无机非金属材料的主角--硅
文档属性
| 名称 | 无机非金属材料的主角--硅 |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 23.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2010-10-20 13:09:00 | ||
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文档简介
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无机非金属材料的主角——硅
一、基本说明
1.教学内容所属模块：《化学1》
2.年级：高一
3.所用教材出版单位：人民教育出版社
4.所属的章节：第四章第一节第2课时
5.教学时间：40分钟
二、教学设计
1.教学目标：
（1）了解硅及其重要化合物的性质，同时与其它的非金属比较，找到它们的相似点和不同的地方；
（2）了解硅及硅酸盐在自然界中的广泛存在和含量及结构复杂， 体会化学的创造性与实用性；
（3）通过实验进一步训练学生的操作技能，体会实验对认识和研究物质性质的重要作用，培养学生求实、创新的良好品质；
（4）帮助学生进一步掌握学习物质及其化学性质的一般方法，提高自学能力。
2.内容分析：
本课时教学重点：硅酸盐的性质和用途、硅单质用途。
教学难点：硅酸盐的丰富性和多样性。
硅及其化合物知识的介绍，既体现了元素存在的普遍性，又体现了应用的广泛性和时代性；既有亲近感又可以使学生开阔眼界，同时也增强学生对学习非金属元素及其化合物重要性的认识，有利于培养学生的思维能力和科学探究能力。
3.学情分析：
硅酸盐→硅单质”顺序编排，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。
4.设计思路：
（1）用硅给现代人类文明进程所带来的重大影响（从传统材料到信息材料），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。
（2）创设问题情境，激发学习兴趣，调动学生内在的学习动力，促使学生主动探究科学的奥妙。
（3）利用多媒体的直观性和可控性提高教学效果，丰富教学内容，提高课堂效率。
三、教学过程
教学环节及时间 教师活动 学生活动 设计意图
1．【引入】2分钟2．硅酸盐的改写6分钟3.科学探究10分钟4.活动回报2分钟5．丰富多彩的硅酸盐3分钟6．硅单质物理性质5分钟7．碳还原二氧化硅2分钟8．硅的化学性质探究8分钟9.小结与作业布置2分钟 【课前布置】含硅元素的无机非金属材料用途【展示】多媒体展示图片：从兵马俑图片、古瓷器图片---玻璃---水泥---加上“硅窗”的保鲜袋，超导材料，电子陶瓷，集成电路等。【板书】二、硅酸盐【讲述】硅酸盐是由硅、氧和金属元素等组成的化合物的总称，大多不溶于水，化学性质稳定，是构成地壳岩石、土壤的主要成分。【引导】引导学生阅读教材“资料卡片”，并讨论硅酸盐的一般表示方法。【随堂演练】把下列硅酸盐表示为氧化物形式：（1）镁橄揽石：Mg2SiO4（2）高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4【归纳】含硅酸盐的物质一般表示为：活泼金属氧化物·较活泼金属氧化物·二氧化硅·水。【过渡】硅酸盐中最简单的是硅酸钠。硅酸钠有些什么样的性质呢？【设问】是经过蒸馏水浸泡过的小木条难燃？还是经过硅酸钠饱和溶液浸泡的小木条难燃？【科学探究】1、硅酸钠溶液的防火能力2、向硅酸钠溶液中滴加酚酞试液3、硅酸钠水溶液久置在空气中会出现什么现象，其原因是什么？用实验事实证明。【总结】（1）NaSiO3可作胶黏剂、防火剂。(2) Na2SiO3可溶于水，其水溶液俗称水玻璃，呈碱性。(3)Na2SiO3＋CO2＋H2O = H2SiO3↓＋Na2CO3【过渡】由丰富而多样的硅酸盐得到了多种的硅酸盐产品，且已经成为使用量最大的无机非金属材料。【引导】引导学生阅读教材78-79页相关内容，教师同时作相关介绍。【展示】多媒体展示图片：碳化硅、硅橡胶、高温结构陶瓷、压电陶瓷等。【过渡】能源、材料、信息，是文明的三大支柱。