高一化学必修1人教版第四章教案及练习.docx
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1、第四章 非金属与其化合物教材分析本章主要讨论硅、氯、硫和氮等典型元素与其重要化合物的性质,支配在第三章“金属与其化合物之后,是常见无机物与其性质等学问的接着。这些内容既是学生今后接着学习化学的根底,也是在生活中常常要接触、须要理解和应用的化学常识。本章具有稳固离子反响、氧化复原反响等根本学问的作用。在第三章的根底上,进一步介绍元素化合物学问和讨论方法,为元素族概念的形成、元素性质的递变规律、元素周期表的形成积累感性材料,是学生相识元素周期律、元素周期表学问的重要根底。本章在选材上着眼于这几种元素的单质与其重要化合物的主要性质,在学问支配上尽量使学问和用处相结合,理论和实际相结合,物质的重要性能
2、与可能的负面作用相结合,从而使学生相识到常见无机物在生活和消费中的应用,以与与人类和环境的关系。例如,二氧化硅与硅酸盐产品的应用与其开展,氯气的性质与应用与其可能存在的问题,硫酸、硝酸和氨的性质与广泛用处,酸雨的形成等。这些内容不仅增加了学生的学习爱好,而且培育了学生的科学看法和科学精神。另外,科学史话“氯气的发觉和确认浸透了严谨、务实的科学思维品质的培育,科学视野“新型陶瓷“信使分子NO“火箭为什么能飞上天等让学生体会学问的价值。这样,更全面地表达化学课程的科学教化功能。考纲解读1.理解氯、氮、硫、硅等非金属单质的化学性质,相识不同的非金属单质性质有较大的差异。2.理解氯、氮、硫、硅的重要化
3、合物的主要性质,相识某些非金属化合物既有相像的性质,又有各自的特性。3.相识氯、氮、硫、硅与其化合物的广泛用处,体会化学的创建性与好用性。4.通过试验进一步训练学生的操作技能,体会试验对相识和讨论物质性质的重要作用,培育学生务实、创新的良好品质。5.以非金属学问的学习为线索,通过多种活动,扶植学生进一步驾驭学习物质与其化学性质的一般方法,进步自主学习实力。6.理解氮循环对生态平衡的重要作用。理解某些污染物的来源、性质和危害,体会化学对环境爱护的重要意义,培育学生关注社会的意识和责任感。单元内容特点增加学习的探究性、亲历性和体验性元素化合物的性质来自视察、试验和经验,本章通过多处“试验“思索与沟
4、通“学与问“理论活动“科学探究以与习题等的设计,大大增加学生活动,学生的学习自主性得到了更多的表达。例如,第三节中“用水汲取二氧化氮的科学探究,让学生通过试验现象的视察与分析,感受过程的变更,找寻变更的缘由,感悟对工业上消费硝酸的启迪,从中体验探究的乐趣,学会探究的方法。留意化学学问与科学精神、人文精神的浸透与交融本章所涉与的单质和化合物与社会、生活、安康、环境的关系特别亲密,教科书在这方面有比较充分的表达。但与以往教科书明显不同的是,不过分强调学问的逻辑依次,在留意学问内在逻辑的同时,突出了学问与社会、生活、安康、环境的联络,并将科学精神和人文精神交融其中。化学科学技术与人类的关系从来没有像
5、如今这样亲密和严峻:化学对人类文明作出了宏大奉献,而人们对化学的误会与疏离却越来越严峻。作为根底科学教化课程的化学必需面对这一现实,用科学的看法来对待化学的功与过。本章在介绍几种典型的非金属元素的单质与其重要化合物的主要性质与应用时,不回避某些物质可能对环境、安康等带来的负面影响,并指出化学在解决这些问题时可能的方向和作用,这有助于培育学生的科学看法和价值观。性质与用处严密联络,深化对元素化合物学问的理解和应用这是本章教材的另一个特点,是深化理解、敏捷运用物质性质的好方法、好途径,同时也是表达学习元素化合物学问价值的重要方面。这样不仅使教科书更具有吸引力和时代感,而且有利于增进学生学习化学的爱
