2019-2020年高考化學 第一節(jié) 無機非金屬材料的主角—硅 第1課時教案.doc

2019-2020年高考化學 第一節(jié) 無機非金屬材料的主角硅 第1課時教案 本章主要討論硅、氯、硫和氮等典型非金屬元素及其重要化合物的性質，安排在第三章“金屬及其化合物”之后，是常見無機物及其性質等知識的繼續(xù)。這些內容既是學生今后繼續(xù)學習化學的基礎，也是在生活中經常要接觸、需要了解和應用的化學常識。 第一節(jié)：硅及其化合物，安排在第一節(jié)，突出了硅是一種新材料的作用。通過本節(jié)學習，有利于培養(yǎng)學生關心社會、熱愛生活的習慣。 第二節(jié)：氯一種重要的非金屬。不僅與人類生產、生活聯系密切，而且在化學教學中的地位更是舉足輕重。 第三節(jié)：硫、氮的氧化物，第四節(jié)：氨、硝酸、硫酸更是打破了原來的知識體系，突出了科學的分類方法，加強了環(huán)保教學。有利于培養(yǎng)學生的社會責任感。 本章具有鞏固離子反應、氧化還原反應等基本知識的作用。在第三章的基礎上，進一步介紹元素化合物知識和研究方法，為元素族概念的形成、元素性質的遞變規(guī)律、元素周期表的形成積累感性材料，是學生認識元素周期律、元素周期表知識的重要基礎。 本章在選材上著眼于這幾種元素的單質及其重要化合物的主要性質，在知識安排上盡量使知識和用途相結合，理論和實際相結合，利用辯證的觀點理解事物的兩面性，從而使學生認識到常見無機物在生活和生產中的應用，以及與人類和環(huán)境的辯證關系。這是新教材與舊教材一點重要區(qū)別，更是新課程、新課標理念的重要體現。例如，二氧化硅與硅酸鹽產品的應用及其發(fā)展，氯氣的性質與應用及其可能存在的問題，氨、硝酸和硫酸的性質及廣泛用途，酸雨的形成等。這些內容不僅增強了學生的學習興趣，而且培養(yǎng)了學生的科學態(tài)度和辯證唯物主義世界觀。另外，通過科學史話“氯氣的發(fā)現和確認”的學習，不僅使學生了解到科學家嚴謹、求實的科學態(tài)度，而且還讓學生在學習的過程中體會到科學發(fā)明的艱辛。有利于培養(yǎng)學生勇于探索、勇于實踐、勇于創(chuàng)新的精神，更有利于對學生進行思想品德教育。這也是新課程、新課標理念的重要體現。科學視野“新型陶瓷”“信使分子NO”等讓學生了解最新的科研成果，可以激發(fā)學生對學習化學的興趣，有助于培養(yǎng)學生理論聯系實際的能力。有利于培養(yǎng)學生的社會責任感。 教學時，要引導學生充分利用已有的知識學習新知識，努力做到溫故知新。在第二章中學生對分類方法已有所了解，本章選取幾種典型的非金屬元素，它們與離子反應、氧化還原反應聯系密切，教學時最好從離子反應、氧化還原反應等不同角度來理解和認識所涉及的化學反應，從新反應的角度鞏固氧化還原反應的有關概念。使學生在第一章學到的分類方法，應用到氧化還原反應的分類中去，并能初步了解氧化還原反應的重要性。 非金屬及其化合物知識受課時所限，不可能像過去那樣分章詳細介紹，只能相對集中，因此在設計教科書結構時，對教學內容進行了精選和整合。為了使學生對非金屬及其化合物有一個整體的了解，本章對代表性元素各有側重地選擇有重要價值的單質及其化合物讓學生學習、研究。在編排順序上，將存在和用途十分廣泛的元素硅及其化合物、典型的非金屬元素氯及其化合物分節(jié)編寫，并想方設法在節(jié)的標題上都盡可能地突出其重要性，例如：1.