第四章 非金属及其化合物
第一节 无机非金属材料的主角——硅
(第1课时 二氧化硅和硅酸)
【明确学习目标】
1、了解硅在自然界中的含量及存在形式。
2、通过对二氧化碳与二氧化硅的比较学习,掌握二氧化硅的性质。(学习重点)
3、掌握硅酸的性质及制法。(学习重点)
【相关知识点回顾】
回忆下列初中所学内容:
(1)画出碳、硅的原子结构示意图,分析它们原子结构有什么特点?
(2)CO2的物理性质如何?能够参与哪些化学反应?
【预学能掌握的内容】
一、二氧化硅和硅酸
1、硅在地壳中的含量为26.3%,仅次于 ,在地壳中含量居第 位。硅是一种亲氧元素,其在自然界中总是与氧相互化合,自然界中以 态形式存在。 是硅最重要的化合物。
2、硅原子和碳原子最外层电子数为 个,它们既 失去电子,也
得到电子,其中 是构成有机物的主要元素, 是构成岩石与许多矿物的基本元素。
3、二氧化硅中每个Si周围结合 个O,Si在 ,O在 。 二氧化硅晶体中Si和O按 的比例组成 结构的晶体,二氧化硅的网状结构决定了它的熔点 ,硬度 ,化学性质 。
4、二氧化硅(SiO2)
(1)SiO2的存在:天然SiO2存在形态有 形和 形两大类,统称 。石英、水晶、玛瑙、沙子的主要成分是 。
(2)SiO2的物理性质:熔点 ,硬度 , 导电, 溶于水。
(3)SiO2的化学性质:
①不与水、一般的酸反应。
②具有酸性氧化物的通性。分别写出SiO2与CaO、NaOH溶液反应的化学方程式: ; 。
③特性。与氢氟酸反应,化学方程式为: 。
(4)用途: ① 是基本的建筑材料。
②纯净的SiO2是现代光学及光纤制品的基本原料,可以制作 。
③实验室中使用的 。
④ 和 制作饰物和工艺品。
5、硅酸
(1)性质:①硅酸是一种很弱的酸,酸性比 还弱。
②硅酸在水中的溶解度 ,易聚合形成硅酸凝胶,硅酸凝胶干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶,又称为 ,吸附水分能力强,常用作 ,也可用作 的载体。
(2)制备:化学方程式: 。
【预学中的疑难问题】
一、二氧化硅和硅酸
〖交流展示〗
(1)小组交流课前预习收获与疑惑。
(2)结合老师的知识介绍,小组讨论课本P76“思考与交流”并积极展示。
(3)什么叫酸性氧化物?有哪些共同性质(通性)?
〖合作探究〗
(1)比较CO2与SiO2的性质。
物质
二氧化硅
二氧化碳
存在
物理
性质
与水反应
与酸反应
与碱反应
与碱性氧化物反应
(2)实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而为什么不用玻璃塞?(提示:玻璃中含有SiO2)
〖实验探究〗
(1)完成课本P76“实验4-1”,理解硅酸的制法和性质。
(2)利用“强酸制弱酸”的规律,尝试设计一个实验方案,来证实酸性:盐酸>碳酸>硅酸。
①试验中必须用到的药品有 。
②必须用到的仪器有: 。
③绘出实验装置图。
〖课堂练习〗
课本P80习题1、4、5。
〖及时总结〗
自主总结本课时主要内容并积极展示。
【基础达标】
1、在实验室里熔化NaOH固体,不能选用的坩锅是( )?(多选)
A.铁坩锅 B.瓷坩锅
C.铝坩锅 D.石墨坩锅
2、科学家提出硅是“21世纪的能源”,这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。下列关于硅的说法中正确的是( )
A.地壳中硅的含量稀少 B.自然界中存在大量单质硅
C.高纯度的硅被用于制作计算机芯片 D.光导纤维的主要成分是Si
3、SiO2和CO2的共同点是 ( )
A.都能溶于水 B.常温下都是固体
C.都能与水化合生成相应的酸 D.都能与强碱溶液反应生成盐和水
4、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.CaCl2
5、下列物质:①氢氟酸;②浓H2SO4;③烧碱溶液;④Na2CO3固体;⑤氧化钙;⑥ 浓HNO3,其中在一定条件下能与SiO2反应的有( )?
