2019-2020年高中化學 3.3《含硅礦物與信息材料》教案 蘇教版必修1.doc

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2019-2020年高中化學 3.3《含硅礦物與信息材料》教案 蘇教版必修1 一、學習目標 （1）了解硅、二氧化硅、硅酸鹽的存在與性質(zhì)。 （2）通過對硅酸鹽工業(yè)產(chǎn)品的了解，感受硅酸鹽礦物的應用與人類文明的發(fā)展的密切關(guān)系。 （3）從傳統(tǒng)材料到信息材料的學習，體會到“化學―人類進步的關(guān)鍵”,激發(fā)學習興趣，增強學生研究、探索和發(fā)現(xiàn)新材料的意識。 二、重點和難點 重點：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寫。 三、設計思路 本節(jié)課從介紹我們身邊的高科技材料入手，激發(fā)學生學習的興趣。由于本節(jié)課內(nèi)容比較簡單,所以采用學生自主學習與師生共同歸納總結(jié)的教學方式，以促使學生更多地參與教學過程。最后可以通過大量的圖片介紹硅酸鹽產(chǎn)品，以揭示化學與社會發(fā)展的相互關(guān)系。 四、教學過程 【展示】含硅化合物及產(chǎn)品(ppt2)。 【過渡】硅在地殼中分布廣泛，也是人類接觸最早的元素之一。從燧石取火到當今的單晶硅、光纖等高科技材料，人類對硅的認識從來就沒有停止過。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)前我們先來學習下面有關(guān)的知識。 【提問】（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，下面我們先來了解硅酸鹽的有關(guān)知識。 【展示】自然界中的一些硅酸鹽的圖片及化學式(ppt3)。 【講解】硅酸鹽的組成相當復雜，常改寫成氧化物的形式。 【介紹】將硅酸鹽化學式改寫成氧化物的形式。 【板書】一、硅酸鹽 【練習】(ppt4) 1．將硅酸鈉(Na2SiO3)改寫為氧化物形式：（Na2OSiO2）。 2．將滑石[Mg3(Si4O10)(OH)2]改寫為氧化物形式：（3MgO4SiO2H2O）。 3．將鈉長石(NaAlSi3O8)改寫為氧化物形式：（Na2OAl2O36SiO2）。 【過渡】在硅酸鹽中，硅酸鈉是極少數(shù)溶于水中的一種，用途廣泛，下面我們先來學習它的有關(guān)知識。 【板書】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“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。 【過渡】在人類社會發(fā)展的過程中，大自然饋贈給人類很多材料，如泥土、木材、石頭等，但這些已遠遠不能滿足人類社會發(fā)展的需求。所以，人們不斷地研制各種各樣的新材料，以滿足人類物質(zhì)文明和科學技術(shù)不斷發(fā)展的需要。 【設問】我們的生活越來越好,許多的家庭都購買了新的住房。買房，對任何一個家庭來說，都是一樁大事，你們的父母少不得也要聽聽你們的建議說說看，從你們的角度，希望這房子至少應具備哪些基本條件呢？ 【過渡】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)量是分不開的。水泥和玻璃都屬于傳統(tǒng)的硅酸鹽產(chǎn)品。 【板書】三．傳統(tǒng)的硅酸鹽產(chǎn)品 （ppt6） 【展示】水泥圖片（ppt6） 【學生活動】閱讀課本P79，并回答問題： （1）水泥的特性 （2）水泥的主要原料 （3）水泥的用途 【板書】1． 水泥(ppt7、8) （1）特性：具有水硬性。 （2）工業(yè)制備： ①原料：黏土和石灰石 ②設備：回轉(zhuǎn)窯 ③反應條件：高溫煅燒 ④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。 【介紹】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，并研磨成細粉就得到普通水泥。解放前，我國的水泥生產(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】常見的水泥制品和用途。