2019-2020年高二化學(xué) 第四章 非金屬及其化合物本章說(shuō)明一、教學(xué)目標(biāo)1.了解氯、氮、硫、硅等非金屬單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，認(rèn)識(shí)不同的非金屬單質(zhì)性質(zhì)有較大的差異。2.了解氯、氮、硫、硅的重要化合物的主要性質(zhì)，認(rèn)識(shí)某些非金屬化合物既有相似的性質(zhì)，又有各自的特性。3.認(rèn)識(shí)氯、氮、硫、硅及其化合物的廣泛用途，體會(huì)化學(xué)的創(chuàng)造性與實(shí)用性。4.通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步訓(xùn)練學(xué)生的操作技能，體會(huì)實(shí)驗(yàn)對(duì)認(rèn)識(shí)和研究物質(zhì)性質(zhì)的重要作用，培養(yǎng)學(xué)生求實(shí)、創(chuàng)新的良好品質(zhì)。5.以非金屬知識(shí)的學(xué)習(xí)為線索，通過(guò)多種活動(dòng)，幫助學(xué)生進(jìn)一步掌握學(xué)習(xí)物質(zhì)及其化學(xué)性質(zhì)的一般方法，提高自主學(xué)習(xí)能力。6.了解氮循環(huán)對(duì)生態(tài)平衡的重要作用。了解某些污染物的來(lái)源、性質(zhì)和危害，體會(huì)化學(xué)對(duì)環(huán)境保護(hù)的重要意義，培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注社會(huì)的意識(shí)和責(zé)任感。二、內(nèi)容分析1.地位和功能本章主要討論硅、氯、硫和氮等典型元素及其重要化合物的性質(zhì)，安排在第三章“金屬及其化合物”之后，是常見(jiàn)無(wú)機(jī)物及其性質(zhì)等知識(shí)的繼續(xù)。這些內(nèi)容既是學(xué)生今后繼續(xù)學(xué)習(xí)化學(xué)的基礎(chǔ)，也是在生活中經(jīng)常要接觸、需要了解和應(yīng)用的化學(xué)常識(shí)。本章具有鞏固離子反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)等基本知識(shí)的作用。在第三章的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步介紹元素化合物知識(shí)和研究方法，為元素族概念的形成、元素性質(zhì)的遞變規(guī)律、元素周期表的形成積累感性材料，是學(xué)生認(rèn)識(shí)元素周期律、元素周期表知識(shí)的重要基礎(chǔ)。本章在選材上著眼于這幾種元素的單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)，在知識(shí)安排上盡量使知識(shí)和用途相結(jié)合，理論和實(shí)際相結(jié)合，物質(zhì)的重要性能與可能的負(fù)面作用相結(jié)合，從而使學(xué)生認(rèn)識(shí)到常見(jiàn)無(wú)機(jī)物在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用，以及與人類和環(huán)境的關(guān)系。例如，二氧化硅與硅酸鹽產(chǎn)品的應(yīng)用及其發(fā)展，氯氣的性質(zhì)與應(yīng)用及其可能存在的問(wèn)題，硫酸、硝酸和氨的性質(zhì)及廣泛用途，酸雨的形成等。這些內(nèi)容不僅增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。另外，科學(xué)史話“氯氣的發(fā)現(xiàn)和確認(rèn)”滲透了嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的科學(xué)思維品質(zhì)的培養(yǎng)，科學(xué)視野“新型陶瓷”“信使分子NO”“火箭為什么能飛上天”等讓學(xué)生體會(huì)知識(shí)的價(jià)值。這樣，更全面地體現(xiàn)化學(xué)課程的科學(xué)教育功能。2.內(nèi)容結(jié)構(gòu)非金屬及其化合物知識(shí)受課時(shí)所限，不可能像過(guò)去那樣分章詳細(xì)介紹，只能相對(duì)集中，因此在設(shè)計(jì)教科書(shū)結(jié)構(gòu)時(shí)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了精選和整合。為了使學(xué)生對(duì)非金屬及其化合物有一個(gè)整體的了解，本章對(duì)代表性元素各有側(cè)重地選擇有重要價(jià)值的單質(zhì)及其化合物讓學(xué)生學(xué)習(xí)、研究。在編排順序上，將存在和用途十分廣泛的元素硅及其化合物、典型的非金屬元素氯及其化合物分節(jié)編寫，將與當(dāng)代環(huán)境關(guān)系十分密切的硫和氮的氧化物、用途廣泛的兩種酸硫酸和硝酸以及氨分別合節(jié)編寫，有分有合，突出重點(diǎn)，加強(qiáng)聯(lián)系和對(duì)比。3.內(nèi)容特點(diǎn)增強(qiáng)學(xué)習(xí)的探究性、親歷性和體驗(yàn)性元素化合物的性質(zhì)來(lái)自觀察、實(shí)驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)，本章通過(guò)多處“實(shí)驗(yàn)”“思考與交流”“學(xué)與問(wèn)”“實(shí)踐活動(dòng)”“科學(xué)探究”以及習(xí)題等的設(shè)計(jì)，大大增加學(xué)生活動(dòng)，學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性得到了更多的體現(xiàn)。例如，第三節(jié)中“用水吸收二氧化氮”的科學(xué)探究，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察與分析，感受過(guò)程的變化，尋找變化的原因，感悟?qū)I(yè)上生產(chǎn)硝酸的啟迪，從中體驗(yàn)探究的樂(lè)趣，學(xué)會(huì)探究的方法。注重化學(xué)知識(shí)與科學(xué)精神、人文精神的滲透與融合本章所涉及的單質(zhì)和化合物與社會(huì)、生活、健康、環(huán)境的關(guān)系十分密切，教科書(shū)在這方面有比較充分的體現(xiàn)。但與以往教科書(shū)明顯不同的是，不過(guò)分強(qiáng)調(diào)知識(shí)的邏輯順序，在注意知識(shí)內(nèi)在邏輯的同時(shí)，突出了知識(shí)與社會(huì)、生活、健康、環(huán)境的聯(lián)系，并將科學(xué)精神和人文精神融合其中?；瘜W(xué)科學(xué)技術(shù)與人類的關(guān)系從來(lái)沒(méi)有像現(xiàn)在這樣密切和嚴(yán)峻：化學(xué)對(duì)人類文明作出了巨大貢獻(xiàn)，而人們對(duì)化學(xué)的誤解與疏離卻越來(lái)越嚴(yán)重。作為基礎(chǔ)科學(xué)教育課程的化學(xué)必須面對(duì)這一現(xiàn)實(shí)，用科學(xué)的態(tài)度來(lái)看待化學(xué)的功與過(guò)。本章在介紹幾種典型的非金屬元素的單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)與應(yīng)用時(shí)，不回避某些物質(zhì)可能對(duì)環(huán)境、健康等帶來(lái)的負(fù)面影響，并指出化學(xué)在解決這些問(wèn)題時(shí)可能的方向和作用，這有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和價(jià)值觀。性質(zhì)與用途緊密聯(lián)系，深化對(duì)元素化合物知識(shí)的理解和應(yīng)用這是本章教材的另一個(gè)特點(diǎn)，是深入理解、靈活運(yùn)用物質(zhì)性質(zhì)的好方法、好途徑，同時(shí)也是體現(xiàn)學(xué)習(xí)元素化合物知識(shí)價(jià)值的重要方面。這樣不僅使教科書(shū)更具有吸引力和時(shí)代感，而且有利于增進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和情感。三、課時(shí)建議第一節(jié) 無(wú)機(jī)非金屬材料的主角硅 2 課時(shí)第二節(jié) 富集在海水中的元素氯2 課時(shí)第三節(jié) 硫和氮的氧化物 2 課時(shí)第四節(jié) 硫酸、硝酸和氨 3課時(shí)復(fù)習(xí) 1 課時(shí)為什么要選取硅作為非金屬的開(kāi)篇呢？從硅及其化合物在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位來(lái)看，從學(xué)科發(fā)展的角度來(lái)看，硅及其化合物在材料科學(xué)和信息技術(shù)等領(lǐng)域有廣泛的用途，在半導(dǎo)體、計(jì)算機(jī)、建筑、通信及宇宙航行、衛(wèi)星等方面大顯身手，而且它們的應(yīng)用前景十分廣闊；硅酸鹽工業(yè)在經(jīng)濟(jì)建設(shè)和日常生活中有著非常重要的地位。無(wú)機(jī)非金屬材料中硅元素唱主角，而含硅元素的材料制品大都是以二氧化硅為原料。所以，首先介紹硅及其化合物，突出了它在社會(huì)發(fā)展歷程中、在科學(xué)現(xiàn)代化中的重要性和應(yīng)第一節(jié) 無(wú)機(jī)非金屬材料的主角硅一、教學(xué)設(shè)計(jì)用價(jià)值。