6、好和情感。教学重点1二氧化硅的性质(酸性氧化物、与氢氟酸反响);硅酸钠的性质和用处;消费生活中的硅酸盐产品。2氯气的化学性质(与金属、水、碱的反响);氯离子的检验。3二氧化硫的性质(与水反响、漂白性)与对大气的污染;浓硫酸的氧化性。4二氧化氮与水反响与对大气的污染;氨的化学性质和制取;硝酸的氧化性。教学难点1氯气的化学性质(与水、氢氧化钠、氢氧化钙溶液的反响)。2可逆反响。3二氧化硫的氧化性和复原性;浓硫酸的氧化性。4二氧化氮与水反响;硝酸的氧化性。单元教学建议作为律前元素的元素化合物学问的学习,重在积累感性材料,因此教材只是选取了重点非金属元素的单质与其化合物。详细来看,碳族元素中碳的学问初
7、中已经介绍过,因此可通过类比的方法进一步学习硅,但是酸性氧化物的概念初中未涉与,所以二氧化硅所具有的酸性氧化物的性质就成为第一节教学的重点和难点;硅酸盐的用处特别广泛,几乎深化到千家万户,因此可以上网查找相关的资料进展自主学习,但这种学习方式又是未曾尝试过的。氯气是一种强氧化剂,特殊是与水的反响产物次氯酸可用于自来水的杀菌和消毒,与我们的日常生活联络特别亲密,因此氯气的化学性质是一个重点内容,同时在与碱和水的反响中氯气既表达了氧化性、又表达了复原性,从氧化复原的角度看,这也是一个难点;二氧化硫和二氧化氮是本模块接触到的两种与环境有关的物质,硫元素、氮元素又都处于中间价态,其价态的特殊性确定了其
8、性质的重要性。氨气、浓硫酸和硝酸与消费、国防亲密相关,且其性质与初中阶段学习的稀硫酸、盐酸等迥然不同,因此有必要对其性质作重点讨论。单元课时安排方案节次课时第一节 无机非金属材料的主角硅2第二节 富集在海水中的元素氯2第三节 硫和氮的氧化物2第四节氨硫酸和硝酸3复习1第一节 无机非金属材料的主角硅第一课时三维目的一学问与实力:理解硅在自然界中的含量、存在、用处。理解二氧化硅的物理性质,驾驭二氧化硅的化学性质。理解硅的根本性质。二过程与方法: 自主学习,培育学生自学实力。 活动探究,通过硅与碳、二氧化硅与二氧化碳的比较,培育学生的归纳实力、比较实力三看法情感价值观:培育学生学习元素化合物的正确方
9、法:构造确定性质、性质确定用处。通过对硅与其用处的学习使学生酷爱自然、酷爱化学。教学重点: 二氧化硅的性质教学难点: 硅酸的性质预习探究学生用1.二氧化硅:1物理性质:不溶于水的固体,熔、沸点高,硬度大 ;2化学性质:与氢氟酸反响:SiO2+4HF=SiF4+2H2O ; 与碱性氧化物(如CaO)反响:SiO2+CaOCaSiO3 ; 与强碱反响(如NaOH)反响:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O3用处: 用于制取光导纤维、玻璃、陶瓷等2.硅酸:1物理性质:不溶于水,酸性比碳酸弱;2制备:Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl;3用处:枯燥剂、催化剂载体互动课堂一情景激
10、思老师用【新课引入】在美国有一个规模宏大的新兴高科技工业园区,那就是家喻户晓的硅谷。它是美国电子技术讨论中心和计算机和半导体工业消费的重要基地。电子工业能得到蓬勃开展,硅元素在信息材料中的开发与应用起着举足轻重的作用,今日我们就一起来讨论非金属材料的主角硅。【老师强调】本节课的课标是:驾驭二氧化硅的性质。【过渡】请同学们展示你们搜集的有关资料。【板书】第一节 无机非金属材料的主角硅二合作探究师生共用【学生活动】学生阅读课本P74页前两段。【老师总结】硅在地壳中的含量占第二位,仅次于氧。既不易失去电子又不易得到电子,主要形成四价的化合物。从初中的学习我们知道碳的化学性质很稳定,能以多种碳的单质存