（ppt9、10） 【過渡】玻璃也是硅酸鹽產(chǎn)品。 【板書】2.玻璃（ppt11） 【播放】玻璃生產(chǎn)過程的視頻（ppt12） 【學生活動】閱讀課本P80，了解玻璃的相關(guān)內(nèi)容。 【介紹】玻璃的生產(chǎn)過程。 【板書】2.玻璃（ppt13） ①主要性質(zhì)：無固定熔點 ②原料：純堿、石灰石、石英 ③設備：玻璃熔爐 ④反應條件：高溫 ⑤成分：Na2OCaO6SiO2 【介紹】 幾種常見的玻璃及其它們的特性和用途。（ppt14-18） 【提問】同學們的英語水平估計要比我高，請看這句英文：To China for china ,China with china, dinner with china．是什么意思呢？(ppt19) 【提示】在英語中，China是中國，而china是瓷器的意思，將中國稱為“China”是說中國是瓷器之都。 【介紹】陶瓷的起源（ppt20）和陶瓷的燒制過程。(ppt21) 【學生活動】閱讀課本P80，了解瓷器的相關(guān)內(nèi)容。 【板書】3．陶瓷(ppt22) 主要原料：粘土（其主要成分為Al2O32SiO22H2O） 【介紹】現(xiàn)代陶瓷的應用（ppt23、24） 【鞏固練習】(ppt25) １．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 ２．下列工業(yè)生產(chǎn)，用石灰石作為原料的（ A ） ①用海水為原料生產(chǎn)鎂，②制硅酸鹽水泥，③制普通玻璃，④冶煉生鐵，⑤制漂白粉。 A.①②③④⑤ B.②③④⑤ C.①②③⑤ D.①②③④ 【結(jié)束語】 本節(jié)課我們學習了含硅的傳統(tǒng)無機非金屬材料——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硅，它是帶來人類文明的重要元素之一。 【作業(yè)】 完成“練習與實踐”：第1、4、5題。 第3單元 課時2二氧化硅與信息材料 一、學習目標 （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，以及與人類文明發(fā)展的密切關(guān)系。 （2）了解我國材料科學發(fā)展的成就，社會及科學技術(shù)的發(fā)展對新型材料的要求，激發(fā)學習化學的熱情，提高社會責任感。 二、教學重點與難點 重點：二氧化硅和單晶硅的應用，二氧化硅的性質(zhì)。 難點：二氧化硅的化學性質(zhì)。 三、設計思路 本節(jié)課內(nèi)容較貼近生活實際，所以在教學中考慮充分利用實物、模型及教科書中的彩圖和插圖，增強教學的直觀性，激發(fā)學生的學習興趣，本節(jié)內(nèi)容較簡單，可通過學生自己閱讀歸納和老師評價總結(jié)的方法來認識物質(zhì)的共性和個性，有利于學生對知識的記憶和掌握。 四、教學過程 【導入新課】你們平時愛看電視嗎？主持人中你們最喜歡哪一位？ 【設疑】很多節(jié)目都有主持人在現(xiàn)場與全國各地的觀眾進行交流的場景，那么，聲音和圖像信號是如何同步及時傳輸?shù)礁鞯氐哪兀坑质鞘褂昧耸裁床牧夏兀? 【講述】 圖像信號、聲音信號必須依靠光纜及時傳遞，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。 【板書】 一、二氧化硅 1．存在形式：沙子、石英、水晶、硅藻土 【設問】二氧化硅是氧化物，它是哪類氧化物？ 【學生回答】酸性氧化物。 【設疑】 酸性氧化物應該具有那些性質(zhì)呢？請大家根據(jù)閱讀課本內(nèi)容設計表格歸納二氧化硅的性質(zhì)。 【板書】2．性質(zhì)：(ppt3) 性質(zhì) 二氧化硅 狀態(tài) 固態(tài) 硬度 大 熔沸點 很高 化學性質(zhì) 與水 不反應 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，耐高溫、耐腐蝕。但可與堿性氧化物和強堿溶液反應。 【設疑】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？ 