從物質(zhì)存在和組成多樣性的角度來(lái)看，硅是無(wú)機(jī)非金屬的主角，是地殼的基本骨干元素。自然界中的巖石、土壤、沙子主要以二氧化硅或硅酸鹽的形式存在，地殼的95%是硅酸鹽礦。所以，介紹硅及其化合物，體現(xiàn)了硅元素存在的普遍性和廣泛性。從認(rèn)知規(guī)律來(lái)看，硅元素的主要化合價(jià)只有+4價(jià)，硅單質(zhì)比較穩(wěn)定，硅的化合物知識(shí)也比較簡(jiǎn)單。因此，學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)比較輕，有利于學(xué)習(xí)積極性的保護(hù)和培養(yǎng)。本節(jié)內(nèi)容編排有以下特點(diǎn)：從硅及其化合物的知識(shí)體系來(lái)看，它由二氧化硅和硅酸、硅酸鹽以及硅單質(zhì)等三部分內(nèi)容組成。在內(nèi)容編排上打破常規(guī)，首先從硅的親氧性引出硅主要存在的兩種形式二氧化硅和硅酸鹽，接著介紹二氧化硅的性質(zhì)，再介紹硅酸、硅酸鹽的一些性質(zhì)，最后介紹硅單質(zhì)。先學(xué)習(xí)比較熟悉的硅的化合物，再學(xué)習(xí)單質(zhì)硅的順序符合認(rèn)知規(guī)律，有利于學(xué)生接受。從知識(shí)內(nèi)容的安排上來(lái)看，重點(diǎn)、非重點(diǎn)把握準(zhǔn)確。主干內(nèi)容保持一定量，并重彩描繪。例如，二氧化硅的知識(shí)突出酸性氧化物的性質(zhì)，在“科學(xué)視野”中介紹硅氧四面體結(jié)構(gòu)，了解二氧化硅的一些物理性質(zhì)，然后以圖配文的方式介紹了二氧化硅的用途，最后讓學(xué)生通過(guò)日常生活中的一些事實(shí)，以“思考與交流”的方式得出二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)。在學(xué)習(xí)二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)時(shí)，既介紹了酸性氧化物的共性，又介紹了SiO2的特性，擴(kuò)展了學(xué)生對(duì)非金屬酸性氧化物的認(rèn)識(shí)。硅酸鹽重點(diǎn)介紹硅酸鈉溶液的性質(zhì)和用途。對(duì)非重點(diǎn)知識(shí)和拓展性內(nèi)容，采用多種形式來(lái)呈現(xiàn)。例如，簡(jiǎn)要介紹了硅酸的制取原理和硅膠的用途，應(yīng)用廣泛的硅酸鹽產(chǎn)品以圖片的形式呈現(xiàn)，一些新型陶瓷以“科學(xué)視野”的方式介紹，硅酸鹽的組成以“資料卡片”的形式介紹，等等?？傊?，硅及其化合物知識(shí)的介紹，既體現(xiàn)了元素存在的廣泛性又體現(xiàn)了應(yīng)用的前瞻性，既有親近感又可以使學(xué)生開(kāi)闊眼界，同時(shí)也能使學(xué)生增強(qiáng)對(duì)學(xué)習(xí)化學(xué)的重要性的認(rèn)識(shí)。本節(jié)教學(xué)重點(diǎn)：二氧化硅的性質(zhì)。本節(jié)教學(xué)難點(diǎn)：硅酸鹽的豐富性和多樣性。教學(xué)建議如下：1.采用對(duì)比的方法，聯(lián)系碳、二氧化碳等學(xué)生已有的知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)來(lái)介紹硅、二氧化硅等新知識(shí)。聯(lián)系和對(duì)比是一種有效的學(xué)習(xí)方法，通過(guò)對(duì)比可加深對(duì)知識(shí)的理解，有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的記憶和掌握。因此，應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用對(duì)比的方法來(lái)認(rèn)識(shí)物質(zhì)的共性和個(gè)性、區(qū)別和聯(lián)系。碳和硅是同一主族相鄰的兩種元素，它們的性質(zhì)既有相似之處，又有不同之處。在教學(xué)時(shí)要突出硅的親氧性強(qiáng)于碳的親氧性，從而引導(dǎo)學(xué)生理解硅的兩種存在形式二氧化硅和硅酸鹽。對(duì)于SiO2化學(xué)性質(zhì)的教學(xué)，可啟發(fā)學(xué)生根據(jù)SiO2和CO2都是酸性氧化物這一特點(diǎn)，把它們的性質(zhì)一一列出。然后引導(dǎo)學(xué)生從硅的親氧性大，得出常溫下SiO2的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；在加熱的條件下，SiO2才能與堿性氧化物起反應(yīng)，等等。在介紹硅酸時(shí)，可以補(bǔ)充這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：將CO2通入Na2SiO3溶液中，引導(dǎo)學(xué)生觀察白色膠狀沉淀的生成，從而加深對(duì)H2SiO3的酸性弱于碳酸的認(rèn)識(shí)。對(duì)于硅單質(zhì)，主要讓學(xué)生了解硅是重要的半導(dǎo)體材料，在電子工業(yè)上有廣泛的用途。SiO2的結(jié)構(gòu)知識(shí)屬于拓展性內(nèi)容，在教學(xué)中不作要求。2.要多運(yùn)用日常生活中的事例進(jìn)行教學(xué)。非金屬元素首先介紹硅元素，硅的化合物普遍存在是原因之一。因此，教學(xué)時(shí)要多注意聯(lián)系生產(chǎn)和生活實(shí)際，充分利用實(shí)物、模型及教科書(shū)中的彩圖和插圖，通過(guò)放映教學(xué)錄像，學(xué)生自己搜集有關(guān)的實(shí)物或照片，在課堂上展示交流等方法，增強(qiáng)教學(xué)的直觀性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)科學(xué)的情感。例如，可用生活事例來(lái)說(shuō)明SiO2質(zhì)硬、不溶于水的性質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)觀察教科書(shū)中的圖片、觀察陶瓷和玻璃制品等實(shí)物來(lái)了解硅酸鹽的廣泛用途等。3.通過(guò)自學(xué)討論的方法進(jìn)行硅酸鹽的教學(xué)。學(xué)生的學(xué)習(xí)是一個(gè)自主構(gòu)建的過(guò)程。他們帶著自己原有的知識(shí)背景、活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)和理解走進(jìn)學(xué)習(xí)活動(dòng)，并通過(guò)自己的主動(dòng)活動(dòng)，包括獨(dú)立思考、與他人交流和反思等，去構(gòu)建對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解。例如，講硅酸鹽時(shí)可指出，最常見(jiàn)的可溶性硅酸鹽是Na2SiO3，它的水溶液稱為水玻璃。然后展示樣品，觀察水玻璃的黏稠性。同時(shí)拿出一塊反復(fù)充分浸過(guò)水玻璃并已干燥的布條，把它放在火焰上，結(jié)果布條不能燃燒，從而認(rèn)識(shí)用水玻璃浸泡織物可以防火。最后，對(duì)于硅酸鹽的豐富性和多樣性，建議學(xué)生以閱讀、交流的方式來(lái)完成。二、活動(dòng)建議【實(shí)驗(yàn)4-1】控制溶液混合物的酸堿性是制取硅酸凝膠的關(guān)鍵。鹽酸的濃度以6 mol/L為宜。在飽和Na2SiO3溶液中，滴加酚酞溶液呈紅色。逐滴加入稀鹽酸，待溶液紅色變淺并接近消失時(shí)，有透明的硅酸凝膠產(chǎn)生?！緦?shí)驗(yàn)4-2】若無(wú)硅酸鈉溶液，可用市售的水玻璃代替。一定要使小木條或?yàn)V紙條反復(fù)浸透。水浸過(guò)的濾紙或小木條，當(dāng)水分蒸發(fā)后就燃燒。硅酸鈉溶液浸過(guò)的濾紙或小木條，當(dāng)水分蒸發(fā)后不易燃燒(濾紙只起泡)。三、問(wèn)題交流【思考與交流】物理性質(zhì)：熔點(diǎn)高、硬度大?；瘜W(xué)穩(wěn)定性：化學(xué)穩(wěn)定性好，除氫氟酸外一般不與其他酸反應(yīng)，可以與強(qiáng)堿如NaOH等反應(yīng)，屬于酸性氧化物。SiO2的這些性質(zhì)主要和它的結(jié)構(gòu)有關(guān)。SiO2是正四面體的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此性質(zhì)很穩(wěn)定。四、習(xí)題參考1.（1） （2） （3）2.材料物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)玻璃硬度高、耐磨損，耐高溫,較脆化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定陶瓷硬度高、耐磨損，耐高溫定化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)3.晶體硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料，主要應(yīng)用于信息技術(shù)和光電池等方面。4.（1）還原劑（2）化合反應(yīng)（氧化還原反應(yīng)）；置換反應(yīng)；還原劑。5.不要求課后馬上完成，建議學(xué)生在一定的時(shí)間內(nèi)，由個(gè)人或小組合作完成。最好物色學(xué)有余力的同學(xué)多花功夫?qū)懗鲑|(zhì)量較高的小論文。