1、2019-2020年高中化學第四章第四節硫酸硝酸和氨教案新人教版必修11. 非金屬元素在周期表中的位置 位于周期表的右上方（從B到At斜線），共22種元素。均為主族元素。 原子結構的特點：除H、He、B外，大多數原子的最外層電子4一般說來，有較強的得電子能力。 化合價可表現負價（與氫和金屬化合時），也可表現正價（與強氧化劑反應時）。2. 常見非金屬單質的晶體類型及主要物理性質 分子晶體：稀有氣體、鹵素、O2、S、N2、P4、H2由于分子間靠范德華力結合，所以，熔沸點低，硬度小，難溶于水，易溶于有機溶劑。 原子晶體：金剛石、石墨、硅、硼原子間是共價鍵，所以熔沸點高，硬度大，難于溶解。3. 常見非

2、金屬單質的主要化學性質主族元素的單質的氧化性或還原性，與其原子得失電子能力的大小有關，但還跟其他因素有關，常見非金屬單質在化學反應中一般表現出氧化性或還原性為： 與H2反應元素的非金屬性越強，單質與h2反應越容易，氣態強化物越穩定。 與O2反應多數非金屬單質可被02氧化，生成酸性氧化物。 與金屬反應活潑非金屬單質與活潑金屬單質容易化合，生成離子化合物。 與其它非金屬反應非金屬性強的置換非金屬性弱的。 與水反應F2與水激烈反應置換出O2Cl2、Br2、I2與水反應，發生自身氧化還原，反應由易到難。 與堿反應Cl2、Br2、I2、S在堿溶液中，發生自身的氧化還原反應。Si2NaOHH2O=Na2S

3、iO32H2 與酸反應O2、Cl2、Br2與還原性酸（H2S、H2SO3）反應C、S、P與氧化性酸（濃H2SO4、HNO3）反應4氣態氫化物的比較結構色態味毒性密度溶解性酸堿性實驗室制法HF極性鍵直線型分子無色、有刺激性氣味比空氣輕易溶于水，在空氣中易形成白色酸霧HClHBrHIH2SNH3PH3CH4SiH4結構色態味溶解性水溶液的酸堿性熱穩定性可燃性還原性HFHClHBrHIH2S5非金屬氧化物的對比6常見的酸的對比課后有感元素及其化合物性質的復習，注意形成系統性知識網絡，重在對比；重要考點是在物質的量的計算、離子共存和氧化還原反應中的應用。金屬及其化合物考點要求較高，重點掌握Al、Mg、

4、Fe及其化合物的相關性質；非金屬及其化合物考點較弱，可以通過元素周期律和元素周期表的知識進行發散、滲透。2019-2020年高中化學第四章非金屬及其化合物4.1無機非金屬材料的主角-硅教案2新人教版必修1三維目標1知識與技能(1) 初步了解硅酸鹽的重要用途及組成；(2) 了解硅的物理性質和重要用途；(3) 掌握硅酸鈉的化學性質。2過程與方法(1) 通過對水泥工業的教學，培養學生的自學能力和表達能力；(2) 活動探究，通過硅與碳的比較，培養學生的歸納能力、比較能力。3情感態度與價值觀(1) 通過對玻璃、陶瓷工業現狀及前景的介紹，激發學生學習化學的興趣；(2) 通過對硅及其用途的學習使學生熱愛自然

5、、熱愛化學。教學重點硅酸鹽的重要用途及組成，硅的物理性質和重要用途，硅酸鈉的化學性質。教學難點硅酸鹽的重要用途及組成，硅的物理性質和重要用途。課前準備所用投影的PPT:自然界中的一些硅酸鹽的圖片及其化學式； 學生探究實驗步驟； 傳統的三大硅酸鹽產品； 金剛砂、硅橡膠、分子篩的圖片； 單晶硅圖片； 單晶硅的用途。所用的實驗用品：試管、玻璃棒、酒精燈、試管夾、滴管、pH試紙、布條、硅酸鈉、稀鹽酸、氫氧化鈉溶液、硅酸鈉飽和溶液、蒸餾水。教學過程導入新課硅元素在地殼中的含量僅次于氧元素，但在自然界中找不到游離態的硅，硅元素在自然界中主要是以硅酸鹽和二氧化硅的形式存在，地殼質量的92%是硅酸鹽和二氧化硅