而能源问题的解决和信息社会飞速发展的前提是能源材料、信息材料的突破。硅在现代电子，航空航天，敏感材料，超导材料中起着十分重要的作用。我们正努力夺回世界材料科学的领先地位，再创中国材料科学的辉煌。【设问】谁知道硅在地壳中的含量？谁又知道硅在宇宙范围内的存量？【讲述】硅在地壳中的含量为26.3％，仅次于氧居第二位。在宇宙范围内，硅的存量次于氢、氦、碳、氖、氧、氮，占第七位。【指导阅读】阅读课本第79页并思考硅在自然界的存在形式。【板书】三、硅单质【展示】硅晶体样品或彩图。【设问】请同学描述一下单质硅的色态？【板书】硅的物理性质【讨论】1、硅的原子结构特点2、比较碳和硅原子结构的异同【教师总结】硅的物理性质1．与碳相似，单质硅有晶体和无定形两种。晶体硅的结构与金刚石类似，带有金属光泽的灰黑色固体。2.硅的熔、沸点高，硬度大。3．由于硅原子半径大外层电子受核引力较小，因而是具有一定导电能力的半导体。【讲述】在当今时代人们已能通过仪器观察一些物质的原子排列善，1990年美国等少数国家首先在—296℃的低温下移动了原子。【展示】1993年中国科学院真空物理实验室在常温下以超真空扫描隧道显微镜为手段，通过用控针拔出硅晶体表面硅原子形成约2nm的汉字中国图片。【引导】我们知道自然界中无游离态硅，那如何得到单质硅呢？【讨论】教材81页习题第9题。【讲述】用适量碳还原二氧化硅得到粗硅。将粗硅与氯气在高温下反应，得液态不纯的四氯化硅，经分留提纯用氢气还原即可得纯硅。【板书】SiO2＋2C＝Si(粗)＋2CO↑ Si(粗)＋2Cl2＝SiCl4 SiCl4＋2H2＝Si(纯)＋4HCl【板书】硅的化学性质【科学探究】1、取适量单质硅分别投入到稀硫酸、稀硝酸中。2、取适量单质硅投入到NaOH溶液中。【引导】引导学生归纳单质硅的化学性质。【板书】硅的用途【投影】硅芯片和硅太阳能电池等【讲述】在科学家们的努力下，新思维、新方法层出不穷。人们正朝着按人的意志安排一个个原子的目标冲刺，多少奇迹将展现眼前。到那时新材料的研制和生产几乎无所不能，样样遂人心意地安排。【课后小结】本节课我们学习了硅酸盐的重要用途和性质，了解了硅酸钠的性质；知道了硅单质的重要用途。【投影】随堂检测【作业布置】P80第1～4题 回答：有用于制造电脑的半导体材料如晶体管、集成电路，用于信息传递的光导纤维。玻璃、水泥以及超导材料等。学生观看倾听、了解阅读，初步理解思考、练习学生记忆积极思考积极思考分组实验，观察现象，分析实验学生阅读 学生观看积极思考、回答倾听、了解阅读后归纳并回答学生观察学生回答画出硅和碳的原子结构示意图，并分析比较硅和碳的结构和性质，自主得出结论倾听、记录学生了解学生观看学生思考学生讨论倾听、了解思考、讨论并设计、探究实验学生归纳观看、了解回忆本节课所学内容，师生共同总结。 化学与历史、与社会、与日常生活紧密相关，通过介绍以上知识，使学生提高兴趣，增加学生的感性认识展示中华民族的古代文明，激发爱国主义情感。丰富知识的外延，激发学生学习兴趣。增长知识，使学生初步理解硅酸盐的丰富性和多样性考察和训练学生的实验设计能力使学生了解硅酸钠的性质和重要用途了解新型硅酸盐产品激发学生深层次的学习动机。将化学与社会紧密相连。培养学生阅读总结能力及表达能力。通过比较发现使学生学会元素知识学习的一种方法介绍最新科学成就。激发学生强烈的创造意识。使学生对知识的认识不只停留在书本上认识科学的社会效益。激起其积极进取追求科学的意识。培养学生自主学习能力扩大知识面进一步培养学生实验能力和分析、归纳能力 培养学生叙述表达及归纳能力及时反馈教学效果。
四、教学反思
硅是无机非金属材料的主角。硅及其化合物在信息技术、材料科学领域，在建筑、通信、光电技术及航空航天等方面有广泛的应用，前景十分广阔，地位非常重要。在生活中，学生接触的硅及其化合物的产品较多，感性认识较为丰富。本人充分挖掘教材素材，利用大量图片和学生已有的知识经验，增强学生的感性认识，从感性经验上升为理性认识。同时，充分调动学生的积极性，调节学生的知识结构，根据已有的知识碳结构、位置、性质，利用元素周期律理论，根据硅的位置、结构大胆猜测硅的性质。引导学生应用元素周期律的知识，解决碳酸比硅酸的酸性强的科学事实，并通过探究实验检验。通过对比实验分别用蒸馏水和硅酸钠饱和溶液浸泡过的小木条在酒精等点火，用蒸馏水浸泡过的小木条能燃烧，而用硅酸钠饱和溶液浸泡过的小木条不能燃烧的实验事实，学生真实感受到水玻璃的防火作用。整堂课中学生参与的机会较多，能够充分发挥学生的主观能动性。