第二節(jié) 富集在海水中的元素氯一、教學(xué)設(shè)計(jì)氯及其化合物知識(shí)作為本章第二節(jié)教學(xué)內(nèi)容，其設(shè)計(jì)意圖是：一、氯是一種比較典型的、重要的非金屬元素。教科書(shū)選擇氯氣的性質(zhì)、用途以及Cl-的檢驗(yàn)等內(nèi)容進(jìn)行比較全面的學(xué)習(xí)和研究，不但可以讓學(xué)生了解典型非金屬單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)，而且對(duì)學(xué)生全面認(rèn)識(shí)化學(xué)元素，尤其是了解其他非金屬元素及其化合物的性質(zhì)，形成正確的觀點(diǎn)、掌握正確的學(xué)習(xí)方法等具有重要的作用。二、氯是海水中富集的一種元素，資源豐富。而且食鹽、漂白粉等含氯的化合物大家都非常熟悉，認(rèn)識(shí)上有一種親近感，容易產(chǎn)生求知的欲望。本節(jié)內(nèi)容主要包括三部分：一是活潑的黃綠色氣體氯氣，二是氯離子（Cl-）的檢驗(yàn)，三是鹵素簡(jiǎn)介。本節(jié)內(nèi)容編排有以下特點(diǎn)：1.突出重點(diǎn) 從物質(zhì)種類上來(lái)看，重點(diǎn)學(xué)習(xí)氯元素的單質(zhì)氯氣；從氯氣的知識(shí)結(jié)構(gòu)來(lái)看，重點(diǎn)學(xué)習(xí)氯氣的強(qiáng)氧化性；從氯氣的氧化性來(lái)看，重點(diǎn)學(xué)習(xí)氫氣在氯氣中的燃燒、氯氣與水的反應(yīng)。本節(jié)的另一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容是氯離子的檢驗(yàn)。教科書(shū)對(duì)重點(diǎn)知識(shí)不僅作了比較詳細(xì)的介紹，而且安排了“實(shí)驗(yàn)”“思考與交流”“學(xué)與問(wèn)”等活動(dòng)，以調(diào)動(dòng)學(xué)生各種感官，使學(xué)生建立起知識(shí)結(jié)構(gòu)并不斷加深。而教科書(shū)對(duì)氯氣的實(shí)驗(yàn)室制取、氯的化合物、鹵族元素等通過(guò)“科學(xué)史話”“科學(xué)視野”作了簡(jiǎn)單的介紹。本節(jié)突出典型元素氯的介紹，又有所體現(xiàn)鹵素的性質(zhì)，較好地體現(xiàn)了以點(diǎn)為主、點(diǎn)面結(jié)合的編制思想。2.講究實(shí)用性 重點(diǎn)知識(shí)選擇的依據(jù)之一是實(shí)用性。氫氣在氯氣中的燃燒是工業(yè)上制鹽酸的重要方法，氯氣與水反應(yīng)是氯氣用于自來(lái)水消毒的原理所在，離子檢驗(yàn)是化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要內(nèi)容，也是一項(xiàng)重要的基本技能。因此，這些重點(diǎn)知識(shí)的學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生知識(shí)與能力的發(fā)展有非常重要的作用。而氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法，實(shí)用意義不大，若介紹就要安排實(shí)驗(yàn)，會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，因此，僅在“科學(xué)史話”中作了介紹。3.體現(xiàn)思想性 教學(xué)內(nèi)容體現(xiàn)了對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律和辯證唯物主義觀點(diǎn)。例如，氯氣是有毒氣體，但它可用于自來(lái)水消毒，而且是重要的化工原料。通過(guò)學(xué)習(xí)可以使學(xué)生認(rèn)識(shí)到要學(xué)好知識(shí)，正確運(yùn)用，才能讓自然資源更好地為人類服務(wù)。此外，學(xué)生還可以從科學(xué)史話“氯氣的發(fā)現(xiàn)和確認(rèn)”中學(xué)習(xí)科學(xué)家的科學(xué)態(tài)度和研究方法。本節(jié)教學(xué)重點(diǎn)：氯氣的化學(xué)性質(zhì)。本節(jié)教學(xué)難點(diǎn)：氯氣與水反應(yīng)、氯氣與NaOH溶液反應(yīng)。教學(xué)建議如下：1.引導(dǎo)學(xué)生充分利用已有的知識(shí)學(xué)習(xí)新知識(shí)。在第二章中學(xué)生對(duì)分類方法已有所了解，本節(jié)應(yīng)從離子反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)等不同角度來(lái)理解和認(rèn)識(shí)所涉及的化學(xué)反應(yīng)，并以新知識(shí)為載體，鞏固氧化還原反應(yīng)的有關(guān)概念。初中化學(xué)中，學(xué)生已學(xué)過(guò)鹽酸、NaCl與AgNO3溶液的反應(yīng)。在介紹Cl-的檢驗(yàn)時(shí)，可以先復(fù)習(xí)這兩個(gè)反應(yīng)，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。2.準(zhǔn)確把握教學(xué)要求，突出重點(diǎn)。教師要充分利用教科書(shū)中的資源做好實(shí)驗(yàn)、引導(dǎo)思考、廣泛交流、適當(dāng)拓展，突出教學(xué)重點(diǎn)。還可以利用課外教學(xué)資源，如漂白粉的漂白原理、漂白粉的含氯量計(jì)算等，進(jìn)一步強(qiáng)化重點(diǎn)知識(shí)。由于原子結(jié)構(gòu)和元素周期律、元素周期表等知識(shí)在必修2中學(xué)習(xí)，因此，對(duì)于氯元素在周期表中的位置、原子結(jié)構(gòu)、鹵族元素原子結(jié)構(gòu)的比較等內(nèi)容不必展開(kāi)。氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法的介紹也不必加深。3.運(yùn)用化學(xué)史實(shí)，積極創(chuàng)設(shè)探究情景。教科書(shū)先以氯氣的發(fā)現(xiàn)和確認(rèn)這一科學(xué)史話作為閱讀材料，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生在比較輕松的環(huán)境里了解氯氣可以從氧化鹽酸中的氯離子得到，氯氣是黃綠色、有刺鼻氣味的氣體等，而且從科學(xué)家身上學(xué)習(xí)到科學(xué)研究的思想和科學(xué)探究的精神。然后安排了“思考與交流”，讓學(xué)生談一談從這一史實(shí)中得到的啟示，然后很自然地引出氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法，再寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式。在思考和交流的過(guò)程中，要利用好這一問(wèn)題的情景，引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)理論指導(dǎo)的重要性和實(shí)驗(yàn)實(shí)證的基礎(chǔ)性，使學(xué)生產(chǎn)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的親近感，增加他們主動(dòng)求知的精神。4.充分運(yùn)用實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)加深學(xué)生對(duì)非金屬性質(zhì)的印象，增強(qiáng)學(xué)生觀察和分析問(wèn)題的能力。教科書(shū)在知識(shí)的表述方法上，充分利用化學(xué)是實(shí)驗(yàn)科學(xué)這一特點(diǎn)，通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)講述氯氣的典型性質(zhì)，使學(xué)生對(duì)氯氣的認(rèn)識(shí)從感性上升到理性。關(guān)于Cl-的檢驗(yàn)，為說(shuō)明自來(lái)水中含有Cl-，教科書(shū)除了選用稀鹽酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液與AgNO3溶液反應(yīng)外，還增加了自來(lái)水作為試劑與AgNO3溶液反應(yīng)，同時(shí)以蒸餾水與AgNO3溶液混合作為對(duì)比實(shí)驗(yàn)。對(duì)使用AgNO3溶液檢驗(yàn)Cl-時(shí)需要滴加稀硝酸酸化的理由，教學(xué)中要注意通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)來(lái)解決。還可以以Na2CO3溶液為例，對(duì)稀硝酸加在AgNO3溶液前和后有什么影響展開(kāi)討論。5.增強(qiáng)教學(xué)的問(wèn)題性和探究性。對(duì)于氯氣與水的反應(yīng)、氯氣與堿的反應(yīng)這些教學(xué)難點(diǎn)，建議首先向?qū)W生提出問(wèn)題：請(qǐng)你根據(jù)已掌握的Cl2的性質(zhì)猜測(cè)，Cl2與H2O反應(yīng)可能形成的產(chǎn)物是什么？并設(shè)計(jì)各種實(shí)驗(yàn)方案，證明你的假設(shè)是否成立。