硅教学设计.docx

1、硅教学设计硅教学设计1一、教学设计为什么要选取硅作为非金属的开篇呢？从硅及其化合物在国民经济中的地位来看，从学科发展的角度来看，硅及其化合物在材料科学和信息技术等领域有广泛的用途，在半导体、计算机、建筑、通信及宇宙航行、卫星等方面大显身手，而且它们的应用前景十分广阔；硅酸盐工业在经济建设和日常生活中有着非常重要的地位。无机非金属材料中硅元素唱主角，而含硅元素的材料制品大都是以二氧化硅为原料。所以，首先介绍硅及其化合物，突出了它在社会发展历程中、在科学现代化中的重要性和应用价值。从物质存在和组成多样性的角度来看，硅是无机非金属的主角，是地壳的基本骨干元素。自然界中的岩石、土壤、沙子主要以二氧化硅

2、或硅酸盐的形式存在，地壳的95%是硅酸盐矿。所以，介绍硅及其化合物，体现了硅元素存在的普遍性和广泛性。从认知规律来看，硅元素的主要化合价只有+4价，硅单质比较稳定，硅的化合物知识也比较简单。因此，学生的学习负担比较轻，有利于学习积极性的保护和培养。本节内容编排有以下特点：从硅及其化合物的知识体系来看，它由二氧化硅和硅酸、硅酸盐以及硅单质等三部分内容组成。在内容编排上打破常规，首先从硅的亲氧性引出硅主要存在的两种形式二氧化硅和硅酸盐，接着介绍二氧化硅的性质，再介绍硅酸、硅酸盐的一些性质，最后介绍硅单质。先学习比较熟悉的硅的化合物，再学习单质硅的顺序符合认知规律，有利于学生接受。从知识内容的安排上

3、来看，重点、非重点把握准确。主干内容保持一定量，并重彩描绘。例如，二氧化硅的知识突出酸性氧化物的性质，在“科学视野”中介绍硅氧四面体结构，了解二氧化硅的一些物理性质，然后以图配文的方式介绍了二氧化硅的用途，最后让学生通过日常生活中的一些事实，以“思考与交流”的方式得出二氧化硅的化学性质。在学习二氧化硅的化学性质时，既介绍了酸性氧化物的共性，又介绍了SiO2的特性，扩展了学生对非金属酸性氧化物的认识。硅酸盐重点介绍硅酸钠溶液的性质和用途。对非重点知识和拓展性内容，采用多种形式来呈现。例如，简要介绍了硅酸的制取原理和硅胶的用途，应用广泛的硅酸盐产品以图片的形式呈现，一些新型陶瓷以“科学视野”的方式

4、介绍，硅酸盐的组成以“资料卡片”的形式介绍，等等。总之，硅及其化合物知识的介绍，既体现了元素存在的广泛性又体现了应用的前瞻性，既有亲近感又可以使学生开阔眼界，同时也能使学生增强对学习化学的重要性的认识。本节教学重点：二氧化硅的性质。本节教学难点：硅酸盐的丰富性和多样性。教学建议如下：1、采用对比的方法，联系碳、二氧化碳等学生已有的知识和生活经验来介绍硅、二氧化硅等新知识。联系和对比是一种有效的学习方法，通过对比可加深对知识的理解，有利于学生对知识的记忆和掌握。因此，应指导学生学会运用对比的方法来认识物质的共性和个性、区别和联系。碳和硅是同一主族相邻的两种元素，它们的性质既有相似之处，又有不同之

5、处。在教学时要突出硅的亲氧性强于碳的亲氧性，从而引导学生理解硅的两种存在形式二氧化硅和硅酸盐。对于SiO2化学性质的教学，可启发学生根据SiO2和CO2都是酸性氧化物这一特点，把它们的性质一一列出。然后引导学生从硅的亲氧性大，得出常温下SiO2的化学性质稳定；在加热的条件下，SiO2才能与碱性氧化物起反应，等等。在介绍硅酸时，可以补充这样一个实验：将CO2通入Na2SiO3溶液中，引导学生观察白色胶状沉淀的生成，从而加深对H2SiO3的酸性弱于碳酸的认识。对于硅单质，主要让学生了解硅是重要的半导体材料，在电子工业上有广泛的用途。SiO2的结构知识属于拓展性内容，在教学中不作要求。2、要多运用日

