2019-2020年高中化學(xué) 3.3含硅礦物與信息材料教案 蘇教版必修1一、學(xué)習(xí)目標(biāo)（1）了解硅、二氧化硅、硅酸鹽的存在與性質(zhì)。（2）通過(guò)對(duì)硅酸鹽工業(yè)產(chǎn)品的了解，感受硅酸鹽礦物的應(yīng)用與人類(lèi)文明的發(fā)展的密切關(guān)系。（3）從傳統(tǒng)材料到信息材料的學(xué)習(xí)，體會(huì)到“化學(xué)人類(lèi)進(jìn)步的關(guān)鍵”,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生研究、探索和發(fā)現(xiàn)新材料的意識(shí)。二、重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：硅酸鈉、單質(zhì)硅、二氧化硅的性質(zhì)；硅酸鹽的氧化物形式的書(shū)寫(xiě)。三、設(shè)計(jì)思路本節(jié)課從介紹我們身邊的高科技材料入手，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。由于本節(jié)課內(nèi)容比較簡(jiǎn)單,所以采用學(xué)生自主學(xué)習(xí)與師生共同歸納總結(jié)的教學(xué)方式，以促使學(xué)生更多地參與教學(xué)過(guò)程。最后可以通過(guò)大量的圖片介紹硅酸鹽產(chǎn)品，以揭示化學(xué)與社會(huì)發(fā)展的相互關(guān)系。四、教學(xué)過(guò)程【展示】含硅化合物及產(chǎn)品(ppt2)?！具^(guò)渡】硅在地殼中分布廣泛，也是人類(lèi)接觸最早的元素之一。從燧石取火到當(dāng)今的單晶硅、光纖等高科技材料，人類(lèi)對(duì)硅的認(rèn)識(shí)從來(lái)就沒(méi)有停止過(guò)。人們最初接觸的主要是傳統(tǒng)的硅酸鹽產(chǎn)品陶瓷、磚瓦、水泥和玻璃。在介紹硅酸鹽工業(yè)前我們先來(lái)學(xué)習(xí)下面有關(guān)的知識(shí)?！咎釂?wèn)】（1）硅元素在地殼中的含量怎樣？ （2）硅元素在自然界主要有哪些存在形式？【過(guò)渡】硅元素在自然界中廣泛存在，主要是硅酸鹽和二氧化硅的形式，下面我們先來(lái)了解硅酸鹽的有關(guān)知識(shí)?！菊故尽孔匀唤缰械囊恍┕杷猁}的圖片及化學(xué)式(ppt3)?！局v解】硅酸鹽的組成相當(dāng)復(fù)雜，常改寫(xiě)成氧化物的形式?！窘榻B】將硅酸鹽化學(xué)式改寫(xiě)成氧化物的形式?！景鍟?shū)】一、硅酸鹽【練習(xí)】(ppt4)1將硅酸鈉(Na2SiO3)改寫(xiě)為氧化物形式：（Na2OSiO2）。2將滑石Mg3(Si4O10)(OH)2改寫(xiě)為氧化物形式：（3MgO4SiO2H2O）。3將鈉長(zhǎng)石(NaAlSi3O8)改寫(xiě)為氧化物形式：（Na2OAl2O36SiO2）?！具^(guò)渡】在硅酸鹽中，硅酸鈉是極少數(shù)溶于水中的一種，用途廣泛，下面我們先來(lái)學(xué)習(xí)它的有關(guān)知識(shí)?！景鍟?shū)】二、硅酸鈉(ppt5)【介紹】硅酸鈉是極少數(shù)可溶于水的硅酸鹽中的一種，其水溶液俗稱(chēng)“水玻璃”，是建筑行業(yè)經(jīng)常使用的一種黏合劑。也可做防腐劑、防火劑?！具^(guò)渡】在人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的過(guò)程中，大自然饋贈(zèng)給人類(lèi)很多材料，如泥土、木材、石頭等，但這些已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的需求。所以，人們不斷地研制各種各樣的新材料，以滿(mǎn)足人類(lèi)物質(zhì)文明和科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的需要?！驹O(shè)問(wèn)】我們的生活越來(lái)越好,許多的家庭都購(gòu)買(mǎi)了新的住房。買(mǎi)房，對(duì)任何一個(gè)家庭來(lái)說(shuō)，都是一樁大事，你們的父母少不得也要聽(tīng)聽(tīng)你們的建議說(shuō)說(shuō)看，從你們的角度，希望這房子至少應(yīng)具備哪些基本條件呢？