通過(guò)假設(shè)、設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、得出結(jié)論后，再用下列問(wèn)題進(jìn)行情境遷移：（1）根據(jù)Cl2與H2O的反應(yīng)設(shè)想一下，如果將Cl2通入NaOH溶液中會(huì)發(fā)生怎樣的反應(yīng)？（2）在工業(yè)上，Cl2與消石灰反應(yīng)可以制得漂白粉，其有效成分是什么？起漂白作用的物質(zhì)是什么？若學(xué)生的基礎(chǔ)較好，此時(shí)可應(yīng)用下列問(wèn)題繼續(xù)進(jìn)行深入探究：往NaOH溶液中滴加酚酞溶液，再逐滴滴加氯水，會(huì)有什么現(xiàn)象？實(shí)驗(yàn)中酚酞褪色的原因是什么？是因?yàn)镃l2與堿發(fā)生了反應(yīng)，還是因?yàn)槁人泻械腍ClO起了漂白作用？你是否能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明哪種猜測(cè)是對(duì)的呢？在此過(guò)程中，教師應(yīng)充分調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)參與探究學(xué)習(xí)的積極性，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)、觀察、調(diào)查、資料收集、閱讀、討論、辯論等多種方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生提出問(wèn)題、分析問(wèn)題，以及通過(guò)實(shí)驗(yàn)解決問(wèn)題的能力。二、活動(dòng)建議【實(shí)驗(yàn)4-3】盛氯氣的集氣瓶要干燥。瓶中的氯氣要濃，為了防止氯氣逸散，可在集氣瓶口涂一點(diǎn)凡士林，使玻璃片與瓶口更密合。因?yàn)檫@是第一個(gè)關(guān)于氯氣性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)要提醒學(xué)生注意觀察氯氣的顏色（黃綠色），并注意氫氣在空氣里燃燒與在氯氣里燃燒火焰的顏色是不同的?！緦?shí)驗(yàn)4-4】色布的顏色最好是自行染上的?？扇“准啿紬l，用紅墨水染成紅色，晾干備用?！緦?shí)驗(yàn)4-5】實(shí)驗(yàn)時(shí)所用氯氣和有色布條一定要干燥。為此，從氣體發(fā)生器出來(lái)的氣體要經(jīng)過(guò)裝有濃硫酸的洗氣瓶，干布條要用臨時(shí)烘干的。建議增加一個(gè)氯氣與水反應(yīng)和氯氣與堿反應(yīng)的對(duì)比實(shí)驗(yàn)。操作方法如下：取兩個(gè)裝有氯氣的集氣瓶，先讓學(xué)生觀察氯氣的顏色。然后向一個(gè)瓶中注入少量水（約5 mL），向另一個(gè)瓶中注入等體積的濃氫氧化鈉溶液，振蕩。片刻后，對(duì)比瓶里氯氣的顏色（注入堿液的瓶里黃綠色褪去，而注入水的瓶里的氯氣的黃綠色變化不明顯）?！緦?shí)驗(yàn)4-6】此實(shí)驗(yàn)中，地區(qū)不同，自來(lái)水中滴入AgNO3溶液的現(xiàn)象可能不同。稀鹽酸和NaCl溶液中加入AgNO3溶液都產(chǎn)生白色沉淀，再加稀硝酸，沉淀不溶解。Na2CO3溶液中加入AgNO3溶液產(chǎn)生白色沉淀，再加稀硝酸，沉淀溶解，且放出氣泡。三、問(wèn)題交流【思考與交流1】啟示1：科學(xué)研究需要有正確的理論作指導(dǎo)，錯(cuò)誤的理論只能浪費(fèi)時(shí)間和精力。啟示2：科學(xué)研究需要以大量事實(shí)為依據(jù)，只有大量事實(shí)才能推翻錯(cuò)誤的理論，建立正確的理論或推動(dòng)科學(xué)理論的發(fā)展。啟示3：科學(xué)研究需要有熱愛(ài)科學(xué)的思想和奉獻(xiàn)科學(xué)的精神。MnO2+4HCl(濃) MnCl2+Cl2+2H2O【思考與交流2】提示：燃燒不一定要有氧氣參加，物質(zhì)并不是只有在氧氣中才可以燃燒。燃燒的本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)，所有發(fā)光發(fā)熱的劇烈的化學(xué)反應(yīng)都稱為燃燒?！緦W(xué)與問(wèn)】提示：因?yàn)槌鞘凶詠?lái)水常用Cl2進(jìn)行消毒，所以自來(lái)水中溶解有少量的氯氣，有刺激性氣味。四、習(xí)題參考1.氯氣溶于水發(fā)生反應(yīng)：Cl2+H2O=HCl+HClO,HClO具有強(qiáng)氧化性，能殺滅水中的病菌。2. 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋或化學(xué)方程式滴入AgNO3溶液白色沉淀AgNO3+HCl=AgCl+HNO3滴在藍(lán)色石蕊試紙上先變紅后很快褪色氯水具有酸性和漂白性滴入紅墨水褪色氯水具有漂白性3.2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O4.Ca(ClO)2，優(yōu)點(diǎn)是漂白粉的性質(zhì)比氯水穩(wěn)定，可以長(zhǎng)時(shí)間放置。5.觀察包裝袋是否密封，漂白粉中有無(wú)結(jié)塊，注意使用期限，現(xiàn)買現(xiàn)用，購(gòu)買之后應(yīng)密閉保存在干燥的地方等。6.應(yīng)十分小心，不要吸入氯氣，不要把氯氣大量排放到空氣中去等。7.D 8.C9.取少量試劑于小試管中，滴入用稀硝酸酸化的AgNO3溶液，如立刻有白色沉淀產(chǎn)生，則說(shuō)明有Cl-存在。10.（1）Cl2+2KBr=Br2+2KCl、Cl2+2KI=I2+2KCl（2）Br2+2KI=I2+2KBr11.（1）取極微量嘗味道；（2）加入醋酸或鹽酸，看有無(wú)氣體放出；（3）溶于水后加入CaCl2（或BaCl2）溶液，看有無(wú)沉淀產(chǎn)生；（4）用pH試紙測(cè)其溶液的pH；（5）分別溶于水后滴入酚酞溶液，看是否變紅,等等。12.建議：（1）可以以小組形式進(jìn)行；（2）到附近廠礦、農(nóng)技單位進(jìn)行調(diào)查；（3）教師可適當(dāng)介紹網(wǎng)站和書(shū)籍，如化工辭典（王箴主編，化工出版社）、google、baidu等。第三節(jié) 硫和氮的氧化物一、教學(xué)設(shè)計(jì)環(huán)境保護(hù)問(wèn)題已越來(lái)越為世界各國(guó)所重視，環(huán)境意識(shí)已成為當(dāng)代人類文化素質(zhì)的重要組成部分，并成為衡量一個(gè)國(guó)家，一個(gè)民族乃至一個(gè)人的文明程度的重要標(biāo)準(zhǔn)。環(huán)境問(wèn)題的產(chǎn)生主要是由于人類對(duì)自然資源和生態(tài)環(huán)境的不合理利用和破壞造成的，而這種損害環(huán)境的行為又是同人類對(duì)環(huán)境缺乏正確的認(rèn)識(shí)聯(lián)系在一起的。因此，根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)“關(guān)注人類面臨的與化學(xué)相關(guān)的社會(huì)問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感、參與意識(shí)和決策能力”的要求，加強(qiáng)環(huán)境教育，提高學(xué)生的環(huán)境意識(shí)，幫助學(xué)生正確認(rèn)識(shí)環(huán)境和環(huán)境問(wèn)題。二氧化硫和二氧化氮是造成大氣污染的主要?dú)怏w，大氣質(zhì)量與二氧化硫、二氧化氮的含量有關(guān)。因此，在本章中，把這二者單獨(dú)作為一節(jié)來(lái)學(xué)習(xí)。本節(jié)從人們熟悉的空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)提出相關(guān)的4個(gè)問(wèn)題，然后教科書(shū)安排了三部分內(nèi)容，第一部分是二氧化硫的性質(zhì)，第二部分是二氧化氮、一氧化氮的性質(zhì)，第三部分是二氧化硫和二氧化氮對(duì)大氣的污染。本節(jié)內(nèi)容編排有以下特點(diǎn)：1.主題明確本節(jié)的主題是了解環(huán)境污染的原因和樹(shù)立環(huán)境保護(hù)意識(shí)，教科書(shū)從空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)引出環(huán)境問(wèn)題，最后教學(xué)內(nèi)容落實(shí)到二氧化硫和二氧化氮對(duì)大氣的污染，給自然環(huán)境、人類的正常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)的危害，以及防治環(huán)境污染的方法等?？傮w的思路是先弄清楚有關(guān)污染物的性質(zhì)，然后讓學(xué)生了解引起大氣污染的原因，從而引導(dǎo)學(xué)生形成參與解決環(huán)境問(wèn)題的意識(shí)。2.內(nèi)容新穎本節(jié)中空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)、信使分子NO、火箭為什么能飛上天、防治酸雨的措施、雨水pH的測(cè)定等都是比較新的內(nèi)容，而且是與生產(chǎn)、生活聯(lián)系密切的化學(xué)問(wèn)題。在教學(xué)中要充分利用這些知識(shí)，或進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄U(kuò)充，以達(dá)到拓寬學(xué)生視野的目的。3.呈現(xiàn)方式靈活本節(jié)除文字?jǐn)⑹鐾?