6、常生活中的事例进行教学。非金属元素首先介绍硅元素，硅的化合物普遍存在是原因之一。因此，教学时要多注意联系生产和生活实际，充分利用实物、模型及教科书中的彩图和插图，通过放映教学录像，学生自己搜集有关的实物或照片，在课堂上展示交流等方法，增强教学的直观性，激发学生的学习兴趣，培养学生热爱科学的情感。例如，可用生活事例来说明SiO2质硬、不溶于水的性质，引导学生通过观察教科书中的图片、观察陶瓷和玻璃制品等实物来了解硅酸盐的广泛用途等。3、通过自学讨论的方法进行硅酸盐的教学。学生的学习是一个自主构建的过程。他们带着自己原有的知识背景、活动经验和理解走进学习活动，并通过自己的主动活动，包括独立思考、与他

7、人交流和反思等，去构建对化学知识的理解。例如，讲硅酸盐时可指出，最常见的可溶性硅酸盐是Na2SiO3，它的水溶液称为水玻璃。然后展示样品，观察水玻璃的黏稠性。同时拿出一块反复充分浸过水玻璃并已干燥的布条，把它放在火焰上，结果布条不能燃烧，从而认识用水玻璃浸泡织物可以防火。最后，对于硅酸盐的丰富性和多样性，建议学生以阅读、交流的方式来完成。二、活动建议控制溶液混合物的酸碱性是制取硅酸凝胶的关键。盐酸的浓度以6 mol/L为宜。在饱和Na2SiO3溶液中，滴加酚酞溶液呈红色。逐滴加入稀盐酸，待溶液红色变浅并接近消失时，有透明的硅酸凝胶产生。若无硅酸钠溶液，可用市售的水玻璃代替。一定要使小木条或滤纸

8、条反复浸透。水浸过的滤纸或小木条，当水分蒸发后就燃烧。硅酸钠溶液浸过的滤纸或小木条，当水分蒸发后不易燃烧。三、问题交流物理性质：熔点高、硬度大。化学稳定性：化学稳定性好，除氢氟酸外一般不与其他酸反应，可以与强碱如NaOH等反应，属于酸性氧化物。SiO2的这些性质主要和它的结构有关。SiO2是正四面体的空间网状结构，因此性质很稳定。四、习题参考1、2、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，耐高温定化学性质很稳3、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。4、还原剂化合反应；置换反应；还原剂。5、不要求

9、课后马上完成，建议学生在一定的时间内，由个人或小组合作完成。最好物色学有余力的同学多花功夫写出质量较高的小论文。硅教学设计2知识与技能：了解硅酸盐的主要用途和组成。了解硅的物理性质和重要用途。掌握硅酸钠的化学性质。过程与方法：通过自主探究，培养学生自主学习的能力情感、态度学习陶瓷、玻璃和水泥的有关知识，了解中华民族传统文化，与价值观培养学生的爱国主义情感，激发学生学习化学的兴趣。教学重点：硅酸盐的性质和重要用途教学难点：硅的晶体结构教学方法：阅读法和比较法相结合教学准备：多媒体课件教学过程：第一课时中国誉称“瓷国”。陶瓷是我中华民族一项最伟大的创造，具有悠久而辉煌的历史。原始陶器大约是1万年前

10、出现在中国。“陶”作为历史上第一种人造材料成为人类摆脱蒙昧的时代标志，秦兵马俑的制造展示了当时制陶规模和高超的动手术与艺术水平。瓷器在东汉晚期发明，到宁朝形成了举世闻名的”柴”、“汝”、“哥”、“钧”、“定”、“官”几大名窑，其制品工艺之精湛达到“青如天”、“薄如纸”、“声如磬”的水平。而陶瓷主要含硅元素。秦兵马俑和古陶器的图片。三、硅酸盐1、硅酸盐定义：硅酸盐是由硅、氧和金属组成的复杂化合物的总称。物理性质：一般不溶于水。化学性质：性质稳定，不易和别的物质反应。硅酸盐组成的表示方法：硅酸盐种类繁多，结构复杂，为了方便记忆和计算，常用氧化物的形式表示硅酸盐的组成。书写顺序为：金属氧化物、二氧化

11、硅、水。若有两种金属氧化，则活泼的在前，较不活泼的在后。用氧化物形式表示下列硅酸盐：镁橄榄石2MgOSiO2高岭土Al2O32SiO22H2O正长石K2O Al2O36SiO2请用氧化物的形式表示硅酸钠、镁橄榄石、高岭土的组成，一学生写在投影片上。Na2OSiO2 2MgOSiO22、硅酸钠硅酸盐种类很多，大多难溶于水，可溶性硅酸盐，最常见的是Na2SiO3。它的水溶液俗称水玻璃，又称泡花碱。物理性质：水溶液是一种无色粘稠的液体。化学性质：Na2SiO3+2HCl=H2SiO3 +2NaCl Na2SiO3+ H2O+CO2= H2SiO3 +Na2CO3 应用：可做肥皂填料、木材防火剂及黏胶