A.①②⑥ B.全部 C. ②③⑥ D.①③④⑤?
【能力提升】
6、下列离子方程式书写不正确的是( )
A.大理石与盐酸反应CaCO3 + 2H+ == Ca2+ + H2O + CO2↑
B.水玻璃中加入硫酸Na2SiO3+ 2H+ == H2SiO3↓+ 2Na+
C.二氧化硅与苛性钠反应SiO2+2OH-==SiO32- + H2O
D.将二氧化碳通入过量的澄清石灰水中 CO2+Ca2+ +2OH-== CaCO3 ↓+ H2O
7、由石英制取硅胶,经历以下三步,试写出前两步反应的离子方程式:
(1)用氢氧化钠溶液溶解石英: ;
(2)过滤,向滤液中加入盐酸: ;
(3)微热浓缩硅酸溶液,加热蒸干溶液,得到硅胶。
8、要除去下列混合物中的杂质(括号内为杂质),请写出合适的试剂和操作方法:
(1)SiO2(CaCO3) ;
(2)SiO2(Si) ;
(3)NaCl(SiO2) 。
第一节 无机非金属材料的主角——硅
(第2课时 硅酸盐 硅单质)
【明确学习目标】
1、了解硅单质、硅酸盐的物理性质和用途,掌握主要硅酸盐的化学性质。(学习重点)
2、知道一些无机非金属材料及其制法。
【相关知识点回顾】
单质碳的存在形式有哪些?主要性质如何?
【预学能掌握的内容】
二、硅酸盐
1、硅酸盐的含义:硅酸盐是由 组成的化合物的总称。硅酸盐是一类结构复杂的固态物质,大多数硅酸盐 溶于水,化学性质 。
2、硅酸盐组成的表示形式:
通常用 和 的组合形式表示其组成。
硅酸钠:Na2SiO3
硅酸钙:CaSiO3
高岭石:Al2(Si2O5)(OH)4
3、Na2SiO3的物理性质: 晶体,熔点 , 溶于水,其水溶俗称 ,是制备 和 等的原料。
4、无机非金属材料:
(1)陶瓷是以 为原料,经 而成的;
(2)普通玻璃是以 为原料,经 、 ,在 中熔融制得的;
(3)普通水泥是以 为主要原料,经 、 后在 中煅烧,再加入适量 ,研成细粉而得。
(4)特殊功能的含硅材料:
①碳化硅,俗称 ,化学式为 ,硬度大,可用作 ;
②含4%硅的硅钢具有 性,主要用作 ;
③人工合成的硅橡胶是最好 的橡胶,用于 ;
④人工制造的分子筛,主要用作 。
三、硅单质
晶体硅是具有 光泽的 固体,熔点 ,硬度 ,有 性,由于晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的 材料。
【预学中的疑难问题】
二、硅酸盐
〖交流展示〗
小组交流课前预习收获与疑惑,积极展示。
〖实验探究〗
小组合作完成课本P77“实验4-2”,讨论并小结硅酸钠的主要性质和用途。
〖交流探究〗
(1)结合课本阅读和老师介绍,认识常见的无机非金属材料,讨论陶瓷、玻璃和水泥有哪些共同点?