，還安排了“實(shí)驗(yàn)”“學(xué)與問(wèn)”“科學(xué)探究”“實(shí)踐活動(dòng)”等，提供了“資料卡片”“科學(xué)視野”等閱讀材料，體現(xiàn)了課程標(biāo)準(zhǔn)提出的“精心創(chuàng)設(shè)學(xué)生自主活動(dòng)和積極探究的情境，引導(dǎo)學(xué)生積極參與探究過(guò)程，獲取知識(shí)，獲得親身體驗(yàn)，學(xué)會(huì)合作與分享，提高探究欲望”的要求，努力達(dá)到有計(jì)劃、有步驟地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力的目的。本節(jié)教學(xué)重點(diǎn)：二氧化硫與水的反應(yīng)，二氧化氮與水的反應(yīng)，二氧化硫和二氧化氮對(duì)大氣的污染。本節(jié)教學(xué)難點(diǎn)：可逆反應(yīng)，二氧化氮與水的反應(yīng)。教學(xué)建議如下：1.努力體現(xiàn)以學(xué)生為主體的教學(xué)思想。教科書(shū)一開(kāi)始利用空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)提出4個(gè)問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生思索，使學(xué)生較快的投身于學(xué)習(xí)的情景中。在教學(xué)中一方面要開(kāi)好頭，另外在“實(shí)驗(yàn)”“科學(xué)探究”“實(shí)踐活動(dòng)”中要注意激發(fā)學(xué)生求知的欲望，多讓學(xué)生參與，把教學(xué)活動(dòng)開(kāi)展得有聲有色。例如，在學(xué)習(xí)二氧化硫時(shí)，可以提出二氧化硫中硫元素的化合價(jià)為多少及其所屬氧化物的類型是什么等問(wèn)題，預(yù)測(cè)二氧化硫的化學(xué)性質(zhì)并以實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。建議安排下列活動(dòng)：（1）根據(jù)二氧化硫中硫?yàn)?4價(jià)，居于中間價(jià)態(tài)，推出二氧化硫既有氧化性又有還原性；二氧化硫是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性。（2）聯(lián)系酸、堿、鹽、氧化物間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系和氧化還原反應(yīng)的有關(guān)知識(shí)設(shè)計(jì)驗(yàn)證方案。（3）師生共同討論驗(yàn)證方案的可行性。（4）學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)：二氧化硫與水（滴加紫色石蕊溶液）、二氧化硫與氫氧化鈉溶液（滴加酚酞溶液）、二氧化硫與品紅溶液。（5）記錄現(xiàn)象，教師引導(dǎo)學(xué)生分析得出結(jié)論等。2.準(zhǔn)確把握教學(xué)要求。對(duì)于二氧化硫，教科書(shū)簡(jiǎn)要介紹了硫與氧氣反應(yīng)生成二氧化硫；二氧化硫有難聞的氣味，能溶于水，水溶液顯酸性，以及二氧化硫的漂白性等。教學(xué)中不要提高要求，避免增加學(xué)生的負(fù)擔(dān)。至于二氧化硫漂白作用的機(jī)理、反應(yīng)的生成物，考慮到學(xué)生的接受能力，教科書(shū)沒(méi)有介紹。要提醒學(xué)生注意SO2+H2OH2SO3是可逆反應(yīng)，這是學(xué)生第一次接觸可逆反應(yīng)的概念，建議說(shuō)明這一概念的涵義，為學(xué)生今后接觸更多的可逆反應(yīng)，以及學(xué)習(xí)化學(xué)平衡等奠定基礎(chǔ)。對(duì)于學(xué)生基礎(chǔ)比較好的學(xué)校，建議在討論SO2的漂白性時(shí)，從反應(yīng)原理上和次氯酸的漂白作用進(jìn)行比較，使學(xué)生注意它們的區(qū)別。3.采用輔助教學(xué)手段，體現(xiàn)新教科書(shū)的特色。例如，對(duì)于NO與O2的反應(yīng)，建議利用錄像來(lái)展示，使學(xué)生不但能看到氣體顏色的變化，而且能看到氣體體積的變化。然后從體積變化的定量數(shù)據(jù)中討論原因，學(xué)習(xí)有關(guān)的知識(shí)。對(duì)于NO2與水的反應(yīng)，建議有條件的學(xué)校采用邊講邊實(shí)驗(yàn)；若不采用邊講邊實(shí)驗(yàn)，可以利用實(shí)物投影等教學(xué)手段，以彌補(bǔ)演示實(shí)驗(yàn)的不足，提高直觀教學(xué)效果。4.要培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識(shí)。對(duì)于SO2和NO2對(duì)大氣污染的教學(xué)，可以指導(dǎo)學(xué)生閱讀課文，引導(dǎo)學(xué)生了解SO2和NO2的產(chǎn)生、危害以及防治的措施等。然后根據(jù)SO2、NO2的利用和對(duì)大氣的污染，開(kāi)展如何評(píng)價(jià)SO2、NO2的討論。這樣既鞏固了SO2和NO2的有關(guān)知識(shí)，又培養(yǎng)了學(xué)生利用化學(xué)知識(shí)化害為利的科學(xué)思想。二、活動(dòng)建議【實(shí)驗(yàn)4-7】演示該實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)注意：1.收集二氧化硫的試管要干燥，氣體要收集滿，否則液面上升不多，液體變色不明顯。2.可用亞硫酸鈉與酸反應(yīng)來(lái)制備二氧化硫。3.品紅溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不能太大，以0.01%左右為宜，并使溶液顯酸性。4.二氧化硫并不能漂白所有的有色物質(zhì),它只能漂白某些有色物質(zhì)。因此,應(yīng)預(yù)先試驗(yàn)它的漂白效果?！究茖W(xué)探究】采用課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)法，寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論：1.提示：實(shí)驗(yàn)所需的氧氣可以當(dāng)時(shí)制取，也可以課前制好，裝在塑料袋中供學(xué)生選用。 實(shí)驗(yàn)步驟現(xiàn)象解釋（可用化學(xué)方程式表示）(1)將一支充滿NO2的試管倒放在盛有水的水槽中紅棕色氣體逐漸消失，水位上升，最后水充滿整個(gè)試管的2/3，無(wú)色氣體充滿試管的1/3（上部）3NO2+H2O=2HNO3+NONO2為紅棕色氣體，易溶于水，NO為無(wú)色氣體，難溶于水(2)制取少量氧氣 2KClO3=2KCl+3O2或2H2O22H2O+O2(3)(3)將氧氣慢慢地通入步驟（1）的試管中無(wú)色氣體變?yōu)榧t棕色氣體，又變?yōu)闊o(wú)色氣體，但氣體體積逐漸縮小，液面不斷上升2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO2.提示：從上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，只有2/3的二氧化氮轉(zhuǎn)化為硝酸，而1/3的二氧化氮轉(zhuǎn)化為一氧化氮。因此，硝酸工業(yè)常在吸收反應(yīng)進(jìn)行過(guò)程中補(bǔ)充一些空氣，使生成的一氧化氮再氧化為二氧化氮，二氧化氮溶于水又生成硝酸和一氧化氮。經(jīng)過(guò)這樣多次的氧化和吸收，二氧化氮可以比較完全地被水吸收，能夠盡可能多地轉(zhuǎn)化為硝酸?！緦?shí)踐活動(dòng)1】由于本節(jié)實(shí)踐活動(dòng)的形式比較新，特提出如下建議：1.活動(dòng)的宗旨是使每個(gè)學(xué)生都動(dòng)起來(lái)，因此在教學(xué)中要設(shè)法調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，使他們主動(dòng)參與，在活動(dòng)中受到教育和啟發(fā)，環(huán)保意識(shí)也得到提高。2.活動(dòng)的教學(xué)要求并不高，難度也不大，教師可以根據(jù)具體情況，選用其中的一部分活動(dòng)，也可以自行設(shè)計(jì)其他活動(dòng)。3.在活動(dòng)前應(yīng)做好充分的準(zhǔn)備，如要求學(xué)生做好課前調(diào)查、查閱資料、發(fā)言準(zhǔn)備等。教師應(yīng)準(zhǔn)備好活動(dòng)必備的用品，如污染物樣品、報(bào)刊資料、復(fù)印材料、圖片、投影片或錄像片等。4.教學(xué)時(shí)可以采取靈活多樣的方式，如某些活動(dòng)可以采取收集資料調(diào)查閱讀討論的方式進(jìn)行。5.教學(xué)時(shí)應(yīng)注意盡量結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，使學(xué)生感到環(huán)境問(wèn)題就發(fā)生在自己身邊，保護(hù)環(huán)境人人有責(zé)。6.應(yīng)該注意的是，其中有些活動(dòng)并沒(méi)有固定的答案，活動(dòng)中也不要強(qiáng)求統(tǒng)一?；顒?dòng)的目的主要在于學(xué)生的參與，在參與過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境意識(shí)。7.