【過(guò)渡】你們所提的要求，與兩種硅酸鹽產(chǎn)品水泥和玻璃的品種和質(zhì)量是分不開(kāi)的。水泥和玻璃都屬于傳統(tǒng)的硅酸鹽產(chǎn)品?！景鍟?shū)】三傳統(tǒng)的硅酸鹽產(chǎn)品 （ppt6）【展示】水泥圖片（ppt6）【學(xué)生活動(dòng)】閱讀課本P79，并回答問(wèn)題：（1）水泥的特性（2）水泥的主要原料（3）水泥的用途【板書(shū)】1水泥(ppt7、8)（1）特性：具有水硬性。（2）工業(yè)制備：原料：黏土和石灰石 設(shè)備：回轉(zhuǎn)窯 反應(yīng)條件：高溫煅燒 添加：石膏（作用調(diào)節(jié)水泥的硬化速度）。（3）主要成分：硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣?！窘榻B】水泥以黏土和石灰石為主要原料，經(jīng)研磨，混合后在水泥回轉(zhuǎn)窯中煅燒，再加入適量石膏，并研磨成細(xì)粉就得到普通水泥。解放前，我國(guó)的水泥生產(chǎn)量很小，解放后，水泥工業(yè)有了迅速的發(fā)展。1985年，我國(guó)的水泥產(chǎn)量躍居世界第一位。xx年，產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的37.5%。并且，我國(guó)的水泥制品工業(yè)發(fā)展也很迅猛，各種水泥制品被廣泛使用，以代替鋼材和木材。【介紹】常見(jiàn)的水泥制品和用途。（ppt9、10）【過(guò)渡】玻璃也是硅酸鹽產(chǎn)品?！景鍟?shū)】2.玻璃（ppt11）【播放】玻璃生產(chǎn)過(guò)程的視頻（ppt12）【學(xué)生活動(dòng)】閱讀課本P80，了解玻璃的相關(guān)內(nèi)容。【介紹】玻璃的生產(chǎn)過(guò)程。【板書(shū)】2.玻璃（ppt13）主要性質(zhì)：無(wú)固定熔點(diǎn)原料：純堿、石灰石、石英 設(shè)備：玻璃熔爐反應(yīng)條件：高溫 成分：Na2OCaO6SiO2【介紹】 幾種常見(jiàn)的玻璃及其它們的特性和用途。（ppt14-18）【提問(wèn)】同學(xué)們的英語(yǔ)水平估計(jì)要比我高，請(qǐng)看這句英文：To China for china ,China with china, dinner with china是什么意思呢？(ppt19)【提示】在英語(yǔ)中，China是中國(guó)，而china是瓷器的意思，將中國(guó)稱(chēng)為“China”是說(shuō)中國(guó)是瓷器之都?！窘榻B】陶瓷的起源（ppt20）和陶瓷的燒制過(guò)程。(ppt21)【學(xué)生活動(dòng)】閱讀課本P80，了解瓷器的相關(guān)內(nèi)容?！景鍟?shū)】3陶瓷(ppt22)主要原料：粘土（其主要成分為Al2O32SiO22H2O）【介紹】現(xiàn)代陶瓷的應(yīng)用（ppt23、24）【鞏固練習(xí)】(ppt25)水玻璃不具備的用途是 （ C ） A.耐酸水泥摻料 B.木材防腐劑 C.食品添加劑 D.建筑材料黏合劑下列工業(yè)生產(chǎn)，用石灰石作為原料的（ A ） 用海水為原料生產(chǎn)鎂，制硅酸鹽水泥，制普通玻璃，冶煉生鐵，制漂白粉。A. B. C. D.【結(jié)束語(yǔ)】 本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了含硅的傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料水泥、玻璃、陶瓷的生產(chǎn)和用途，知道了我們的衣食住行都離不開(kāi)硅，它是帶來(lái)人類(lèi)文明的重要元素之一。【作業(yè)】完成“練習(xí)與實(shí)踐”：第1、4、5題。第3單元 課時(shí)2二氧化硅與信息材料一、學(xué)習(xí)目標(biāo)（1）知道二氧化硅的一些性質(zhì)及硅單質(zhì)的制備，了解二氧化硅和單晶硅的用途，以及與人類(lèi)文明發(fā)展的密切關(guān)系。（2）了解我國(guó)材料科學(xué)發(fā)展的成就，社會(huì)及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對(duì)新型材料的要求，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的熱情，提高社會(huì)責(zé)任感。