第四章 非金属及其化合物

教材分析

本章主要讨论硅、氯、硫和氮等典型元素及其重要化合物的性质，安排在第三章金属及其化合物之后，是常见无机物及其性质等知识的继续。这些内容既是学生今后继续学习化学的基础，也是在生活中经常要接触、需要了解和应用的化学常识。

本章具有巩固离子反应、氧化还原反应等基本知识的作用。在第三章的基础上，进一步介绍元素化合物知识和研究方法，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，是学生认识元素周期律、元素周期表知识的重要基础。

本章在选材上着眼于这几种元素的单质及其重要化合物的主要性质，在知识安排上尽量使知识和用途相结合，理论和实际相结合，物质的重要性能与可能的负面作用相结合，从而使学生认识到常见无机物在生活和生产中的应用，以及与人类和环境的关系。例如，二氧化硅与硅酸盐产品的应用及其发展，氯气的性质与应用及其可能存在的问题，硫酸、硝酸和氨的性质及广泛用途，酸雨的形成等。这些内容不仅增强了学生的学习兴趣，而且培养了学生的科学态度和科学精神。另外，科学史话──氯气的发现和确认渗透了严谨、求实的科学思维品质的培养，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知识的价值。这样，更全面地体现化学课程的科学教育功能。

第一节 无机非金属材料的主角硅

第1课时

教学目标

1、了解硅及其化合物的知识。

2、了解硅及其化合物在国民经济中的重要作用。

3、调查研究：完成并小组交流硅及其化合物对人类文明的贡献小论文。

4、使学生进一步了解运用元素周期律知识学习同族元素性质及其递变规律的方法，并运用这些知识学习碳族元素及其化合物的知识。

重点难点

硅和二氧化硅的性质。硅酸盐的用途。

教学过程

*将Si单质的内容移到开头教学。

采用对比的方法，联系碳、一氧化碳、二氧化碳、碳酸钠、碳酸氢钠、甲烷等学生已有的知识和生活经验来引人硅、二氧化硅等新知识。

碳和硅是同一主族相邻的两种元素，它们的性质既有相似之处，又有不同之处。

在教学时要突出硅的亲氧性强于，从而引导学生理解硅的两种存在形式──二氧化硅和硅酸盐。

[科学视野]：SiO2的晶体结构分析。

启发学生根据SiO2和CO2都是酸性氧化物这一特点，把它们的性质一一列出。

引导学生从硅的亲氧性大，得出常温下SiO2的化学性质稳定;在加热的条件下，SiO2才能与碱性氧化物起反应，写出有关反应的化学方程式，等等。

[思考交流]：①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仪器为什么不用玻璃瓶?

[演示实验]：【实验4-1】在饱和Na2SiO3溶液中，滴加酚酞溶液呈红色。逐滴加入稀盐酸，待溶液红色变浅并接近消失时，有透明的硅酸凝胶产生。写出有关反应的化学方程式。

[补充实验]：将CO2通入Na2SiO3溶液中，引导学生观察白色胶状沉淀的生成，写出反应的化学方程式和离子方程式，从而加深对H2SiO3的酸性弱于碳酸的认识。

[例题讨论]：

教材P69习题4。

[教学小结]：(学生填表)

⑴ 表1 二氧化硅和二氧化碳结构性质比较

物质 二氧化硅 二氧化碳

熔点、沸点、硬度、状态 很高、大、固态 低、小、气态

化

学

性

质 与水 不反应 CO2+H2O= H2CO3

与氢氟酸 SiO2+4HF=SiF4+2H2O 不反应

与碱溶液 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O CO2+2NaOH=Na2CO+H2O

与碱性氧化物 SiO2+CaO=CaSiO3 CO2+CaO=CaCO3

二氧化硅与二氧化碳性质的异同点：

相同点：都是酸性氧化物，都与碱或碱性氧化物反应。

不同点：①CO2与水反应生成H2CO3;SiO2不与水反应;②SiO2溶于氢氟酸，CO2不与氢氟酸反应;③SiO2须在高温下与碱性氧化物反应，而CO2可在常温加压下进行。

⑵ 表2 硅酸、碳酸的对比

物质 硅酸 碳酸

化学式 H2SiCO3 H2CO3

酸酐 SiO2 CO2

制法

Na2SiO3+2HCl=2NaCl

+H2SiO3 CO2+H2O=H2CO3

颜色与状态 白色、粉末状 无争液态，只存在于水溶液中

水溶性 不溶于水 只存在于水溶液中

酸性比较

⑶ (学生课后整理)

①硅的物理性质、化学性质、存在、用途;

②二氧化硅的存在、用途、物理性质、化学性质;

③硅酸的性质和用途等。

[课外作业]：教材P69习题1、3。

准备P69习题5。

补充习题 ：

1、对于碳族元素，下列说法中正确的是( )

A、 Ge和Si的单质都是半导体材料

B、 CH4，SiH4，GeH4的稳定性依次减弱

C、 H2CO3，H2SiO3，H2GeO3的酸性依次增强

D、只能形成共价化合物，不能形成离子化合物

2、CO2通入下列各溶液中，不可能产生沉淀的是( )

A、水玻璃 B、石灰水 C、饱和Na2CO3 D、CaCl2

3、下列离子方程式中，书写正确的是( )

A、硅酸和氢氧化钾溶液反应：H2SiO3+2OH-=SiO32-+2H2O

B、硅和浓氢氧化钠溶液反应：Si+2OH-+H2O=SiO32-+2H2

C、碳酸氢钙溶液跟稀盐酸反应：Ca(HCO3)2+2H+=Ca2++2H2O+CO2

D、饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2：CO32-+H2O+CO2=2HCO3-

4、物质A是一种高熔点化合物，不溶于强酸中，但能与纯碱在熔融时反应生成化合物B，同时放出气体C;把气体C通入B的溶液中，得化合物D;D在干燥的空气中转变为化合物E，将E加热又重新得到化合物A。

⑴A、B、C、D、E的化学式是：A________B________C________D_________E_________

⑵写出各步反应的化学方程式：

_____________________________________________________________________

________________________________________________________________-。

参考答案：1、AB 2、D 3、AB

4、A:SiO2 B:Na2SiO3 C:CO2 D:H2SiO3

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