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2019-2020年高中化學(xué) 專題3 從礦物到基礎(chǔ)材料 第三單元 含硅礦物與信息材料教案（2） 蘇教版必修1 教學(xué)過程： 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖 創(chuàng)設(shè)情境： 展示日常生活中的瑪瑙飾品、石英鐘、石英眼鏡等。 設(shè)問： 1、從化學(xué)的角度看，你知道它的主要成分是什么嗎？ 2、沙子、石英、水晶、硅藻土等都是天然存在的二氧化硅，關(guān)于SiO2，你還知道的哪些內(nèi)容呢？ 教師引導(dǎo)： 我們從化學(xué)的角度對上述內(nèi)容進(jìn)行整理。 屬于物理性質(zhì)方面的： 屬于化學(xué)性質(zhì)方面的： 屬于用途方面的： 過渡： 關(guān)于SiO2的性質(zhì)及用途，我們還有一些不很明確或不知道的，下面我們就來進(jìn)一步學(xué)習(xí)二氧化硅。 板書； 二氧化硅與信息材料 設(shè)問： 研究一種物質(zhì)的物理性質(zhì)一般從哪些角度進(jìn)行探究。 二氧化硅的狀態(tài)、熔沸點(diǎn)、硬度、及在水中的溶解性怎樣？ 板書： 1、二氧化硅的物理性質(zhì)：熔沸點(diǎn)很高，硬度很大，不溶于水。 設(shè)問： 二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)如何呢？學(xué)習(xí)一種新物質(zhì)的性質(zhì)我們往往可以找一種熟悉的、跟它比較有可比性的物質(zhì)進(jìn)行對比學(xué)習(xí)。你覺得應(yīng)該找哪一種物質(zhì)進(jìn)行對比學(xué)習(xí)？講講你的理由？ 追問： 二氧化碳有哪些化學(xué)性質(zhì)呢？ 提問： 請舉出表現(xiàn)二氧化碳酸性氧化物的通性和弱氧化性的幾個(gè)具體實(shí)例，并寫出化學(xué)方程式 提問： 二氧化硅也是一種酸性氧化物，與有相似的化學(xué)性質(zhì)。請分析二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)，并寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式。 教師分析補(bǔ)充與評價(jià)。 講述： 二氧化硅還有一個(gè)特殊性：它可以與氫氟酸反應(yīng) [板書]SiO2+4HF=SiF4 ↑+H2O [討論]實(shí)驗(yàn)室如何貯存氫氟酸？ 小 結(jié)： 比較SiO2與CO2的化學(xué)性質(zhì)， 板書： ２、二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)：能與氫氟酸、堿性氧化物、強(qiáng)堿溶液反應(yīng)。 討論： 已知玻璃中含有二氧化硅，為什么實(shí)驗(yàn)室中盛放堿液的試劑瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？ 演示實(shí)驗(yàn)： 硅酸鈉溶液中滴加鹽酸，觀察現(xiàn)象，分析結(jié)論。 補(bǔ)充： 硅酸的酸性比碳酸還弱 探究：以二氧化硅為原料制取硅酸 １、 制取含氧酸的常用方法有哪些？ ２、實(shí)驗(yàn)室能否用二氧化硅能與水反應(yīng)制取硅酸？ ３、以二氧化硅為原料應(yīng)如何制取硅酸？寫出化學(xué)方程式。 設(shè)問： 根據(jù)性質(zhì)決定用途，分析二氧化硅的熔沸點(diǎn)特點(diǎn)有哪些用途？ 分析二氧化硅的硬度特點(diǎn)有哪些用途？ 利用二氧化硅的導(dǎo)光特點(diǎn)有哪些用途？ 板書： ３、二氧化硅用途：制光導(dǎo)纖維，光學(xué)鏡片、石英坩堝等。 講述； 光導(dǎo)纖維傳導(dǎo)光的能力非常強(qiáng)，比頭發(fā)絲還細(xì)的一對光導(dǎo)纖維可同時(shí)傳遞3萬門電話，而且抗干擾性能好，通信質(zhì)量高，能防竊聽。許多根經(jīng)技術(shù)處理的光導(dǎo)纖維繞在一起，就是我們常說的光纜，一條光纜通路可同時(shí)容納十億人通話，也可同時(shí)傳送多套電視節(jié)目。 過度： 剛才學(xué)習(xí)的SiO2在信息領(lǐng)域有重要的應(yīng)用，其實(shí)用SiO2制取得到的單質(zhì)Si在信息領(lǐng)域也有重要的應(yīng)用。 