2013年高中化学 第4章 第1节 无机非金属材料的主角 硅 第2课时教案 新人教版必修1
三维目标
知识与技能
1.了解硅酸盐的重要用途及组成。
2.了解硅的重要用途，了解硅单质的物理性质。
3.掌握Na2SiO3的化学性质。
过程与方法
通过自主学习、探究，培养学生自主学习的能力。在教师的指导下，通过上网查阅资料培养独立查阅资料的能力。
情感、态度与价值观
学习有关“陶瓷”的知识，了解中华民族的传统文化，培养学生爱国主义情感。通过硅及其化合物重要用途的学习，激发学生学习化学的兴趣。
教学重点
硅酸盐的性质及重要用途、硅的用途
教学难点
硅晶体结构，硅酸盐的组成
教具准备
多媒体课件、实物投影仪、烧杯、胶头滴管、酒精灯、火柴、镊子、蒸馏水、Na2SiO3溶液、手机芯片、玻璃片、石棉、水泥、砂纸、砂轮
教学过程
导入新课
〔多媒体播放课件〕
1.驰名世界的中国瓷器：景德镇陶瓷
2.举世闻名的万里长城
3.世界奇迹——三峡大坝
4.世界大都市上海——东方明珠、发展日新月异的浦东新区、深圳特区……
5.笔记本电脑，超大规模集成电路芯片
推进新课
师：刚才我们所观看的幻灯片，从远古的陶瓷、秦砖汉瓦，到现代的摩天大楼，迅速发展的信息产业，无一不与硅酸盐、硅及其化合物有着密切的联系。这一切的一切，无一不在影响、改变着我们的生活，这一切的一切也都充分展示了硅及硅酸盐经久不衰的魅力！体现了它们重要的用途！
师：硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，在自然界分布极为广泛。
师：展示Na2SiO3、玻璃片、水泥、石棉，取一小团石棉、少量水泥于小烧杯中，加入少量的水，搅拌，观察现象。
取少量水泥，加入稀盐酸，观察。
取一玻璃碎片，在酒精灯上灼烧，观察变化。
生：由上述实验及我们的生活常识可以知道：硅酸盐结构很复杂，一般不溶于水，性质也很稳定。做［实验42］
取两片滤纸，分别用蒸馏水和饱和Na2SiO3溶液润湿，之后，同时分别用镊子夹住放在酒精灯的外焰上点燃，观察现象。
干滤纸 用蒸馏水润湿 用Na2SiO3溶液润湿
现象
结论
师：请同学们结合课本及上述实验，对Na2SiO3的性质及用途加以总结。
生：（1）Na2SiO3是一种钠盐，易溶于水。（2）Na2SiO3具有一定的黏性，可作黏合剂。 （3）Na2SiO3可作防火剂。（4）Na2SiO3俗名水玻璃。（5）Na2SiO3可作肥皂的填充剂。
师：展示实验盛放NaOH、Na2SiO3、稀盐酸、稀H2SO4的试剂瓶，请同学们比较其瓶塞的不同。
生：不同之处是：NaOH、Na2SiO3溶液的试剂瓶塞是橡皮塞；而HCl、H2SO4溶液的瓶塞为玻璃塞。
［知识拓展］
师：NaOH、Na2CO3溶液瓶塞相同,都是橡皮塞而不是玻璃塞。你能推测可能是什么原因造成的吗？请讨论。
生：Na2CO3溶液可能也和玻璃反应；Na2CO3溶液某方面性质可能与NaOH溶液相似，能与玻璃中的某些成分反应；Na2CO3溶液可能也与NaOH相似，显很强的碱性，也能与玻璃中的SiO2反应；NaOH能与玻璃中的SiO2反应，生成具有一定黏性的Na2SiO3溶液，使瓶塞易被粘住，不易打开。
师（总结）：同学们刚才分析得很好，也很有道理！现在我们共同来分析一下NaOH、 Na2CO3的组成。它们都是离子化合物，且所含的金属阳离子都相同，因此，不同的性质应该由不同的阴离子所引起，即的某些方面的性质可能与OH-的某些方面性质相似。而以后的进一步学习会使我们明白这个道理：正是由于在水溶液中产生了大量的OH ，使Na2CO3溶液也具有较强的碱性，能和玻璃中的SiO2反应，生成具有一定黏性的Na2SiO3溶液，易把瓶塞粘住，而不易打开。
同理，大家可以进一步分析、探究：盛K2CO3溶液的试剂瓶塞用的是橡皮塞还是玻璃塞？
生（齐答）：应该是橡皮塞。
师：展示K2CO3溶液的试剂瓶——真是橡皮塞！
师：同学们从初中乃至从小学就开始学习英语。“China”一词大家都知道它的汉语翻译是“中国”，可是，同学们知道它的最根本的含义吗？
生：我知道！它的本意指的是“瓷器”。
师：对！中华民族是一个勤劳、善良、勇于创造的民族！中华民族有着五千年光辉、灿烂的文明！也只有五千年的文化底蕴，才能孕育出中华民族的智慧，才能磨炼出一双双巧夺天工之手！才能为世人捧出一件件精美绝伦的陶瓷制品！
［多媒体播放］
1.陕西半坡出土的人面鱼纹彩陶盆
2.精美的清代花瓶