11、在于自然界中。+14824【问题1】试根据“构造性质用处,请思索:单质硅有什么构造特点?请画出硅和碳的原子构造示意图。+642【学生思索并答复】: 【老师总结】【讲解并描绘】碳和硅一样,其原子既不易失去也不易得到电子,主要形成四价的化合物。【问题2】回忆碳在自然界存在形态,联想硅的存在,硅元素以什么形态存在于自然界?硅元素主要存在于什么物质里?【学生思索并答复】【老师总结】硅是一种亲氧元素,在氧化气氛包围的地球上,硅主要以熔点很高的二氧化硅与硅酸盐为主要存在形式。因此硅是以化合态存在于自然界,硅元素主要存在于地壳的各种矿物和岩石里。【板书】一、二氧化硅【老师活动】多媒体展示二氧化硅在自然界中的
12、不同存在形式,引入二氧化硅的存在和应用。【学生活动】阅读课本P74-75页科学视野。【老师活动】展示二氧化硅的晶体构造。【学生活动】填空SiO2是硅的最重要的化合物,其存在形式有结晶形和无定形两大类,统称硅石。石英晶体是结晶的二氧化硅,其中无色透亮的晶体叫水晶,具有彩色环带状或层状的称为玛瑙。沙子中含有小粒的石英晶体。SiO2晶体有多种晶型,其根本构造单元如下图:该构造具有四面体构造,每个Si四周有4个O,而每个O跟2个Si相结合,所以SiO2是由Si和O按原子个数比为12所组成的立体网状构造的晶体。【问题3】根据二氧化硅的存在和应用,二氧化硅具有什么物理性质?尝试与二氧化碳作比较?【学生活动
13、】1.根据已有学问填写以下关于CO2和SiO2的比照表。二氧化碳二氧化硅存在空气岩石中,石英、沙子和硅藻土都含有SiO2物理性质熔、沸点低,常温下是气体,微溶于水硬度大,熔点高的固体,不溶于水【老师总结】二氧化硅是坚硬、难溶的固体。【问题4】思索二氧化硅与二氧化碳的性质比较,并举例写出二氧化碳作为酸性氧化物能发生反响的化学方程式。【学生思索并书写】 【引入】根据二氧化碳的性质,你能知道二氧化硅的化学性质吗?【过渡】1. 玻璃很硬,玻璃中主要成分之一是二氧化硅,展示量筒量筒上的刻度是如何刻出来的?2. 试验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸(HF) 3.试验室盛放NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃
14、塞,你知道是为什么吗 【老师活动】展示被氢氟酸腐蚀的玻片【学生思索并答复】 【老师总结】不溶于水的酸性氧化物,能与氢氟酸反响,能与碱性氧化物反响,与强碱也能反响生成盐和水。SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O SiO2+CaO CaSiO3【自主练习】根据已有学问填写以下关于CO2和SiO2的比照表写出有关反响的化学方程式。二氧化碳二氧化硅化学性质与水反响CO2+H2O H2CO3不反响与酸反响不反响SiO2+4HF=SiF4+2H2O与NaOH反响CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O与CaO反响CO2+CaO=CaCO3SiO2+CaO
15、 CaSiO3用处人工降雨光导纤维【过渡】硅酸H2SiO3能通过二氧化硅与水反响制得吗?为什么?【学生思索并答复】 【老师总结】不能,SiO2不溶于水,所以硅酸只能通过可溶性硅酸盐与其他酸反响制得。【板书】二、硅酸【老师活动】演示试验41:要求根据现象记录,视察硅酸溶胶硅酸凝胶,展示常用的硅胶的图片,袋装食品、瓶装药品的枯燥剂硅胶。【学生活动】留意视察试验现象,答复以下有关试验41的问题现象在饱和Na2SiO3溶液中,滴加酚酞溶液呈红色。逐滴参与稀盐酸,有透亮的凝胶产生,溶液红色渐渐变浅最终完全褪色。结论在饱和Na2SiO3溶液中,滴加稀盐酸,生成硅酸凝胶。方程式Na2SiO3+2HCl=H2
