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硅无机非金属材料教案
作为一名人民教师，编写教案是必不可少的，编写教案有利于我们科学、合理地支配课堂时间。教案应该怎么写才好呢？下面是小编为大家收集的硅无机非金属材料教案，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。
硅无机非金属材料教案 篇1
一、探究目标
（一）知识技能
1.了解硅、二氧化硅的主要性质。
2.认识硅、二氧化硅在生产、信息技术、材料科学等领域的应用。
（二）过程与方法
1.结构决定性质、性质决定用途。
2.了解材料发展的历史与前景。
（三）情感价值观
认识化学在材料科学中的重要地位，了解中华民族的传统文化，激发学习化学的兴趣。
二、探究重点
二氧化硅的结构、性质和用途；硅单质的用途。
三、探究难点
二氧化硅的结构和化学性质。
四、探究过程
阅读与思考
板书第四章非金属及其化合物
请阅读课本第四章引言，对照元素周期表回顾你所知道的非金属及其化合物。
地壳中含量最多的前两种元素：氧和硅，它们构成了地壳的基本骨架；
空气中的含量最多的元素：氮和氧，它们是地球生命的重要基础元素之一；
人类活动产生的影响大气质量的气态氧化物主要是非金属氧化物如：so2、no2、co等。
食盐中的氯元素等。
思考与交流
1.同学们想象一下，所展示的图片，它们之间有什么联系呢？
2.计算机的芯片，传导电话的.光缆，化学实验室的玻璃仪器，你能想象得出它们都是以硅或硅的化合物为材料制成的吗？那末，自然界有没有游离的硅？自然界有没有硅的化合物呢？没有的怎样制取？有的怎样利用？请同学阅读课本p.62
板书无机非金属材料的主角—硅
一、二氧化硅（silicon dioxide）
1.物理性质：请同学阅读课本p.63内容，将你阅读的内容整理成知识小卡片。
整理归纳
二氧化硅的物理性质：结构与金刚石相似，熔点高；硬度大，不溶于水，是沙子、石英等的主要成分，可用来装饰、制造电子部件和光学仪器。
思考与交流根据sio2的存在和应用，请你分析以下问题：sio2具有哪些物理性质？化学稳定性如何？你的根据是什么？sio2的这些性质是由什么决定的？练习1①实验室中盛放碱液的试剂瓶为什么不用玻璃塞？②实验室盛放氢氟酸的试剂瓶为什么不用玻璃瓶？
①因为玻璃中含有二氧化硅，易与碱液反应生成对应的硅酸盐，将瓶塞与瓶口粘合。
②因为玻璃的主要成分是二氧化硅，氢氟酸与二氧化硅反应：
sio2 +4hf == sif4↑+ 2h2o。
2.化学性质
二氧化硅的化学性质不活泼，是酸性氧化物。
知识迁移：二氧化碳与二氧化硅的化学性质比较相近，请阅读课本，以表格形式将二氧化碳和二氧化硅的化学性质作一个对比。
整理归纳
物质
二氧化碳（co2）
二氧化硅（sio2）
与水反应
co2+ h2o == h2co3
不反应
与酸反应
不反应
sio2+ 4hf == sif4↑+ 2h2o
与碱反应
co2+2naoh==na2co3+h2o
sio2+2naoh==na2sio3+h2o
与碱性氧化物反应
co2+ na2o == na2co3
高温sio2+ cao === casio3
与碳反应
co2+ c == 2co
高温
sio2+ 2c == si + 2co ↑
练习2、如何除去下列物质中的杂质?(用化学方程式表示其过程)
sio2中混有caco3 caco3中混有sio2
3.用途
二氧化硅用途广，石英表中的压电材料、光导纤维等光纤光缆与普通电缆的比较
硅无机非金属材料教案 篇2
三维目标
知识与技能：
1、了解硅在自然界的存在、含量
2、了解单质硅的主要性质、工业制法和主要用途。
3、初步培养学生自主查阅资料的能力和阅读能力
过程与方法：
1、自主学习
2、通过碳与硅的新旧知识的比较，设疑引导、变疑为导、变教为导的思路教学法。
情感、态度与价值观
1、使学生掌握学习元素化合物知识的一般规律和正确方法
2、使学生体会组成材料的物质的性质与材料的性能的密切关系，认识新材料的开发对人类生产、生活的重要影响，学会关注与化学有关的社会热点问题，激发他们学习化学的热情。
教学重点：硅的物理、化学性质
教学难点：硅的化学性质和提纯
教学用具：多媒体
教学过程