(2)结合课本P77“资料卡片”,把下列硅酸盐改写成氧化物形式:
硅酸钠(Na2SiO3): 钾长石(K2Al2Si6O16):
蛇纹石(Mg3H4Si2O9):_______________________________________
高岭石(Al2H4Si2O9):________________________________________
三、硅单质
〖合作探究〗
(1)结合课本阅读和老师介绍,归纳硅的重要用途。
(2)工业上用焦炭在电炉中还原二氧化硅制得含有少量杂质的粗硅,同时生产一氧化碳气体。碳化硅(SiC,俗称金刚砂)具有金刚石结构,硬度很大,可用作砂纸、砂轮的磨料,工业上使焦炭与二氧化硅在高温下反应制得碳化硅,同时生成一氧化碳气体。回答下列问题:
①写出制取粗硅的化学方程式: ;
在该化学反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为: 。
②写出制取碳化硅的化学方程式: ;
在该化学反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为: 。
③在制取粗硅后,制取纯硅一般要分两步进行,首先使Si和Cl2反应,生成的SiCl4除杂后用H2还原得到纯硅。写出制取纯硅的化学反应方程式并用标出电子转移情况:
〖课堂练习〗
1、高岭土的组成表示为Al2Si2Ox(OH)y,其中x 、y的数值分别为( )
A.7,2 B.6,3 C.5,4 D.3,6
2、能将CaCO3 、SiO2、Na2SiO3三种白色粉末鉴别开来的试剂是( )
A.苛性钠溶液 B.水 C.氢氟酸 D.稀盐酸
3、课本P81习题8、9。
〖及时总结〗
自主总结本课时主要内容并积极展示。
【基础达标】
1、下列物质中属于纯净物的是( )
A.Na2CO3·10H2O B.水泥 C.纯净的盐酸 D.普通玻璃
2、下列物质有固定熔点的是( )
A.玻璃 B.水泥 C.水玻璃 D.Na2O·SiO2?
3、下列物质的浓溶液,能用磨口玻璃试剂瓶盛放的是( )
A.浓H2SO4 B.水玻璃 C.苛性钠 D.氢氟酸
4、在玻璃工业、水泥工业中都用到的原料是( )
A.纯碱 B.石英 C.石灰石 D.粘土?
【能力提升】
5、下列离子方程式,正确的是 ( )A.澄清石灰水中通入过量二氧化碳:Ca2+ +2OH( +CO2 ===CaCO3↓+H2OB.碳酸钠溶液中加入二氧化硅:CO32( +SiO2==SiO32( +CO2↑C.二氧化硅与烧碱溶液反应:SiO2 +2OH( === SiO32(+H2O↑D.硅酸与烧碱溶液中和:H2SiO3 +2OH( === SiO32(+2H2O
6、汉代器物上的颜料“汉紫”至今尚没有发现其自然存在的记载。20世纪80年代科学家进行超导材料研究时,偶然发现其成分为紫色的硅酸铜钡(化学式:BaCuSi2Ox,Cu为+2价),下列有关“汉紫”的说法中不正确的是( )
A.用盐的形式表示:BaSiO3·CuSiO3
B.用氧化物形式表示:BaO·CuO·2SiO2
C.易溶于强酸、强碱 D.性质稳定,不易褪色
7、15 g SiO2和足量的碳在高温下发生反应SiO2+2CSi+2CO↑。下列叙述正确的是( )
A.氧化剂和还原剂的质量比为1∶2 B.SiO2是还原剂
C.反应中有6 g碳被氧化 D.反应中生成了28 g CO
8、已知硅可与NaOH溶液发生下列反应:Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑。现将6.9 g钠和4.2 g硅同时投入足量水中充分反应后,测得溶液体积为500 mL,求产生的氢气在标准状况下的体积为多少升?所得溶液的物质的量浓度为多少?
