学科：化学                            类型：高一备课组活动

时间：2025年3月12日                地点：广泉楼四楼

主讲人：吴志垚

参加人员：魏岚  吴志垚 尤忆寒 蔡爱平

一、学情背景  

1.学习目标：  

通过硅（第3周期ⅣA族）的案例，掌握基于元素周期律预测元素单质及其化合物性质（如物理状态、氧化物酸碱性、氢化物稳定性等）的方法，理解“位置→结构→性质”的逻辑链条，并能够迁移应用到其他主族元素（如锗、锡、铅）的预测中。  

2.学科价值：  

理论层面：硅作为典型的类金属元素（半导体材料），其性质介于金属与非金属之间，是理解元素周期表中“分界线”附近元素特性的关键案例。  

应用层面：硅及其化合物（如SiO2、硅酸盐）是工业材料（玻璃、陶瓷、半导体芯片）的核心成分，联系科技与生活实际，激发学习兴趣。  

二、学生已有知识基础

周期表结构：明确硅在周期表中的位置（第3周期ⅣA族），了解同主族元素（C、Si、Ge、Sn、Pb）的原子半径、金属性、非金属性的递变规律。  

原子结构：能写出硅的原子结构示意图。  

典型化合物：已学习CO2的性质（酸性氧化物，与水反应生成H2CO3）；  

三、学习难点与突破策略  

难点1：硅的“类金属”特性分析  

具体问题：  

为何硅单质具有半导体性质？其导电性为何随温度升高而增强？  

硅既能与强碱反应（Si + 2NaOH + H2O ==Na2SiO3 + 2H2↑），

突破策略：  

实验：硅与浓NaOH溶液反应产生气泡（H2）；  

引导学生总结硅既表现弱还原性（与强碱反应）

难点2：二氧化硅（SiO2）的特殊性质

具体问题：  

为何SiO2是酸性氧化物，却不溶于水且不与普通酸（如HCl）反应？  

SiO2与NaOH溶液反应的产物为是Na2SiO3？  

实验验证：  

向SiO2粉末中加入浓盐酸（无现象）→ 加入氢氟酸（HF）→

产生气体（SiF4），说明SiO2仅与特定酸（HF）反应，强化“酸性氧化物”的特殊性。  

难点3：硅酸（H2SiO3）与硅酸盐的复杂性

具体问题：  

为何H2SiO3的酸性弱于H2CO3？如何通过实验验证？  

周期律解释：  

同周期非金属性递变（C＞N＞O＞F）和同主族非金属性递变（C＞Si），分析H2SiO3酸性弱于H2CO3的原因

实验对比：向Na2SiO3溶液中通入CO2气体→ 生成白色胶状沉淀（H2SiO3），

反应式：Na2SiO3 + CO2 + H2O = H2SiO3↓ + Na2CO3 

通过现象直观证明酸性强弱：H2CO3＞H2SiO3。

四、学习活动设计

活动3：硅酸盐的“水中花园”趣味实验

实验步骤：  

1.配制饱和Na2SiO3溶液（水玻璃），倒入培养皿；  

2.向溶液中分别加入CuSO4、Co(NO3)2等晶体颗粒；  

3.静置10分钟后，观察彩色硅酸盐“植物”的生长现象。  

原理分析：  

金属盐与Na2SiO3反应生成难溶硅酸盐（如CuSiO3、CoSiO3），形成树状或珊瑚状沉淀。

教学反思与调整建议：

通过以上精细化设计与多维度支持，学生将深度理解硅及其化合物的特性，掌握“预测元素性质”的科学思维方法，并为后续学习元素化学奠定坚实基础。