新课导入：材料是人类生活必不可少的物质基础。材料的发展史就是一部人类文明史。没有感光材料，我们就无法留下青春的回忆；没有高纯的单晶硅，就没有今天的奔腾电脑；没有特殊的新型材料，火箭就无法上天，卫星就无法工作，人类的登月计划就会受到影响，材料的发展对我们的生活起着决定性的作用。从化学角度来看任何物质都是由元素组成，那元素与这些材料之间又有什么样的关系呢？从本章开始我们就来学习一下元素与材料之间的关系。
板书：第四章 元素与材料世界
多媒体：展示一组与硅元素有关的图片，引出本节新课
第一节 硅 无机非金属材料
学生活动：阅读教材第一段思考下列问题
1、无机非金属材料包括哪些？
2、这类材料的特点有哪些？
3、无机非金属材料分哪两类？
多媒体：展示一组与硅元素有关的图片。
设疑：这些表观看“风牛马不相及”的物质，从微观组成上却有很大的相似性，他们都是有黄沙通过不同的途径制得的，它们都含有共同的元素是什么呢？
多媒体：一、半导体材料与单质硅
学生活动：阅读教材P103最后一段思考下列问题
1、什么是半导体材料？
2、最早使用的半导体材料是什么？为什么没广泛使用？
3、现在广泛使用的半导体材料是什么？为什么能广泛使用？
过渡：硅除了作为半导体材料被广泛使用外，还具有什么其他的性质和用途呢？
硅的性质和用途
引导学生回忆学习新物质的方法和程序
一）观察物质的外观，总结其物理性质
多媒体：展示单质硅的图片，让学生观察。
学生活动：通过观察图片，总结硅的物理性质
物理性质：
灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体，是一种良好的半导体材料。
引导学生回忆以前学习的知识，C、S、O的同素异形体，引出硅的同素异形体。
硅的同素异形体：晶体硅和无定形硅
二）预测物质的化学性质（分类思想）
硅属于非金属单质应该和C、S、P等非金属单质具有类似的性质。
1、C、S、P等非金属单质常温下性质比较稳定 硅的性质在常温下也比较稳定
2、C、S、P等非金属单质在一定条件下可以和氧气反应
C+O2====CO2、S+O2 SO2 硅也可在一定条件下和氧气反应
学生活动：画出硅原子的.原子结构示意图，并推测其常见的化合价，然后根据化合价写出硅与氧气的反应方程式：Si+O2 SiO2
化学性质：（常温下比较稳定）
Si+O2 SiO2（条件：研碎的硅、加热）
过渡：硅的性质比较稳定，常温下除了可以和F2、HF及强碱反应外，很难和其它物质反应
学生活动：根据硅的化合价分别写出硅与F2、HF及强碱的化学反应方程式：
Si+2F2== SiF4 Si+4HF== SiF4↑+2H2↑ Si+2NaOH+ H2O ===Na2SiO3+ 2H2↑
过渡：高纯度的单质硅作为半导体材料而被广泛应用于电子、计算机领域，但在自然界中并没有游离态的硅存在，大多以SiO2、硅酸盐的形式存在，这就需要我们通过化学方法制取单质硅。
学生活动：阅读P104最后一段思考下列几个问题
多媒体：工业制取单质硅
原料： 焦炭和二氧化硅
设备： 电炉
原理： SiO2+2C Si（粗硅）+2CO↑
过渡：我们电子领域对材料的纯度要求的特别高，几乎要不含任何杂质，这就需要我们对粗硅进行提纯。
提纯原理：高温下将粗硅与氯气反应,其产物在高温下被氢气还原而得到纯净的硅。
学生活动：根据上述原理写出原理中牵涉到的化学反应方程式
Si（粗硅）+2Cl2 SiCl4 SiCl4+2H2 Si+ 4HCl(纯度：99.9999999％)
学生活动：阅读P105第二段了解硅及其合金的用途
多媒体：展示硅及其合金的用途图片
课堂检测：
1、下列材料不属于无机非金属材料的是（ ）
A 陶瓷 B 玻璃 C 水泥 D 铝和金
2、下列各反应中硅元素被还原的是（ ）
A Si+O2 SiO2 B Si+2F2== SiF4
C SiO2+2C Si（粗硅）+2CO↑ D Si+2NaOH+ H2O===Na2SiO3+ 2H2↑
板书设计：
第四章 元素与材料世界
第一节 硅 无机非金属材料
一、半导体材料与单质硅
硅的性质与用途
1、物理性质
2、化学性质
Si+O2 SiO2 Si+2F2== SiF4
Si+4HF== SiF4↑+2H2↑ Si+2NaOH+ H2O===Na2SiO3+ 2H2↑
硅的制取： SiO2+2C Si（粗硅）+2CO↑
硅的提纯：
Si（粗硅）+2Cl2====SiCl4 SiCl4+2H2====Si+ 4HCl(纯度：99.999999999％)
