高中非金属及其化合物学案教案

3．使学生进一步认识硅及其重要化合物在生产中的应用和对生态环境的影响，树立绿色化学意识和可持续发展的意识。 教学重点、难点

重点：硅和硅酸钠的重要性质 难点：硅酸盐的丰富性和多样性 教学环节 新课导入 新 自学知 思 考 学 归纳习

整 理 自学讨 论 归纳整 理 应 用 与 实 践 实验探 究 应 用 与 实 践 自 学 讨 论

归 纳 整 理

教师活动

学生活动 通过水玻璃、硅橡胶、玻璃、陶瓷、水泥等物质中

硅的存在形式引入硅酸盐

阅读教材P65中间两自然段，思考硅酸盐的组成和性质 检查小结：

硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，分布极广。硅酸盐一般都不溶于水，化学性质很稳定。

指导学生阅读并给出问题

阅读教材P67资料卡片，回答下列问题：如何用氧化物的形式表示硅酸盐的组成？

检查小结：

硅酸盐的表示方法：活泼金属氧化物?较活泼金属氧化物?二氧化硅?水

用氧化物的形式表示下列硅酸盐的组成： KAlSi3O8

CaAl2Si3O10?3H2O Al2Si2O5(OH)4

指导学生完成实验

完成实验4—2，并填写教材P65相关表格

1、硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，它的用途有： 、 、 。 2水玻璃长期暴露在空气中会变质,这是因为水玻璃主要发生了( )

A. 氧化还原反应 B. 分解反应 C. 化合反应 D. 复分解反应

指导学生阅读并给出问题： 阅读教材P66第一、二、三自然段。回答下列问题：

（1） 硅酸盐种类繁多、结构复杂的原因是什么？

（2）为什么土壤具有保肥能力？

（3）中国作为“瓷器故乡”的原因是什么？

检查小结

（1）由于Al与Si在元素周期表位置相邻、离子大小相近，Al3+常或多或少地置换硅酸盐中的Si4+而形成铝硅酸盐。为了保持电中性，会伴随引入其他正离子，从而大大增加了硅酸盐的丰富性和复杂性。

（2）硅酸盐岩石长期在水的侵蚀下，风化为黏土，并且形成土壤胶体（硅酸盐与硅酸相似，有形成胶体的性质）。土壤胶体因其表面积巨大且一般带负电，能吸收NH4+、K+等数十种生物所需的营养离子，所以土壤具有保肥能力。

（3）现在出土的各种陶瓷制品、雄伟古建筑上留下的陶瓷砖瓦以及英文“中国”一词又指“瓷器”，等等，所有这些都反映了在西方人眼中中国作为“陶瓷故乡”的形象。 自 学 讨 论

指导学生阅读并给出知识整理表格

高温结构陶瓷 压电陶瓷 透明陶瓷 超导陶瓷

阅读教材P66科学视野并进行知识整理

性能

用途

归纳整 理 自 学 讨 论

检查小结 （答案略）

指导学生阅读并给出知识整理表格 金刚砂 硅钢 硅橡胶 分子筛

阅读教材P67最后一自然段，并进行知识整理

性能

用途

阅读教材P68有关内容，并进行知识整理。

应用

归纳整 理 自 学 讨 论

检查小结 （答案略）

指导学生阅读并给出知识整理表 硅 单 质

无定形硅

分类 晶体硅

物性

化性

归纳整 理 课下 探究 板 书 设 计

检查小结

常温下，硅的化学性质稳定，不易发生化学反应。利用它的稳定性、来源丰富性和导电性，在电子产品业具有广泛而重要的应用。

人类一直在创造性地制造、应用硅及其化合物，请查阅有关资料，以“硅及其化合物对人类文明的贡献”为题，写一篇小论文，并与同学交流。 二、硅酸盐

1.硅酸盐的组成和性质 2.硅酸钠的性质和用途 三、硅单 1.性质 2.用途

巩固练习

1. 下列物质的成分不含硅酸盐的是（ ）

A．石英玻璃 B．陶瓷 C．普通水泥 D．砖瓦 2. Na2O?CaO?6SiO2是一种（ ）

A．含氧酸 B．硅酸盐 C．氧化物 D．混合物

3. 已知普通玻璃可用来表示，则其中Na2SiO3、CaSiO3、SiO2的物质的量之比为：（ ） A．1：1：6 B．1：1：4 C．2：1：6 D．2：1：4 4. 有关硅元素的下列叙述中正确的是（ ） A．硅与任何酸都不反应

