無機非金屬材料的主角──硅教學設計（1）教學目標：【知識與技能】1．了解硅元素在自然界中的存在形式；2．知道二氧化硅的性質；3．了解硅酸的性質及制法，了解硅酸鈉的性質；4．知道硅、二氧化硅的在信息技術、材料科學等領域的應用?！具^程與方法】

1．幫助學生學習運用對比的方法來認識物質的共性和個性，促進學生對新舊知識進行歸納比較能力的發(fā)展。

2．通過硅及其化合物等內容體現從物質的結構猜測物質的性質，推出物質的用途的思維過程，建構“結構——性質——用途”學習的共同模式，。

3．本節(jié)多數內容屬于了解層次，部分段落閱讀自學，提高的閱讀能力、收集資料能力、自學能力和語言表達能力。【情感態(tài)度與價值觀】1．用硅給現代人類文明進程所帶來的重大影響（從傳統(tǒng)材料到信息材料），為學生構架一座從書本知識到現代科技知識和生活實際的橋梁。開闊學生眼界，提高科技文化素養(yǎng)，理解更多的現代相關科學理論與技術；2．促進學生逐漸形成正確的科學社會觀，學生認識到“科學技術是第一生產力”，關心環(huán)境，資源再生及研究、探索、發(fā)現新材料等與現代社會有關的化學問題，提高學生社會責任感?！窘虒W重點】二氧化硅的主要化學性質?！窘虒W難點】二氧化硅晶體結構【教學過程】[導課]問題：[問題]：請簡要閱讀課文后回答課文標題中“無機非金屬材料的主角-硅”“主角”兩個字在這里的涵義是什么？（學生回答：硅含量僅次于氧，硅的氧化物和硅酸鹽構成地殼的主要部分）[板書]

第四章

非金屬元素及其化合物[板書]

§4-1無機非金屬材料的主角-硅［講述］硅的氧化物及硅酸鹽構成了地殼中的大部分巖石、沙子和土壤，約占地殼質量90％以上。各種各樣的硅酸鹽和水、空氣和陽光構成了人類及生物生存的根基。自古至今，在無機非金屬材料中，硅一直扮演著主角的角色。［問題］碳和硅元素結構上又和碳有什么不同？推測硅單質的性質有哪些？

［學生閱讀］Ｐ74中間自然段。［回答］硅位于元素周期表ⅣＡ，與碳元素同族。原子最外層均有四個電子。硅同

碳元素一樣，其原子即不容易失去電子又不容易得到電子，主要形成四價的化合物。其中二氧化硅是硅的最重要的化合物?！白钪匾比齻€字是如何體現呢？接下來具體進行了解二氧化硅有關性質。［板書］一、二氧化硅和硅酸［投影］金剛石、晶體硅、二氧化硅的晶體模型及水晶標本。［板書］１、二氧化硅（SiO２）［講述］地球上天然二氧化硅成為硅石，約占地殼質量的20％，存在形態(tài)有結晶性和無定性兩種。［投影］二氧化硅晶體模型：