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无机非金属材料的主角——硅
一、基本说明
1.教学内容所属模块：《化学1》
2.年级：高一
3.所用教材出版单位：人民教育出版社
4.所属的章节：第四章第一节第2课时
5.教学时间：40分钟
二、教学设计
1.教学目标：
（1）了解硅及其重要化合物的性质，同时与其它的非金属比较，找到它们的相似点和不同的地方；
（2）了解硅及硅酸盐在自然界中的广泛存在和含量及结构复杂， 体会化学的创造性与实用性；
（3）通过实验进一步训练学生的操作技能，体会实验对认识和研究物质性质的重要作用，培养学生求实、创新的良好品质；
（4）帮助学生进一步掌握学习物质及其化学性质的一般方法，提高自学能力。
2.内容分析：
本课时教学重点：硅酸盐的性质和用途、硅单质用途。
教学难点：硅酸盐的丰富性和多样性。
硅及其化合物知识的介绍，既体现了元素存在的普遍性，又体现了应用的广泛性和时代性；既有亲近感又可以使学生开阔眼界，同时也增强学生对学习非金属元素及其化合物重要性的认识，有利于培养学生的思维能力和科学探究能力。
3.学情分析：
硅酸盐→硅单质”顺序编排，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。
4.设计思路：
（1）用硅给现代人类文明进程所带来的重大影响（从传统材料到信息材料），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。
（2）创设问题情境，激发学习兴趣，调动学生内在的学习动力，促使学生主动探究科学的奥妙。
（3）利用多媒体的直观性和可控性提高教学效果，丰富教学内容，提高课堂效率。
三、教学过程
教学环节及时间 教师活动 学生活动 设计意图
1．【引入】2分钟2．硅酸盐的改写6分钟3.科学探究10分钟4.活动回报2分钟5．丰富多彩的硅酸盐3分钟6．硅单质物理性质5分钟7．碳还原二氧化硅2分钟8．硅的化学性质探究8分钟9.小结与作业布置2分钟 【课前布置】含硅元素的无机非金属材料用途【展示】多媒体展示图片：从兵马俑图片、古瓷器图片---玻璃---水泥---加上“硅窗”的保鲜袋，超导材料，电子陶瓷，集成电路等。【板书】二、硅酸盐【讲述】硅酸盐是由硅、氧和金属元素等组成的化合物的总称，大多不溶于水，化学性质稳定，是构成地壳岩石、土壤的主要成分。【引导】引导学生阅读教材“资料卡片”，并讨论硅酸盐的一般表示方法。【随堂演练】把下列硅酸盐表示为氧化物形式：（1）镁橄揽石：Mg2SiO4（2）高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4【归纳】含硅酸盐的物质一般表示为：活泼金属氧化物·较活泼金属氧化物·二氧化硅·水。【过渡】硅酸盐中最简单的是硅酸钠。硅酸钠有些什么样的性质呢？【设问】是经过蒸馏水浸泡过的小木条难燃？还是经过硅酸钠饱和溶液浸泡的小木条难燃？【科学探究】1、硅酸钠溶液的防火能力2、向硅酸钠溶液中滴加酚酞试液3、硅酸钠水溶液久置在空气中会出现什么现象，其原因是什么？用实验事实证明。【总结】（1）NaSiO3可作胶黏剂、防火剂。(2) Na2SiO3可溶于水，其水溶液俗称水玻璃，呈碱性。(3)Na2SiO3＋CO2＋H2O = H2SiO3↓＋Na2CO3【过渡】由丰富而多样的硅酸盐得到了多种的硅酸盐产品，且已经成为使用量最大的无机非金属材料。【引导】引导学生阅读教材78-79页相关内容，教师同时作相关介绍。【展示】多媒体展示图片：碳化硅、硅橡胶、高温结构陶瓷、压电陶瓷等。【过渡】能源、材料、信息，是文明的三大支柱。而能源问题的解决和信息社会飞速发展的前提是能源材料、信息材料的突破。硅在现代电子，航空航天，敏感材料，超导材料中起着十分重要的作用。我们正努力夺回世界材料科学的领先地位，再创中国材料科学的辉煌。【设问】谁知道硅在地壳中的含量？谁又知道硅在宇宙范围内的存量？【讲述】硅在地壳中的含量为26.3％，仅次于氧居第二位。