在上述實(shí)踐活動(dòng)中，學(xué)生學(xué)到的不僅僅是一些環(huán)境知識(shí)，更重要的是引起他們對(duì)環(huán)境問(wèn)題的關(guān)注，同時(shí)培養(yǎng)他們的探究能力、思維能力、表達(dá)能力、組織活動(dòng)能力、與人交流的能力等，同時(shí)也可以培養(yǎng)他們的科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神等，而這些正是未來(lái)人才所應(yīng)具備的品質(zhì)和能力。大氣污染物的來(lái)源十分廣泛，各地情況也有很大差別，以下舉出一些例子。（1）工業(yè)排出的廢氣；（2）工廠、家庭燃燒含硫的燃料；（3）火山爆發(fā)產(chǎn)生的氣體；（4）焚燒農(nóng)作物的秸桿、森林火災(zāi)中的濃煙；（5）焚燒生活垃圾、廢舊塑料、工業(yè)廢棄物產(chǎn)生的煙氣；（6）吸煙；（7）做飯時(shí)廚房里的煙氣；（8）垃圾腐爛釋放出來(lái)的有害氣體；（9）工廠有毒氣體的泄漏；（10）居室裝修材料（如油漆等）緩慢釋放出來(lái)的有毒氣體；（11）風(fēng)沙、揚(yáng)塵；（12）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用的有毒農(nóng)藥；（13）使用涂改液等化學(xué)試劑；（14）復(fù)印機(jī)、打印機(jī)等電器產(chǎn)生的有害氣體等?！緦?shí)踐活動(dòng)2】該活動(dòng)涉及較多的技能，如收集雨水、使用pH試紙（或pH計(jì)）、列表或制圖等。如果本地區(qū)的雨水顯酸性，活動(dòng)后應(yīng)調(diào)查分析雨水變酸的原因，并提出減輕酸雨危害的建議?；顒?dòng)可分組合作進(jìn)行。三、問(wèn)題交流【學(xué)與問(wèn)】通過(guò)分析H2SO3的熱不穩(wěn)定性和二氧化硫的溶解性得出結(jié)論。四、習(xí)題參考1.刺激性、有、氣體，變紅。無(wú)，紅棕2.A 3.C 4.C 5.D6.（1）2SO2+O2=2SO3 (2)Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O(3)3NO2+H2O=2HNO3+NO第四節(jié) 硫酸、硝酸和氨一、教學(xué)設(shè)計(jì)硫酸、硝酸是硫、氮元素的最高價(jià)氧化物的水化物，是重要的含氧酸，氨是氮的氫化物。非金屬單質(zhì)、氫化物、氧化物、含氧酸等構(gòu)成某一非金屬元素的知識(shí)體系。在硫、氮元素的知識(shí)體系中，比較重要的是氧化物和含氧酸。硫酸、硝酸既有酸的一些通性，又有它們自己的特性。氨也有大多數(shù)非金屬元素的氫化物所具有的性質(zhì)，同時(shí)它又是水溶液呈堿性的惟一氣體，而且是大家非常熟悉的物質(zhì)。因此，將它們歸為一節(jié)進(jìn)行學(xué)習(xí)。硫酸、硝酸和氨是重要的基本化工產(chǎn)品。掌握硫酸、硝酸和氨的性質(zhì)，可以更好地認(rèn)識(shí)它們?cè)诠まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國(guó)防中的重要用途。自然界中氮的循環(huán)具有一定的典型性。因此，本節(jié)教科書(shū)選擇濃硫酸、硝酸的氧化性，氨氣的性質(zhì)和制法，以及自然界中氮的循環(huán)為內(nèi)容，目的是讓學(xué)生了解這些重要化工產(chǎn)品的主要性質(zhì)，了解氮的循環(huán)對(duì)生態(tài)平衡的作用。學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)過(guò)稀硫酸、稀鹽酸的化學(xué)性質(zhì)，也做過(guò)濃硫酸吸水的實(shí)驗(yàn)。本節(jié)通過(guò)“思考與交流”，應(yīng)用初中化學(xué)知識(shí)了解硫酸、硝酸具有酸的通性，然后引出濃硫酸和硝酸的氧化性。氨的性質(zhì)主要學(xué)習(xí)氨的水溶性、氨水的堿性，以及氨與酸的反應(yīng)。本節(jié)內(nèi)容編排有以下特點(diǎn)：1.重視知識(shí)的建構(gòu)知識(shí)結(jié)構(gòu)由主干知識(shí)和基本知識(shí)構(gòu)成，主干知識(shí)作支撐。濃硫酸、硝酸的主干知識(shí)是強(qiáng)氧化性，它們能與絕大多數(shù)金屬起反應(yīng)，也能與一些非金屬起反應(yīng)，反應(yīng)的特點(diǎn)是濃硫酸、硝酸中的硫、氮元素被還原，生成硫的氧化物和氮的氧化物。氨的主干知識(shí)是水溶液呈堿性，因此容易與酸反應(yīng)生成鹽。教科書(shū)對(duì)于這些主干知識(shí)采用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行建構(gòu)，用圖示進(jìn)行加深，用化學(xué)反應(yīng)方程式進(jìn)行強(qiáng)化。而對(duì)其他一些基本知識(shí)，則采用“思考與交流”“資料卡片”等形式來(lái)呈現(xiàn)。2.重視環(huán)境教育例如，濃硫酸與銅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，以往是用銅片與濃硫酸反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)時(shí)反應(yīng)不能隨意停止，過(guò)多的SO2會(huì)造成環(huán)境污染?，F(xiàn)在改用銅絲與濃硫酸反應(yīng)，反應(yīng)一會(huì)兒后，拉出銅絲，反應(yīng)即停止，減少了SO2對(duì)環(huán)境的污染。對(duì)于自然界中氮的循環(huán)，教科書(shū)采用圖片與問(wèn)題相結(jié)合的形式，旨在通過(guò)討論，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)氮的循環(huán)對(duì)生態(tài)平衡的重要作用。本節(jié)教學(xué)重點(diǎn)：濃硫酸、硝酸的氧化性，氨的化學(xué)性質(zhì)。本節(jié)教學(xué)難點(diǎn)：濃硫酸、硝酸的氧化性。教學(xué)建議如下：1.做好實(shí)驗(yàn)，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的功能。實(shí)驗(yàn)觀察分析是本節(jié)教學(xué)的重要手段與方法。為取得良好的實(shí)驗(yàn)效果，教師要明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，明確實(shí)驗(yàn)觀察的重點(diǎn)，使學(xué)生通過(guò)仔細(xì)觀察現(xiàn)象，來(lái)分析變化的本質(zhì)。另外還要強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的操作要點(diǎn)及要掌握的實(shí)驗(yàn)技能等。在復(fù)習(xí)濃硫酸的吸水性、脫水性時(shí)可做蔗糖中加濃硫酸的實(shí)驗(yàn)，結(jié)合教科書(shū)圖4-27，以激發(fā)學(xué)生的興趣。對(duì)于硫酸的氧化性，建議演示實(shí)驗(yàn)前設(shè)置如下思考題：（1）本實(shí)驗(yàn)反應(yīng)的條件是什么？（2）反應(yīng)前后溶液及銅片有哪些變化？（3）實(shí)驗(yàn)發(fā)生后品紅溶液（或紫色石蕊溶液）有何變化？由此得出什么結(jié)論？盛品紅溶液試管口的棉花起什么作用？這樣可以使學(xué)生帶著問(wèn)題進(jìn)行觀察，加強(qiáng)其對(duì)直觀現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)?？蓪?duì)銅與濃硫酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)（見(jiàn)“活動(dòng)建議”）。對(duì)于硝酸與銅、非金屬的反應(yīng)，可以適當(dāng)補(bǔ)充演示實(shí)驗(yàn)，但必須控制環(huán)境污染問(wèn)題。做濃、稀硝酸與銅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)要選用細(xì)長(zhǎng)的導(dǎo)線銅絲。這樣既反應(yīng)快，又便于及時(shí)抽出，污染少；選用12的稀硝酸現(xiàn)象較明顯，為增強(qiáng)可觀察性，可用白紙作襯托。在做紅熱的木炭在濃硝酸里燃燒的實(shí)驗(yàn)時(shí)，要求學(xué)生認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并指出除碳外，硫、磷也能被濃硝酸氧化，至于氧化的產(chǎn)物不要求學(xué)生掌握。要記住王水的組成，可引導(dǎo)學(xué)生妙用王水中的“王”字的豎橫筆畫比，幫助記憶。對(duì)于【實(shí)驗(yàn)4-9】，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生分析：（1）燒瓶?jī)?nèi)為什么會(huì)形成噴泉？（2）溶液為什么變成紅色？這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以使學(xué)生更好地理解氨極易溶于水、且水溶液顯堿性的性質(zhì)。對(duì)于氨與鹽酸的反應(yīng)，也可以用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行演示。2.加強(qiáng)思想方法教育。討論濃硫酸和硝酸的性質(zhì)時(shí)，要突出氧化還原的觀點(diǎn)，分析反應(yīng)的特點(diǎn)，從而理解濃硫酸、硝酸的氧化性表現(xiàn)在硫、氮元素價(jià)態(tài)的變化上。