無機非金屬材料的主角硅;2.富集在海水中的元素氯。首先使學生在感官上受到強烈的刺激,留下深刻的第一印象。使學生了解到該節(jié)元素及其化合物的重要性質或存在或用途。將與當代環(huán)境關系十分密切的硫和氮的氧化物、用途廣泛的兩種酸硫酸和硝酸以及氨分別合節(jié)編寫，有分有合，突出重點，加強聯系和對比。從知識的編排上就給學生提供了培養(yǎng)歸納能力、比較能力的平臺。把兩種重要的酸硫酸和硝酸放在一起學習，有利于學生從新的角度掌握知識，有利于培養(yǎng)學生的能力，有利于教學中突出重點、突破難點。 增強學習的探究性、親歷性和體驗性。元素化合物的性質來自觀察、實驗和經驗，是新教材的又一大亮點。本章通過多處“實驗”“思考與交流”“學與問”“實踐活動”“科學探究”以及習題等的設計，大大增加學生活動，學生的學習自主性得到了更多體現，真正體現了以學生為主體的新課程觀。例如，第三節(jié)中“用水吸收二氧化氮”的科學探究，讓學生通過實驗現象的觀察與分析，感受過程的變化，尋找變化的原因，感悟對工業(yè)上生產硝酸的啟迪，從中體驗探究的樂趣，學會探究的方法。 注重化學知識與科學精神、人文精神的滲透與融合。本章所涉及的單質和化合物與社會、生活、健康、環(huán)境的關系十分密切，教科書在這方面有比較充分的體現。但與以往教科書明顯不同的是，不過分強調知識的邏輯順序，在注意知識內在邏輯的同時，突出了知識與社會、生活、健康、環(huán)境的聯系，并將科學精神和人文精神融合其中?；瘜W科學技術與人類的關系從來沒有像現在這樣密切和嚴峻：化學對人類文明作出了巨大貢獻，而人們對化學的誤解卻越來越深，與化學的關系越來越疏遠“化肥越施越多，食品越來越難吃，空氣越來越臟，水越來越臭”。這一切的一切，好像都歸罪于化學?；瘜W及化學工作者受到了前所未有的挑戰(zhàn)!作為基礎科學教育課程的化學必須面對這一現實，化學工作者，尤其是廣大的化學教師，更要勇于挑戰(zhàn)，要肩負起時代的重任，用科學的態(tài)度來看待化學的功與過，用科學的方法去解決存在的問題。這也是新教材的主旨之一：培養(yǎng)學生的社會責任感!本章在介紹幾種典型的非金屬元素的單質及其重要化合物的主要性質與應用時，不回避某些物質可能對環(huán)境、健康等帶來的負面影響，并指出化學在解決這些問題時可能的方向和作用，這有助于培養(yǎng)學生的辯證唯物主義的態(tài)度和價值觀。 結構決定性質，性質決定用途，性質決定物質的制備方法。教材在編排時仍然緊緊抓住這條線索，使學生在掌握氯氣及重要的氯化物的性質時，初步形成對元素化合物知識學習的一般方法。為今后的元素及其化合物的學習打下堅實的基礎。與以前的舊教材相比，新教材非常注重對物質的重要用途的介紹，體現了學以致用的原則。在教學時，教師也要時刻牢記這條主線。要教給學生以方法，真正做到“授人以魚，不如授人以漁”，使新教材的時代功用發(fā)揮得更突出、更明顯，使新教材更具有吸引力和時代感，而且更有利于激發(fā)學生學習化學的興趣，更有利于培養(yǎng)學生的求知欲與探究、創(chuàng)新精神。教學重點 氯、氮、硫、硅等非金屬單質及其化合物的化學性質。教學難點 通過對幾種典型非金屬性質的學習，初步了解非金屬的通性，并形成分析問題、歸納問題的能力。通過基本實驗，培養(yǎng)學生的實驗能力。