在宇宙范围内，硅的存量次于氢、氦、碳、氖、氧、氮，占第七位。【指导阅读】阅读课本第79页并思考硅在自然界的存在形式。【板书】三、硅单质【展示】硅晶体样品或彩图。【设问】请同学描述一下单质硅的色态？【板书】硅的物理性质【讨论】1、硅的原子结构特点2、比较碳和硅原子结构的异同【教师总结】硅的物理性质1．与碳相似，单质硅有晶体和无定形两种。晶体硅的结构与金刚石类似，带有金属光泽的灰黑色固体。2.硅的熔、沸点高，硬度大。3．由于硅原子半径大外层电子受核引力较小，因而是具有一定导电能力的半导体。【讲述】在当今时代人们已能通过仪器观察一些物质的原子排列善，1990年美国等少数国家首先在—296℃的低温下移动了原子。【展示】1993年中国科学院真空物理实验室在常温下以超真空扫描隧道显微镜为手段，通过用控针拔出硅晶体表面硅原子形成约2nm的汉字中国图片。【引导】我们知道自然界中无游离态硅，那如何得到单质硅呢？【讨论】教材81页习题第9题。【讲述】用适量碳还原二氧化硅得到粗硅。将粗硅与氯气在高温下反应，得液态不纯的四氯化硅，经分留提纯用氢气还原即可得纯硅。【板书】SiO2＋2C＝Si(粗)＋2CO↑ Si(粗)＋2Cl2＝SiCl4 SiCl4＋2H2＝Si(纯)＋4HCl【板书】硅的化学性质【科学探究】1、取适量单质硅分别投入到稀硫酸、稀硝酸中。2、取适量单质硅投入到NaOH溶液中。【引导】引导学生归纳单质硅的化学性质。【板书】硅的用途【投影】硅芯片和硅太阳能电池等【讲述】在科学家们的努力下，新思维、新方法层出不穷。人们正朝着按人的意志安排一个个原子的目标冲刺，多少奇迹将展现眼前。到那时新材料的研制和生产几乎无所不能，样样遂人心意地安排。【课后小结】本节课我们学习了硅酸盐的重要用途和性质，了解了硅酸钠的性质；知道了硅单质的重要用途。【投影】随堂检测【作业布置】P80第1～4题 回答：有用于制造电脑的半导体材料如晶体管、集成电路，用于信息传递的光导纤维。玻璃、水泥以及超导材料等。学生观看倾听、了解阅读，初步理解思考、练习学生记忆积极思考积极思考分组实验，观察现象，分析实验学生阅读 学生观看积极思考、回答倾听、了解阅读后归纳并回答学生观察学生回答画出硅和碳的原子结构示意图，并分析比较硅和碳的结构和性质，自主得出结论倾听、记录学生了解学生观看学生思考学生讨论倾听、了解思考、讨论并设计、探究实验学生归纳观看、了解回忆本节课所学内容，师生共同总结。 化学与历史、与社会、与日常生活紧密相关，通过介绍以上知识，使学生提高兴趣，增加学生的感性认识展示中华民族的古代文明，激发爱国主义情感。丰富知识的外延，激发学生学习兴趣。增长知识，使学生初步理解硅酸盐的丰富性和多样性考察和训练学生的实验设计能力使学生了解硅酸钠的性质和重要用途了解新型硅酸盐产品激发学生深层次的学习动机。将化学与社会紧密相连。培养学生阅读总结能力及表达能力。通过比较发现使学生学会元素知识学习的一种方法介绍最新科学成就。激发学生强烈的创造意识。使学生对知识的认识不只停留在书本上认识科学的社会效益。激起其积极进取追求科学的意识。培养学生自主学习能力扩大知识面进一步培养学生实验能力和分析、归纳能力 培养学生叙述表达及归纳能力及时反馈教学效果。
四、教学反思
硅是无机非金属材料的主角。硅及其化合物在信息技术、材料科学领域，在建筑、通信、光电技术及航空航天等方面有广泛的应用，前景十分广阔，地位非常重要。在生活中，学生接触的硅及其化合物的产品较多，感性认识较为丰富。本人充分挖掘教材素材，利用大量图片和学生已有的知识经验，增强学生的感性认识，从感性经验上升为理性认识。同时，充分调动学生的积极性，调节学生的知识结构，根据已有的知识碳结构、位置、性质，利用元素周期律理论，根据硅的位置、结构大胆猜测硅的性质。引导学生应用元素周期律的知识，解决碳酸比硅酸的酸性强的科学事实，并通过探究实验检验。通过对比实验分别用蒸馏水和硅酸钠饱和溶液浸泡过的小木条在酒精等点火，用蒸馏水浸泡过的小木条能燃烧，而用硅酸钠饱和溶液浸泡过的小木条不能燃烧的实验事实，学生真实感受到水玻璃的防火作用。整堂课中学生参与的机会较多，能够充分发挥学生的主观能动性。
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