另外，學(xué)生學(xué)習(xí)了濃硫酸、硝酸的強(qiáng)氧化性后，一定會(huì)產(chǎn)生疑問(wèn)：濃硫酸、稀硫酸中溶質(zhì)都是H2SO4，為什么性質(zhì)有如此大的差異？濃硝酸、稀硝酸的氧化性為什么也有比較大的差異？這時(shí)要引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用內(nèi)因與外因的關(guān)系進(jìn)行分析，指出量變會(huì)引起質(zhì)變，加深對(duì)自然辯證法的認(rèn)識(shí)。3.運(yùn)用比較歸納法進(jìn)行學(xué)習(xí)。濃硫酸、硝酸的氧化性有許多相似的地方，通過(guò)比較可以加深理解、方便記憶。如濃硫酸、硝酸作氧化劑時(shí)，都是硫、氮元素被還原；都是濃的溶液氧化性比稀的溶液強(qiáng)；濃硫酸、濃硝酸都能與不活潑金屬和一些非金屬反應(yīng)；在常溫下，濃硫酸、濃硝酸都能使鐵、鋁表面氧化生成牢固的氧化物薄膜，從而阻止酸與內(nèi)層金屬的反應(yīng)等。在教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生會(huì)常常錯(cuò)誤地認(rèn)為：硝酸愈稀被還原的程度愈大，說(shuō)明硝酸愈稀氧化能力愈強(qiáng)。對(duì)此，要向?qū)W生說(shuō)明，氧化性的強(qiáng)弱是指氧化其他元素的能力，而不是指本身被還原的程度，即不能以還原產(chǎn)物中氮的價(jià)態(tài)作為衡量標(biāo)準(zhǔn)。在教學(xué)中還可以引導(dǎo)學(xué)生歸納氨的特殊性，如氨水的化學(xué)式、氨水的酸堿性等。4.注意教學(xué)方式的多樣化。應(yīng)充分利用各種實(shí)物、音像資料，通過(guò)觀看、閱讀、講解、討論等多種形式進(jìn)行教學(xué)。尤其是要注意不斷創(chuàng)設(shè)問(wèn)題的情景，引發(fā)學(xué)生討論。還要鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)提出問(wèn)題，質(zhì)疑釋疑等。二、活動(dòng)建議【實(shí)驗(yàn)4-8】該實(shí)驗(yàn)只有在持續(xù)加熱時(shí)，才有穩(wěn)定的SO2氣流。反應(yīng)完畢，冷卻后，把試管里的液體慢慢倒入另一支盛有少量水的試管里，可觀察到溶液呈現(xiàn)藍(lán)色。在做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，試管底部往往會(huì)出現(xiàn)黑色沉淀物，溶液也顯得發(fā)黑，持續(xù)加熱的時(shí)間長(zhǎng)一些，顏色可變淺。由于反應(yīng)復(fù)雜，不宜過(guò)多介紹。此實(shí)驗(yàn)也可稍作改進(jìn)（如圖4-1）。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)可證明SO2的產(chǎn)生；證明SO2溶液為酸性；證明SO2不能漂白石蕊溶液；強(qiáng)調(diào)尾氣處理的方法?，F(xiàn)象：濃硫酸與銅在加熱時(shí)能發(fā)生反應(yīng)，放出能使紫色石蕊溶液變紅或使品紅溶液褪色的氣體。反應(yīng)后生成物的水溶液顯藍(lán)色。圖 4-1 濃硫酸與銅的反應(yīng)【實(shí)驗(yàn)4-9】做此實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意：1.裝置要密閉不漏氣。2.圓底燒瓶要干燥。3.燒瓶里的氨氣要充滿。實(shí)驗(yàn)中所用的氨氣可用以下方法得到：1.用NH4Cl與Ca(OH)2共熱制氨氣。注意首先要檢查Ca(OH)2是否變質(zhì)長(zhǎng)期存放的Ca(OH)2可能會(huì)部分變成CaCO3，最好用新制的Ca(OH)2。為防止生成氨合物，Ca(OH)2要過(guò)量，NH4Cl與Ca(OH)2的質(zhì)量比以58為宜。如果用（NH4)2SO4代替NH4Cl，則二者的質(zhì)量比以11為宜。如果用粉末狀的生石灰代替Ca(OH)2，制得的氨氣比較干燥。2.加熱濃氨水制氨氣。在燒瓶中加入24 mL濃氨水，加熱即可得到氨氣。此法也可用于做噴泉實(shí)驗(yàn)。3.在常溫下，用濃氨水與固體燒堿混合制氨氣。方法是：在分液漏斗中加入濃氨水，在錐形瓶中加入少量固體氫氧化鈉（約一小藥匙），按圖4-2所示安裝好裝置。將濃氨水慢慢滴入錐形瓶，待冒出較多的氣泡時(shí)，用向下排氣法收集氨氣。實(shí)驗(yàn)時(shí)要控制好濃氨水的滴入速度，分液漏斗的活塞不要開(kāi)得太大，以免產(chǎn)生氨氣過(guò)多而沖開(kāi)錐形瓶的塞子。此法的裝置和操作都很簡(jiǎn)便，而且制得的氨氣濃度也比較大，做“噴泉”實(shí)驗(yàn)效果比較好。圖 4-2 制取氨氣現(xiàn)象：燒杯里的水由玻璃管進(jìn)入燒瓶，形成噴泉，燒瓶?jī)?nèi)液體呈紅色。三、問(wèn)題交流【思考與交流1】（1）它們都是酸，在水溶液中電離出H+，硫酸和硝酸是含氧酸，鹽酸是無(wú)氧酸；硫酸是二元強(qiáng)酸，硝酸和鹽酸是一元強(qiáng)酸（2）在水溶液中都電離出氫離子，HA=H+A-（3）從鹽酸、稀硫酸是非氧化性酸，濃硫酸或硝酸是氧化性酸的角度加以討論?！舅伎寂c交流2】提示：氮是蛋白質(zhì)的基本組成元素之一。所有生物體內(nèi)均含有蛋白質(zhì)，所以氮的循環(huán)涉及到生物圈的全部領(lǐng)域。氮是地球上極為豐富的一種元素，在大氣中約占79%。氮在空氣中含量雖高，卻不能為多數(shù)生物體所直接利用，必須通過(guò)固氮作用。固氮作用的兩條主要途徑，一是通過(guò)閃電等高能固氮，形成的氨和硝酸鹽，隨降水落到地面；二是生物固氮，如豆科植物根部的根瘤菌可使氮?dú)廪D(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}等。植物從土壤中吸收銨離子（銨肥）和硝酸鹽，并經(jīng)復(fù)雜的生物轉(zhuǎn)化形成各種氨基酸，然后由氨基酸合成蛋白質(zhì)。動(dòng)物以植物為食而獲得氮并轉(zhuǎn)化為動(dòng)物蛋白質(zhì)。動(dòng)植物死亡后遺骸中的蛋白質(zhì)被微生物分解成銨離子（NH4+）、硝酸根離子（NO3-）和氨（NH3）又回到土壤和水體中，被植物再次吸收利用。四、習(xí)題參考1.無(wú)，刺激，極易。小，吸，制冷劑2.NH3 NH4NO3 N2 N2O NO N2O3 NO2 N2O4 N2O5 HNO33.B 4.C5.濃硫酸稀硫酸酸性強(qiáng)弱弱（主要以分子狀態(tài)存在，弱酸性，不能用來(lái)制取氫氣）強(qiáng)（可以用來(lái)與活潑金屬反應(yīng)制取氫氣）化學(xué)方程式H2SO4（濃）+2NaOH=Na2SO4+2H2O2NaCl+H2SO4(濃）Na2SO4+2HClH2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4應(yīng)用制氯化氫等揮發(fā)性酸除鐵銹、制硫酸銨等鹽類氧化性強(qiáng)弱強(qiáng)氧化性（硫元素被還原，可以與不活潑金屬如Cu及非金屬如C等發(fā)生氧化還原反應(yīng)）弱氧化性（氫元素被還原，只能與金屬活動(dòng)性順序中排在氫前面的金屬反應(yīng)）化學(xué)方程式Cu+2H2SO4(濃）CuSO4+SO2+2H2OZn+H2SO4=ZnSO4+H2應(yīng)用精煉石油、制造炸藥等實(shí)驗(yàn)室制氫氣、制鹽等吸水性 濃硫酸有吸水性無(wú)應(yīng)用干燥劑 脫水性 濃硫酸有脫水性無(wú)化學(xué)方程式C12H22O1112C+11H2O 應(yīng)用在有機(jī)反應(yīng)中作脫水劑、制染料等 6.提示:(1)各取少量溶液，滴入Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀生成的是稀硫酸：Ba（NO3)2+H2SO4=BaSO4+2HNO3(2)各取剩下的兩種溶液少許，滴入AgNO3溶液，有白色沉淀生成的是稀鹽酸，最后一種是稀硝酸。AgNO3+HCl=AgCl+HNO37.區(qū)別的方法有很多，以下方法僅供參考（只要求學(xué)生掌握其中三四種方法即可）。（1）密度法：濃硫酸的密度比稀硫酸大得多，可以測(cè)試這兩支試管相同體積液體的重量，重量大的是濃硫酸，重量小的是稀硫酸（或用密度計(jì)進(jìn)行測(cè)試）。（2）黏度法：濃硫酸是黏稠的液體，而稀硫酸接近水的黏度，所以將兩支試管拿起搖動(dòng)幾下，觀察。流動(dòng)性差的是濃硫酸，流動(dòng)性好的是稀硫酸。（3）稀釋法：濃硫酸溶于水時(shí)放出大量的熱，故可用稀釋法進(jìn)行鑒別。在小燒杯中加入10 mL水，再慢慢沿?zé)诩尤肽撤N硫酸，放出熱量大的是濃硫酸，熱量變化很小的是稀硫酸。（4）露置法：濃硫酸具有吸水性，而稀硫酸無(wú)此特性。分別稱取等量的兩種硫酸，露置在空氣中一段時(shí)間后再稱量，質(zhì)量明顯增加的是濃硫酸，另一種是稀硫酸。（5）吸水法：在兩支試管中各加入少量膽礬，再分別加入幾滴硫酸，晶體溶解且溶液變藍(lán)的是稀硫酸，若藍(lán)色晶體變白，則加入的酸是濃硫酸。（6）鈍化法：取已去氧化膜的兩塊鐵片或鋁片，分別放入盛有兩種硫酸的試管中。無(wú)明顯現(xiàn)象的是濃硫酸，有氣泡產(chǎn)生的是稀硫酸。（或取已去氧化膜的兩塊鐵片或鋁片，分別放入盛有兩種硫酸的試管中片刻，取出后用水洗凈，再分別浸入CuSO4溶液中，過(guò)一會(huì)兒后如果有紅色物質(zhì)析出，則原試管所盛的是稀硫酸；若無(wú)現(xiàn)象，則原試管所盛的是濃硫酸。）