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
学习目标：
1.了解Si元素在自然界中的存在形式。
2.掌握SiO2的物理性质和化学性质。
3. Si和SiO2的应用
硅之凡
1.硅的化合物构成了地壳中大部分的______、______和______，约占地壳质量的90%以上。硅在地壳中的含量为26.3%，仅次于氧。
2.对比分析Na、Si、Cl原子结构示意图，单质硅在化学反应中既__________(易/不易)得电子，也__________(易/不易)失电子。对比分析Si、C的原子结构示意图，Si为亲______元素，在自然界只有____________(游离/化合)态。
硅之美
3.天然二氧化硅以其形态分为___________、___________两大类，统称硅石。石英晶体是__________的二氧化硅，石英中无色透明的晶体叫__________，具有彩色环带状或层状的称__________。
4.分析SiO2和CO2物理性质的差异
SiO2
CO2
常温状态
硬度
熔点
溶解性
5.SiO2的晶体是由Si和O按_____________的比例组成的_____________结构的晶体。
硅之奇
6.酸性氧化物的通性
玻璃中含SiO2
CO2
SiO2
与水反应
与碱反应
（NaOH溶液）
与碱性氧化物反应
7.特性：_________是唯一可以与之反应的酸，方程式为___________________________。
所以不能用________盛放氢氟酸，利用此原理可以雕刻__________，制作工艺品。
硅之妙
8.用途：（1）沙子的主要成分是__________，是基本的建筑材料。
（2）SiO2是现代光学和____________的基本原料。
（3）用石英制作石英表，水晶、玛瑙制作工艺品。
9.制备Si：
（1）石英砂（SiO2）和焦炭在电炉中高温反应生成粗硅和CO。
SiO2 + 2C Si + 2CO↑
（2）粗硅转变为纯硅：Si（粗）+ 2Cl2 SiCl4
SiCl4 + 2H2 Si（纯）+ 4 HCl
10.晶体硅带有__________光泽的________色固体，熔点_________(1410℃)，
硬度_________，有脆性。单质硅有_________和_________两种，Si在周期表中位于金属与非金属的过渡位置，是良好的_________材料，硅是将太阳能转换为______能的常用材料。
预习效果检测：
下列关于二氧化硅的说法正确的是（ ）
A.二氧化硅分子由一个硅原子和两个氧原子构成
B.在二氧化硅晶体中，每个硅原子周围结合4个氧原子
C.二氧化硅可以用来制作干燥剂，因为二氧化硅可与水反应
D.二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸
下列各组物质间，不能发生反应的是（ ）
A.二氧化硅与氧化钙（高温）
B.二氧化硅与氢氧化钠（常温）
C.二氧化硅与碳（高温）
D.二氧化硅与浓硝酸（常温）
3.下列药品可用带玻璃塞的试剂瓶存放的是（ ）
A.盐酸 B.氢氟酸 C.NaOH溶液 D.Na2SiO3溶液
4.下列关于硅的说法不正确的是（ ）
A.硅是非金属元素，它的单质是灰黑色有金属光泽的固体
B.硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料
C.硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质发生反应
D.加热到一定温度时，硅能与氧气等非金属反应
5.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。下列几种物质中主要由硅单质构成的是（ ）
A.玛瑙 B.光导纤维 C.太阳能电池板 D.水晶
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
学习目标：
1.了解Si元素在自然界中的存在形式。
2.掌握SiO2的物理性质和化学性质。
3. Si和SiO2的应用
硅之凡
1.硅的化合物构成了地壳中大部分的______、______和______，约占地壳质量的90%以上。硅在地壳中的含量为26.3%，仅次于氧。
2.对比分析Na、Si、Cl原子结构示意图，单质硅在化学反应中既__________(易/不易)得电子，也__________(易/不易)失电子。对比分析Si、C的原子结构示意图，Si为亲______元素，在自然界只有____________(游离/化合)态。