這種能說明什么問題呢？展示“鳥巢”工程圖片，產生一些聯想對網狀結構留下深刻印象。通常，這種空間網狀結構的物質都具有高硬度、高熔點的特點，如金剛石。

［閱讀］科學視野。［講解］將晶體硅結構中的每一個“硅-硅”共價鍵打開，并在其間夾入一個氧原子，就形成了二氧化硅的晶體。這樣，每個硅原子和四個氧原子以共價鍵結合，形成以該硅原子為中心的正四面體型結構，這種正四面體型結構向空間伸展，就形成了具有空間網狀結構的原子晶體。由于每個氧原子同時和兩個硅原子成鍵，所以二氧化硅晶體中，硅氧原子數之比為1:2，SiO2只表示一種比例關系，并不表示晶體中存在SiO2的小分子。重點在于明確結構與化學式的關系。［講述］水晶—石英中無色透明的晶體；具有彩色環(huán)帶狀或層狀的稱為瑪瑙。二氧化硅可用來做光導纖維。課本上的關于二氧化硅的礦石和用途［講述］石英可用來做石英鐘、石英表，耐高溫的石英玻璃；水晶可以用來制造電子工業(yè)中的重要部件、光學儀器、工藝品、眼鏡片等，含有有色雜質的石英，還可用于制造精密儀器軸承，耐磨器皿和裝飾品等。這些應用與二氧化硅的什么性質有關？［板書］（１）物理性質：堅硬、難溶固體二氧化硅是一種典型的酸性氧化物，能與堿性氧化物或者堿發(fā)生反應，酸性氧化物一般不與酸發(fā)生化學反應，而二氧化硅卻能與氫氟酸發(fā)生反應，這也是工業(yè)上用氫氟酸雕刻玻璃的反應原理。

［思考］已知玻璃中含有SiO2，而硅酸鈉又是一種粘合劑，回答為什么實驗室中盛放堿液的試劑瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？

（２）化學性質：

[板書]1、酸性氧化物SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O

SiO2+CaO

CaSiO3

2、氧化性：SiO2+2C===Si+2CO（工業(yè)上用此反應制粗硅）硅的提純3、特殊性：SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O

（怎樣保存HF？塑料瓶）

4、在高溫下與碳酸鹽的反應（應用于玻璃生產）SiO2+Na2CO3==CO2↑+Na2SiO3SiO2+CaCO3==CO2↑+CaSiO3［過渡］剛才我們提到二氧化硅不能溶于水得到相應的酸——硅酸。那么，硅酸是怎樣的一鋼化玻璃耐高溫、耐腐蝕、強度大、質輕、抗震裂運動器材；微波通信器材；汽車、火車窗玻璃等玻璃的工業(yè)制取：原料：石灰石、純堿、石英SiO2+Na2CO3==CO2↑+Na2SiO3SiO2+CaCO3==CO2↑+CaSiO3硅酸鹽的表示方法：金屬氧化物。二氧化硅。水閱讀課本P77資料卡片石棉：CaO·3MgO·4SiO2【CaMg3Si4O12】長石：K2O·Al2O3·6SiO2【K2Al2Si6O16】高嶺石：Al2O3.2SiO2.2H2O2.水泥1）原料：石灰石、粘土；主要成分硅酸三鈣（3CaO。SiO2、硅酸二鈣（2CaO。SO2）、鋁酸三鈣（3CaO。Al2O3）2、用途：建筑行業(yè)水泥在各個工程上應用3）閱讀資料交流感受。（1）現在全世界年產水泥總數超過6億噸。一種新型水泥──雙快水泥（快凝、快硬）問世。它澆注一天后的硬度，相當于普通水泥澆注7-28天后的硬度。（2）我國水泥工業(yè)的發(fā)展情況：水泥產量自1979年到1999年增長了7.8倍，20年間我國水泥產量平均增長達11.08％，水泥產量自1995年以來一直居全世界首位。其中1999年我國水泥產量占世界的37．16％。我國現有水泥企業(yè)8000多家，而20萬噸以上的企業(yè)不足10％，全國水泥企業(yè)平均規(guī)模不到10萬噸，與世界其它國家相經差距極大。3．陶瓷原料：粘土思考：為什么在英文中用China表示中國？新型的陶瓷（1）高溫結構陶瓷（2）壓電陶瓷（3）透明陶瓷（4）超導陶瓷請閱讀課文材料，討論歸納。新型無機非金屬材料的主要特點：1、強度高，耐高溫；2、具有電學特性：絕緣體、半導體、導體等；3、具有光學特性：發(fā)光、透光（可見光、紅外光、射線）；4、具有生物功能。四．硅單質單質硅有晶體硅和無定形硅兩類。

（1）硅的物理性質

晶體硅是有金屬光澤光澤的灰黑色色固體，熔點高、硬度大、有脆性，是良好的半導體。

（2）硅的化學性質

①硅單質與強堿溶液反應：

Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2

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