CaO=CaCO3SiO2+CaO CaSiO3用途人工降雨光导纤维【过渡】硅酸（H2SiO3）能通过二氧化硅与水反应制得吗？为什么？【学生思考并回答】 【教师总结】不能，SiO2不溶于水，所以硅酸只能通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得。【板书】二、硅酸【教师活动】演示实验41：要求根据现象记录，观察硅酸溶胶硅酸凝胶，展示常用的硅胶的图片，袋装食品、瓶装药品的干燥剂硅胶。【学生活动】注意观察实验现象，回答下列有关实验41的问题现象在饱和Na2SiO3溶液中，

16、滴加酚酞溶液呈红色。逐滴加入稀盐酸，有透明的凝胶产生，溶液红色逐渐变浅最后完全褪色。结论在饱和Na2SiO3溶液中，滴加稀盐酸，生成硅酸凝胶。方程式Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl；SiO32-+2H+=H2SiO3【板书】Na2SiO3+2HCl+H2O=H4SiO4+2NaCl；Na2SiO3+CO2+2H2O=H4SiO4+Na2CO3；H4SiO4=H2SiO3+H2o【教师总结】归纳整理制备方法： 加适量盐酸或通入足量CO2 干燥脱水 硅酸钠溶液 硅酸溶胶 硅胶【教师强调】硅酸是一种很弱的酸，其酸性比碳酸还弱，溶解度很小。硅酸容易聚合形成硅酸溶胶,硅酸浓度较大时,则

17、形成软而透明的、胶冻状的硅酸凝胶。硅酸凝胶经干燥脱水就形成硅酸干胶,称为“硅胶”。硅胶常用于作食品等的干燥剂,也可用作催化剂的载体。板书设计第四章 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、二氧化硅（）：（）物理性质： （）化学性质： 、硅酸(H2SiO3)： （）物理性质： （）化学性质： （三）迁移应用题型一、二氧化硅的存在和性质【例题1】.下列叙述中，正确的是 （ ） A自然界中存在大量的单质硅 B石英、水晶、硅石的主要成分都是二氧化硅C二氧化硅的化学性质活泼，能跟酸或碱的溶液发生化学反应 D自然界中二氧化硅都存在于石英中解析：自然界中硅的含量很高，但都是以化

18、合态存在，A选项错误；硅是亲氧元素，主要以氧化物及硅酸盐形式存在，如石英、水晶、硅石等主要成分都是二氧化硅，D项错误。二氧化硅的性质很稳定，C项错误。答案：B点评：二氧化硅虽然能够和碱性氧化物、碱溶液反应，但是不能说明二氧化硅的性质就活泼。【变式训练】下列物质中，主要成分不是SiO2的是 （ ）A刚玉 B玛瑙 C水晶 D石英解析：刚玉的主要成分为Al2O3其余三中物质的主要成分都是SiO2。 水晶(无色透明的晶体)；玛瑙(具有色彩环带状或层状晶体)； 石英砂(含杂质较多的砂子)。答案：A 【例题2】下列离子反应方程式书写正确的是 ( ) A二氧化硅与氢氟酸反应：SiO2+4H+=Si4+2H2

19、O B碳酸钡溶于稀硝酸：CO32-+2H+=CO2+H2O C二氧化硅与氢氧化钠溶液反应：SiO2+2OH-=SiO32-+H2O D把盐酸滴入硅酸钠溶液：SiO32-+2H+=H2SiO3解析：氢氟酸为弱酸应写成HF，SiF4是挥发性物质也应写成化学式； BaCO3是难溶物应写成化学式。答案：CD【变式训练】熔融烧碱应选用的器皿是 （ ）A.石英坩埚 B.普通玻璃坩埚 C.生铁坩埚 D.刚玉坩埚解析：二氧化硅的化学性质是一个重要考点，而二氧化硅与碱的反应更是重点，应牢固掌握SiO2与NaOH的反应。石英坩埚和普通玻璃坩埚中都含有SiO2，高温下烧碱能与SiO2发生如下反应：SiO2+2NaO

20、H Na2SiO3+H2O；刚玉坩埚的主要成分是Al2O3，在高温下也能与NaOH反应：Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O。答案：C题型二、硅酸的弱酸性【例题3】能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是 （ ） ACO2是气体，SiO2是固体 B高温下SiO2与碳酸盐反应生成CO2 CCO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水 DCO2通入Na2SiO3溶液中析出硅酸沉淀解析：酸性强弱与这种酸对应的氧化物的状态、物理性质和化学活性无关，A、B、C均不正确；只有D项属于较强的酸制取较弱的酸符合题意。强酸制弱酸原理判断酸性强弱只适应于溶液中进行的反应。答案：D【变式练习】下列关于硅酸的叙述，

21、错误的是 （ ）A硅酸是一种很弱的酸 B硅酸可由二氧化硅与水反应制得C硅酸不稳定，加热脱水会生成二氧化硅 D硅酸可以由可溶性硅酸盐与盐酸反应制得解析：二氧化硅对应的酸虽然是硅酸，但是由于二氧化硅不溶于水也不与水反应，所以B项错误。答案：B（四）反思感悟（教师用）-（五）备选例题（教师用）【例题1】试判断下列说法是否正确，并说明理由： （1）盛放碱液的试剂瓶，不能用玻璃塞；（2）氢氟酸（HF）不能用玻璃试剂瓶盛放； （3）硅酸（H2SiO3）不能由二氧化硅和水制得。解析：SiO2化学性质非常稳定。除氢氟酸外的所有酸均不反应；SiO2是一种酸性氧化物，能够与碱反应，可盛放在玻璃瓶中但是不能用玻璃塞