师：请同学们举例说明我们日常生活中有哪些物品是陶瓷制成的？各有什么优良的性能？
生：碗、火锅、卫生洁具。电源开关、贴墙壁的瓷砖。高压线上挂的瓷环绝缘器。
……
师：同学们所举的事例，都是传统的硅酸盐陶瓷，它们有很多优良性能，为我们的生活、为人类的科技进步作出了很大的贡献。受传统陶瓷某些特殊性能的启发，科技工作者在此基础上进行了一次又一次的创新，又研制出了许多种组成不同、性能更特殊的新型陶瓷。
生：看书，教材P79：科学视野——新型陶瓷。
［多媒体播放］
无机非金属材料家庭中的重要一员——新型陶瓷。
［知识拓展］
参考教材P79，另外，指导学生查阅资料补充。
师：硅酸盐种类繁多，结构也很复杂，为了方便起见，也为了便于同学们理解，通常用氧化物的形式来表示硅酸盐的组成：硅酸盐中的Ｓi元素，以SiO2的形式表示，金属元素如Na、Ｋ、Ｍg、Ａl、Ca等，以它们常见的氧化物形式表示，Ｈ元素以Ｈ2Ｏ的形式表示。
方法：（1）找出组成元素
（2）写成氧化物的形式
（3）注意原子守恒
（4）检查有无遗漏
［例题剖析］
（例1）正长石的组成，可表示成KAlSi3Ox，则x=_________，用氧化物的形式表示的组成为_______________。
师：请同学们先自主分析，求解。可以讨论。
［实物投影仪展示部分学生练习］
师（总结分析）：根据化合物中各元素的正负化合价代数和必为零，有
1×(+1)+1×(+3)+3×(+4)+x(-2)=0，x=8
按化合价规则可把KAlSi3O8改写成二氧化硅与金属氧化物的形式：
K2O·Al2O3·3SiO2或K2O·Al2O3·6SiO2
（例2）矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中可溶部分生成的。风化作用是指矿物与水和CO2同时作用的过程。如钾长石(KAlSi3O8)风化生成高岭土〔Al2Si2O5(OH)4〕的反应为：
2KAlSi3O8+2H2CO3+9H2O====2K+++4H4SiO4+Al2Si2O5(OH)4
这个反应能够发生的原因是____________________________________。
生：由反应方程式可以知道，该反应不是氧化还原反应，是复分解反应。因此，不能用氧化还原反应的原理去分析解释，只能从复分解反应的规律去寻找答案。方程式左边有H2CO3，右边生成物有H4SiO4，符合强酸制备弱酸的原理。
师（总结分析）：很好，此反应可看成酸和盐之间的复分解反应，此反应能够发生的原因是较强的酸生成较弱的酸。
解答：碳酸酸性比硅酸强。
师：展示砂纸、砂轮、变压器的硅钢片。
师：这些都是具有特殊功能的含硅的物质。
生看书：教材P78~79
［板书］三、硅单质
师：虽然硅的化合物很多，随处可见，而且从远古时期人类就已经学会加工和使用陶瓷，但是硅的单质却到很晚——18世纪上半叶才制备出来。
［多媒体播放］
硅的制备历史
师：展示晶体Si及晶体Si的结构模型，引导学生观察并归纳、总结。
生：（归纳总结）
（1）Si晶体结构为正四面体形。
（2）单质Si有晶体硅和无定形硅两种。
（3）有金属光泽、灰黑色固体。
（4）熔点高（1 410 ℃）、硬度大、质脆。
（5）良好的半导体材料。
（6）有很广泛的用途。
（7）常温下化学性质不活泼。
师（进一步总结、完善）：同学们请把书翻到后面元素周期表。看一看与Ｓi位于同一横行的左边元素及右边元素各是什么？由此能否体会出Ｓi的半导体性质？
生：同一横行中，Ｓi左边的元素为钠（Na）、镁（Ｍg）、铝（Ａl），都是金属元素；Ｓi右边的元素分别为磷（Ｐ）、硫（Ｓ）、氯（Ｃl）、氩（Ａr），为非金属元素，Ｓi位于其中间。金属易导电，而非金属单质一般不易导电。因此，可以理解Ｓi的导电性介于导体和绝缘体之间，为半导体。
［多媒体播放］
［课堂小结］
师：本节课我们学习了硅酸盐的重要用途及性质，了解了硅酸钠的特性——耐火。知道了Ｓi单质的重要用途。从结构上、从周期表的位置，进一步理解了Ｓi的性质。21世纪人类所面临的重大问题之一：能源危机。而从书上我们了解到Ｓi是极具发展前景的新能源材料。同学们，随着人们对Ｓi及其化合物的认识越来越深刻，随着科学技术的不断发展，我们有理由相信Ｓi及其化合物会对人类作出更大的贡献，给人类带来更大的惊喜！
（多媒体回放 Ｓi及硅酸盐的重要用途）
板书设计
二、硅酸盐
1.定义：
2.用途（记住用途）：
3.性质：
4.代表：Na2SiO3
三、硅单质
1.结构：
