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非金属及其化合物

[日期:2015/5/15 15:13:00] 阅读:3710

(主备人廖宇锋)

课程标准:

通过实验了解氯、氮、硫、硅等非金属及其重要化合物的主要性质,认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。

 

第一节 无机非金属材料的主角——

(第一课时)

教学目标

1.使学生了解硅的两种重要化合物——二氧化硅及硅酸的主要性质;

2.引导学生对比学习硅的化合物(二氧化硅及硅酸)与碳的化合物(二氧化碳及碳酸),培养学生联系、对比、归纳总结的学习方法;

3.使学生了解二氧化硅和硅酸在日常生活、生产中的应用,感受化学的实用性,增强学习化学的兴趣。

教学重点、难点

重点:二氧化硅的性质

难点:硅酸的性质

 

教学环节

         

           

新课导入

从电脑的芯片、光导纤维、水泥、玻璃和瓷砖等日常生活中的实例引入硅及其化合物。

晓乐:用PPT图片展现,更能吸引学生的眼球。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

自学讨

指导学生阅读,并给出知识整理表格及思考题。

 

周期表中的位置        

原子结构

示意图     

在自然界

中的存在

 

 

 

  

 

 

兆桂:课前印制相应导学案,学生课前自主完成,课堂花几分钟检测。

阅读教材P62第1、2、3自然段及资料卡片内容,填表完成知识整理,然后思考讨论:碳和硅在自然界中的存在形式不同的原因是什么?

归纳整

检查小结

1)两元素的共性:在化学反应中其原子既不易失电子也不易得电子,主要形成共价(四价)化合物。

2)存在差异:硅是一种亲氧元素,在自然界中它总是与氧相互化合的,而碳却没有此特点。

承上启 下

二氧化碳具有哪些重要的性质呢?

物理性质:CO2是一种      体,

   溶于水,固态CO2俗称      

化学性质:

CO2 + H2O ―

CO2 + NaOH ―

CO2 + CaO ―

思考交 流

提示:

二氧化硅也是一种酸性氧化物

CO2的性质推测SiO2可能具有哪些重要的性质?

归纳整 理

检查小结

SiO2是一种酸性氧化物,可能与水反应生成相应酸;与碱反应生成盐和水;与碱性氧化物反应生成盐。

自学讨 论

指导学生阅读教材有关内容,并给出问题

阅读教材P63及P64有关内容,思考并讨论:SiO2实际具有的性质与上述推导一致吗?有没有不同的表现?请举例说明

归纳整

检查小结

与上述推断不完全相同。不同表现是:SiO2是一种难熔固体,不溶于水。正是因为SiO2不溶于水,所以不能直接与水反应生成硅酸,但常温下除能与氢氧化钠溶液反应外,还能与氢氟酸反应生成SiF4气体和水。

完成下列反应的化学方程式,并指明反应的类型:

SiO2 + NaOH —

SiO2 + CaO —

SiO2 + HF —

自学讨

指导学生阅读教材有关内容,使其了解二氧化硅的结构和用途。

1)阅读教材P63:科学视野内容,认识SiO2的结构

2)观察教材P63~P64上的图4—3、图4—4和图4—5,了解SiO2用途,并了解用途与性质间的关系。

归纳整

1)SiO2晶体是由Si和O按1:2的比例所组成的立体网状结构,基本单元是[SiO4]的正四面体结构。

2)SiO2性质主要表现在:它是一坚硬、难熔的固体,不溶于水,化学性质非常稳定。

SiO2的这些性质是由其立体网状结构决定的。

应用与实践

 

1)实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么要用橡皮塞而不用玻璃塞?

2)有人认为SiO2既能和碱反应又能和酸反应,所以应认为它是一种两性氧化物。你同意这种看法吗?