课件57张PPT。第四章 非金属及其化合物第四章 非金属及其化合物第一节 无机非金属材料的主角
——硅第四章 非金属及其化合物自主学习一、硅元素
1.含量:硅在地壳中含量为26.3%,仅次于______。
2.原子结构:硅的原子结构示意图为_______。最外层电子数为____个,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。氧43.存在:硅是一种亲氧元素,在自然界中总是与氧相互化合,以熔点很高的_________及__________形式存在于岩石、沙子和土壤中,占地壳质量的90%以上。
二、二氧化硅
1.存在
SiO2存在形态有______形和无定形两大类,统称硅石。石英、水晶、玛瑙、沙子、光导纤维的主要成分均是_________。氧化物硅酸盐结晶SiO22.结构
SiO2晶体是__________空间网状结构,每个Si周围结合______个O,每个O周围有_____个Si,Si∶O=_________。
3.物理性质
熔点:_____;硬度:_____;溶解性:____溶于水。
四面体421∶2高大不SiO2+2NaOH ===== Na2SiO3+H2OSiO2+4HF ===== SiF4↑+2H2O5.用途
(1)沙子是基本的建筑材料;
(2)纯净的SiO2是现代光学及光纤制品的基本材料,可以制作______________;
(3)石英和玛瑙制作饰物和工艺品;
(4)实验室中使用石英坩埚。
光导纤维想一想
1.实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么用橡皮塞,而不用玻璃塞?
提示:玻璃中含有SiO2,SiO2与NaOH溶液反应生成黏性的Na2SiO3,会使瓶塞与瓶口粘在一起,不易打开。
三、硅酸
1.物理性质
颜色:______;状态:胶状固体;溶解性:______溶于水。
2.化学性质
(1)弱酸性
向Na2SiO3溶液中通入适量CO2气体,化学方程式为:
白色难_______________________________________________。
结论(酸性):H2SiO3_________H2CO3。
(2)不稳定性
H2SiO3不稳定,受热易分解,化学方程式为:________________________。
Na2SiO3+CO2+H2O===Na2CO3+H2SiO3↓红无白色胶状物质碱Na2SiO3+2HCl===2NaCl+H2SiO3(胶体)4.硅胶
SiO2干燥剂催化剂四、硅酸盐
1.概念
硅酸盐是由______、氧和金属组成的化合物的总称。
2.硅酸盐的性质
硅酸盐是一类结构复杂的固态物质,大多_______于水,化学性质很稳定。硅不溶3.硅酸盐组成的表示
通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成。
例如:Na2SiO3:Na2O·SiO2;红柱石:Al2SiO5∶Al2O3·SiO2。
4.最常见的硅酸盐——Na2SiO3
5.常见的硅酸盐产品
玻璃窑6.其他含硅的物质
想一想
2.二氧化硅能溶于水生成硅酸吗?若不能,如何用二氧化硅制取硅酸?
提示:二氧化硅不溶于水,也不与水反应,应使二氧化硅先与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠,然后再通入二氧化碳气体,即可生成硅酸沉淀。五、硅单质
1.种类及结构
单质硅分为晶体硅和___________两类,晶体硅的结构与___________类似。
2.性质
(1)物理性质
无定形硅金刚石(2)化学性质:在常温下化学性质不活泼,但能与__________、________发生反应。
3.用途
(1)半导体材料,如硅芯片等。
(2)新型能源,如光电池等。氢氟酸强碱自主体验
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.自然界中硅元素都存在于石英中
解析:选B。自然界中硅的含量很高,但都是以化合态存在,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,D项错误。二氧化硅的化学性质很稳定,C项错误。
2.(2012·河南焦作高一期末)硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤,在无机非金属材料中,硅一直扮演着主角。下面几种物质中含有硅单质的是( )
解析:选C。玛瑙、光导纤维、水晶的主要成分都是SiO2,太阳能电池板主要材料是硅单质。
解析:选D。由于H2SiO3的酸性比碳酸要弱,故将水玻璃露置在空气中时,会发生以下反应而变质:
Na2SiO3+CO2+H2O===Na2CO3+H2SiO3↓。
探究导引1 为什么CO2和SiO2在化学性质上具有一定的相似性而物理性质差异很大?
提示:因为二者结构不同,SiO2为立体网状结构。
探究导引2 CO2与酸不反应,SiO2是否与酸反应?