6、。上節課我們學習了有關二氧化硅的知識，這節課我們一起來學習有關硅酸鹽的知識。推進新課分析硅酸鹽是由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱，在自然界中分布極廣。硅酸鹽是一大類結構復雜的固態物質，大多數不溶于水，化學性質很穩定。投影自然界中的一些硅酸鹽的圖片及其化學式鉗石ZrOiSiOi紅柱石鈣鋁石榴子石鎂橄欖石A12O3-SiO23CaOA12O33SiO22MgOSiO2分析硅酸鹽的種類多、結構很復雜，其組成表示方法一般有兩種：(1)鹽化學式法，如：硅酸鈉Na2SiO3、硅酸鈣CaSiO3等。此法一般用于組成較簡單的硅酸鹽。(2)鹽氧化物法：對于復雜的硅酸鹽，通常可用二氧化硅和金屬氧化物的形式來表示其

7、組成。金屬氧化物寫在前面，再寫SiO,最后寫H0；氧化物之間用“"隔開。例如:NaSiO寫成Na0Si0；2 22322Al(Si0)(0H)寫成Al02SiO2H0。鹽氧化物書寫原則：各元素寫成相應的氧化物,2 2542322元素的價態保持不變。順序按先金屬后非金屬，金屬元素中按金屬活動性順序依次排列,中間用“”間隔。注意改寫后應與原來化學式中的原子個數比相同。一、硅酸鹽1硅酸鹽組成的表示方法(1) 鹽化學式法如:硅酸鈉：Na2Si03、硅酸鈣：CaSi03，此法用于組成簡單的硅酸鹽(2) 鹽氧化物法如：鋯石：Zr0SiO紅柱石：Al0SiO2 2232鎂橄欖石：2Mg0SiO鈣鋁

8、石榴子石：3Ca0Al03Si02232練習把下列式子改寫成氧化物的形式。1蛇紋石：HMgSi043292鈣長石：CaAlSi0263石棉：CaMgSi03 4124長石：KAlSi0385普通玻璃：CaNaSi026146黏土：Al(Si0)(0H)2254答案：1.蛇紋石：HMgSi0寫成3MgO2SiO2H04 329222. 鈣長石：CaAlSi0寫成CaOAl0SiO262323. 石棉：CaMgSi0寫成CaO3MgO4SiO3 41224. 長石：KAlSi0寫成K0Al06SiO3822325. 普通玻璃：CaNaSi0寫成CaONa06SiO2614226. 黏土：Al(Si

9、O)(OH)寫成AlO2SiO2HO22542322過渡在硅酸鹽中，硅酸鈉是極少數可溶于水的一種，用途廣泛，下面我們先來學習它的有關知識。展示硅酸鈉試劑投影學生探究實驗步驟探究實驗1實驗步驟：將硅酸鈉加水溶解，并檢驗其溶液的酸堿性；向硅酸鈉溶液中通二氧化碳或滴加稀鹽酸；再向中滴加氫氧化鈉溶液。現象：硅酸鈉溶于水，滴加酚酞后溶液呈紅色；向其中通入二氧化碳或滴加稀鹽酸后都產生白色沉淀；再加氫氧化鈉溶液，沉淀溶解。分析：(1)硅酸鈉能溶于水，水溶液呈堿性；(2)由于硅酸是一種弱酸，酸性比碳酸還要弱，利用強酸制弱酸的原理，所以向溶液中通二氧化碳或滴加稀鹽酸有白色沉淀硅酸生成，化學反應方程式為：NaSi

10、O+HO+CO=HSiO；+NaCO23222323NaSiO+2HCl=HSiO；+2NaCl2323(3) 硅酸是一種酸，與堿可以發生酸堿中和反應，生成可溶于水的硅酸鈉，所以在沉淀中加入氫氧化鈉溶液，沉淀溶解，反應的化學方程式為HSiO+2NaOH=NaSiO+2H0。23232總結硅酸鈉是一種無色晶體，熔點高，易溶于水，是硅酸鹽中少數幾種溶于水中的鹽，水溶液俗稱“水玻璃”。硅酸鈉的水溶液呈堿性，水溶液在空氣中易變質，硅酸鈉溶液中通入二氧化碳有沉淀生成，根據強酸制弱酸的原理說明H2CO3的酸性強于H2SiO3。由于鹽酸的酸性強于硅酸，所以鹽酸也可以和水玻璃反應生成硅酸沉淀。2. 硅酸鈉(1