【強調(diào)】氫氧化鈉與玻璃中二氧化硅反應，生成硅酸鈉，具有粘性，容易把瓶子和塞子粘住，不容易打開。 【講述】 SiO2的熔沸點很高是由它的結(jié)構(gòu)決定的，它是空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 【板書】（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，可用于制作光學鏡片、石英坩堝等，我們來看介紹。（ppt5、6、7） 【過渡】我們開始講的光導纖維也是由SiO2制取的。 二．光導纖維（ppt8） 【講述】光導纖維，簡稱“光纖”，就是一種能利用光的全反射作用來傳導光線的透明度極高的玻璃細絲。光纖通信發(fā)展很快，全世界總量超過1億公里。我國在這方面起步并不算晚，1995年一年鋪設了130萬公里，全國已形成八橫八縱的干線網(wǎng)。中日海底光纜已經(jīng)開通，中美海底光纜工程也已經(jīng)啟動。1992年美國曾提出一項關(guān)于通信方面的計劃，這就是“信息高速公路”計劃，而光纖、光纜是信息高速公路的基石。 【觀看】光導纖維介紹的錄像。（ppt9） 【提問】剛才錄像中提到了光導纖維有哪些用途呢？ 【講述】光導纖維的應用。（ppt10） 【過渡】光纖很神奇，下面我們再來看個神奇的圖片：用硅原子組成的兩個漢字“中國”。(ppt11) 【介紹】照片上的兩個字是在硅晶體表面，通過操縱硅原子“寫出”的。“中國”兩個字“筆畫”的寬度約兩納米，這是目前世界上最小的漢字，說明人類已進入操縱原子的時代，目前只有中國等少數(shù)國家掌握。我們應該為此感到自豪。 【講述】硅常作半導體材料。硅半導體材料的制備必須先制得高純硅，請看制備出的硅晶體圖片。 【設問】那么硅晶體又是如何制備的呢？ 【板書】三、硅（ppt12） 1．硅的制備 制粗硅：2C+SiO2Si+2CO↑ 【過渡】這樣制得的硅仍含有雜質(zhì)，純度不高，仍然不能滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要，所以要把粗硅提純。 【板書】硅提純： Si+2Cl2SiCl4（400—500 ℃） SiCl4+2H2Si+4HCl 【引導】晶體硅的性質(zhì)又怎樣呢？請大家閱讀課本82頁，然后歸納一下。 【板書】2．硅的物理性質(zhì)(ppt13) 灰黑色、有金屬光澤、硬而脆的固體。熔沸點高，硬度大，難溶于水。 硅晶體的導電性介于導體和絕緣體之間，是一種重要的半導體材料。 3．硅的化學性質(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 （2）加熱高溫條件下，與氧氣、氯氣等反應。 Si + O2 SiO2 Si + 2Cl2 SiCl4（液態(tài)） 4．硅的用途（ppt15、16、17） 【鞏固練習】(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 B．SiO2是酸性氧化物，能與水反應生成硅酸 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月有消息報道，有科學家提出硅是“21世紀的能源”、“未來的石油”的觀點 。假如硅作為一種普通使用的新型能源被開發(fā)利用，關(guān)于其有利因素的下列說法中，你認為不妥當?shù)氖? （ D ） A.硅便于運輸、儲存，從安全角度考慮，硅是最佳的燃料； B.硅的來源豐富，易開采，且可再生； C.硅燃燒放出的熱量大，且燃燒產(chǎn)物對環(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，是硅能源開發(fā)利用的關(guān)鍵技術(shù) 【結(jié)束語】這節(jié)課我們主要學習了硅單質(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)展中充當了非常重要的角色，隨著科技的發(fā)展，它們還會為人類文明的進步發(fā)揮更多的作用，創(chuàng)造更多的奇跡。希望同學們努力學習，掌握更多的科學知識，研究硅這古老而又年輕的元素在更多方面的應用。 【作業(yè)】1． 完成“練習與實踐”第2、3、6三題。 2．通過查閱資料了解硅及其化合物在生活和生產(chǎn)中的應用。