B．硅是构成矿物岩石的主要原料，其化合态硅几乎全部是硅石和硅酸盐 C．硅的性质很稳定，能以游离态存在于自然界

D．常温时硅不与任何物质反应

5. 下列物品或设备：①水泥路桥、②门窗玻璃、③水晶镜片、④石英钟表、⑤玛瑙手镯、⑥硅太阳能电池、⑦光导纤维、⑧计算机芯片。所用材料为SiO2或要用到SiO2的是（ ） A．⑥⑧B．①②⑦⑧ C．①②③④⑤⑦ D．全部

6.水处理中常使用的一种无机高分子絮凝剂的化学式可表示为[Al2(OH)nClm?yH2O]x，式中m等于（ ） A．3-n B．6-n C．6+n D．3+n 7.下列关于水玻璃的性质和用途的叙述中不正确的是（ ） A．这是一种矿物胶，既不燃烧也不受腐蚀 B．在建筑工业上可以作黏合剂.耐酸水泥掺料 C．木材.织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧 D．水玻璃的化学性质稳定，在空气中不易变质

8. 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（ ）

A．1：2 B．2：1 C．5：3 D．3：5

9. 向下列溶液滴加稀盐酸，生成白色沉淀，继续滴加稀盐酸，沉淀又溶解的是( )。 2

10. 假设SiO2晶体中部分Si原子被Al原子取代，不足的价数由K原子补充，当有25%的硅原子被铝原子取代时，可形成正长石，则正长石的化学组成为( )。 A. KAlSi3O8 6 C. KAlSiO4

11. 三硅酸镁晶体被用来治疗胃溃疡患者的胃酸过多症，是因为该物质不溶于水，服用后能中和胃酸，作用持久。三硅酸镁晶体的化学式为Mg2Si3O8?nH2O。 （1）用氧化物形式表示三硅酸镁的化学式。 （2）写出该药物中和胃酸的化学方程式。 拓展提高

已知CO和H2的混合气体称为水煤气，可由碳与水蒸气在高温下反应生成。如下图： 氧化物 A 高温 反应① 单质 B 高温 化合物 F 反应② 燃烧 氧化物 C 反应③ 已知：单质E可作为半导体材料，化合物F是有毒的氧化物，C为液态。据此，请填空：

单质H （1）氧化物A是 （2）化合物F是

（3）反应②的化学方程式是 （4）反应③的化学方程式是 备课参考 1．参考答案

巩固练习答案：1A 2B 3B 4B 5C 6B 7D 8A 9D 10A 11（1）2MgO?3SiO2?nH2O

（2）2MgO?3SiO2?nH2O + 4HCl ==2MgCl2 + 3SiO2 +(n+2)H2O 拓展提高答案： （1）SiO2 （2）CO 高温

单质G 单质E （3）C + H2O==CO + H2 点燃 （4）2H2 + O2 ==2H2O 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 光导纤维

从高纯度的二氧化硅或称为石英玻璃熔融体中，拉出直径约为100μm的细丝，称为石英玻璃纤维。玻璃可以透光，但在传输过程中光损耗很大，用石英玻璃纤维光损耗大为降低，故这种纤维称为光导纤维，是精细陶瓷的一种。

利用光导纤维可进行光纤通信。激光的方向性强、频率高，是进行光纤通信的理想光源。光纤通信与电波通信比较，光纤通信能提供更多的通信通路，可满足大容量通信系统的需要。

光导纤维一般由两层组成，里面一层称为内芯，直径几十微米，但折射率较高；外面一层称包层，折射率较低。从光导纤维一端入射的光线，经内芯反复折射而传到末端，由于两层折射率的差别，使进入内芯的光始终保持在内芯中传输着。光的传输距离与光导纤维的光损耗大小有关，光损耗小，传输距离就长，否则就需要用中继器把衰减的信号放大。用最新的氟玻璃制成的光导纤维，可以把光信号传输到太平洋彼岸而不需要中继站。

在实际使用时，常把千百根光导纤维组合在一起并加以增强处理，制成像电缆一样的光缆，这样既提高了光导纤维的强度，又大大增加了通信容量。

用光缆代替通信电缆，可以节省大量有色金属，每公里可节省铜吨、铅2～3吨。光缆有质量轻、体积小、结构紧凑、绝缘性好、寿命长、输送距离远、保密性好、成本低等优点。光纤通信与数字技术及计算机结合起来，可以用于传送电话、图像、数据、控制电子设备和智能终端等，起到部分取代通信卫星的作用。

光损耗大的光导纤维可在短距离使用，特别适合制作各种人体内窥镜，如胃镜、膀胱镜、直肠镜、子宫镜等，对诊断、医治各种疾病极为有利。. .