11、) 硅酸鈉是一種無色晶體，熔點高(2) Na2SiO3易溶于水，溶液呈堿性，它的水溶液俗稱“水玻璃”，NaSiO溶液易吸收空氣中的CO，化學方程式為NaSiO+HO+CO=HSiO；+232232223NaCO，因此NaSiO溶液要密封保存2323投影學生探究實驗步驟探究實驗2實驗步驟：取兩條一樣的干燥布條，分別放入蒸餾水和硅酸鈉飽和溶液中，使之充分吸濕、浸透，取出稍瀝干后，分別放置在酒精燈外焰處。觀察現象。現象：在硅酸鈉溶液中浸泡并瀝干的布條不燃燒。分析：在硅酸鈉溶液中浸泡并瀝干的布條不燃燒，說明用水玻璃浸泡過后的物質可以防火。總結硅酸鈉用途很廣，建筑工業和造紙工業用它作黏合劑。木材織物用水

12、玻璃浸泡過后既防腐又不易著火。,用途：建筑工業和造紙工業用它作黏合劑，木材或織物用水玻璃浸泡后既防腐又不易著火。投影傳統的三大硅酸鹽產品陶瓷瓶玻璃杯過渡玻璃、水泥、陶瓷是傳統的三大硅酸鹽產品，即傳統材料。中國的瓷器更是馳名世界，英文的“中國”（China）詞又指“瓷器”，這反映了在西方人眼中中國作為“瓷器故鄉”的形象。那么，這三大硅酸鹽產品是如何生產的呢？生產它們的原料分別是什么呢？請同學們閱讀教材相關內容進行總結。總結陶瓷的制備是將黏土去除雜質后，加水混勻，制成所需形狀的坯件，再經過高溫燒制就得到陶瓷產品。在高溫燒制時，坯件中的原料發生了一系列復雜的物理變化和化學變化。水泥產品的主要成分是2

13、CaOSiO2、3Ca0SiO2、3CaOAl2O3，工業上是以黏土（主要成分為鋁硅酸鹽）、石灰石為主要原料，在水泥回轉窯中高溫煅燒后，再加入適量的石膏，磨成細粉，就得到普通的硅酸鹽水泥。生產過程中加入石膏的作用是調節水泥的硬化速度。普通玻璃的主要成分是NazS%、CaSiOjSiO?，普通玻璃是將石灰石、純堿、石英在玻璃熔爐中高溫熔融制得。3硅酸鹽產品（1）水泥主要成分：2Ca0SiO、3CaOSiO、3Ca0AlO。2223制造原料：黏土（SiO）、石灰石、石膏（適量）（注意：生產過程中加入石膏的作用是調節水泥的硬化速度）。主要設備：水泥回轉窯。生產條件：高溫煅燒。2陶瓷產品成分：復雜，主

14、要是硅酸鹽。制造原料：黏土、石英砂。3玻璃成分：NaSiO、CaSiO、SiO。2332制造原料：純堿、石灰石、石英（SiO）。主要設備：玻璃熔爐。生產條件：高溫熔融。分析玻璃、水泥、陶瓷生產的共同點：都在高溫下，發生了復雜的物理和化學變化。原料物質都有含硅元素，產品都含硅酸鹽，且都是混合物。此外，化學家還制成了其他一些具有特殊功能的含硅的物質。例如，硅與碳的化合物碳化硅(俗稱金剛砂)，具有金剛石結構，硬度很大，可作砂紙、砂輪的磨料；人工合成的硅橡膠是目前最好的既耐高溫又耐低溫的橡膠，用于制造火箭、導彈、飛機的零件和絕緣材料等；人工合成的分子篩，主要作吸附劑和催化劑等。投影金剛砂、硅橡膠、分子