課時安排 第1節(jié) 無機非金屬材料的主角硅 2課時 第2節(jié) 富集在海水中的元素氯 2課時 第3節(jié) 硫和氮的氧化物 3課時 第4節(jié) 氨 硝酸 硫酸 3課時 復習課 2課時第一節(jié) 無機非金屬材料的主角硅整體設計從容說課 硅是一種重要的非金屬元素，在地殼中含量豐富，僅次于氧，含量為26.3%。而且，硅的氧化物及硅酸鹽是構成我們賴以生存的地球巖石的主要成分。同時，由于硅酸鹽及其化合物廣泛的用途及誘人的發(fā)展前景，所以，把硅放在本章的第一節(jié)來介紹、學習。新教材對本章的編排也與舊教材有很大的不同：1.順序不同。 新教材是按二氧化硅和硅酸硅酸鹽 硅單質編排的，而舊教材是按單質、化合物、性質、用途的順序編排的。 之所以如此安排是力求體現新課改的精神：培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，培養(yǎng)學生的探究能力。因為，在自然界二氧化硅（沙子的主要成分）大量存在，它與人們的生產、生活聯系密切。學生對其用途、性質有一定的了解，學生從已有的用途入手，很容易想到：二氧化硅有這樣的用途，那么，它的性質怎樣？這樣，就自然而然地引起了學生的興趣，激發(fā)了學生的求知欲，減少了學習上的障礙。2.要求不同。 新教材從用途入手學習重要的性質，注重培養(yǎng)能力，使學生在主動參與中學習知識，在主動探究中學習知識。而舊教材過于強調知識的灌輸，忽略了能力的培養(yǎng)。本節(jié)抓住重點化學性質而不是面面俱到，這樣，節(jié)省了時間，有利于學生掌握更多的知識，有利于擴大知識面，最終達到提高科學素養(yǎng)的目的。具體建議：1.從用途入手，掌握二氧化硅、硅酸鹽的化學性質。 通過引導學生聯系實際，了解用途，通過觀察圖片，增強感性認識，為進一步學習打下基礎。2.采用對比的方法學習。 教學時，建議把CO2和SiO2進行比較，通過復習CO2的性質，溫故知新，學習SiO2的性質。同時，也可以把CaCO3和CaSiO3，硅酸和碳酸，C和Si進行比較。3.做好演示實驗，增強感性認識。 實驗是學習化學的重要手段，不僅有利于學生掌握知識，更有利于培養(yǎng)能力。要做好教材中的兩個實驗，引導學生觀察思考，也可以根據實際情況設計探究實驗，培養(yǎng)探究能力。例如：可以讓學生設計實驗證明硅酸的酸性比碳酸弱。 另外，還可以根據“科學視野”指導學生查閱資料，了解傳統(tǒng)的硅酸鹽材料與新材料的聯系與區(qū)別，培養(yǎng)學生主動學習的意識。本節(jié)教學重點：二氧化硅的用途、性質。本節(jié)教學難點：二氧化硅的晶體結構、硅酸鹽的多樣性。課時安排：2課時第1課時教學設計三維目標知識與技能1.了解硅在自然界中的含量、存在、用途。2.了解二氧化硅的物理性質，掌握二氧化硅的化學性質。3.了解硅的基本性質。4.初步培養(yǎng)學生自主查閱資料的能力。5.使學生初步掌握化學實驗基本操作、基本技能。過程與方法1.自主學習，培養(yǎng)學生自學能力。2.活動探究，通過硅與碳、二氧化硅與二氧化碳的比較，培養(yǎng)學生的歸納能力、比較能力。情感、態(tài)度與價值觀1.培養(yǎng)學生學習元素化合物的正確方法：結構決定性質、性質決定用途。2.通過對硅及其用途的學習使學生熱愛自然，熱愛化學。