提示:SiO2可与氢氟酸反应。要点归纳
特别提醒
(1)SiO2和CO2都是酸性氧化物,与碱反应生成盐和水。
(2)CO2与H2O能反应,但SiO2不溶于水也不与水反应;SiO2与氢氟酸能反应,但CO2不与酸反应。即时应用解析:选C。CO2的熔沸点低,溶于水,SiO2的熔沸点高,硬度大,不溶于水,两者是酸性氧化物和其物理性质没有因果关系,A错;CaCO3和SiO2反应是SiO2的特殊性质,不能说明H2CO3的酸性比H2SiO3的弱,B错;SiO2和HF反应也是SiO2的特殊性质,不能说明SiO2是两性氧化物,D错。探究导引3 能与NaOH溶液反应产生H2的单质只有金属Al吗?
提示:不是,还有Si。
探究导引4 欲鉴别单质硅和碳可选择什么试剂?
提示:可用NaOH溶液,能反应的为硅。要点归纳
特别提醒
(1)Si、SiO2都能与氢氟酸反应;
(2)粗硅制备时,要隔绝空气,在电炉中进行,且生成的是CO而不是CO2。即时应用
2.有关硅元素的下列叙述中正确的是( )
A.硅与任何酸都不反应
B.硅元素是构成矿物岩石的主要成分之一,其化合态几乎全部是氧化物和硅酸盐
C.硅的性质很稳定,能以游离态形式存在于自然界中
D.常温时硅不与任何物质反应解析:选B。硅是亲氧元素,在自然界中全以化合态形式存在,主要是氧化物和硅酸盐的形式,B对,C错;常温时,硅能与氟气、氢氟酸、氢氧化钠溶液等发生反应,A、D都错。 (2012·大同高一检测)下列关于二氧化硅的说法中,错误的是(双选)( )
A.二氧化硅也叫硅酸酐
B.二氧化硅分子由一个硅原子和两个氧原子构成C.不能用二氧化硅与水直接作用制取硅酸
D.二氧化硅既能与氢氟酸反应,又能与烧碱反应,所以它是两性氧化物
【解析】
【答案】 BD 下列说法正确的是( )【解析】 硅酸不溶于水,但与NaOH溶液反应:H2SiO3+2NaOH===Na2SiO3+2H2O,A项错误。B项中该反应之所以能发生是在高温条件下,CO2以气体形式逸出,使反应进行得比较彻底,是利用SiO2、CO2沸点的不同,而不是利用硅酸、碳酸酸性的强弱。C项符合“强酸制弱酸”的一般规律。SiO2不溶于水,也不能与水反应,D项错误。
【答案】 C
【名师点睛】 比较酸性强弱,一般在水溶液体系中,符合强酸制弱酸原理。高温下,符合难挥发性酸制易挥发性酸原理。
A、B、C、D、E五种含硅元素的物质,相互转化关系如图所示:
(1)推断A~E的化学式:A____________,B_______________,C______________,D______________,E_________________。
(2)①写出B―→A的化学方程式
_________________________________。
②A―→C的离子方程式__________________________________。【解析】 在空气中燃烧生成D,B可能为
Si,B和D都能与NaOH溶液反应生成A,则A为Na2SiO3,A和盐酸反应生成C,C为H2SiO3,H2SiO3受热分解又生成SiO2,证明B为Si,E为CaSiO3。
【答案】 (1)Na2SiO3 Si H2SiO3 SiO2 CaSiO3
(2)Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑
+2H+ === H2SiO3↓【规律方法】 含硅化合物之间的“三角转化”关系,是推断含硅化合物推断题的重要突破口,其转化关系如图。
[经典案例] 晶体硅是一种重要的非金属材料。制备纯硅的主要步骤如下:
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅;
②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3:
Si+3HCl===SiHCl3+H2;
③SiHCl3(沸点:33.0 ℃)与过量H2在1000~1100 ℃反应制得纯硅。(已知SiHCl3能与H2O剧烈反应,在空气中易自燃)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如图所示(热源及夹持装置均已略去)。
根据以上信息,回答下列问题:
(1)请写出第①步制备粗硅,装置D中发生反应的化学方程式,并指出三个步骤中发生的反应属于置换反应的是哪几个?