2.周期表中位置：
3.用途：
4.性质：①O2 ②F2 ③NaOH ④HF（Si的特殊性）
小结：
活动与探究
1.玻璃的形成
有这样一个古老的传说：有一群波斯商人贩卖一车一车的纯碱（Na2CO3），晚上在大海边上宿营休息。夜间海边刮起了大风，怎么办？商人们就想在海边的沙滩上生火取暖。于是他们就从车上搬下大碱块，用大碱块把火围了起来形成一个一个的大火盆，在篝火边商人们睡着了。等到天亮，商人们又要赶路了。当他们想把大碱块搬上车时，眼前的情形让他们惊呆了：大碱块和沙子熔在了一起，形成了一大块坚硬透明的固体！这是什么原因造成的？你能帮助他们解释么？
反应方程式 解释
2.从教材上的一句话“光电池是极有发展前景的新型能源”，请你分析这一句话的含义。
随堂练习
1.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
答案:C
2.下列不是水玻璃用途的是（ ）
A.玻璃 B.木材防火剂
C.纸板黏胶剂 D.建筑装饰材料
答案:A
3.钢筋混凝土强度大，常常用来建造高楼大厦、桥梁涵洞、高速公路等，在现代社会中发挥着举足轻重的作用，下面是钢筋混凝土的主要成分的是（ ）
A.水泥、沙子和钢筋 B.水泥、沙子、碎石和钢筋
C.水泥、碎石和沙子 D.水泥、沙子、碎石和水
答案:B
4.下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是（ ）
A.CO2→H2CO3 B.SiO2→Na2SiO3
C.Na2O2→Na2CO3 D.SiO2→H2SiO3
答案:D
5.能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是( )
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
答案:B
6.某无色溶液中加入过量盐酸有沉淀产生，过滤后向滤液中加入过量氨水又有沉淀产生，下列溶液中符合此条件的是（ ）
A.Ag+、Al3+、K+ B.、、K+
C.Ag+、Cu2+、Na+ D.Ag+、Ba2+、Na+
答案:AB
7.下列说法不正确的是( )
A.3CaO·Al2O3是水泥主要成分之一
B.Na2O·CaO·6SiO2是普通玻璃的组成
C.玻璃没有固定的熔点
D.欲观察氢气燃烧的火焰颜色，可采用普通玻璃管作燃烧管
答案:D
8.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↓+H2O
B.碳酸钠溶液中加入二氧化硅：+SiO2====+CO2↑
C.二氧化硅与烧碱溶液反应：SiO2 +2OH-====+H2O
D.硅酸与烧碱溶液中和：H2SiO3+2OH-====+2H2O
答案:CD
9.用地壳中某主要元素生产的多种产品在现代高科技中占有重要位置，足见化学对现代物质文明的重要作用。例如：
（1）计算机芯片的主要成分是____________。
（2）光导纤维的主要成分是____________。
（3）目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是____________。
（4）用作吸附剂、干燥剂、催化剂或催化剂载体的人造分子筛大多是一类称为_________的化合物。
答案:(1)硅（或Si或单晶硅）
(2)二氧化硅（或SiO2） (3)硅（或Si）
(4)铝硅酸盐（或硅铝酸盐）
10.某学生兴趣小组想利用高岭土（其主要成分是Al2O3·2SiO2·2H2O）制作新型净水剂的试验。试验程序如下：
其中滤液C就是欲求的净水剂。试回答下列问题：
（1）写出混合物A，滤液C和沉淀D的主要成分：
A：__________________，C：__________________，D：__________________。
（2）写出高岭土与纯碱熔融的两个化学方程式________________________。
（3）该试验中，熔融高岭土可以选用的坩埚有____________。
A.玻璃坩埚 B.瓷坩埚 C.氧化铝坩埚 D.铁坩埚
答案:（1）NaAlO2和Na2SiO3 AlCl3 H2SiO3
（2）Al2O3＋Na2CO32NaAlO2＋CO2↑；SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑
（3）D
习题详解
