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2019-2020年高中化學 專題3 從礦物到基礎材料 第三單元 含硅礦物與信息材料教案（2） 蘇教版必修1 教學過程： 教師活動 學生活動 設計意圖 創(chuàng)設情境： 展示日常生活中的瑪瑙飾品、石英鐘、石英眼鏡等。 設問： 1、從化學的角度看，你知道它的主要成分是什么嗎？ 2、沙子、石英、水晶、硅藻土等都是天然存在的二氧化硅，關于SiO2，你還知道的哪些內(nèi)容呢？ 教師引導： 我們從化學的角度對上述內(nèi)容進行整理。 屬于物理性質(zhì)方面的： 屬于化學性質(zhì)方面的： 屬于用途方面的： 過渡： 關于SiO2的性質(zhì)及用途，我們還有一些不很明確或不知道的，下面我們就來進一步學習二氧化硅。 板書； 二氧化硅與信息材料 設問： 研究一種物質(zhì)的物理性質(zhì)一般從哪些角度進行探究。 二氧化硅的狀態(tài)、熔沸點、硬度、及在水中的溶解性怎樣？ 板書： 1、二氧化硅的物理性質(zhì)：熔沸點很高，硬度很大，不溶于水。 設問： 二氧化硅的化學性質(zhì)如何呢？學習一種新物質(zhì)的性質(zhì)我們往往可以找一種熟悉的、跟它比較有可比性的物質(zhì)進行對比學習。你覺得應該找哪一種物質(zhì)進行對比學習？講講你的理由？ 追問： 二氧化碳有哪些化學性質(zhì)呢？ 提問： 請舉出表現(xiàn)二氧化碳酸性氧化物的通性和弱氧化性的幾個具體實例，并寫出化學方程式 提問： 二氧化硅也是一種酸性氧化物，與有相似的化學性質(zhì)。請分析二氧化硅的化學性質(zhì)，并寫出相應的化學方程式。 教師分析補充與評價。 講述： 二氧化硅還有一個特殊性：它可以與氫氟酸反應 [板書]SiO2+4HF=SiF4 ↑+H2O [討論]實驗室如何貯存氫氟酸？ 小 結： 比較SiO2與CO2的化學性質(zhì)， 板書： ２、二氧化硅的化學性質(zhì)：能與氫氟酸、堿性氧化物、強堿溶液反應。 討論： 已知玻璃中含有二氧化硅，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？ 演示實驗： 硅酸鈉溶液中滴加鹽酸，觀察現(xiàn)象，分析結論。 補充： 硅酸的酸性比碳酸還弱 探究：以二氧化硅為原料制取硅酸 １、 制取含氧酸的常用方法有哪些？ ２、實驗室能否用二氧化硅能與水反應制取硅酸？ ３、以二氧化硅為原料應如何制取硅酸？寫出化學方程式。 設問： 根據(jù)性質(zhì)決定用途，分析二氧化硅的熔沸點特點有哪些用途？ 分析二氧化硅的硬度特點有哪些用途？ 利用二氧化硅的導光特點有哪些用途？ 板書： ３、二氧化硅用途：制光導纖維，光學鏡片、石英坩堝等。 講述； 光導纖維傳導光的能力非常強，比頭發(fā)絲還細的一對光導纖維可同時傳遞3萬門電話，而且抗干擾性能好，通信質(zhì)量高，能防竊聽。許多根經(jīng)技術處理的光導纖維繞在一起，就是我們常說的光纜，一條光纜通路可同時容納十億人通話，也可同時傳送多套電視節(jié)目。 過度： 剛才學習的SiO2在信息領域有重要的應用，其實用SiO2制取得到的單質(zhì)Si在信息領域也有重要的應用。 閱讀課文P82最后一段及P83的內(nèi)容，思考以下問題。 １、 硅元素在自然界中的存在形式、工業(yè)上高純度的硅是如何制取的？ ２、 單質(zhì)硅的主要物理性質(zhì)？ ３、 歸納出硅的化學性質(zhì)，與碳的化學性質(zhì)有什么相同點和不同點。 4、單質(zhì)硅的主要用途。 板書： 二、硅 提問： 硅單質(zhì)用途廣泛，但自然界中卻沒有硅單質(zhì)。工業(yè)上是如何制取硅單質(zhì)的呢？ [投影]粗硅的提純粗硅在高溫下跟氯氣 反應生成一種液態(tài)物質(zhì)。經(jīng)蒸餾提純后，再用氫氣還原制得純硅。 板書： 1、硅的制取 SiO2＋2C =Si＋2CO↑ Si＋2Cl2 =SiCl4 SiCl4 ＋2H2 = Si ＋4HCl 提問： 請一位同學總結一下硅的物理性質(zhì)。 板書： 2、硅的物理性質(zhì)：熔沸點很高，硬度很大。 過渡： 下面我們來討論以下硅的化學性質(zhì)。 講述： 單質(zhì)硅在常溫比較穩(wěn)定，與氧氣、氯氣、硝酸、硫酸等物質(zhì)都很難發(fā)生反應，但能與氟氣、氫氟酸、強堿反應。在加熱時能跟O2等物質(zhì)發(fā)生反應。 板書： 3、硅的化學性質(zhì) Si+O2 =SiO2　 Si+4F2=SiF4 Si+4HF=SiF4↑+2H2↑ Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑ 提問： 根據(jù)所學的單質(zhì)碳知識，歸納出硅的化學性質(zhì)與碳的化學性質(zhì)有什么相同點和不同點。 提問： 硅的主要用途是什么？ 