硅之美
3.天然二氧化硅以其形态分为___________、___________两大类，统称硅石。石英晶体是__________的二氧化硅，石英中无色透明的晶体叫__________，具有彩色环带状或层状的称__________。
4.分析SiO2和CO2物理性质的差异
SiO2
CO2
常温状态
硬度
熔点
溶解性
5.SiO2的晶体是由Si和O按_____________的比例组成的_____________结构的晶体。
硅之奇
6.酸性氧化物的通性
玻璃中含SiO2
CO2
SiO2
与水反应
与碱反应
（NaOH溶液）
与碱性氧化物反应
7.特性：_________是唯一可以与之反应的酸，方程式为___________________________。
所以不能用________盛放氢氟酸，利用此原理可以雕刻__________，制作工艺品。
硅之妙
8.用途：（1）沙子的主要成分是__________，是基本的建筑材料。
（2）SiO2是现代光学和____________的基本原料。
（3）用石英制作石英表，水晶、玛瑙制作工艺品。
9.制备Si：
（1）石英砂（SiO2）和焦炭在电炉中高温反应生成粗硅和CO。
SiO2 + 2C Si + 2CO↑
（2）粗硅转变为纯硅：Si（粗）+ 2Cl2 SiCl4
SiCl4 + 2H2 Si（纯）+ 4 HCl
10.晶体硅带有__________光泽的________色固体，熔点_________(1410℃)，
硬度_________，有脆性。单质硅有_________和_________两种，Si在周期表中位于金属与非金属的过渡位置，是良好的_________材料，硅是将太阳能转换为______能的常用材料。
预习效果检测：
下列关于二氧化硅的说法正确的是（ ）
A.二氧化硅分子由一个硅原子和两个氧原子构成
B.在二氧化硅晶体中，每个硅原子周围结合4个氧原子
C.二氧化硅可以用来制作干燥剂，因为二氧化硅可与水反应
D.二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸
下列各组物质间，不能发生反应的是（ ）
A.二氧化硅与氧化钙（高温）
B.二氧化硅与氢氧化钠（常温）
C.二氧化硅与碳（高温）
D.二氧化硅与浓硝酸（常温）
3.下列药品可用带玻璃塞的试剂瓶存放的是（ ）
A.盐酸 B.氢氟酸 C.NaOH溶液 D.Na2SiO3溶液
4.下列关于硅的说法不正确的是（ ）
A.硅是非金属元素，它的单质是灰黑色有金属光泽的固体
B.硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料
C.硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质发生反应
D.加热到一定温度时，硅能与氧气等非金属反应
5.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。下列几种物质中主要由硅单质构成的是（ ）
A.玛瑙 B.光导纤维 C.太阳能电池板 D.水晶
无机非金属材料的主角-硅（第一课时）
一、教材分析
本节为人教版必修1第四章第一节第1课时，教材按：二氧化硅→硅酸→硅酸盐→硅单质编排。
依据新课改的精神，含硅材料大都以SiO2为原料，它与人们的生产、生活联系密切，教材将其放在第1部分。利用SiO2可以制取单质硅，SiO2与Si具有紧密联系，本节课进行调整，设定内容为SiO2与Si。
作为构成地壳的骨干元素，Si及其化合物在材料科学、航空航天和信息技术等领域的应用前景十分广阔，突出了它们在社会发展历程中、在科学现代化中的重要性和应用价值，通过本节的学习，学生可以进一步掌握元素化合物学习的一般程序和方法，为后续学习打好基础。
二、教学目标：
（一）知识目标：
1.了解Si元素在自然界中的存在形式。
2.掌握SiO2的物理性质和化学性质。
3. Si和SiO2的应用
（二）过程与方法：
1.通过图片、视频把化学与生活结合起来，通过联系生活实际揭示物质性质的过程与方法，以直观的方式学习，提高学生掌握知识、运用知识的兴趣。?
2.通过引导学生对SiO2 “结构——性质——用途” 的认识，逐步掌握学习元素化合物的一般方法。
3.通过资料探究，掌握总结学习SiO2的通性与特性。?
（三）情感、态度与价值观：
1.通过课本及课件中大量的精美图片、实物感受到化学科学的魅力及化
学对人类生产、生活的贡献，激发学习化学的兴趣，陶冶热爱化学科学的情感。?