1.答案:(1)⑧⑩ (2)⑤⑥⑦⑨ (3)①②③④
点拨：①②③④属于硅酸盐产品；⑤⑦⑨的主要成分是SiO2，⑥中用到SiO2；用到硅单质的是⑧⑩。
2.答案：
材料 物理性质 化学性质
玻璃 硬度高、耐磨损，耐高温，较脆 化学性质很稳定
陶瓷 硬度高、耐磨损，耐高温 化学性质很稳定
3.答案：Na2SiO3+H2SO4+H2O====Na2SO4+H4SiO4↓ H4SiO4====H2SiO3+H2O
4.答案：B
5.答案：普通玻璃、石英和陶瓷都含有SiO2，可与烧碱发生反应：SiO2+2NaOH====Na2SiO3
+H2O
6.略
7.答案：SiO2+2NaOH====Na2SiO3+H2O Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑
8.答案：晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料，主要应用于信息技术和光电池等方面。
9.答案：（1）还原剂 （2）氧化还原反应（化合反应） 氧化还原反应（置换反应） 还原剂
（3）沙滩上有大量的沙子，其主要成分是SiO2，用C或H2进行还原后得Si单质，可用到计算机等电器上。
点拨：（1）在SiO2与C的反应中C的化合价由0变为+2，故C在此反应中作还原剂。
（2）在Si与Cl2的反应中Si的化合价由0升高到+4，而Cl的化合价由0降到-1，故是氧化还原反应，也属化合反应；在SiCl4与H2的反应中H的化合价由0升到+1，故此氧化还原反应（也属置换反应）中H2是还原剂。
11.答案：(1)n(Na2O)==0.21 mol n(CaO)==0.21 mol
n(SiO2)==1.255 mol
n(Na2O)∶n(CaO)∶n(SiO2)=1∶1∶6
氧化物表示为：Na2O·CaO·6SiO2
(2)设需纯碱、石灰石和石英的质量分别为x、y、z
Na2CO3 ~ Na2O CaCO3 ~ CaO
106 62 100 56
x·95% 10 t×13%×31 y×80% 10 t×11.7%×31
x=72.52 t y=80.96 t
需SiO2：10 t×75.3%×31÷95%=245.72 t
答：需纯碱72.52吨，需石灰石80.96吨，需石英245.72吨。
12.略2013年高中化学 第4章 第1节 无机非金属材料的主角 硅 第1课时教案 新人教版必修1
本章主要讨论硅、氯、硫和氮等典型非金属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。
第一节：硅及其化合物，安排在第一节，突出了硅是一种新材料的作用。通过本节学习，有利于培养学生关心社会、热爱生活的习惯。
第二节：氯——一种重要的非金属。不仅与人类生产、生活联系密切，而且在化学教学中的地位更是举足轻重。
第三节：硫、氮的氧化物，第四节：氨、硝酸、硫酸更是打破了原来的知识体系，突出了科学的分类方法，加强了环保教学。有利于培养学生的社会责任感。
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结合，理论和实际相结合，利用辩证的观点理解事物的两面性，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辩证关系。这是新教材与旧教材一点重要区别，更是新课程、新课标理念的重要体现。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，氨、硝酸和硫酸的性质及广泛用途，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辩证唯物主义世界观。另外，通过科学史话——“氯气的发现和确认”的学习，不仅使学生了解到科学家严谨、求实的科学态度，而且还让学生在学习的过程中体会到科学发明的艰辛。有利于培养学生勇于探索、勇于实践、勇于创新的精神，更有利于对学生进行思想品德教育。这也是新课程、新课标理念的重要体现。科学视野——“新型陶瓷”“信使分子——NO”等让学生了解最新的科研成果，可以激发学生对学习化学的兴趣，有助于培养学生理论联系实际的能力。有利于培养学生的社会责任感。