(2)粗硅与HCl反应完全后,经冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0 ℃)中含有少量SiCl4(沸点57.6 ℃)和HCl(沸点-84.7 ℃),那么该如何提纯SiHCl3?
(3)装置B中的试剂是什么?其作用是什么?【答案】 (1)在高温条件下,用C还原SiO2生成CO和粗硅,化学方程式为2C+SiO2
2CO↑+Si;据步骤③可写出装置D中发生的反应为SiHCl3+H2 Si+3HCl,所以三个步骤中发生的反应都属于置换反应。
(2)分离、提纯不同沸点的液体可以采用分馏或蒸馏。
(3)用Zn和稀硫酸制得的H2中会混有少量H2O,而SiHCl3能与H2O剧烈反应,所以要进行干燥,根据装置应选择液态干燥剂浓硫酸。第一节 无机非金属材料的主角—硅?第一课时教学设计
[教学目标]
知识与技能
?1.了解硅元素在自然界中的存在形式;
2.知道二氧化硅的性质;
?3.了解硅酸的性质及制法,了解硅酸钠的性质;
?4.知道硅及其化合物的用途。
过程与方法
?1.使学生学会运用对比的方法来认识物质的共性和个性,从而培养学生对新旧知识进行归纳比较的能力。 2.“结构——性质——用途”是 硅及其化合物等内容学习的共同模式,让学生通过物质的结构猜测物质的性质,从而推出物质的用途。
?3.本节多数内容属于了解层次,部分段落可让学生阅读自学培养学生的自学能力。
情感态度与价值观
?1.在大量的直观感性材料的陪衬下,使化学学习不再使人感到枯燥乏味而是生动有趣;为学生构架一座从书本知识到现代科技知识和生活实际的桥梁。有助与学生开阔眼界,提高科技文化素养,理解更多的现代相关科学理论与技术;
2.使学生逐渐形成正确的科学社会观,使学生认识到“科学技术是第一生产力”,关心环境,资源再生等与现代社会有关的化学问题,培养学生社会责任感。
?[教学方式] ?教学方法:提问、对比、引导、探究 ??????????? 学习方法:自学、观察、想象、归纳
??[教学重点] ??二氧化硅的性质;
?[教学难点] ??硅酸盐的丰富性和多样性
?[教学媒体] 多媒体课件
?[教学用具] 试管 胶头滴管? 滤纸或木条吸管? 烧杯? 酒精灯 镊子?? 盐酸溶液? 氢氧化钠溶液? 酚酞试液 硅酸钠溶液? 蒸馏水? 食品中的干燥剂? 氢氟酸腐蚀过的玻璃片
??[教学过程]
教师活动
学生活动
设计意图
新课引入:观看题图,引入第四章
?
?
介绍硅在自然界中的存在形式,引入第一节
观察题图,周期表以及地壳元素分布图,思考
观看一段有关硅及其化合物应用的段片
创设问题情景,诱发学生求知欲望
?
引出本节课的课题
提出思考:1。根据“结构——性质——用途”,请思考:单质硅有什么结构特点?猜想其具有什么物性和化性?常温下为什么硅具有化学稳定性?尝试与碳做比较?
引导:展示周期表和硅的结构图
小结硅与碳在结构和性质方面的异同
学生思考回答
?
?
?
观察,思考
归纳《学案》P55硅与碳的比较,划书P62、P68内容
培养学生对新旧知识进行归纳比较的能力
让学生了解“结构——性质——用途” 的化学学习模式
提出思考:1。硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件,还可制成太阳能电池、光电池等,硅的这些用途是利用了硅的什么性质?
