二氧化硅及硅酸教案

无机非金属材料的主角——硅

课题

二氧化硅与硅酸

课型

授课教师教材版本

人教版

章节

教学方案(设计)

新授课

第四章第1节

学生情况（分析）

从认知结构看，学生在初中已经学了二氧化碳的性质，也接触过酸性氧化物的概念，对酸性氧化物的性质有初步的理解；从心理特征看，高一学生已具备发现问题、分析问题、解决问题的初步能力。

教学内容(分析处理)

本节教材包括两部分，二氧化硅的物理化学性质、用途及硅酸的制取原理和硅胶的用途。其中二氧化硅的化学性质是本节的重点，在二氧化硅的化学性质中重点突出了酸性氧化物的性质。介绍二氧化硅的一些物理性质后，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。对于硅酸，书上只是简要介绍了其制取原理和硅胶的用途。

教学目标（设计）

1、了解硅的两种重要化合物——二氧化硅及硅酸的主要性质；

2、通过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）

学会联系、对比、归纳总结的学习方法；

3、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。

、

教学方法（策略）（设计）

对比法、问题讨论法、实验法

教学媒体（设计）

多媒体计算机

1

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教学流程

引入日常生活中的硅及其化合物

硅

碳与硅的对比突出硅亲氧的性质

二氧化碳的性质

推导出二氧化硅的物理、化学性质

二氧化硅

二氧化硅的结构

变色硅胶的实验

硅酸

硅酸的制备

酸性氧化物

二氧化硅

课堂小结

硅酸

作业布置

课后习题

与氢氟酸反应弱酸

巩固所学知识

比较硅酸的酸性

2

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教学过程

时间

教师活动

教学内容

学生活动

设计意图

分配

［引入］今年的诺贝尔物理学奖得

主高锟被誉为“光纤之父”，那么大家对光纤又知道多少呢？

硅及其化合物在日常生活中的应用

思考问题

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。

1min

［补充］光纤其实是硅的一种化合

物，其实在我们的日常生活中还有很多硅的化合物，我们一起来看一下

［展示］电脑的芯片、水泥、玻璃

和瓷砖等图片

［板书］无机非金属材料的主角—

—硅

［提问］大家可以看到，硅在我们

的日常生活扮演着十分重要的角色，那么硅有什么特点呢？

硅的性质与特点思考问题，注意观察元素周期表，完成表格

引导学生通过观察、思考，学会归纳总结元素的性质与特点

5min

［展示］元素周期表

［讲述］大家仔细观察一下元素周

期表，以及阅读书本

P62第1、2、

3自然段，然后完成下列表格。

［提问］硅和碳有哪些共性？［提问］那碳和硅在自然界中的存

在形式不同的原因是什么？

碳与硅的性质比较

讨论，总结归纳联系学生已有的知识和生活经验来介绍硅等新知识，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，突出硅的亲氧性强于碳的亲氧性。

5min

［小结］根据大家刚才的回答，我

们可以得出下列结论：硅与碳既不易失电子也不易得电子，主要形成

3

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共价（四价）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的，而碳却没有此特点，因此硅和碳在自然界中的存在形式不同。

［板书］一、二氧化硅

［讲述］二氧化硅是硅与氧结合的其中一种重要的化合物。其在自然界分布很广，我们之前看到的水晶、石英等都是二氧化硅。在深入学习二氧化硅之前，我们先来回忆一下二氧化碳的性质。

二氧化碳的物理、化学性质

回忆二氧化碳的性质，完成表格

通过回忆二氧化碳的性质，引导学生对二氧化硅的性质进行假设，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。

二氧化硅的性质，突出其酸性氧化物

根据二氧化碳的性质，尝试推导出二氧化硅的性质

5min

［提问］好，我们知道碳和硅是同

一主族相邻的两种元素，那么它们的氧化物，会不会也有一定的共性呢？大家试从二氧化碳的性质推测二氧化硅可能具有哪些重要的性质？

［师生共同小结］二氧化硅是一

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。

［讲述］现在请大家阅读书本P63、二氧化硅的性质

将假设与书上的知识进行比较，思考问题，得出结论

通过对比加深对知识的理解，突出二氧化硅的特殊性质。

4min

，思考并讨论二氧化硅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。

［师生共同小结］实际情况与上

述推断不完全相同。不同表现在于：二氧化硅是一种难熔固体，不溶于

与教师共同总结，得出二氧化硅的性质

4

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水。而正是因为二氧化硅不溶于水，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四氟化硅气体和水。