教学时，要引导学生充分利用已有的知识学习新知识，努力做到温故知新。在第二章中学生对分类方法已有所了解，本章选取几种典型的非金属元素，它们与离子反应、氧化还原反应联系密切，教学时最好从离子反应、氧化还原反应等不同角度来理解和认识所涉及的化学反应，从新反应的角度巩固氧化还原反应的有关概念。使学生在第一章学到的分类方法，应用到氧化还原反应的分类中去，并能初步了解氧化还原反应的重要性。
非金属及其化合物知识受课时所限，不可能像过去那样分章详细介绍，只能相对集中，因此在设计教科书结构时，对教学内容进行了精选和整合。为了使学生对非金属及其化合物有一个整体的了解，本章对代表性元素各有侧重地选择有重要价值的单质及其化合物让学生学习、研究。在编排顺序上，将存在和用途十分广泛的元素硅及其化合物、典型的非金属元素氯及其化合物分节编写，并想方设法在节的标题上都尽可能地突出其重要性，例如：1.无机非金属材料的主角——硅;2.富集在海水中的元素——氯。首先使学生在感官上受到强烈的刺激,留下深刻的第一印象。使学生了解到该节元素及其化合物的重要性质或存在或用途。将与当代环境关系十分密切的硫和氮的氧化物、用途广泛的两种酸——硫酸和硝酸以及氨分别合节编写，有分有合，突出重点，加强联系和对比。从知识的编排上就给学生提供了培养归纳能力、比较能力的平台。把两种重要的酸硫酸和硝酸放在一起学习，有利于学生从新的角度掌握知识，有利于培养学生的能力，有利于教学中突出重点、突破难点。
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观察、实验和经验，是新教材的又一大亮点。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体现，真正体现了以学生为主体的新课程观。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却越来越深，与化学的关系越来越疏远——“化肥越施越多，食品越来越难吃，空气越来越脏，水越来越臭”。这一切的一切，好像都归罪于化学。化学及化学工作者受到了前所未有的挑战!作为基础科学教育课程的化学必须面对这一现实，化学工作者，尤其是广大的化学教师，更要勇于挑战，要肩负起时代的重任，用科学的态度来看待化学的功与过，用科学的方法去解决存在的问题。这也是新教材的主旨之一：培养学生的社会责任感!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辩证唯物主义的态度和价值观。
结构决定性质，性质决定用途，性质决定物质的制备方法。教材在编排时仍然紧紧抓住这条线索，使学生在掌握氯气及重要的氯化物的性质时，初步形成对元素化合物知识学习的一般方法。为今后的元素及其化合物的学习打下坚实的基础。与以前的旧教材相比，新教材非常注重对物质的重要用途的介绍，体现了学以致用的原则。在教学时，教师也要时刻牢记这条主线。要教给学生以方法，真正做到“授人以鱼，不如授人以渔”，使新教材的时代功用发挥得更突出、更明显，使新教材更具有吸引力和时代感，而且更有利于激发学生学习化学的兴趣，更有利于培养学生的求知欲与探究、创新精神。
教学重点
氯、氮、硫、硅等非金属单质及其化合物的化学性质。
教学难点
通过对几种典型非金属性质的学习，初步了解非金属的通性，并形成分析问题、归纳问题的能力。通过基本实验，培养学生的实验能力。
课时安排
第1节 无机非金属材料的主角——硅 2课时
第2节 富集在海水中的元素——氯 2课时
第3节 硫和氮的氧化物 3课时
第4节 氨 硝酸 硫酸 3课时
复习课 2课时
第一节 无机非金属材料的主角——硅
整体设计
从容说课
硅是一种重要的非金属元素，在地壳中含量丰富，仅次于氧，含量为26.3%。而且，硅的氧化物及硅酸盐是构成我们赖以生存的地球岩石的主要成分。同时，由于硅酸盐及其化合物广泛的用途及诱人的发展前景，所以，把硅放在本章的第一节来介绍、学习。
新教材对本章的编排也与旧教材有很大的不同：
1.顺序不同。
新教材是按二氧化硅和硅酸→硅酸盐 →硅单质编排的，而旧教材是按单质、化合物、性质、用途的顺序编排的。
之所以如此安排是力求体现新课改的精神：培养学生的科学素养，培养学生的探究能力。因为，在自然界二氧化硅（沙子的主要成分）大量存在，它与人们的生产、生活联系密切。学生对其用途、性质有一定的了解，学生从已有的用途入手，很容易想到：二氧化硅有这样的用途，那么，它的性质怎样？这样，就自然而然地引起了学生的兴趣，激发了学生的求知欲，减少了学习上的障碍。
2.要求不同。