教學重點 二氧化硅的用途、性質，硅酸的性質教學難點 二氧化硅的性質、結構教具準備 多媒體、投影儀、水晶石、一段光纜、試管、燒杯、膠頭滴管、啟普發(fā)生器、NaOH溶液、Na2SiO3溶液、HCl、H2SO4溶液教學過程 導入新課（多媒體播放幻燈片）1.錦繡中華巍巍昆侖山 氣勢磅礴的東岳泰山 奇峰峻嶺的黃山2.廣袤的土地塔克拉瑪干大沙漠 美麗的長江三角洲 師：我們生存的地球，她堅硬的地殼是由什么構成的？巖石，構成巖石的主要成分是硅酸鹽及硅的氧化物。（多媒體投出課題：無機非金屬材料的主角硅） 師：從古至今，在無機非金屬材料中，硅一直都扮演著主要的角色。多媒體播放幻燈片中國古代的瓷器推進新課 師：硅的原子結構示意圖為： 硅與碳原子結構相似，在反應中，硅既不容易失去電子，也不容易得到電子，主要形成四價的共價化合物。 師：硅在自然界中主要以二氧化硅及硅酸鹽的形式存在，最常見的沙子中，就含有硅的氧化物SiO2。板書一、二氧化硅和硅酸 師：請同學們思考：在自然界中有大量游離態(tài)的碳，但卻沒有硅，這說明了什么？（多媒體投影資料長片 SiO2、CO2的穩(wěn)定性比較）板書1.二氧化硅（SiO2） 生：看書，了解SiO2的俗名、在地殼中的含量?；顒优c探究思考：C、Si原子結構相似，形成的氧化物CO2、SiO2性質卻有很大的差別，請思考，這主要是什么原因構成的？ 生：CO2是氣體，SiO2是固體。C、Si原子結構有相似之處，最外層都只有4個電子，但形成的氧化物性質卻不同，可能是Si、C的結構不同造成的。可能是SiO2、CO2的結構不同。（多媒體動畫SiO4的正四面體結構）知識拓展（多媒體動畫“干冰”的空間結構示意圖） 師：SiO2與CO2的性質有明顯差別，其根本原因在于它們的空間結構不同。 師：展示水晶、瑪瑙、石英坩堝、一段光纜。 師：水晶是自然界中六方柱狀的透明晶體，瑪瑙的成分也是SiO2，它們除了一些常見的可作飾物等用途外，SiO2在工業(yè)上用途也非常廣泛，例如：以石英為材料而制成的光導纖維在電信行業(yè)的應用等。（多媒體播放幻燈片SiO2的用途） 師：結合已有的關于水晶、沙子主要成分也是SiO2的知識，請同學們思考：SiO2的物理性質有哪些，化學性質有哪些，并注意與CO2作比較。二氧化硅二氧化碳化學式物理性質化學性質可能的解釋 師：常識告訴我們SiO2難溶于水，熔點很高，化學性質也很穩(wěn)定?，F在讓我們通過實驗來證明。活動與探究SiO2分別與鹽酸、H2SO4、HNO3、HF（氫氟酸）反應現象、方程式結 論SiO2HClH2SO4HNO3HF 師：HF是唯一可以與SiO2反應的酸。板書SiO2+4HF=SiF4+2H2O 師：一般玻璃都是光滑、透明的，但是，同學們也常見到一些玻璃制品,如玻璃鏡、門窗等畫有許許多多美麗的圖案，這些圖案是怎么“繪上”去的呢？就是利用氫氟酸和SiO2反應的原理。 師：已知SiO2是酸性氧化物，結合初中的知識，請同學們說出SiO2還可能具有哪些性質？討論： 生：與堿反應。與堿性氧化物反應。 師：請分別寫出CO2、SiO2與H2O、CaO、Na2O、Ca（OH）2 、NaOH反應的化學方程式。 生：CO2+Na2O=Na2CO3CO2+CaO=CaCO3CO2+H2O=H2CO3SiO2+Na2O=Na2SiO3SiO2+CaO=CaSiO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+Ca（OH）2=CaCO3+H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+Ca（OH）2=CaSiO3+H2OSiO2+H2O不反應 師：SiO2具有酸性氧化物的通性，與堿反應生成鹽和水。