12、剂。实验室里用于制H2SiO3，工业上可制成硅酸凝胶，处理后就得硅胶，硅胶是一种很好的干燥剂和催化剂载体。实验4-2：Na2SiO3的防火作用从古到今，人类创造性的生产出了几大类硅酸盐产品，它们给人类的生活带来了巨大的变化。3、传统的硅酸盐材料陶瓷制法：陶瓷是以黏土为原料，经高温烧结而成。分类：陶瓷是陶器和瓷器的统称。陶瓷的种类很多，根据原料、烧制温度等的不同，主要分为土器、陶器、瓷器和炻器等。陶器：用一般的粘土制成形体，干燥后在窑内于1000以下的温度下烧结而成的。陶器表面粗糙，有多孔，容易渗水。为了弥补这一缺陷，常于烧制前在坯体表面涂上一层釉，使成品光滑、不渗水。常用陶器有缸、盆、坛。瓷器

13、：是用纯净的粘土加入一定量的石英和长石粉末，制成坯、干燥、上釉，在窑内于12001400的高温下烧结而成的，如瓷壶、瓷杯、瓷碗等。瓷器质地致密，不渗水。炻器：是介于瓷器和陶器之间的一种陶器制品，如沙锅、水瓮等。特性：陶瓷具有抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘好等性质，制作时易加工成型。玻璃主要原料：石英、碳酸钠、石灰石生产原理：SiO2 + Na2CO3 =Na2SiO3 + CO2 SiO2 +CaCO3=CaSiO3 + CO2 特性：玻璃通常为表面光滑、致密、硬而脆的固体。在高温时逐渐软化甚至变为液体。高温熔融的液态玻璃能抽成细丝。有的玻璃为无色，有的玻璃有蓝色、绿色或棕色等。无色玻璃透光

14、性好，有色玻璃透光性差。一般玻璃不导电，导热性也很弱。水泥主要原料：粘土、石灰石；辅料：石膏普通水泥主要成分：硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙特性：水泥有水硬性。水硬性是细粉状水泥遇水后变为坚硬、块状固体的性质。与水泥的水硬性相对应的变化叫做水泥的硬化。石膏能延缓水泥的硬化速率。4、新型硅酸盐材料具有特殊功能的含硅材料碳化硅：具有金刚石的结构，硬度很大，可以用作砂轮、砂纸的磨料。硅钢：含4%硅的硅钢，具有高导磁性变压器铁芯。硅橡胶：人工合成的硅橡胶，在高温或低温下都能保持良好的弹性制造火箭、导弹、飞机的零件；绝缘材料。分子筛：人工制造的分子筛，具有均匀微孔结构，主要用作吸附剂和催化剂。学生自己阅读

15、科学视野，了解新型陶瓷和土壤胶体。新型陶瓷：高温结构陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷、超导陶瓷。5、土壤胶体：胶体颗粒表面积大，带负电，有保肥作用。硅在地壳中的含量为 27.72%，仅次于氧居第二位，所以硅的化合物随处可见。人类虽然在一万年前制出了陶器，五千年前古埃及人发明了玻璃。而人类真正认识硅元素是在1823年由瑞典化学家贝采利乌斯用金属钾还原四氟化硅时获得单质硅的。四、硅单质1、硅单质的分类：硅单质分为无定形硅和晶体硅两类。2、晶体硅的性质结构：类似金刚石物理性质：灰黑色固体，有金属光泽；熔点高、硬度大、有脆性，导电性介于导体和绝缘体之间，是重要的半导体材料，是信息技术的关键材料。化学性质：常温下化学性质、不活泼硅和氧气反应：i2 i2 硅和强碱反应：i2a2a2i323、制法：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，经分馏提纯用氢气还原即可得纯硅。2C+SiO2 Si+2CO Si+2Cl2 SiCl4 SiCl4+2H2 Si+4HCl4、用途：良好的半导体材料计算机芯片、光电池。板书设计二、硅酸盐1、硅酸盐概述；2、硅酸钠；3、传统的硅酸盐材料4、新型硅酸盐材料具有特殊功能的含硅材料三、硅单质1、硅单质的分类：分为无定形硅和晶体硅两类。2、晶体硅的性质；3、制法：4、用途：s