新教材从用途入手学习重要的性质，注重培养能力，使学生在主动参与中学习知识，在主动探究中学习知识。而旧教材过于强调知识的灌输，忽略了能力的培养。本节抓住重点化学性质而不是面面俱到，这样，节省了时间，有利于学生掌握更多的知识，有利于扩大知识面，最终达到提高科学素养的目的。
具体建议：
1.从用途入手，掌握二氧化硅、硅酸盐的化学性质。
通过引导学生联系实际，了解用途，通过观察图片，增强感性认识，为进一步学习打下基础。
2.采用对比的方法学习。
教学时，建议把CO2和SiO2进行比较，通过复习CO2的性质，温故知新，学习SiO2的性质。同时，也可以把CaCO3和CaSiO3，硅酸和碳酸，C和Si进行比较。
3.做好演示实验，增强感性认识。
实验是学习化学的重要手段，不仅有利于学生掌握知识，更有利于培养能力。要做好教材中的两个实验，引导学生观察思考，也可以根据实际情况设计探究实验，培养探究能力。例如：可以让学生设计实验证明硅酸的酸性比碳酸弱。
另外，还可以根据“科学视野”指导学生查阅资料，了解传统的硅酸盐材料与新材料的联系与区别，培养学生主动学习的意识。
本节教学重点：二氧化硅的用途、性质。
本节教学难点：二氧化硅的晶体结构、硅酸盐的多样性。
课时安排：2课时
第1课时
教学设计
三维目标
知识与技能
1.了解硅在自然界中的含量、存在、用途。
2.了解二氧化硅的物理性质，掌握二氧化硅的化学性质。
3.了解硅的基本性质。
4.初步培养学生自主查阅资料的能力。
5.使学生初步掌握化学实验基本操作、基本技能。
过程与方法
1.自主学习，培养学生自学能力。
2.活动探究，通过硅与碳、二氧化硅与二氧化碳的比较，培养学生的归纳能力、比较能力。
情感、态度与价值观
1.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。
2.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
二氧化硅的用途、性质，硅酸的性质
教学难点
二氧化硅的性质、结构
教具准备
多媒体、投影仪、水晶石、一段光缆、试管、烧杯、胶头滴管、启普发生器、NaOH溶液、Na2SiO3溶液、HCl、H2SO4溶液
教学过程
导入新课
（多媒体播放幻灯片）
1.锦绣中华——巍巍昆仑山
——气势磅礴的东岳泰山
——奇峰峻岭的黄山
2.广袤的土地——塔克拉玛干大沙漠
——美丽的长江三角洲
师：我们生存的地球，她坚硬的地壳是由什么构成的？岩石，构成岩石的主要成分是硅酸盐及硅的氧化物。
（多媒体投出课题：无机非金属材料的主角——硅）
师：从古至今，在无机非金属材料中，硅一直都扮演着主要的角色。
［多媒体播放幻灯片］中国古代的瓷器
推进新课
师：硅的原子结构示意图为：
硅与碳原子结构相似，在反应中，硅既不容易失去电子，也不容易得到电子，主要形成四价的共价化合物。
师：硅在自然界中主要以二氧化硅及硅酸盐的形式存在，最常见的沙子中，就含有硅的氧化物——SiO2。
［板书］一、二氧化硅和硅酸
师：请同学们思考：在自然界中有大量游离态的碳，但却没有硅，这说明了什么？
（多媒体投影资料长片 SiO2、CO2的稳定性比较）
［板书］1.二氧化硅（SiO2）
生：看书，了解SiO2的俗名、在地壳中的含量。
［活动与探究］
思考：C、Si原子结构相似，形成的氧化物CO2、SiO2性质却有很大的差别，请思考，这主要是什么原因构成的？
生：CO2是气体，SiO2是固体。
C、Si原子结构有相似之处，最外层都只有4个电子，但形成的氧化物性质却不同，可能是Si、C的结构不同造成的。可能是SiO2、CO2的结构不同。
（多媒体动画［SiO4］的正四面体结构）
［知识拓展］
（多媒体动画“干冰”的空间结构示意图）
师：SiO2与CO2的性质有明显差别，其根本原因在于它们的空间结构不同。
师：展示水晶、玛瑙、石英坩埚、一段光缆。
师：水晶是自然界中六方柱状的透明晶体，玛瑙的成分也是SiO2，它们除了一些常见的可作饰物等用途外，SiO2在工业上用途也非常广泛，例如：以石英为材料而制成的光导纤维在电信行业的应用等。
（多媒体播放幻灯片SiO2的用途）
师：结合已有的关于水晶、沙子主要成分也是SiO2的知识，请同学们思考：
SiO2的物理性质有哪些，化学性质有哪些，并注意与CO2作比较。
二氧化硅 二氧化碳
化学式
物理性质
化学性质
可能的解释
师：常识告诉我们SiO2难溶于水，熔点很高，化学性质也很稳定。现在让我们通过实验来证明。
