硅第四章 非金属及其化合物第一节第一课时Word下载.docx
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教学过程:
[导课]问题:
1、结合元素周期表回答:
非金属元素种类?
在周期表中的位置?
2、地壳中氧和硅的含量?
3、大气中氧和氮的含量?
4、影响大气质量的气态氧化物主要有哪些?
5、人体生理必须的食用盐是什么物质?
[学生阅读]P60前言回答以上问题。
[板书第四章非金属元素及其化合物
[引言]二氧化硅、粘土等物质在现代科技、工农业生产中发挥着很大的作用,今天我与同学们一起到硅“家里”作客,探讨一下其中的“秘密”。
[板书]第一节无机非金属材料的主角—硅
[设问]谁知道硅在地壳中的含量?
[回答]硅是自然界中分布很广的一种元素,它的含量仅次于氧居第二位,为26.3%。
[投影]图4—1硅的广泛存在
[讲述]硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中的大部分岩石、沙子和土壤,约占地壳质量90%以上。
各种各样的硅酸盐和水、空气和阳光构成了人类及生物生存的根基。
自古至今,在无机非金属材料中,硅一直扮演者主角的角色。
[问题]碳和硅元素结构上又和不同?
推测硅单质的性质有哪些?
[学生阅读]P62中间自然段。
[回答]硅位于元素周期表ⅣA,与碳元素同族。
原子最外层均有四个电子。
硅同
碳元素一样,其原子即不容易失去电子又不容易得到电子,主要形成四价的化合物。
[导课]下面我们学习硅的两种重要化合物
[板书]一、二氧化硅和硅酸
[投影]金刚石、晶体硅、二氧化硅的晶体模型及水晶标本。
[讲述]硅为亲氧元素,在地球上硅主要是以熔点很高的氧化物及硅酸盐形式存在;
而碳主要形成石灰岩和碳酸盐矿物,碳的氧化物二氧化碳通过光合作用进入以碳为骨架的有机世界。
[板书]1、二氧化硅(SiO2)
[讲述]地球上天然二氧化硅成为硅石,约占地壳质量的20%,存在形态有结晶性和无定性两种。
[投影]二氧化硅晶体模型:
[阅读]科学视野。
[讲解]将晶体硅结构中的每一个“硅-硅”共价键打开,并在其间夹入一个氧原子,就形成了二氧化硅的晶体。
这样,每个硅原子和四个氧原子以共价键结合,形成以该硅原子为中心的正四面体型结构,这种正四面体型结构向空间伸展,就形成了具有空间网状结构的原子晶体。
由于每个氧原子同时和两个硅原子成键,所以二氧化硅晶体中,硅氧原子数之比为1∶2,SiO2只表示一种比例关系,并不表示晶体中存在SiO2的小分子。
[展示]水晶与玛瑙示意图:
[讲述]水晶—石英中无色透明的晶体;
具有彩色环带状或层状的称为玛瑙。
二氧化硅可用来做光导纤维。
[投影]
[讲述]石英可用来做石英钟、石英表,耐高温的石英玻璃;
水晶可以用来制造电子工业中的重要部件、光学仪器、工艺品、眼镜片等,含有有色杂质的石英,还可用于制造精密仪器轴承,耐磨器皿和装饰品等。
[板书](1)物理性质:
坚硬、难溶固体
(2)化学性质:
[投影展示]SiO2与CO2化学性质的比较
物质
二氧化硅(SiO2)
二氧化碳(CO2)
与水反应
与酸反应
与碱反应
与碱性氧化物反应
与碳反应
[学生交流]老师补充完善答案。
[讲解]从上表可以看出,二氧化硅能与碱反应生成相应的盐和水,是一种酸性氧化物,它不能溶于水得到相应的酸——硅酸。
[强调]酸性氧化物一般不与酸发生化学反应,而二氧化硅却能与氢氟酸发生反应,这也是工业上用氢氟酸雕刻玻璃的反应原理。
以上两点,属二氧化硅的特性。
由此,我们可总结出二氧化硅的主要化学性质为:
[讲解并板书]不溶于水的酸性氧化物,能与氢氟酸反应
1、酸性氧化物
高温
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
SiO2+CaO===CaSiO3
2、氧化性:
SiO2+2C===Si+2CO
3、特殊性:
SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
[思考]已知玻璃中含有SiO2,而硅酸钠又是一种粘合剂,回答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?
[回答]因为SiO2是酸性氧化物,能和碱起反应,容易使瓶塞和瓶颈粘在一起而不能打开。
[过渡]刚才我们提到二氧化硅不能溶于水得到相应的酸——硅酸。
那么,硅酸是怎样的一种酸?
它怎样制得呢?
下面我们就来学习这个问题。
[板书]2.硅酸(H2SiO3)
[讲述]硅酸是一种比碳酸还要弱的酸,它不溶于水,不能使指示剂变色,是一种白色粉末状的固体。
硅酸易形成胶体溶液,浓度较大时,则形成硅酸凝胶,再经脱水,形成硅酸干胶,称为“硅胶”。
硅胶是常用的干燥剂及催化剂的载体。
[板书](1)不溶于水,酸性比碳酸弱。
[实验4—1]试管中加入3~5mlNa2SiO3饱和溶液,滴入2~3滴酚酞试液,再用教头滴管逐滴滴入稀盐酸,边滴边震荡,至红色变浅并接近消失停止,记录现象。
现象
结论
化学方程式
[讲解并板书](2)Na2SiO3+2HCl+H2O====H4SiO4↓+2NaCl
Na2SiO3+CO2+2H2O====H4SiO4↓+Na2CO3
[讲解]生成的H4SiO4叫原硅酸,是一种白色胶状物质,不溶于水,在干燥的空气中易失水变成硅酸。
[板书]H4SiO4====H2SiO3+H2O
[投影练习]1.熔融烧碱应选用的器皿是
A.石英坩埚 B.生铁坩埚 C.普通玻璃坩埚 D.陶瓷坩埚
答案:
B
2.下列说法正确的是
A.硅的化学性质不活泼,在自然界中可以以游离态存在
B.二氧化碳通入水玻璃可以得到原硅酸
C.二氧化硅溶于水显酸性
D.二氧化硅是酸性氧化物,它不溶于任何酸
[小结]略
[作业]P694
附板书计划:
第四章非金属元素及其化合物
一、二氧化硅和硅酸
1、二氧化硅(SiO2)
(1)物理性质:
不溶于水的酸性氧化物,能与氢氟酸反应
酸性氧化物—
氧化性—SiO2+2C===Si+2CO
特殊性—SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
2.硅酸(H2SiO3)
(1)不溶于水,酸性比碳酸弱。
(2)Na2SiO3+2HCl+H2O====H4SiO4↓+2NaCl
H4SiO4====H2SiO3+H2O
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