硅无机非金属材料教案 篇3
教材分析：
[展示]二氧化硅的结构模型
[师]二氧化硅晶体，基本结构单元是正四面体，每个Si结合4个O，每个O结合2个Si，形成空间网状结构。
正是这种结构，决定了其具有优良的物理和化学性质。
[思考与交流] 请根据SiO2的存在和应用思考:
二氧化硅具有哪些物理性质？化学稳定性如何?你的根据是什么？SiO2的这些性质是由什么决定的？
[学生活动]
[归纳、总结、板书]
①物理性质：熔点高、硬度大
②用途：建筑材料、饰品、工艺品
③化学性质：稳定性好
[过渡]下面我们一起来看看SiO2的化学性质，玻璃的主要成分是二氧化硅和硅酸盐，我们通过其性质，来看SiO2的性质。
[师]我们可以用玻璃瓶来装试剂：酸、碱、盐，这可以看出其化学性质稳定，不能够跟一般的酸发生反应，除HF外。
[板书]a、不与酸反应，氢氟酸除外
SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O
用途：可以在玻璃上雕刻花纹等
[师]因为HF酸可以和SiO2反应，所以HF的保存就不能使用玻璃瓶，而用塑料或橡胶瓶，我们可以用这个性质在玻璃上雕刻花纹，量器上雕刻刻度等。
[展示]装有NaOH的试剂瓶
[思考]一般的试剂瓶都使用玻璃瓶塞，而这个试剂瓶使用的是橡胶塞，为什么？
[思考、讨论]
[总结]我们开始将CO2和SiO2比较，CO2是酸性氧化物，SiO2也是酸性氧化物，所以其具有酸性氧化物的通性，即能与碱、碱性氧化物反应。
[板书]b、与碱性氧化物反应
C、与碱反应
SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O
[师]正是因为其能与NaOH发生反应，所以其瓶塞使用的是橡胶塞。
[过渡]CO2溶于水生成H2CO3，SiO2我们知道它是不能溶于水的，它有没有对应的酸呢？如何制取呢？
[思考]碳酸的制取，使用的是强酸制弱酸的方法，那么硅酸是不是也可以使用同样的方法获得呢？
[探究实验4-1]试管中取3l Na2SiO3溶液，滴入2滴酚酞，逐滴加入稀HCl，边加边振荡，至红色变浅并接近消失时停止。
[学生活动]观察、思考
[总结、归纳、板书]2、硅酸
实验过程：
现象：红色消失，生成白色凝胶
结论：硅酸钠转化为硅酸
反应：Na2SiO3＋2HCl＝H2SiO3(胶体)+2NaCl
[师]硅酸凝胶经干燥脱水后的到多空的硅酸干凝胶，称为“硅胶”。硅胶多空，吸附水的能力强，常用作实验室和袋装食品、瓶装药品的干燥剂，也可以作催化剂的载体。
[课堂练习] 1、下列各组物质有关性质关系的比较，正确的是（ ）
A.溶解性：CO2H2CO3
C.熔点：SiO2 > CO2（干冰） D.硬度： SiO2
2、要除去SiO2中的CaO杂质，最适宜的试剂是（ ）
A、纯碱溶液 B、盐酸
C、硫酸 D、氢氧化钠溶液
[总结]本节课我们主要学习了二氧化硅的存在、用途、性质和硅酸的制取、用途。需要重点掌握二氧化硅的'性质和硅酸的制取。
板书设计：
§4-1无机非金属材料的主角——硅
1、二氧化硅 SiO2
①物理性质：熔点高、硬度大
②用途：建筑材料、饰品、工艺品
③化学性质：稳定性好
a、不与酸反应，氢氟酸除外
SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O
用途：可以在玻璃上雕刻花纹等
b、与碱性氧化物反应
C、与碱反应
SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O
2、硅酸
实验过程：
现象：红色消失，生成白色凝胶
结论：硅酸钠转化为硅酸
反应：Na2SiO3＋2HCl＝H2SiO3(胶体)+2NaCl
教学反思：
教学过程: (第二课时)
[复习引入] 上节课我们学习了二氧化硅的性质和用途和硅酸的制取用途。
对照它们之间的转化关系，写出相应的方程式。
[学生活动]书写相关的化学方程式。
[创设情境]在农田的施肥中，如何才能使 ，＋更大程度的吸收呢？联系胶体的性质进行思考。
[学生活动]阅读P77 ，科学视野。
[师]硅酸盐岩石长期在水和大气中二氧化碳侵蚀下，风化为黏土，并且形成土壤胶体。土壤胶体带负电，与 ，＋等营养离子相结合，使土壤具有保肥作用。
土壤、岩石中都含有大量硅酸盐，硅酸盐在自然界中分布极广，其结构复杂，大多数不溶于水，化学性质稳定。