［活动与探究］
SiO2分别与盐酸、H2SO4、HNO3、HF（氢氟酸）反应
现象、方程式 结 论
SiO2 HCl
H2SO4
HNO3
HF
师：HF是唯一可以与SiO2反应的酸。
［板书］SiO2+4HF====SiF4↑+2H2O
师：一般玻璃都是光滑、透明的，但是，同学们也常见到一些玻璃制品,如玻璃镜、门窗等画有许许多多美丽的图案，这些图案是怎么“绘上”去的呢？——就是利用氢氟酸和SiO2反应的原理。
师：已知SiO2是酸性氧化物，结合初中的知识，请同学们说出SiO2还可能具有哪些性质？
讨论：
生：与碱反应。与碱性氧化物反应。
师：请分别写出CO2、SiO2与H2O、CaO、Na2O、Ca（OH）2 、NaOH反应的化学方程式。
生：CO2+Na2O====Na2CO3
CO2+CaO====CaCO3
CO2+H2O====H2CO3
SiO2+Na2O====Na2SiO3
SiO2+CaO====CaSiO3
CO2+2NaOH====Na2CO3+H2O
CO2+Ca（OH）2====CaCO3↓+H2O
SiO2+2NaOH====Na2SiO3+H2O
SiO2+Ca（OH）2====CaSiO3+H2O
SiO2+H2O不反应
师：SiO2具有酸性氧化物的通性，与碱反应生成盐和水。
［例题剖析］
（例1）玻璃的主要成分之一是二氧化硅。能在玻璃上进行蚀刻，将其制成毛玻璃和雕花玻璃的物质是( )
A.烧碱 B.纯碱 C.氢氟酸 D.盐酸
师：请同学们思考，并解释其原因。
生：选AC，因为，烧碱和氢氟酸都能与玻璃中的二氧化硅反应；选C，因为，烧碱和二氧化硅反应需要加热，所以，只选C而不选A。
师（总结）：正确的答案应该为C。因为，在常温下，虽然烧碱和二氧化硅能反应：
SiO2+2NaOH====Na2SiO3+H2O，但该反应的速率很慢，不适于进行玻璃加工。
氢氟酸（HF）能和SiO2发生反应：SiO2+4HF====SiF4↑+2H2O，利用这个反应可以进行玻璃雕花。
解答：C
［板书］2.硅酸
师：SiO2难溶于H2O，其对应的水化物叫硅酸，硅酸也难溶于水。在实验室里用可溶性的硅酸盐与其他酸反应而制得。
［活动与探究］
把稀盐酸滴加到Na2SiO3溶液中，可能发生什么现象？该反应的原理是什么？
生：分组做实验41，并完成下表
现象
结论
反应方程式
反应原理
［知识拓展］
把稀H2SO4加入到Na2SiO3溶液中，又会产生什么现象？
现象
结论
反应方程式
反应原理
［活动与探究］
1.把CO2通入Na2SiO3溶液中，会发生什么现象？
师：打开一袋装食品，取出里面一小包展示给同学们看，并问：这是什么？
生：保鲜剂 干燥剂
师：干燥剂。有的是生石灰，有的是“硅胶”，什么是“硅胶”呢？请看书P76。
［例题剖析］
（例2）CO2通入下列各溶液中，不可能产生沉淀的是( )
A.氯化钙溶液 B.石灰水 C.饱和碳酸钠溶液 D.硅酸钠溶液
师：请一个同学回答并简要解释其原因。
生：选A。CaCl2+CO2 +H2O→不反应，B中通入CO2产生CaCO3沉淀，C中会产生NaHCO3沉淀，D中会析出硅酸沉淀。
师（总结）：分析得很好。
解答：A
［知识拓展］
如果把上题改成“足量的CO2通入下列各溶液中，可能产生沉淀的是”则又选什么？
生：选CD。
师（总结）：解题时，要注意审题，要能够举一反三。
答案：CD
（例3）下列氧化物按其形成的含氧酸酸性递增顺序排列的是( )
A.SiO2
C.CO2师：还是请同学们先分析。
生：几种酸性氧化物所形成的酸分别为：H2SiO3、H2CO3、H3PO4、H2SO4。其中，硫酸为强酸，磷酸为中强酸，碳酸、硅酸为弱酸。但是，硅酸的酸性最弱，所以，应该选B。
师：正确。
解答：B
［课堂小结］
本节课我们学习了一种重要的非金属元素硅及其化合物二氧化硅和硅酸，了解了SiO2的重要性质及用途。知道了晶莹透明的水晶、五彩斑斓的玛瑙与普通沙子的化学成分并没有什么两样。知道了SiO2在当前信息时代、IT产业中的重要作用。化学知识可以帮助我们认识、了解世界，我们也可以用学过的化学知识进行发明、创造，造福人类。
板书设计
第一节 无机非金属材料的主角——硅
第1课时
一、二氧化硅和硅酸
1.SiO2
（1）SiO2的存在：
（2）SiO2的结构：
（3）SiO2用途：
（4）SiO2的性质
①物理性质：
②化学性质：
2.硅酸
(1)性质：①NaOH，②加热
（2）用途：