2.通过对“硅之凡、硅之美、硅之奇、硅之妙”的学习，扩大科学视野，并把化学与生活结合起来，增强学习化学的好奇心和使命感。
三、教法学法：
教法：创设情境提供资源制作冲突给予帮助及时评价老师协助
学法：体验情景建立任务自主学习讨论辩论小组互助形成链接
四、教学过程
课堂导入
教师抛出问题：
刚刚金太阳老师给我们拍照那一瞬间手机捕捉影像是如何保存图像数据的？并播放视频，引出本节课题无机非金属材料——硅。
展示目标：
1.了解Si元素在自然界中的存在形式。
2.掌握SiO2的物理性质和化学性质。
3. Si和SiO2的应用
设计意图：
通过视频把化学与生活结合起来，以直观的方式，加深对知识的学习。视频中光信号转变为电信号，硅为储存照片的材料，其中半导体硅起了重要作用，达到吸引同学注意力，激发学生学习兴趣，引入硅的重要作用，进而引入本节主题。
硅之凡
多看“凡” 微观比结构
教师：展示硅在自然界的存在形式，引出问题自然界怎么没有单质硅呢？同学微观探析结构。
同学画出Na、C、Cl、Si的原子结构示意图，并由个人展示，通过Na、Cl、Si的比较，进而判断Si的得失电子性质。
设计意图：逐步掌握学习元素化合物知识的一般方法。了解硅元素在自然界中的存在及硅原子结构。同学由对比Na、Cl、Si的结构得出Si既不易得电子也不易失电子。对比C、Si结构，了解到Si与C性质相似，也具有亲氧性，经过地球的演变Si在自然界不以游离态存在，为化合态存在，以氧化物或硅酸盐的形式存在。
硅之美
1.宏观之“美”——分类别
教师：硅如此平凡，它平庸吗？不，它有华贵之美。通过课件展现伟岸长城、迷幻沙漠、迷人的古殿、令人陶醉的水晶与玛瑙。
同学：通过预习来分类SiO2的存在形态。将其存在形态进行分类有结晶形和无定形。结晶形：水晶、玛瑙
教师引导同学利用这些存在形式分析得出SiO2的物理性质：硬度大，熔点高，不溶于水。
比较二者存在，探“物理性质”
教师：为什么具有优良的物理性质，我们来看一下它的结构，展示SiO2的3d图像。
同学：判断出立体网状结构，Si、O比例为1:2。
设计意图：紧密联系“结构——性质——用途”三者的关系，逐步掌握学习硅素化合物知识的一般方法，进而了解二氧化硅的物理性质。
硅之奇
1.性质之奇——SiO2的化学通性
教师：提问瓶塞与瓶子颜色有什么不同？
同学：能看出材质不同
教师：再追问实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞，引导同学探究化学反应原理讨论。（提示：玻璃中含有SiO2）
同学：引导学生研究CO2与水反应，得出SiO2是酸性氧化物，SiO2与CO2相似，也是酸性氧化物，具有酸的通性能与碱反应。利用CO2与NaOH溶液的反应方程推测SiO2与NaOH溶液的反应方程。酸性氧化物可与碱性氧化物反应，利用CO2与Na2O的反应方程推测SiO2与CaO的反应方程。
2.性质之奇——SiO2的化学特性
为什么不用玻璃瓶盛装HF酸？看一下说明书上有答案。
引导学生用元素周期表中O与F相近，Si亲O更亲F，进而同学推导化学方程式：
SiO2＋ 4HF = SiF4↑＋ 2H2O
3.应用之奇——化学雕刻之奇
应用：玻璃中含有SiO2，
可以用 HF刻蚀玻璃制作艺术品。
硅之秒
1.物理通讯更奇妙
SiO2有奇特之性，它又有什么奇妙之用呢？
光纤非常细小，但韧性很棒，绕成直径只有2毫米的圆环也不会断；一根只有头发那么粗的光纤，可以提起7千克的重物，光纤通信具有容量大、传输损耗小、不受电磁干扰、体积小重量轻。光纤通信量待别大，一根光纤可以把声音、文字、图像等等变成光信号，以每秒30亿千米的速度传送，是一条信息高速公路。
设计意图：相应的化学实验现象感受到化学科学的魅力及化学对人类生产、生活的贡献激发学习的兴趣，陶冶热爱科学的情感；?掌握SiO2的应用。含硅的物质有平凡之多，有华贵之美，有奇特之性，还有妙用。
2.还原制硅也神妙
SiO2可以制取单质Si，Si在周期表中位于金属和非金属之间，良好的半导体，有哪些用途？请同学们把了解到的与同学们分享。
以自编小诗作为总结。
主要存在地壳层
与氧相伴筑长城
华贵剔透价连城
无惧强酸身透明
弱酸独怕氟化氢
单身半导出潜能
君若再精科学理
方能规划好前程
他日研得新妙理
科技复兴梦终成
作业布置
将本节内容设计为知识导图并预习硅酸与硅酸盐
板书设计
硅之梦
凡：硅的存在
美：SiO2的物理性质和结构
奇：SiO2的化学通性与特性
妙：SiO2和Si的应用