[展示]Na2SiO3溶液
[师]SiO2与NaOH反应生成的Na2SiO3就一种最简单的硅酸盐，其能够溶于水，水溶液俗称为水玻璃，是制备硅胶和木材防火剂的主要原料。
[实验4-2]取两个滤纸片，分别浸在水和水玻璃中，取出，放在酒精灯外焰上。
[学生活动]观察、填表。
放入蒸馏水放入Na2SiO3饱和溶液
现象
结论
[师]浸泡在Na2SiO3饱和溶液的滤纸不能燃烧，所以其可以作木材的防火剂。
[师]看图4-8 应用广泛的硅酸盐产品
[学生活动]阅读课本P78-79内容，填写下表
[板书]
原料生产设备主要成分
水泥
玻璃
陶瓷
[师]以上我们介绍的是传统的无机非金属材料，现在非金属材料发展迅速，出现了许多具有特殊功能的材料。
介绍SiC、硅钢、硅橡胶、新型陶瓷等内容。
[学生活动]阅读课本P79，单质硅，完成下列问题。
[板书] (1)硅单质的存在形式：有__________和 ________两种。
(2)物理性质：________________________________________。
(3)化学性质：常温下___________。
(4)硅的用途：高纯硅是良好的_______材料,于制造集成电路、太阳能电池等。
[师]指导学生完成，并介绍相关内容
[课堂练习]
1、熔融烧碱应选用的器皿是（ ）
A.石英坩埚 B.普通玻璃坩埚
C．铁制坩埚 D．陶瓷坩埚
2、生产水泥、普通玻璃都要用到的主要原料是（ ）
A.黏土 B.石灰石
C.纯碱 D.石英
3、下列所列各物质的用途中，不正确的是
A．石英砂：制玻璃、制单晶硅 B．硅胶：干燥剂、吸附剂、催化剂载体
C．碳化硅：砂纸、砂轮 D．硅酸：粘合剂、耐火材料
[总结]这节课我们主要学习了硅酸盐和单质硅的相关知识。需要重点掌握传统的无机非金属材料水泥、玻璃、陶瓷的原料，生产过程和主要成分，以及硅做半导体的特性的用途。
板书设计：
3、硅酸盐
原料生产设备主要成分
水泥
玻璃
陶瓷
4、硅单质
(1)硅单质的存在形式：有__________和 ________两种。
(2)物理性质：________________________________________。
(3)化学性质：常温下___________。
(4)硅的用途：高纯硅是良好的_______材料,于制造集成电路、太阳能电池等。
教学反思：
硅无机非金属材料教案 篇4
【学习目标】
1、熟练掌握硅、二氧化硅的性质和用途，能分析水泥、玻璃工业生产原料和原理及成分。
2、独立思考，小组合作，学会利用物质类别预测物质性质的方法探究总结SiO2的化学性质。
3、激情投入，体会硅及化合物的开发对人类生产、科技的重要影响。
【使用说明与学法指导】
1、认真阅读教材107～113页，了解硅元素在自然界中以什么形态存在，人类应用最早的硅酸盐材料是什么？制造它的主要原料是什么？具有特殊结构、特殊功能的新型无机非金属材料有哪些？所有同学规范完成导学案预习自学部分，并记熟基础知识。
2、C层规范完成预习案并掌握课本相关的基础知识，AB层在掌握预习案基础上进一步完成探究案和针对训练。标有的训练题目C层不做。
预习案
1、非金属单质有哪些化学通性，预测硅的化学性质，写出有关反应的化学方程式。
2、工业上，首先在电炉子中高温用炭粉还原二氧化硅制得“粗硅”，再将“粗硅”在高温下与氯气反应（生成SiCl4）提纯，所得产物在高温下再被氢气还原，从而得到高纯硅。请写出上述过程中有关反应的化学方程式。
3、制造普通玻璃的主要原料是什么？写出生产玻璃的过程中主要反应的化学方程式。
普通玻璃的成分是什么？有无固定的熔点？
4、制造水泥的主要原料是什么？
普通水泥的.主要成分是什么？（写出名称和化学式）
【预习自测】
1、下列说法中不正确的是（）
A、硅的化学性质不活泼，常温下不易与物质反应，加热条件下可与某些非金属单质发生反应
B、二氧化硅用途广泛，常被用来制造石英钟表的压电材料和光导纤维。水晶常用来制造光学仪器和电子部件等。
C、硅可用于制造硅芯片、晶体管、集成电路、硅整流器、太阳能电池等
D、水泥、玻璃、陶瓷、水晶饰物都是硅酸盐制品
2、下列材料中，制取水泥和玻璃都需要的是（）
A、石灰石。B、石英。C、黏土。D、纯碱。
【我的疑问】
对课本预习内容，你还有什么疑问？
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