3.小结：SiO2的性质、SiO2的用途
活动与探究
1.用本节课所学的知识，在一玻璃片上用氢氟酸雕刻出美丽的图案，图案自行设计。
（提示：可以先在一玻璃片上涂上一层石蜡，然后画出图案，把氢氟酸滴在图案上，过一段时间，去掉石蜡，观察）
2.上网查找资料：SiO2的用途。
3.利用中学实验室常见的仪器及药品，设计一简单实验，证明硅酸的酸性比碳酸弱，完成一份实验报告。
附：实验报告示例
实验名称__________________日期__________天气__________
实验目的
实验原理
实验仪器及药品
实验步骤 实验现象 解释、化学方程式
1
2
3
4
随堂练习
1.下列物质中主要成分不是二氧化硅的是( )
A.硅胶 B.水晶 C.玛瑙 D.硅石
答案:A
2.可以用来制取半导体材料（如大规模集成电路）的是（ ）
A.二氧化硅 B.粗硅 C.高纯硅 D.硅酸盐
答案:C
3.NaOH、KOH等碱性溶液可以贮存在（ ）
A.具有玻璃塞的细口瓶中 B.具有玻璃塞的广口瓶中
C.带滴管的滴瓶中 D.具有橡胶塞的细口瓶中
答案:D
4.二氧化硅属于酸性氧化物，理由是( )
A.Si是非金属元素 B.SiO2对应的水化物是可溶性弱酸
C.SiO2与强碱反应生成盐和水 D.SiO2不能与酸反应
答案:C
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.氢氧化铝
答案:CD
6.在SiO2+3CSiC+2CO↑反应中，氧化剂和还原剂的质量比为（ ）
A.36∶30 B.60∶36 C.2∶1 D.1∶2
答案:D
7.现代建筑的门窗框架常用电解加工成的古铜色硬铝制造。取硬铝样品进行如下实验（每一步试剂均过量），由此可以推知硬铝的组成为（ ）
A.Al、Cu、Mg、Si、Mn B.Al、Mg、Si、Zn
C.Al、Fe、C、Cu D.Al、Si、Zn、Na
答案:A
8.用多种方法鉴别Na2CO3和SiO2两种白色粉末物质(注：①能够写化学方程式的写出化学反应方程式；②鉴别方法可以不用填满，若序号不够也可以自己再添)。
①_____________________________________________________________________________。
②_____________________________________________________________________________。
③_____________________________________________________________________________。
答案:①焰色反应法：焰色反应为黄色的是Na2CO3，余者为SiO2
②酸液产气法：分别取少许待测粉末，滴加稀盐酸，能够产生气体的是Na2CO3,不反应的是SiO2。化学方程式：Na2CO3＋2HCl====2NaCl＋H2O＋CO2↑
9.为了测定人体新陈代谢呼出气体中CO2的体积分数，某学生课外小组设计了如下图的实验装置。实验中用过量NaOH溶液吸收气体中的CO2，准确测量瓶Ⅰ中溶液吸收CO2后的增重及剩余气体的体积（实验时只用嘴吸气和呼气）,请填空。
(1)图中瓶Ⅱ的作用是___________________________________________。
(2)对实验装置尚有如下四种建议，你认为合理的是______________。（填代号）
A.在E处增加CaCl2干燥管 B.在F处增加CaCl2干燥管
C.在E和F两处增加CaCl2干燥管 D.不必增加干燥管
(3)将插入溶液的管子下端改成具有多孔的球泡（图中的Ⅲ），有利于提高实验的准确度,其理由是________________________________________________。
(4)实验时先缓缓吸气，再缓缓呼气,反复若干次，得如下数据:瓶Ⅰ溶液增重a g,收集到的气体体积（标准状况）为b L,该呼出气体中CO2的体积分数是（列出算式）________________。
(5)实验中若猛吸猛呼，会造成不安全后果，猛吸时会________________。猛呼时会________________。
答案:（1）除去吸入空气中的CO2
（2）D
（3）可增大气体与溶液的接触面积，使气体中的CO2被充分吸收
（4）×100%
(5)把瓶Ⅰ中的NaOH溶液吸入口中 把瓶Ⅱ中的NaOH溶液吹出瓶外