二、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 重點(diǎn)：二氧化硅和單晶硅的應(yīng)用，二氧化硅的性質(zhì)。難點(diǎn)：二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)。三、設(shè)計(jì)思路本節(jié)課內(nèi)容較貼近生活實(shí)際，所以在教學(xué)中考慮充分利用實(shí)物、模型及教科書(shū)中的彩圖和插圖，增強(qiáng)教學(xué)的直觀(guān)性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，本節(jié)內(nèi)容較簡(jiǎn)單，可通過(guò)學(xué)生自己閱讀歸納和老師評(píng)價(jià)總結(jié)的方法來(lái)認(rèn)識(shí)物質(zhì)的共性和個(gè)性，有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的記憶和掌握。四、教學(xué)過(guò)程【導(dǎo)入新課】你們平時(shí)愛(ài)看電視嗎？主持人中你們最喜歡哪一位？【設(shè)疑】很多節(jié)目都有主持人在現(xiàn)場(chǎng)與全國(guó)各地的觀(guān)眾進(jìn)行交流的場(chǎng)景，那么，聲音和圖像信號(hào)是如何同步及時(shí)傳輸?shù)礁鞯氐哪?？又是使用了什么材料呢？【講述】 圖像信號(hào)、聲音信號(hào)必須依靠光纜及時(shí)傳遞，讓我們盡管身處不同的地方，卻都能同步收看。制光纜的主要原料是二氧化硅，下面我們首先研究二氧化硅的性質(zhì)。【投影】瑪瑙、石英等圖片（ppt2）【講述】這些物質(zhì)的主要成分都是二氧化硅?！景鍟?shū)】 一、二氧化硅1存在形式：沙子、石英、水晶、硅藻土【設(shè)問(wèn)】二氧化硅是氧化物，它是哪類(lèi)氧化物？【學(xué)生回答】酸性氧化物。【設(shè)疑】 酸性氧化物應(yīng)該具有那些性質(zhì)呢？請(qǐng)大家根據(jù)閱讀課本內(nèi)容設(shè)計(jì)表格歸納二氧化硅的性質(zhì)?！景鍟?shū)】2性質(zhì)：(ppt3)性質(zhì)二氧化硅狀態(tài)固態(tài)硬度大熔沸點(diǎn)很高化學(xué)性質(zhì)與水不反應(yīng)與堿溶液SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O與堿性氧化物SiO2+CaOCaSiO3【歸納】從上面的比較我們看出，SiO2性質(zhì)不活潑，不與水、酸（氫氟酸除外）反應(yīng)，耐高溫、耐腐蝕。但可與堿性氧化物和強(qiáng)堿溶液反應(yīng)?！驹O(shè)疑】盛放氫氧化鈉溶液的玻璃試劑瓶不能用玻璃塞，你知道是什么原因嗎？【強(qiáng)調(diào)】氫氧化鈉與玻璃中二氧化硅反應(yīng)，生成硅酸鈉，具有粘性，容易把瓶子和塞子粘住，不容易打開(kāi)?！局v述】 SiO2的熔沸點(diǎn)很高是由它的結(jié)構(gòu)決定的，它是空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。【板書(shū)】（ppt4） 3空間結(jié)構(gòu)：立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)單元：正四面體【介紹】 SiO2用途非常廣泛，可用于制作光學(xué)鏡片、石英坩堝等，我們來(lái)看介紹。（ppt5、6、7）【過(guò)渡】我們開(kāi)始講的光導(dǎo)纖維也是由SiO2制取的。二光導(dǎo)纖維（ppt8）【講述】光導(dǎo)纖維，簡(jiǎn)稱(chēng)“光纖”，就是一種能利用光的全反射作用來(lái)傳導(dǎo)光線(xiàn)的透明度極高的玻璃細(xì)絲。光纖通信發(fā)展很快，全世界總量超過(guò)1億公里。我國(guó)在這方面起步并不算晚，1995年一年鋪設(shè)了130萬(wàn)公里，全國(guó)已形成八橫八縱的干線(xiàn)網(wǎng)。中日海底光纜已經(jīng)開(kāi)通，中美海底光纜工程也已經(jīng)啟動(dòng)。1992年美國(guó)曾提出一項(xiàng)關(guān)于通信方面的計(jì)劃，這就是“信息高速公路”計(jì)劃，而光纖、光纜是信息高速公路的基石?！