15、篩的圖片過渡雖然硅的化合物隨處可見，而且遠古時期人類就已經開始加工和使用陶瓷，但硅的單質直到18世紀上半葉才由化學家制備出來。下面我們就一起來認識一下硅單質。二、硅單質1硅單質的物理性質分析與碳相似，硅單質有晶體硅和無定形體兩種，硅晶體中每個Si原子都是以4個共價鍵和另外4個Si原子相連，形成空間正四面體的立體網狀結構，類似于金剛石的結構。提問結構決定性質，請同學們根據硅的結構來推測單質硅有什么性質？回答單質硅熔點高、硬度大。投影單晶硅圖片總結灰黑色、有金屬光澤，硬而脆的固體，熔、沸點高。硅在元素周期表中處于金屬與非金屬的過渡位置，晶體硅的導電性介于導體和絕緣體之間，是良好的半導體材料。2單質

16、硅的化學性質(1) 常溫下，硅的化學性質不活潑，除氟氣、氫氟酸和強堿外，硅不跟其他物質起反應，如：0、Cl、HSO、HNO等。22243Si+4HF=SiFf+2HfSi+2F=SiF4 224Si+2Na0H+H0=NaSiO+2Hf2232(2) 加熱的條件下，硅能跟一些非金屬反應。Si+O=SiOSi+2Cl=SiClSi+C=SiC2224設問從20世紀中葉開始，硅成了信息技術的關鍵材料，那單質硅能用做什么呢？投影單晶硅的用途高純的單晶硅是重要的半導體材料，可做成太陽能電池，在開發能源方面是一種很有前途的材料。另外，廣泛應用的二極管、三極管、晶閘管和各種集成電路(包括我們計算機內的芯片

17、和CPU)都是用硅制作的原材料。硅芯片硅太陽能電池3硅的主要用途(1) 用于制造硅芯片、集成電路、晶體管、硅整流器等半導體器件(2) 制造太陽能電池；(3) 制造合金，如含硅4%(質量分數)的鋼導磁性好制造變壓器的鐵芯；含硅15%(質量分數)的鋼有良好的耐酸性等。課堂小結這節課我們主要學習了硅單質的結構、性質及用途和硅酸鹽的知識，通過學習，我們了解到硅及其化合物在社會發展和人類文明進步歷程中充當了一個非常重要的角色，可以說目前全球信息的流通、電子工業的發展都離不開硅；我們也相信隨著科技的發展，它們還會為人類文明的進步發揮更多的作用，創造更多的奇跡。希望同學們努力學習，掌握更多的科學知識，開發、

18、研究硅這古老而又年輕的元素在更多方面的應用。板書設計硅酸鹽、硅單質一、硅酸鹽1硅酸鹽組成的表示方法(1)鹽化學式法如：硅酸鈉：Na2SiO3、硅酸鈣：CaSiO3，此法用于組成簡單的硅酸鹽(2)鹽氧化物法如：鋯石：ZrOSiO紅柱石：AlOSiO22232鎂橄欖石：2Mg°逆鈣鋁石榴子石：3Ca°Ay代叫2硅酸鈉(1)硅酸鈉是一種無色晶體，熔點高(2) Na2SiO3易溶于水，溶液呈堿性，它的水溶液俗稱“水玻璃”"&2迎溶液易吸收空氣中的CO2，化學方程式為NazS%+屯0+匹=¥叫'+Na2C03,因此NazSi%溶液要密封保存(4)

19、用途：建筑工業和造紙工業用它作黏合劑，木材或織物用水玻璃浸泡后既防腐又不易著火3硅酸鹽產品(1) 水泥(2) 陶瓷(3) 玻璃二、硅單質1硅單質的物理性質單質硅的物理性質：灰黑色、有金屬光澤，硬而脆的固體，熔、沸點高，是良好的半導體2單質硅的化學性質(1) 常溫下，硅的化學性質不活潑，除氟氣、氫氟酸和強堿外，硅不跟其他物質起反應，如：0、Cl、HS0、HN0等22243(2) 加熱的條件下，硅能跟一些非金屬反應3硅的主要用途(1) 用于制造硅芯片、集成電路、晶體管、硅整流器等半導體器件(2) 制造太陽能電池(3) 制造合金布置作業1給下列溶液中通入C02氣體，不可能產生沉淀的是()A.氯化鈣和