归纳整

检查小结

1)因为SiO2易与强碱溶液反应,生成硅酸钠使试剂瓶受腐蚀,同时生成的硅酸钠溶液是一种矿物胶,具有良好的粘结性,易使瓶塞粘在一起而难以开启。

2)不同意这种看法。

知识梳

给出下列表格,比较性质异同

 

CO2

          SiO2

能否与水反应

 

 

能否与氧化钙反应

 

 

能否与氢氧化钠溶液反应

 

 

能否与氢氟酸反应

 

 

能否与碳反应

 

参看课后习题4

思考交   

指导学生阅读教材有关内容,给出问题

阅读教材P64最后一自然段,思考讨论下列问题:

1)硅酸与盐酸比较,谁的酸性强?你是根据什么现象判断出来的?

2)硅酸与碳酸比较又会怎样呢?

实验探

提示:

酸与盐反应规律之一是较强的酸能制出更弱的酸。

完成实验4—1,并填写教材P65相关表格。

补充实验:往一定量的饱和硅酸钠溶液中通入足量的CO2,观察现象。该现象说明了什么?

曾新荣:秉承新课标思想,实验让学生动手,最好课前准备小组实验

归纳整

检查小结

硅酸的酸性比盐酸和碳酸的酸性都弱。这是根据往硅酸钠溶液中滴加盐酸或通入足量的CO2后,产生不溶于水的硅酸判断出来的。

应用与实践

 

                                          

写出以SiO2为原料制备硅酸的化学方程式

自学释

 

 

结合实验4—1,阅读教材P64最后一自然段,归纳总结硅胶的制备方法及其重要应用。   

归纳整

制备方法:

 

        加适量盐酸或通入足量CO2              干燥脱水

硅酸钠溶液                            硅酸溶胶                 硅胶

用途:常用作干燥剂、催化剂的载体。

板书设计

一、二氧化硅和硅酸

   1、二氧化硅               2、硅酸

   (1)用途                   (1)制备

2)物理性质               (2)性质

     化学性质            (3)用途

苏红:元素及其化合物知识点多而且细,学生需要多练习,所以精选以下习题。

巩固练习

1、宣传科学知识,介绍高新科技,揭露伪科学,是科学工作者的义务,下列说法属于伪科学的是(  )。

A.以二氧化硅为主要原料制造光导纤维            B.碳炉边放盆水,可防止煤气中毒

C.在墙壁刚粉刷过石灰浆的室内生一炭火盆,墙壁会冒汗     D.用干冰进行人工降雨

2、下列说法正确的是( 

A.SiO2能和水发生化合反应生成硅酸        B.SiO2是酸性氧化物,它不溶于任何酸

C.SiO2的俗名叫水玻璃,不溶于水          D.SiO2又叫水晶,能溶于NaOH溶液中

3、盐酸、浓硫酸、氧气、氢氟酸、氢氧化钾溶液中,能与地壳中含量第一和第二的两元素形成的化合物起化学反应的是( 

A.        B.         C.        D.

4、将过量的二氧化碳通入下列溶液中,最终会出现浑浊的是( 

A.氯化钙溶液    B.澄清的石灰水     C.水玻璃     D.硝酸钡溶液

5、熔融烧碱应选用的器皿是( 

A.铁制坩埚       B.普通玻璃坩埚     C.石英坩埚    D.陶瓷坩埚

6、下列关于碳和硅的叙述中,不正确的是( 

A.+4价氧化物都与氢氧化钠溶液反应    B.单质在加热时都能与氧气反应

C.氧化物都能溶于水生成相应的酸        D.碳和硅两种元素都有能导电的单质

7、下列试剂可用带玻璃塞的玻璃瓶保存的是( 

A.硅酸钠溶液     B.盐酸      C.氢氟酸       D.氢氧化钠溶液

8、和空气接触可发生非氧化还原反应的物质组合是( 

  Na   Na2SiO3溶液   Na2O2  烧碱溶液   石灰水  Fe(OH)2

A.      B.        C.     D.

9、已知由石墨转化为金刚石需要吸收热量,下列说法中正确的是( )