2.? 在半导体工业中有这样一句行话:“从沙滩到用户”,你是如何理解的?
引导学生思考讨论,小结用途
学生思考回答
?
?
?
?
?
小结,划书
培养学生思维能力
引入:二氧化硅的存在和应用
提出思考:1.根据二氧化硅的存在和应用,二氧化硅具有什么物理性质?化学稳定性如何?你的根据是什么?二氧化硅的这些性质是由什么决定的?尝试与二氧化碳作比较?
讲解二氧化硅的三个性质,注重引导与二氧化碳作比较,展示两个物质的结构图,强调结构决定性质
?
思考与交流P56
归纳《学案》P56二氧化硅与二氧化碳的比较,划书P64内容
?
培养学生对新旧知识进行归纳比较的能力,加深了解“结构——性质——用途” 的化学学习模式
提出思考:5。实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸(HF)?
6.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?
展示被氢氟酸腐蚀的玻片
观察,思考,回答
做记录
引导学生将已学知识与实际相结合
提出思考:7.硅酸(H2SiO3)能通过二氧化硅与水反应制得吗?为什么?
引入:硅酸
实验4—1:要求现象记录
展示干燥剂,小结硅酸用途
学生思考回答
?
?
注意观察实验现象,总结得出结论
?
?
?
培养学生观察能力与思维能力
引入:硅酸盐
提出思考:8.硅酸钠 (Na2SiO3)的俗称是什么?有什么用途?
实验4—2:要求现象记录
?
思考回答
注意观察实验现象,总结得出结论
?
培养学生主动归纳总结能力
引入:硅酸盐及含硅化合物
提出思考:9.从古自今,人类创造性地生产出哪三大类硅酸盐产品?一般硅酸盐的性质如何?如何表示复杂硅酸盐的组成?
10.还有哪些含硅物质?有什么用途?
此部分主要由学生课前自学,课堂回答,归纳小结
让学生阅读自学培养学生的自学能力,展示大量图片,开阔学生眼界,让学生理解更多的现代相关科学理论与技术,使学生认识到“科学技术是第一生产力”,培养学生社会责任感。
课堂小结,布置作业
?
巩固知识
附:学生课前自学材料:分小组完成自学任务,小组得分记录在同学们的过程性评价里。
问题提纲:
1.? 根据“结构——性质——用途”,请思考:单质硅有什么结构特点?猜想其具有什么物性和化性?常温下为什么硅具有化学稳定性?尝试与碳作比较?
2.? 硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件,还可制成太阳能电池、光电池等,硅的这些用途是利用了硅的什么性质?
3.? 在半导体工业中有这样一句行话:“从沙滩到用户”,你是如何理解的?
4.? 根据二氧化硅的存在和应用,请分析:二氧化硅具有什么物性?化学稳定性如何?你的根据是什么?二氧化硅的这些性质是由什么决定的?尝试与二氧化碳作比较?
5.实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸(HF)?
6.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?????????????????
7.硅酸(H2SiO3)能通过二氧化硅与水反应制得吗?为什么?
8.硅酸钠 (Na2SiO3)的俗称是什么?有什么用途?
9.从古自今,人类创造性地生产出哪三大类硅酸盐产品?一般硅酸盐的性质如何?如何表示复杂硅酸盐的组成?
10.还有哪些含硅物质?有什么用途?