例題剖析（例1）玻璃的主要成分之一是二氧化硅。能在玻璃上進行蝕刻，將其制成毛玻璃和雕花玻璃的物質是( )A.燒堿 B.純堿 C.氫氟酸 D.鹽酸 師：請同學們思考，并解釋其原因。 生：選AC，因為，燒堿和氫氟酸都能與玻璃中的二氧化硅反應；選C，因為，燒堿和二氧化硅反應需要加熱，所以，只選C而不選A。師（總結）：正確的答案應該為C。因為，在常溫下，雖然燒堿和二氧化硅能反應：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O，但該反應的速率很慢，不適于進行玻璃加工。氫氟酸（HF）能和SiO2發(fā)生反應：SiO2+4HF=SiF4+2H2O，利用這個反應可以進行玻璃雕花。解答：C板書2.硅酸 師：SiO2難溶于H2O，其對應的水化物叫硅酸，硅酸也難溶于水。在實驗室里用可溶性的硅酸鹽與其他酸反應而制得?；顒优c探究 把稀鹽酸滴加到Na2SiO3溶液中，可能發(fā)生什么現象？該反應的原理是什么？ 生：分組做實驗41，并完成下表現象結論反應方程式反應原理 知識拓展把稀H2SO4加入到Na2SiO3溶液中，又會產生什么現象？現象結論反應方程式反應原理 活動與探究1.把CO2通入Na2SiO3溶液中，會發(fā)生什么現象？ 師：打開一袋裝食品，取出里面一小包展示給同學們看，并問：這是什么？ 生：保鮮劑 干燥劑 師：干燥劑。有的是生石灰，有的是“硅膠”，什么是“硅膠”呢？請看書P76。例題剖析（例2）CO2通入下列各溶液中，不可能產生沉淀的是( )A.氯化鈣溶液 B.石灰水 C.飽和碳酸鈉溶液 D.硅酸鈉溶液 師：請一個同學回答并簡要解釋其原因。 生：選A。CaCl2+CO2 +H2O不反應，B中通入CO2產生CaCO3沉淀，C中會產生NaHCO3沉淀，D中會析出硅酸沉淀。師（總結）：分析得很好。解答：A知識拓展 如果把上題改成“足量的CO2通入下列各溶液中，可能產生沉淀的是”則又選什么？ 生：選CD。師（總結）：解題時，要注意審題，要能夠舉一反三。答案：CD（例3）下列氧化物按其形成的含氧酸酸性遞增順序排列的是( )A.SiO2<CO2<SO3<P2O5 B.SiO2<CO2<P2O5<SO3C.CO2<SiO2<P2O5<SO3 D.CO2<P2O5<SO3<SiO2 師：還是請同學們先分析。 生：幾種酸性氧化物所形成的酸分別為：H2SiO3、H2CO3、H3PO4、H2SO4。其中，硫酸為強酸，磷酸為中強酸，碳酸、硅酸為弱酸。但是，硅酸的酸性最弱，所以，應該選B。 師：正確。解答：B課堂小結 本節(jié)課我們學習了一種重要的非金屬元素硅及其化合物二氧化硅和硅酸，了解了SiO2的重要性質及用途。知道了晶瑩透明的水晶、五彩斑斕的瑪瑙與普通沙子的化學成分并沒有什么兩樣。知道了SiO2在當前信息時代、IT產業(yè)中的重要作用?；瘜W知識可以幫助我們認識、了解世界，我們也可以用學過的化學知識進行發(fā)明、創(chuàng)造，造福人類。板書設計第一節(jié) 無機非金屬材料的主角硅第1課時一、二氧化硅和硅酸1.SiO2（1）SiO2的存在：（2）SiO2的結構：（3）SiO2用途：（4）SiO2的性質物理性質：化學性質：2.