板書： 4、硅的主要用途： 　　半導體材料，主要應用于電子工業(yè)。 講述： 在科學技術不斷發(fā)展的今天，硅正成為高科技的代名詞。世界各國往往把高科技園區(qū)稱為硅谷。 2005年3月28日，在人民大會堂，鄧中翰代表中星微“星光中國芯”研發(fā)團隊，接受國家主席胡錦濤為他頒發(fā)的共和國最高獎勵 ——國家科技進步一等獎。 “中國芯”的誕生徹底改寫了蓬勃發(fā)展的中國IT業(yè)無“芯”的歷史。如今 “中國芯”已成功占領了計算機圖像輸入芯片市場的世界第一位。從此，中國人可以用上“中國芯”，并且，讓世界上其他國家也用上“中國芯”！ 鞏固練習：略 集中注意力，觀察 　　二氧化硅 　　硬度大、不溶于水、制造光導纖維、能與氫氧化鈉溶液反應等。 在教師引導下分析、思考、討論，將知識歸類整理。 顏色、狀態(tài)、氣味、熔沸點、硬度、密度、溶解性等。 熔沸點很高，硬度很大，不溶于水。 　　二氧化碳。 都是酸性氧化物，碳元素和硅元素的最外層電子數(shù)相同。 氧化物的分類角度考慮具有酸性氧化物的通性。 從氧化還原的角度考慮具有弱氧化性 學生動手書寫化學方程式： CO2＋2NaOH＝Na2CO3＋H2O CO2＋CaO＝CaCO3 CO2＋H2O＝H2CO3 CO2＋C＝2CO 　　學生類比書寫化學方程式： SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O SiO2+CaO＝CaSiO3 SiO2＋2C ＝ Si＋2CO 理解、記憶 塑料瓶中 完成投影中的表格，總結SiO2與CO2的性質(zhì)的異同 SiO2酸性氧化物，能與堿起反應生成NaSiO３，容易使瓶塞和瓶頸粘在一起而不能打開。 　　觀察、思考 硅酸不溶于水，是弱酸。 酸性氧化物與水反應，利用較強酸制較弱酸原理，用可溶性鹽與較強的酸反應。 不能，SiO2不溶于水 SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O Na2SiO3+CO2+H2O＝Na2CO3+H2SiO3↓ 或Na2SiO3+2HCl＝2NaCl+H2SiO3↓ 　　耐高溫儀器，如石英坩堝 　　耐磨材料，如石英鐘等 鏡片、制光導纖維等 閱讀課文，尋找答案 SiO2＋2C＝Si＋2CO↑ Si＋2Cl2＝SiCl4 SiCl4 ＋2H2＝Si ＋4HCl 熔沸點很高，硬度很大。 　　學生理解、記憶 相同點：它們在常溫下化學性質(zhì)很穩(wěn)定，在加熱時能跟O2等物質(zhì)發(fā)生反應。具有一定的還原性。 不同點：硅在常溫下與氟氣、氫氟酸、強堿反應。 碳在加熱下與濃硫酸、硝酸等發(fā)生反應。 半導體材料，主要應用于電子工業(yè)。 　　學生傾聽 創(chuàng)設情境，激發(fā)學生的學習興趣。 學會從化學的角度看問題。 　　激活學生的思維 學會從化學的角度處理問題，使知識有序化。培養(yǎng)學生的歸納能力。 　　學習方法指導。 學習方法指導。 溫故而知新，激活學生原有的知識體系，為學習SiO2的性質(zhì)作鋪墊。 采用類比的學習方法，將SiO2的性質(zhì)歸入原知識體系中，并對原知識體系進一步完善。培養(yǎng)學生的知識遷移能力。 加深理解SiO2與氫氟酸反應的性質(zhì) 進一步理解SiO2的化學性質(zhì)，并條理化，促進學生的記憶。 SiO2的性質(zhì)與NaSiO３的性質(zhì)綜合應用。 　　激發(fā)興趣，培養(yǎng)學生的觀察能力，為后續(xù)內(nèi)容鋪墊。 培養(yǎng)學生的實驗設計能力，及時應用剛學過的二氧化硅的化學性質(zhì)。 體會性質(zhì)與用途的關系 讓學生感受到化學世界里美的感染，激發(fā)學生的求知欲和學習興趣。 培養(yǎng)學生的自學能力和歸納總結能力。 聯(lián)系已學過的知識，采用對比的學習方法，可以使學生溫故而知新。 通過適時的討論加深對知識的理解 了解硅在信息技術、材料科學等領域的應用和與人類文明發(fā)展的關系，激發(fā)學生研究、開發(fā)新材料的意識。 愛國主義教育 及時應用學過的知識。 8、作業(yè)設計 ⑴下列物質(zhì)的主要成分不是SiO2的是（ C ） A、石英 B、水晶 C、金剛砂 D、瑪瑙 ⑵下列物質(zhì)不與水反應的是（ A ） Ａ、SiO2　Ｂ、SO2?。?、CO2　Ｄ、CaO ⑶下列試劑存放方法正確的（ D ） A、氫氧化鈉、純堿以及水玻璃要存放在帶磨砂玻璃塞的試劑瓶中 B、氫氟酸盛放在棕色玻璃試劑瓶 C、液溴盛放在棕色廣口瓶中 D、氯水盛放在棕色細口瓶中 ⑷將固態(tài)的氫氧化鈉加熱至熔融狀態(tài)，可選用的器皿是( A ) A.鐵坩堝 B.石英坩堝 C.石墨坩堝 D. 蒸發(fā)皿 ⑸用一種試劑證明生石灰中含有石灰石和石英，下列試劑適宜的是( D ) A、鹽酸　 B、NaOH溶液　 C、氯化鈉溶液 D、氫氟酸