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[教学设计说明]
??????? 本节主要是介绍碳族元素的另外一种代表元素——硅。在新课标当中,有着跟以往教材明显区别的地方,这就是淡化了硅、二氧化硅、硅酸盐等物质的化学性质,只是简单的介绍了二氧化硅作为酸性氧化物的共性和特性以及作为硅酸盐的代表——硅酸钠的最基本的化学性质。其余更多的篇幅是介绍这些物质在生活上的应用,特别是在今天一些最热门的行业以及最新兴的科学领域中的重要作用。其中,为了扩大学生的知识面,激发学生学习化学的兴趣,本节配有大量的插图、资料卡片、科学视野,供学生老师参考。另外,教师还可以根据当地的实际情况挑选更多的和学生密切相关的知识进行拓展。由于此内容比原教材改动较大,本人考虑到学生现有水平,在实际教学做出相关处理:如学生课前在小组内通过合作交流学习完成自学任务,然后经过老师堂上对重点的引导,学生的自己思考,最后对于问题的解答,学生很快就能够达成一致,从而达到共同促进的最终效果,而且能加大课堂容量,提高课堂效益。
第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角—硅
班级:__________ 姓名:___________
1、光纤通讯是一种现代化的通讯手段,制造光导纤维的主要原料是 ( )
A、单晶硅 B、普通玻璃 C、二氧化硅 D、聚氯乙烯纤维
2、生石灰中往往含有杂质CaCO3和SiO2,要检验是否存在这两种杂质,最好选用( )
A、水 B、盐酸 C、硫酸 D、烧碱溶液
3、要除去SiO2中混有的少量CaCO3杂质,最适宜的试剂是 ( )
A、纯碱溶液 B、盐酸 C、硫酸 D、苛性钠溶液
4、下列说法不正确的是 ( )
A.SiO2溶于水显酸性
B.CO2通入硅酸钠溶液可以得到硅酸沉淀
C.SiO2是一种空间立体网状结构的晶体,溶点高、硬度大
D.氢氟酸能够雕刻玻璃,故不能用玻璃瓶来盛装氢氟酸
5、下列各组物质中不能起反应的是 ( )
A.SiO2与生石灰共熔 B.CO2通入Na2SiO3溶液
C.SiO2与NaOH溶液 D.SiO2和浓H2SO4共热
6、下列物品或设备:①水泥路桥、②门窗玻璃、③水晶镜片、④石英钟表、⑤玛瑙手镯、⑥硅太阳能电池、⑦光导纤维、⑧计算机芯片
所用材料为SiO2或要用到SiO2的是 ( )
A.①②③④⑤⑦ B.全部 C.⑥⑧ D.①②⑦⑧
7、能用带磨砂玻璃塞的试剂瓶盛放的物质是 ( )
A.HF溶液 B.NaOH溶液 C.盐酸 D.水玻璃
8、能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实的是 ( )
A、CO2溶于水形成碳酸,SiO2难溶于水
B、CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀
C、高温下SiO2与碳酸盐反应生成CO2
D、氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体,通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀
9、下列变化中,不可能通过一步反应实现的是 ( )
A.SiO2 →Na2SiO3 B.SiO2 →H2SiO3 C.CuSO4→CuCl2 D.Cu(OH)2→CuO
10、二氧化硅属于酸性氧化物的理由主要是 ( )
A、Si是非金属元素 B、SiO2与水作用生成弱酸
C、SiO2与强碱反应生成盐和水 D、SiO2 不与任何酸反应
11、将过量的二氧化碳通入下列溶液中,最终会出现浑浊的是( )
A、氯化钙溶液 B、澄清的石灰水 C、水玻璃 D、硝酸钡溶液
12、下列关于水玻璃的性质和用途叙述不正确的是 ( )
A. 它是一种矿物胶,既不燃烧也不受腐蚀
B. 在建筑工业上,常用作粘合剂、耐酸水泥掺和
C. 木材,织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧
D. 水玻璃的化学性质稳定,在空气中不易变质
13、下列不属于传统硅酸盐产品的是 ( )
A.玻璃 B. 水泥 C. 光导纤维 D.陶瓷
14、写出符合条件的化学反应方程式(能写离子方程式的要求写离子方程式)
⑴误将NaOH溶液存放在玻璃塞的细口试剂瓶中,导致瓶塞被黏住:
⑵用氢氟酸雕刻玻璃:
⑶将生石灰与硅石混合均匀,在电炉中煅烧:
⑷向饱和硅酸钠溶液中逐滴加入稀盐酸(未发生沉淀):