居^(guān)看】光導(dǎo)纖維介紹的錄像。（ppt9）【提問(wèn)】剛才錄像中提到了光導(dǎo)纖維有哪些用途呢？【講述】光導(dǎo)纖維的應(yīng)用。（ppt10）【過(guò)渡】光纖很神奇，下面我們?cè)賮?lái)看個(gè)神奇的圖片：用硅原子組成的兩個(gè)漢字“中國(guó)”。(ppt11)【介紹】照片上的兩個(gè)字是在硅晶體表面，通過(guò)操縱硅原子“寫(xiě)出”的?！爸袊?guó)”兩個(gè)字“筆畫(huà)”的寬度約兩納米，這是目前世界上最小的漢字，說(shuō)明人類(lèi)已進(jìn)入操縱原子的時(shí)代，目前只有中國(guó)等少數(shù)國(guó)家掌握。我們應(yīng)該為此感到自豪?！局v述】硅常作半導(dǎo)體材料。硅半導(dǎo)體材料的制備必須先制得高純硅，請(qǐng)看制備出的硅晶體圖片?！驹O(shè)問(wèn)】那么硅晶體又是如何制備的呢？【板書(shū)】三、硅（ppt12）1硅的制備制粗硅：2C+SiO2Si+2CO【過(guò)渡】這樣制得的硅仍含有雜質(zhì)，純度不高，仍然不能滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)的需要，所以要把粗硅提純。 【板書(shū)】硅提純：Si+2Cl2SiCl4（400500 ）SiCl4+2H2Si+4HCl【引導(dǎo)】晶體硅的性質(zhì)又怎樣呢？請(qǐng)大家閱讀課本82頁(yè)，然后歸納一下?！景鍟?shū)】2硅的物理性質(zhì)(ppt13)灰黑色、有金屬光澤、硬而脆的固體。熔沸點(diǎn)高，硬度大，難溶于水。硅晶體的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是一種重要的半導(dǎo)體材料。3硅的化學(xué)性質(zhì)(ppt14)（1）常溫下，性質(zhì)穩(wěn)定，與氧氣、氯氣、硝硫酸等都很難反應(yīng)（2）加熱高溫條件下，與氧氣、氯氣等反應(yīng)。 Si + O2 SiO2 Si + 2Cl2 SiCl4（液態(tài)）4硅的用途（ppt15、16、17）【鞏固練習(xí)】(ppt18、19、20)1下列關(guān)于硅和二氧化硅的性質(zhì)敘述中正確的是 （ C ） A.常溫下O2能把Si氧化成SiO2 BSiO2是酸性氧化物，能與水反應(yīng)生成硅酸 C石英、水晶、海沙的主要成分都是SiO2 D硅通常很穩(wěn)定，不溶于常見(jiàn)的溶液中。 2要除去SiO2中混有的少量雜質(zhì)CaCO3，最適宜的試劑是 ( B ) A.水 B.鹽酸 C.稀硫酸 D.氫氧化鈉溶液。3據(jù)xx年12月有消息報(bào)道，有科學(xué)家提出硅是“21世紀(jì)的能源”、“未來(lái)的石油”的觀(guān)點(diǎn) 。假如硅作為一種普通使用的新型能源被開(kāi)發(fā)利用，關(guān)于其有利因素的下列說(shuō)法中，你認(rèn)為不妥當(dāng)?shù)氖?（ D ）A.硅便于運(yùn)輸、儲(chǔ)存，從安全角度考慮，硅是最佳的燃料；B.硅的來(lái)源豐富，易開(kāi)采，且可再生；C.硅燃燒放出的熱量大，且燃燒產(chǎn)物對(duì)環(huán)境污染程度底，容易有效控制；D.尋找高效催化劑，使硅的生產(chǎn)耗能很低，是硅能源開(kāi)發(fā)利用的關(guān)鍵技術(shù)【結(jié)束語(yǔ)】這節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了硅單質(zhì)和二氧化硅的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)及用途，我們也了解到硅及其化合物在全球信息的流通、電子業(yè)的發(fā)展中充當(dāng)了非常重要的角色，隨著科技的發(fā)展，它們還會(huì)為人類(lèi)文明的進(jìn)步發(fā)揮更多的作用，創(chuàng)造更多的奇跡。希望同學(xué)們努力學(xué)習(xí)，掌握更多的科學(xué)知識(shí)，研究硅這古老而又年輕的元素在更多方面的應(yīng)用?！咀鳂I(yè)】1 完成“練習(xí)與實(shí)踐”第2、3、6三題。2通過(guò)查閱資料了解硅及其化合物在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用。