1、 非金属及其化合物二氧化硅和硅酸高一级化学组 陈晓雯班级高一（7）班 科目化学 上课时间 2016/12/6教学目标知识与能力1. 了解硅在自然界中的含量、存在形式。2. 了解二氧化硅的物理性质，掌握其化学性质及其在生活中的应用。3. 了解硅酸的性质及用途。过程与方法1. 通过硅与碳、二氧化硅与二氧化碳的比较，培养学生的归纳比较能力。2.引导学生设计实验比较硅酸、碳酸酸性强弱，帮助学生体验科学的探究过程，学习科学探究的基本方法，提高科学探究能力，培养合作意识和探究精神。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、通过对二氧化硅及其用途的学习使学生热爱
2、自然、热爱化学。教学重难点1 二氧化硅的性质；2 硅酸与碳酸酸性强弱比较的实验方案设计与选择。教学过程【展示图片】沙子、芯片、硅谷【播放视频】沙子到芯片【讲述】我们首先来了解硅的原子结构，碳、硅的原子位于周期表的同一主族，两者的结构相似。硅原子最外层有四个电子，既不易失去又不易得到电子，主要形成四价的化合物。硅是一种亲氧元素，在自然界中它总是与氧相互化合，最常见的就是二氧化硅。 【思考】请同学们快速阅读教材74页第1-3段，并思考：硅元素在地壳中含量是多少？以什么形态存在？【讲述】硅在地壳中含量为26.3%，以氧化物和硅酸盐的形式存在于岩石、沙子和土壤。自然界中的二氧化硅，有结晶形和无定形两大
3、类，统称硅石。石英晶体是结晶的二氧化硅，石英中无色透明的晶体是水晶，具有彩色环带状或层状的称为玛瑙。无定形的二氧化硅是硅藻土。【讲述】我们来了解一下二氧化硅（SiO2）的结构：每1个Si原子周围结合4个O原子，同时每1个O原子周围结合2个Si原子相结合，所以SiO2晶体是以1:2的比例组成正四面体的立体网状结构。因此SiO2是化学式而非分子式。【过渡】SiO2的立体网状结构决定了SiO2具有优良的物理和化学性质，它的性质如何呢？【讲述】SiO2的物理性质是硬度大，熔点高，难溶于水，而化学稳定性好。【PPT展示】（1）特性：SiO2+4HF=SiF4+2H2O（雕刻玻璃）【思考】玻璃中含有SiO
4、2，所以可以用HF来刻蚀玻璃。实验室盛装氢氟酸的试剂瓶为什么用塑料瓶而不用玻璃瓶？【学生活动】玻璃瓶中的SiO2与HF反应【讲解】SiO2是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，所以可以和碱性氧化物和强碱反应。 【PPT展示】（2）酸性氧化物 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O SiO2+CaO高温CaSiO3【思考】为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞?【讲述】因为玻璃中含有SiO2，SiO2是酸性氧化物，能和碱起反应，生成的硅酸钠有粘性，容易使玻璃瓶塞和瓶颈粘在一起而不能打开。【思考】在最开始的视频中制芯片的材料为硅单质，但原料为沙子，即为SiO2，那么SiO2如何才能
5、转化为硅单质呢？【PPT展示】（3）弱氧化性：SiO2 + 2C 高温Si + 2CO(工业制粗硅) （4）与盐反应 SiO2+Na2CO3高温Na2SiO3+CO2 SiO2+CaCO3高温CaSiO3+CO2【思考】性质决定用途，那你根据二氧化硅的性质能否推测其的应用？【介绍及图片展示】 SiO2用途非常广泛，可作饰品、石英坩埚、光导纤维等。【过渡】现在我们来学习这节课的另一个重要的知识点硅酸。硅酸是一种白色固体，溶解度很小。一种很弱的弱酸，酸性比H2CO3还弱，不能使指示剂变色。【思考】碳酸可以通过二氧化碳与水反应制备，但是二氧化硅不能溶于水得到相应的酸硅酸。那么，硅酸是怎样制得的呢？【
6、实验】制取原理：强酸制弱酸可溶性硅酸盐与酸反应得到实验1、在试管中加入2mL饱和Na2SiO3溶液，滴入12滴酚酞溶液2、用胶头滴管逐滴加入稀盐酸，边加边振荡，溶液颜色变浅并接近消失时停止现象滴入酚酞溶液呈红色，滴加稀盐酸红色变浅并接近消失时，有透明胶状物质生成结论Na2SiO3溶液显碱性，生成的硅酸不溶于水方程式Na2SiO3+2HCl=H2SiO3(胶体)+2NaCl（(强酸制弱酸)酸性强弱：盐酸 硅酸【探究】硅酸的酸性比盐酸弱，那么硅酸酸性与碳酸相比较如何呢？请你设计一个实验论证你的推断。（提示：酸性强弱：碳酸 硅酸）【结论】将CO2通入Na2SiO3溶液中，有透明的硅酸凝胶生成既能说明
7、酸性：碳酸 硅酸。 Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO3+ Na2CO3【讲解】硅酸，是一种白色胶状物质，不溶于水，但可以和强碱反应，硅酸在加热条件下会进一步失水得到二氧化硅。【PPT展示】（1）弱酸性： H2SiO3 + 2NaOH = Na2SiO3 + 2H2O （2）不稳定性：H2SiO3H2O + SiO2【讲述】硅酸经干燥脱水就形成多孔的硅酸干凝胶，称为“硅胶”。硅胶常用作食品的干燥剂。还可以作为吸附剂和催化剂载体。【小结】二氧化硅：化学性质稳定（很不活泼）（1）特性：SiO2+4HF=SiF4+2H2O（2）酸性氧化物：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O SiO
8、2+CaO高温CaSiO3（3）弱氧化性：SiO2 + 2C 高温Si + 2CO(工业制粗硅)（4）与盐反应 SiO2+Na2CO3高温Na2SiO3+CO2 SiO2+CaCO3高温CaSiO3+CO2硅酸: （1）弱酸性： H2CO3H2SiO3，不能使指示剂变色 H2SiO3 + 2NaOH = Na2SiO3 + 2H2O（2）不稳定性：H2SiO3H2O + SiO2【练习】1.下列物质中，主要成分不是SiO2的是（ ） A.金刚砂 B.玛瑙 C.水晶 D.石英2.下列物质中,不能用玻璃瓶来盛装的是( ) A.烧碱溶液 B.浓硫酸 C.氢氟酸 D.碳酸钠溶液3.要除去SiO2中混有的少量CaO杂质，最适宜的试剂是 （ ） A.纯碱溶液 B.盐酸 C.硫酸 D.苛性钠溶液【板书设计】 二氧化硅和硅酸 一、二氧化硅1.存在形式2.物理性质3.化学性质4.用途二、硅酸 1. 物理性质2.制备3.化学性质4.用途