22、；SiO2虽然是酸性氧化物，但是由于不溶水也不与水反应，不能用SiO2与水反应制得H2SiO3。答案：(1)正确，若用玻璃塞会造成无法打开；(2)正确，SiO2能与HF发生如下反应：SiO2+4HF=SiF4+2H2O；(3)正确，SiO2虽然是酸性氧化物，但是由于不溶水也不与水反应，不能用SiO2与水反应制得H2SiO3。达标体验1、CO2通入下列各溶液中，不可能产生沉淀的是（ ） A、水玻璃 B、石灰水 C、饱和Na2CO3 D、CaCl22、下列离子方程式中，书写正确的是（ ） A、硅酸和氢氧化钾溶液反应：H2SiO3+2OH-=SiO32-+2H2O B、硅和浓氢氧化钠溶液反应：Si+

23、2OH-+H2O=SiO32-+2H2 C、碳酸氢钙溶液跟稀盐酸反应：Ca(HCO3)2+2H+=Ca2+2H2O+CO2 D、饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2：CO32-+H2O+CO2=2HCO3-3.下列说法正确的是 ( ) A二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟强碱反应，但是不能与任何酸反应 B根据SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2 的反应，可推知硅酸酸性比碳酸强 C二氧化碳气体通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸 D二氧化硅对应的水化物只有H2SiO34.物质A是一种高熔点化合物，不溶于强酸中，但能与纯碱在熔融时反应生成化合物B，同时放出气体C；把气体C通入B的溶液中，得化合物D；D在干燥的

24、空气中转变为化合物E，将E加热又重新得到化合物A。A、B、C、D、E的化学式是：A_B_C_D_E_写出各步反应的化学方程式：课时作业1构成地壳基本骨架的非金属元素的是（ ）AAl BO C Si DC2NaOH、Na2CO3等碱性溶液可以贮存在下列哪种试剂瓶中 （ ）A具有玻璃塞的细口瓶 B具有玻璃塞的广口瓶 C带滴管的滴瓶 D具有橡胶塞的细口瓶3.二氧化硅是酸性氧化物的原因是 （）A它溶于水得相应的酸 B它对应的水化物是可溶性强酸C它与强碱溶液反应生成盐和水 D它是非金属氧化物4玻璃的主要成分之一是SiO2，能在玻璃上刻蚀，将其制成毛玻璃或雕花玻璃的是 （ ）A烧碱 B纯碱 C氢氟酸 D盐

25、酸5下列物质中，能够与NaOH溶液反应的是 （ ）A碳酸钠 B硅酸钠 C二氧化硅 D氢氧化铁6证明生石灰中既混有石英，又混有石灰石的正确方法是 （）A加入过量的盐酸，观察是否有气泡冒出 B加入过量的烧碱溶液，观察是否有固体溶解C加热至高温，观察是否有气泡冒出，是否有硅酸钙生成D先加过量的盐酸搅拌投入到氢氧化钠溶液中看其是否溶解，观察是否有不溶物剩余及气泡出现；若有不溶物则滤出，7下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是 （ ）ACO2H2CO3 BSiO2Na2SiO3 CNa2O2Na2CO3 DSiO2H2SiO38.用多种方法鉴别下列一组白色粉末物质(注：能够写化学方程式的写出化学反

26、应方程式；鉴别方法可以不用填满，若序号不够也可以自己再添。)：Na2CO3和SiO2。 9.氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1300时反应获得。根据性质，推测氮化硅陶瓷的用途是_（填序号）。 A制汽轮机叶片 B制有色玻璃 C制永久性模具 D制造柴油机氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应。试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式_。现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，可得较高纯度的氮化硅，反应的化学方程式为 。10.下表中括号内的物质是杂质，试将除杂试剂和分离方法填入表中：混合物SiO2（CaCO3）SiO

27、2 (Fe2O3)SiO2 (NaCl)SiO2 (Si)Si(Al)NaHCO3(Na2SiO3)除杂试剂分离方法参考答案 达标体验1.解析：A中反应产物为:H2SiO3，B中沉淀为碳酸钙，C中能生成NaHCO3，由于Na2CO3是饱和溶液，故有晶体析出。答案：D.2.答案：AB3. 解析：二氧化硅可以跟氢氟酸反应，方程式：SiO2+4HF=SiF4+2H2O，不正确；B反应只有在高温条件下进行，由于CO2是气体，生成后脱离反应体系使反应得以继续进行，但这不能说明硅酸的酸性比碳酸强，比较二者的酸性强弱要比较它们在水溶液中电离出H+的难易程度；C正确，方程式为Na2SiO3+CO2+H2O=N

28、a2CO3+H2SiO3；H2SiO3、H4SiO4等都是二氧化硅对应的水化物。答案：C4.解析：高熔点化合物且不溶于强酸推出为二氧化硅。答案：A:SiO2 B:Na2SiO3 C:CO2 D: H 4S1O4 E: H2SiO3 SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2 CO2 +Na2SiO3+2H2O=H 4S1O4+Na2CO3 H 4S1O4 =H2SiO3+H2O课时作业1.解析：含硅化合物是构成地壳的主要物质，大约占地壳质量的90%以上。答案：C2.解析：NaOH、Na2CO3等碱性溶液应保存在细口瓶中，B错；具有玻璃塞的细口瓶、带滴管的滴瓶都易与NaOH、Na2CO3等碱性溶液反应，使瓶塞不易打开，也不行。答案：D3.解析：SiO2是酸性氧化物的原因是它与强碱溶液反应生成盐和水，二氧化硅不溶于水，对应的酸也是弱酸，故应选C。答案：C4.解析：未磨砂的玻璃在常温下很难与烧碱等碱性物质反应，也不与一般的酸反应，但易与氢氟酸反应。答案：C5.解析：二氧化硅是酸性氧化物。答案：C6.解析：SiO2不溶于除氢氟