閱讀課文P82最后一段及P83的內(nèi)容，思考以下問題。 １、 硅元素在自然界中的存在形式、工業(yè)上高純度的硅是如何制取的？ ２、 單質(zhì)硅的主要物理性質(zhì)？ ３、 歸納出硅的化學(xué)性質(zhì)，與碳的化學(xué)性質(zhì)有什么相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。 4、單質(zhì)硅的主要用途。 板書： 二、硅 提問： 硅單質(zhì)用途廣泛，但自然界中卻沒有硅單質(zhì)。工業(yè)上是如何制取硅單質(zhì)的呢？ [投影]粗硅的提純粗硅在高溫下跟氯氣 反應(yīng)生成一種液態(tài)物質(zhì)。經(jīng)蒸餾提純后，再用氫氣還原制得純硅。 板書： 1、硅的制取 SiO2＋2C =Si＋2CO↑ Si＋2Cl2 =SiCl4 SiCl4 ＋2H2 = Si ＋4HCl 提問： 請一位同學(xué)總結(jié)一下硅的物理性質(zhì)。 板書： 2、硅的物理性質(zhì)：熔沸點(diǎn)很高，硬度很大。 過渡： 下面我們來討論以下硅的化學(xué)性質(zhì)。 講述： 單質(zhì)硅在常溫比較穩(wěn)定，與氧氣、氯氣、硝酸、硫酸等物質(zhì)都很難發(fā)生反應(yīng)，但能與氟氣、氫氟酸、強(qiáng)堿反應(yīng)。在加熱時(shí)能跟O2等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。 板書： 3、硅的化學(xué)性質(zhì) Si+O2 =SiO2　 Si+4F2=SiF4 Si+4HF=SiF4↑+2H2↑ Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑ 提問： 根據(jù)所學(xué)的單質(zhì)碳知識，歸納出硅的化學(xué)性質(zhì)與碳的化學(xué)性質(zhì)有什么相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。 提問： 硅的主要用途是什么？ 板書： 4、硅的主要用途： 　　半導(dǎo)體材料，主要應(yīng)用于電子工業(yè)。 講述： 在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，硅正成為高科技的代名詞。世界各國往往把高科技園區(qū)稱為硅谷。 2005年3月28日，在人民大會堂，鄧中翰代表中星微“星光中國芯”研發(fā)團(tuán)隊(duì)，接受國家主席胡錦濤為他頒發(fā)的共和國最高獎(jiǎng)勵(lì) ——國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。 “中國芯”的誕生徹底改寫了蓬勃發(fā)展的中國IT業(yè)無“芯”的歷史。如今 “中國芯”已成功占領(lǐng)了計(jì)算機(jī)圖像輸入芯片市場的世界第一位。從此，中國人可以用上“中國芯”，并且，讓世界上其他國家也用上“中國芯”！ 鞏固練習(xí)：略 集中注意力，觀察 　　二氧化硅 　　硬度大、不溶于水、制造光導(dǎo)纖維、能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)等。 在教師引導(dǎo)下分析、思考、討論，將知識歸類整理。 顏色、狀態(tài)、氣味、熔沸點(diǎn)、硬度、密度、溶解性等。 熔沸點(diǎn)很高，硬度很大，不溶于水。 　　二氧化碳。 都是酸性氧化物，碳元素和硅元素的最外層電子數(shù)相同。 氧化物的分類角度考慮具有酸性氧化物的通性。 從氧化還原的角度考慮具有弱氧化性 學(xué)生動(dòng)手書寫化學(xué)方程式： CO2＋2NaOH＝Na2CO3＋H2O CO2＋CaO＝CaCO3 CO2＋H2O＝H2CO3 CO2＋C＝2CO 　　學(xué)生類比書寫化學(xué)方程式： SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O SiO2+CaO＝CaSiO3 SiO2＋2C ＝ Si＋2CO 理解、記憶 塑料瓶中 完成投影中的表格，總結(jié)SiO2與CO2的性質(zhì)的異同 SiO2酸性氧化物，能與堿起反應(yīng)生成NaSiO３，容易使瓶塞和瓶頸粘在一起而不能打開。 　　觀察、思考 硅酸不溶于水，是弱酸。 酸性氧化物與水反應(yīng)，利用較強(qiáng)酸制較弱酸原理，用可溶性鹽與較強(qiáng)的酸反應(yīng)。 