20、硝酸鋇的混合液B.稀的水玻璃C.偏鋁酸鈉溶液D.碳酸鈉飽和溶液2在煉鐵、制玻璃、制水泥三種工業生產中，都需要的原料是()A.生石灰B.石灰石C.石英D.純堿3. 應用帶橡膠塞的玻璃試劑瓶保存的溶液是()A.燒堿溶液B.硫酸鈉溶液C水玻璃溶液D.濃硫酸4氫氧化鋁膠囊、碳酸氫鈉粉劑因能同胃酸反應，曾用來治療胃酸過多。三硅酸鎂(2Mg03SiO2nH2O)和氫氧化鋁膠囊一樣，在治療時作用持久。試寫出三硅酸鎂同胃酸的主要成分作用的離子方程式。5在自然界里，硅存在于地殼的各種礦物和巖石中的形式是()A.晶體硅B.二氧化硅C.硅酸D.硅酸鹽答案1.A2.B3.AC4.2Mg03SiOnH0+4H+=2M&

21、amp;+3SiO+(n+2)H022225.D教學反思本節課在知識的理解上，亦無難點。難的是如何真正激發學生的學習興趣，并讓其產生強烈的求知欲。若單純地讓學生去自學這部分知識，學生很容易讀懂，但日后的印象會如過眼煙云；若只是教師講述，學生會有單調乏味之感。基于以上考慮，采取圖像展示、學生自學、歸納、教師激疑引導、實驗問答等教學方法，激活了學生思維。如通過演示實驗，可讓學生有較深的印象。另外，在課堂上還補充了一些課外知識，擴大了學生的知識面，使學生愉快地接受了所學知識，學生的學習興趣得到了提升，學生在課堂上的主體性得到了較好的體現。備課資料1.分子篩的簡介許多硅酸鹽具有多孔的結構，孔的大小與一

22、般分子的大小相當，而且組成不同的硅酸鹽的孔徑不同。因此這些硅酸鹽具有篩分分子的作用，人們把它們稱為分子篩(molecularsieve)。如組成為NaOAlO2SiOnHO的鋁硅酸鹽，其中有許多籠狀空穴和通道。這種結22322構使它很容易可逆地吸收或失去水及其他小分子，如二氧化碳、氨、甲醇、乙醇等，但它不能吸收那些大得不能進入空穴的分子。因此它可用于吸水、分離氣體、吸附有毒氣體等。分子篩常用于分離、提純氣體或液體混合物。作干燥劑、離子交換劑、催化劑、催化劑載體，用于凈化水、凈化空氣、防毒器械、食品保鮮、電子產品處理、石油化工等方面。如：氮碳分子篩作為一種新型吸附劑產品，其主要作用是分離空氣富集

23、氮氣；能廣泛應用于食品、水果、糧食、茶葉、中藥材的保鮮和貯存，金屬熱處理的氮基處理、電子產品處理、煤礦滅火、石油化工等方面。如:3A型分子篩，是指A型晶體結構的鉀型，能吸附臨界直徑不大于3A的分子，典型化學組成2/3K2°1/叫°Al2O32SiO245屯0。該產品主要用途為化工、石油、醫藥、中空玻璃等工業用干燥劑，用于不飽和烴物料，如裂解氣、丁二烯、丙烯、乙炔等工業脫水，也可用于氣體、極性液體和天然氣的干燥。由于3A型的孔徑較小，在吸附過程中能有效控制其他分子的共吸附。又如5A分子篩：5A分子篩的孔徑為5A,能吸附小于該孔徑的任何分子，主要應用于正異構烴分離、變壓吸附分離及水和二氧化碳的共吸附，基于5A分子篩的工業應用特點，所以5A分子篩選擇吸附性高、吸附速度快，特別適用于變壓吸附，可適應各種大小的制氧、制氫、制二氧化碳等氣體變壓吸附裝置，是變壓吸附行業中的精品。2水玻璃的應用水玻璃為硅酸鈉