［板书］1、酸性氧化物

2、与氢氟酸反应

［讲述］二氧化硅化学稳定性好，

除氢氟酸外一般不与其他酸反应。利用二氧化硅与氢氟酸的反应，可以在玻璃上雕刻图案。

二氧化硅与氢氟酸的反应

观察通过生活上的例子，增强教学的直观性，激发学生的学习兴趣，并加深对知识的理解，有利于学生对知识的记忆和掌握。

0.5min

［展示］雕刻玻璃的图片［提问］根据我们总结的二氧化硅

性质回答，实验室盛装氢氧化钠溶液的试剂瓶为什么要用橡皮塞而不用玻璃塞？

二氧化硅与强碱的反应

思考问题，得出结论

1min

［补充］二氧化硅易与强碱溶液反

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。

［展示］

SiO2 + NaOH =

二氧化硅的化学性质

完成方程式深化记忆1.5min

SiO2 + CaO =

SiO2 + HF =

［讲述］二氧化硅能在日常生活中

应用广泛，除了是因为其化学稳定

二氧化硅的结构及其物理性质

3min

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性好，其物理性质也有一定得影响。我们先来看一下二氧化硅的结构。

［展示］二氧化硅的结构［讲述］二氧化硅晶体是由硅和氧

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。这种网状结构是十分稳定的，因此二氧化硅的熔点较高。同学们再观察一下水晶、石英，二氧化硅还具有什么物理性质？

观察

思考问题，得出二氧化硅的物理性质

通过观察二氧化硅的结构，引导学生推导出二氧化硅的物理性质，加深记忆。

［练习］

1、下列说法正确的是（A、自然界存在大量单质硅B、SiO2与任何酸都不起反应C、光导纤维被广泛应用于信息传输

D、SiO2的化学性质很活泼，能与很多物质发生化学反应

2、熔融烧碱应选用的器皿是（A．铁制坩埚C．石英坩埚

B．普通玻璃坩埚D．陶瓷坩埚

硅酸的存在形式））

回答问题巩固知识1min

［讲述］看完了水晶、石英，我们

现在再来看一下生活中常见的硅胶。

观察，得到实验现象，总结

利用实物加深认识1.5min

［演示］将变色硅胶分别装于两个

烧杯，向一个烧杯中滴水，对另一个烧杯进行加热。

以直观观察，记住实验现象；引发对现象（问题）的思考。

［板书］二、硅酸

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［讲述］硅胶有如此优良的性能，

其化学成分是什么呢？其实硅胶就是硅酸溶胶经干燥脱水而制成。那硅酸又是如何制备的呢？下面我们来做一个实验。

硅酸的制备观察，得到实验现象

以直观观察，记住实验现象；引发对现象（问题）的思考。

1.5min

［演示实验］往装有硅酸钠的试

管中滴入2滴酚酞，再逐滴加入稀盐酸

［提问］大家讨论下列问题：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？

硅酸的酸性思考问题，得出结论

引导学生运用已学知识对现象进行解释

0.5min

［继续提问］那么硅酸与碳酸比

较又会怎样呢？

硅酸的酸性与碳酸的酸性的比较

思考问题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。

5min

［讲述］那么，我们来验证这位同

学的说法。

［演示实验］往一定量的饱和硅

酸钠溶液中通入足量的二氧化碳。

观察实验现象，得出结论总结归纳

［小结］硅酸钠溶液中滴加盐酸或

通入足量的

CO2后，都产生了不溶

于水的硅酸。这说明硅酸的酸性比盐酸和碳酸的酸性都弱。因为酸与盐反应规律之一是较强的酸能制出较弱的酸。

［板书］酸性：硅酸<盐酸

硅酸< 碳酸

［课堂小结］二氧化硅是硅的最重要化合物，在自然

界中存在非常广泛，主要存在物为石英（水晶、玛瑙和沙子），广泛用于建筑材料、现代光学及光纤制品，饰物及工艺品。

总结所学知识巩固新知识4min

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化学性质：⑴表现酸性氧化物的性质：SiO2+CaO=CaSiO3、SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O

⑵与氢氟酸反应：

SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O

硅酸经干燥脱水后就是我们常用的变色硅胶。性弱于碳酸，所以可以往硅酸钠中通

硅酸的酸

CO2来制备硅酸。

P65

通过练习，巩固知识要点。

0.5min

［作业布置］请同学们完成下列几道题，并预习

第二节的内容。

1、①盐酸、②浓硫酸、③氧气、④氢氟酸、⑤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

（

）D．③④

A．①②B．④⑤C．②④

2、工业上制造金钢砂的化学方程式如下：SiO2+ 3C

=SiC + 2CO↑，在这个氧化还原反应中，氧化剂与还原剂

物

质

的

量

之

比

为

（

）

D．3：5

A．1：2 B．2：1 C．5：3

3、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______。

课后反思：

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