（7）氧化法：濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，而稀硫酸的氧化性弱。分別取兩支試管，加入銅片后再分別加入兩種硫酸，加熱，能產(chǎn)生刺激性氣味氣體的是濃硫酸，另一種是稀硫酸。（8）脫水法：分別用玻璃棒醮取兩種酸涂在紙上，過(guò)一段時(shí)間后，若紙上出現(xiàn)黑色痕跡，則涂的是濃硫酸。（9）生霧法：在兩支試管中各加少量濃鹽酸，再分別加入少量的兩種硫酸，若有大量白霧生成，則加入的是濃硫酸。（10）導(dǎo)電法：取兩種酸少許于兩只小燒杯中，分別做導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)，若小燈泡發(fā)光且亮，則燒杯中所盛的是稀硫酸。8.提示：需要考慮的因素主要是：能夠達(dá)到干燥效果，最大限度地減少所需氣體的損失，不產(chǎn)生其他雜質(zhì)。SO2可以用濃硫酸等干燥；NO可以用濃硫酸、堿石灰或P2O5等干燥；NO3可以用堿石灰干燥。9.提示：以硫元素在自然界的循環(huán)為線索，分別考慮硫及其化合物的轉(zhuǎn)化，并分析人類行為的影響。10.2Cu+O22CuOCuO+H2SO4=CuSO4+H2O教學(xué)資源1.硅（1）硅在高新技術(shù)中的應(yīng)用單晶硅作為半導(dǎo)體器件的核心材料,大大地促進(jìn)了信息技術(shù)的革命。自20世紀(jì)中葉以來(lái),單晶硅隨著半導(dǎo)體工業(yè)的需要而迅速發(fā)展。到1996年全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)銷售額達(dá)到1 410億美元,而其中單晶硅材料的銷售達(dá)到74億美元。中國(guó)消耗的大部分集成電路及其硅片主要依賴進(jìn)口。但我國(guó)科技人員正迎頭趕上,于xx年成功地制造出了12英寸單晶硅,標(biāo)志著我國(guó)單晶硅生產(chǎn)進(jìn)入了新的發(fā)展時(shí)期。信息材料技術(shù)是新材料技術(shù)的重要組成部分,也是信息技術(shù)尤其是電子信息技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。從目前情況來(lái)看,硅半導(dǎo)體仍然是集成電路的主要材料。據(jù)估計(jì)在21世紀(jì)內(nèi),硅仍然會(huì)占半導(dǎo)體材料的95%以上。光纖材料是發(fā)展現(xiàn)代通信的關(guān)鍵材料。目前的光纖以遠(yuǎn)距離通信用石英材料為主,發(fā)展方向是減少損耗,加寬帶域,降低成本。超導(dǎo)材料可能給電子學(xué)帶來(lái)廣闊的發(fā)展前景,超導(dǎo)電子電路的優(yōu)勢(shì)是功耗低，速度快。超導(dǎo)電子材料已成為一個(gè)極受重視的目標(biāo)。微電子與生物技術(shù)緊密結(jié)合的以DNA芯片等為代表的生物工程芯片將是21世紀(jì)微電子領(lǐng)域的另一個(gè)熱點(diǎn)和新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。采用微電子加工技術(shù),可以在指甲蓋大小的硅片上制作出含有多達(dá)1020萬(wàn)種DNA基因片段的芯片。利用這種芯片可以在極短的時(shí)間內(nèi)檢測(cè)或發(fā)現(xiàn)遺傳基因的變化等情況。這無(wú)疑對(duì)遺傳學(xué)研究、疾病診斷與治療、轉(zhuǎn)基因工程等具有極其重要的作用。（2）硅和堿的反應(yīng)硅和強(qiáng)堿反應(yīng)會(huì)生成氫氣,曾有人用這種方法來(lái)制備氫氣。在野外,為了迅速得到氫氣,用含量高的硅粉與干燥的Ca(OH)2和NaOH混合,并強(qiáng)熱,即可迅速得到氫氣。Si+Ca(OH)2+2NaOH=Na2SiO3+CaO+2H2這種Si、Ca(OH)2和NaOH的混合物叫做生氫劑。（3）純硅的制取利用反應(yīng)SiO2+2C=Si+2CO,只能得到不純的粗硅。粗硅需進(jìn)行精制,才能得到高純度的硅。首先使Si與Cl2起反應(yīng):Si+2Cl2=SiCl4生成的SiCl4液體在除去雜質(zhì)后用H2還原：SiCl4+2H2=Si+4HCl就得到純度較高的多晶硅。（4）石英、水晶及其壓電效應(yīng)石英的主要成分是SiO2,可用來(lái)制造石英玻璃。石英晶體中有時(shí)含有其他元素的化合物,它們以溶解狀態(tài)存在于石英中,呈各種顏色。此外,由于SiO2的結(jié)構(gòu)不同也會(huì)使石英產(chǎn)生不同顏色。純凈的SiO2晶體叫做水晶,它是六方柱狀的透明晶體,是較貴重的寶石。法國(guó)科學(xué)家皮埃爾居里(Pierre Gurie)發(fā)現(xiàn)水晶在受壓時(shí)能產(chǎn)生一定的電場(chǎng),這種現(xiàn)象被稱為“壓電效應(yīng)”。后來(lái)這種“壓電效應(yīng)”被應(yīng)用在電子工業(yè)上。石英薄片在高頻率電場(chǎng)的作用下,能作間歇性的伸張和收縮,其頻率和施加的電場(chǎng)的頻率相同。石英的這種伸縮又引起了周圍介質(zhì)產(chǎn)生類似聲波。由于水晶或石英具有這種性質(zhì),因此被廣泛應(yīng)用在鐘表工業(yè)和超聲技術(shù)上。（5）硅谷(Silicon Valley)硅谷是美國(guó)新興的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)，電子技術(shù)研究中心和計(jì)算機(jī)生產(chǎn)的重要基地。硅谷位于加利福尼亞州圣弗朗西斯科南端的圣克拉拉縣（Santa Clara）。20世紀(jì)60年代以來(lái)，蘋果電腦公司帶動(dòng)了其他企業(yè)，使硅谷迅速發(fā)展，高技術(shù)企業(yè)約有2 600家。90年代后成為美國(guó)多媒體產(chǎn)業(yè)的發(fā)源地。硅谷在發(fā)展過(guò)程中得到了該地區(qū)斯坦福大學(xué)技術(shù)上的扶持，是教育與技術(shù)相結(jié)合的典范。2.無(wú)機(jī)非金屬材料(1)傳統(tǒng)陶瓷陶瓷在我國(guó)有悠久的歷史，是中華民族古老文明的象征。從西安地區(qū)出土的秦始皇陵中大批陶兵馬俑，氣勢(shì)宏偉，形象逼真，被認(rèn)為是世界文化奇跡，人類的文明寶庫(kù)。唐代的唐三彩、明清景德鎮(zhèn)的瓷器均久負(fù)盛名。傳統(tǒng)陶瓷材料的主要成分是硅酸鹽，自然界存在大量天然的硅酸鹽，如巖石、土壤等，還有許多礦物如云母、滑石、石棉、高嶺石等，它們都屬于天然的硅酸鹽。此外，人們?yōu)榱藵M足生產(chǎn)和生活的需要，生產(chǎn)了大量人造硅酸鹽，主要有玻璃、水泥、各種陶瓷、磚瓦、耐火磚、水玻璃以及某些分子篩等。硅酸鹽制品性質(zhì)穩(wěn)定，熔點(diǎn)較高，難溶于水，有很廣泛的用途。硅酸鹽制品一般都是以黏土（高嶺土）、石英和長(zhǎng)石為原料經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成。黏土的化學(xué)組成為Al2O32SiO22H2O，石英為SiO2，長(zhǎng)石為K2OAl2O36SiO2（鉀長(zhǎng)石）或Na2OAl2O36SiO2（鈉長(zhǎng)石）。這些原料中都含有SiO2，因此在硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)中，硅與氧的結(jié)合是最重要也是最基本的。硅酸鹽材料是一種多相結(jié)構(gòu)物質(zhì)，其中含有晶態(tài)部分和非晶態(tài)部分，但以晶態(tài)為主。硅酸鹽晶體中硅氧四面體SiO4是硅酸鹽結(jié)構(gòu)的基本單元。在硅氧四面體中，硅原子以sp3雜化軌道與氧原子成鍵，SiO鍵鍵長(zhǎng)為162 pm，比起Si4+和O2-的離子半徑之和有所縮短，故SiO鍵的結(jié)合是比較強(qiáng)的。(2)精細(xì)陶瓷精細(xì)陶瓷的化學(xué)組成已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了傳統(tǒng)硅酸鹽的范圍。例如，透明的氧化鋁陶瓷、耐高溫的二氧化鋯（ZrO2）陶瓷、高熔點(diǎn)的氮化硅（Si3N4）和碳化硅（SiC）陶瓷等，它們都是無(wú)機(jī)非金屬材料，是傳統(tǒng)陶瓷材料的發(fā)展。精細(xì)陶瓷是適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的，信息科學(xué)、能源技術(shù)、宇航技術(shù)、生物工程、超導(dǎo)技術(shù)、海洋技術(shù)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)需要大量特殊性能的新材料，促使人們研制精細(xì)陶瓷，并在超硬陶瓷、高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、電子陶瓷、磁性陶瓷、光學(xué)陶瓷、超導(dǎo)陶瓷和生物陶瓷等方面取得了很好的進(jìn)展，下面選擇一些實(shí)例做簡(jiǎn)要的介紹。高溫結(jié)構(gòu)陶瓷汽車發(fā)動(dòng)機(jī)一般用鑄鐵鑄造，耐熱性能有一定限度。由于需要用冷卻水冷卻，熱能散失嚴(yán)重，熱效率只有30%左右。如果用高溫結(jié)構(gòu)陶瓷制造陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度能穩(wěn)定在1 300 左右，由于燃料充分燃燒而又不需要水冷系統(tǒng)，使熱效率大幅度提高。用陶瓷材料做發(fā)動(dòng)機(jī)，還可減輕汽車的質(zhì)量，這對(duì)