A.石墨比金刚石稳定          B.金刚石比石墨稳定   

C.石墨和金刚石一样稳定      D.以上结论都不正确

10、某无色混合气体可能含有CO2H2COH2O(气)中的一种或几种,依次进行以下处理(假设每次处理均反应完全):通过盛有硅胶的干燥管时,气体体积不变;通过炽热的氧化铜时,固体变为红色;通过白色CuSO4粉末时,粉末变蓝色;通过澄清石灰水时,溶液变浑浊。则原混合气体的成分不可能是

A  H2CO    B  CO2H2CO    C  H2OCO2    D  H2CO2

11、按由多到少的顺序,在地壳中的含量列前四位的元素依次是           

碳、硅均位于元素周期表的       族,其原子结构示意图分别是                

碳是构成      的主要元素,硅主要以熔点很高的              的形式存在,是构成岩石与许多矿物的基本元素。

12、由同一种元素组成的不同单质,称为该元素的同素异形体。在各种碳的同素异形体中,铅笔芯的主要成分是      ,它是一种深灰色、有金属光泽且不透明的片状固体,质软,具有润滑性,它能够     ,常用作电极。钻石的成分是       ,是无色透明的晶体,硬度    。由60个碳原子组成、形似足球的

     (写分子式)也是碳的同素异形体。

13、下表中括号内的物质是杂质,试将除杂试剂和分离方法填入表中:

混合物

SiO2(CaCO3

SiO2 (Fe2O3)

SiO2 (NaCl)

SiO2

(Si)

Si

(Al)

NaHCO3

(Na2SiO3)

除杂试剂

 

 

 

 

 

 

分离方法

 

 

 

 

 

 

14、检验石灰中含有碳酸钙和二氧化硅的方法是:取少许试样,加入过量的       ,有     产生,说明石灰中含有        。充分振荡后过滤,有滤渣存在说明含有      

 

备课参考

1.参考答案  

巩固练习答案:1 B  2 D  3 B  4 C  5 A  6 C  7B  8B  9A  10C 

11  OSiAlFeIVA、原子结构示意图略、有机化合物、氧化物、硅酸盐

12 石墨、导电、碳元素、很大、C60

131)盐酸、过滤(2)盐酸、过滤(3)水、过滤(4O2、加热(5)盐酸、过滤

6)足量CO2/H2O、过滤

14 稀盐酸、无色气体、碳酸钙、二氧化硅

2.资料运用

1)教材《化学》必修I,人民教育出版社,[2004]

2)《教师教学用书》化学必修I

3)《中学第二教材》高中化学必修I,北京教育出版社,主编  薛金星

4)高中课程《新学案》,主编  刘成坤

 

 

 

硅在高新技术中的应用(收集整理者宋爱英)

 

单晶硅作为半导体器件的核心材料,大大地促进了信息技术的革命。自20世纪中叶以来,单晶硅随着半导体工业的需要而迅速了展。到1996年全球半导体产业销售额达到1410亿美元,而其中单晶硅材料的销售达到74亿美元。中国消耗的大部分集成电路及其硅片主要依赖进口。但我国科技人员正迎头赶上,于1998年成功地制造出了12英寸单晶硅,标志着我国单晶硅生产进入了新的发展时期。

信息材料技术是新材料技术的重要组成部分,也是信息技术尤其是电子信息技术发展的基础。从目前情况来看,硅半导体仍然是集成电路的主要材料。据估计在21世纪内,硅仍然会占半导致体材料的95%以上。

微电子与生物技术紧密结合的以DNA芯片等为代表的生物工程是21世纪微电子领域的另一个热点和新的经济增长点。采用微电子加工技术,可以在指甲盖大小的硅片上制作出含有多达10~20万种DNA基因片段的芯片.利用这种芯片可以在短时间内检测或发现遗传基因的变化等情况。这无疑对遗传学研究、疾病诊断与治疗、转基因工程等具有极其重要的作用。

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