硅酸(1)性質：NaOH，加熱（2）用途：3.小結：SiO2的性質、SiO2的用途活動與探究 1.用本節(jié)課所學的知識，在一玻璃片上用氫氟酸雕刻出美麗的圖案，圖案自行設計。（提示：可以先在一玻璃片上涂上一層石蠟，然后畫出圖案，把氫氟酸滴在圖案上，過一段時間，去掉石蠟，觀察）2.上網查找資料：SiO2的用途。3.利用中學實驗室常見的儀器及藥品，設計一簡單實驗，證明硅酸的酸性比碳酸弱，完成一份實驗報告。附：實驗報告示例實驗名稱_日期_天氣_實驗目的實驗原理實驗儀器及藥品實驗步驟實驗現象解釋、化學方程式1234隨堂練習1.下列物質中主要成分不是二氧化硅的是( )A.硅膠 B.水晶 C.瑪瑙 D.硅石答案:A2.可以用來制取半導體材料（如大規(guī)模集成電路）的是（ ）A.二氧化硅 B.粗硅 C.高純硅 D.硅酸鹽答案:C3.NaOH、KOH等堿性溶液可以貯存在（ ）A.具有玻璃塞的細口瓶中 B.具有玻璃塞的廣口瓶中C.帶滴管的滴瓶中 D.具有橡膠塞的細口瓶中答案:D4.二氧化硅屬于酸性氧化物，理由是( )A.Si是非金屬元素 B.SiO2對應的水化物是可溶性弱酸C.SiO2與強堿反應生成鹽和水 D.SiO2不能與酸反應 答案:C5.下列物質中，能夠與NaOH溶液反應的是（ ）A.碳酸鈉 B硅酸鈉 C.二氧化硅 D.氫氧化鋁答案:CD6.在SiO2+3CSiC+2CO反應中，氧化劑和還原劑的質量比為（ ）A.3630 B.6036 C.21 D.12答案:D7.現代建筑的門窗框架常用電解加工成的古銅色硬鋁制造。取硬鋁樣品進行如下實驗（每一步試劑均過量），由此可以推知硬鋁的組成為（ ）A.Al、Cu、Mg、Si、Mn B.Al、Mg、Si、ZnC.Al、Fe、C、Cu D.Al、Si、Zn、Na答案:A8.用多種方法鑒別Na2CO3和SiO2兩種白色粉末物質(注：能夠寫化學方程式的寫出化學反應方程式；鑒別方法可以不用填滿，若序號不夠也可以自己再添)。_。_。_。答案:焰色反應法：焰色反應為黃色的是Na2CO3，余者為SiO2酸液產氣法：分別取少許待測粉末，滴加稀鹽酸，能夠產生氣體的是Na2CO3,不反應的是SiO2?；瘜W方程式：Na2CO32HCl=2NaClH2OCO29.為了測定人體新陳代謝呼出氣體中CO2的體積分數，某學生課外小組設計了如下圖的實驗裝置。實驗中用過量NaOH溶液吸收氣體中的CO2，準確測量瓶中溶液吸收CO2后的增重及剩余氣體的體積（實驗時只用嘴吸氣和呼氣）,請?zhí)羁铡?1)圖中瓶的作用是_。(2)對實驗裝置尚有如下四種建議，你認為合理的是_。（填代號）A.在E處增加CaCl2干燥管 B.在F處增加CaCl2干燥管C.在E和F兩處增加CaCl2干燥管 D.不必增加干燥管(3)將插入溶液的管子下端改成具有多孔的球泡（圖中的），有利于提高實驗的準確度,其理由是_。(4)實驗時先緩緩吸氣，再緩緩呼氣,反復若干次，得如下數據:瓶溶液增重a g,收集到的氣體體積（標準狀況）為b L,該呼出氣體中CO2的體積分數是（列出算式）_。(5)實驗中若猛吸猛呼，會造成不安全后果，猛吸時會_。猛呼時會_。答案:（1）除去吸入空氣中的CO2（2）D（3）可增大氣體與溶液的接觸面積，使氣體中的CO2被充分吸收（4）100%(5)把瓶中的NaOH溶液吸入口中 把瓶中的NaOH溶液吹出瓶外