不能，SiO2不溶于水 SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O Na2SiO3+CO2+H2O＝Na2CO3+H2SiO3↓ 或Na2SiO3+2HCl＝2NaCl+H2SiO3↓ 　　耐高溫儀器，如石英坩堝 　　耐磨材料，如石英鐘等 鏡片、制光導(dǎo)纖維等 閱讀課文，尋找答案 SiO2＋2C＝Si＋2CO↑ Si＋2Cl2＝SiCl4 SiCl4 ＋2H2＝Si ＋4HCl 熔沸點(diǎn)很高，硬度很大。 　　學(xué)生理解、記憶 相同點(diǎn)：它們在常溫下化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，在加熱時(shí)能跟O2等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。具有一定的還原性。 不同點(diǎn)：硅在常溫下與氟氣、氫氟酸、強(qiáng)堿反應(yīng)。 碳在加熱下與濃硫酸、硝酸等發(fā)生反應(yīng)。 半導(dǎo)體材料，主要應(yīng)用于電子工業(yè)。 　　學(xué)生傾聽 創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。 學(xué)會從化學(xué)的角度看問題。 　　激活學(xué)生的思維 學(xué)會從化學(xué)的角度處理問題，使知識有序化。培養(yǎng)學(xué)生的歸納能力。 　　學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)。 學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)。 溫故而知新，激活學(xué)生原有的知識體系，為學(xué)習(xí)SiO2的性質(zhì)作鋪墊。 采用類比的學(xué)習(xí)方法，將SiO2的性質(zhì)歸入原知識體系中，并對原知識體系進(jìn)一步完善。培養(yǎng)學(xué)生的知識遷移能力。 加深理解SiO2與氫氟酸反應(yīng)的性質(zhì) 進(jìn)一步理解SiO2的化學(xué)性質(zhì)，并條理化，促進(jìn)學(xué)生的記憶。 SiO2的性質(zhì)與NaSiO３的性質(zhì)綜合應(yīng)用。 　　激發(fā)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，為后續(xù)內(nèi)容鋪墊。 培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，及時(shí)應(yīng)用剛學(xué)過的二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)。 體會性質(zhì)與用途的關(guān)系 讓學(xué)生感受到化學(xué)世界里美的感染，激發(fā)學(xué)生的求知欲和學(xué)習(xí)興趣。 培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和歸納總結(jié)能力。 聯(lián)系已學(xué)過的知識，采用對比的學(xué)習(xí)方法，可以使學(xué)生溫故而知新。 通過適時(shí)的討論加深對知識的理解 了解硅在信息技術(shù)、材料科學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用和與人類文明發(fā)展的關(guān)系，激發(fā)學(xué)生研究、開發(fā)新材料的意識。 愛國主義教育 及時(shí)應(yīng)用學(xué)過的知識。 8、作業(yè)設(shè)計(jì) ⑴下列物質(zhì)的主要成分不是SiO2的是（ C ） A、石英 B、水晶 C、金剛砂 D、瑪瑙 ⑵下列物質(zhì)不與水反應(yīng)的是（ A ） Ａ、SiO2　Ｂ、SO2?。谩O2?。?、CaO ⑶下列試劑存放方法正確的（ D ） A、氫氧化鈉、純堿以及水玻璃要存放在帶磨砂玻璃塞的試劑瓶中 B、氫氟酸盛放在棕色玻璃試劑瓶 C、液溴盛放在棕色廣口瓶中 D、氯水盛放在棕色細(xì)口瓶中 ⑷將固態(tài)的氫氧化鈉加熱至熔融狀態(tài)，可選用的器皿是( A ) A.鐵坩堝 B.石英坩堝 C.石墨坩堝 D. 蒸發(fā)皿 ⑸用一種試劑證明生石灰中含有石灰石和石英，下列試劑適宜的是( D ) A、鹽酸　 B、NaOH溶液　 C、氯化鈉溶液 D、氫氟酸