16、SiO3+2NaCl;SiO32-+2H+=H2SiO3【板书】Na2SiO3+2HCl+H2O=H4SiO4+2NaCl;Na2SiO3+CO2+2H2O=H4SiO4+Na2CO3;H4SiO4=H2SiO3+H2o【老师总结】归纳整理制备方法: 加适量盐酸或通入足量CO2 枯燥脱水 硅酸钠溶液 硅酸溶胶 硅胶【老师强调】硅酸是一种很弱的酸,其酸性比碳酸还弱,溶解度很小。硅酸简洁聚合形成硅酸溶胶,硅酸浓度较大时,那么形成软而透亮的、胶冻状的硅酸凝胶。硅酸凝胶经枯燥脱水就形成硅酸干胶,称为“硅胶。硅胶常用于作食品等的枯燥剂,也可用作催化剂的载体。板书设计第四章 非金属元素与其化合物第一节 无
17、机非金属材料的主角硅一、二氧化硅和硅酸、二氧化硅:物理性质: 化学性质: 、硅酸(H2SiO3): 物理性质: 化学性质: 三迁移应用题型一、二氧化硅的存在和性质【例题1】.以下表达中,正确的选项是 A自然界中存在大量的单质硅 B石英、水晶、硅石的主要成分都是二氧化硅C二氧化硅的化学性质活泼,能跟酸或碱的溶液发生化学反响 D自然界中二氧化硅都存在于石英中解析:自然界中硅的含量很高,但都是以化合态存在,A选项错误;硅是亲氧元素,主要以氧化物与硅酸盐形式存在,如石英、水晶、硅石等主要成分都是二氧化硅,D项错误。二氧化硅的性质很稳定,C项错误。答案:B点评:二氧化硅虽然可以和碱性氧化物、碱溶液反响,
18、但是不能说明二氧化硅的性质就活泼。【变式训练】以下物质中,主要成分不是SiO2的是 A刚玉 B玛瑙 C水晶 D石英解析:刚玉的主要成分为Al2O3其余三中物质的主要成分都是SiO2。 水晶(无色透亮的晶体);玛瑙(具有色调环带状或层状晶体); 石英砂(含杂质较多的砂子)。答案:A 【例题2】以下离子反响方程式书写正确的选项是 ( )A二氧化硅与氢氟酸反响:SiO2+4H+=Si4+2H2O B碳酸钡溶于稀硝酸:CO32-+2H+=CO2+H2OC二氧化硅与氢氧化钠溶液反响:SiO2+2OH-=SiO32-+H2O D把盐酸滴入硅酸钠溶液:SiO32-+2H+=H2SiO3解析:氢氟酸为弱酸应写
19、成HF,SiF4是挥发性物质也应写成化学式; BaCO3是难溶物应写成化学式。答案:CD【变式训练】熔融烧碱应选用的器皿是 A.石英坩埚 B.一般玻璃坩埚 C.生铁坩埚 D.刚玉坩埚解析:二氧化硅的化学性质是一个重要考点,而二氧化硅与碱的反响更是重点,应牢固驾驭SiO2与NaOH的反响。石英坩埚和一般玻璃坩埚中都含有SiO2,高温下烧碱能与SiO2发生如下反响:SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O;刚玉坩埚的主要成分是Al2O3,在高温下也能与NaOH反响:Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O。答案:C题型二、硅酸的弱酸性【例题3】能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的试验事实是 AC
20、O2是气体,SiO2是固体 B高温下SiO2与碳酸盐反响生成CO2 CCO2溶于水形成碳酸,SiO2难溶于水 DCO2通入Na2SiO3溶液中析出硅酸沉淀解析:酸性强弱与这种酸对应的氧化物的状态、物理性质和化学活性无关,A、B、C均不正确;只有D项属于较强的酸制取较弱的酸符合题意。强酸制弱酸原理推断酸性强弱只适应于溶液中进展的反响。答案:D【变式练习】以下关于硅酸的表达,错误的选项是 A硅酸是一种很弱的酸 B硅酸可由二氧化硅与水反响制得C硅酸不稳定,加热脱水会生成二氧化硅 D硅酸可以由可溶性硅酸盐与盐酸反响制得解析:二氧化硅对应的酸虽然是硅酸,但是由于二氧化硅不溶于水也不与水反响,所以B项错误
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