2019-2020年高考化學(xué) 第一節(jié) 無機非金屬材料的主角—硅 第2課時教案.doc
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2019-2020年高考化學(xué) 第一節(jié) 無機非金屬材料的主角硅 第2課時教案三維目標(biāo)知識與技能1.了解硅酸鹽的重要用途及組成。2.了解硅的重要用途,了解硅單質(zhì)的物理性質(zhì)。3.掌握Na2SiO3的化學(xué)性質(zhì)。過程與方法 通過自主學(xué)習(xí)、探究,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。在教師的指導(dǎo)下,通過上網(wǎng)查閱資料培養(yǎng)獨立查閱資料的能力。 情感、態(tài)度與價值觀 學(xué)習(xí)有關(guān)“陶瓷”的知識,了解中華民族的傳統(tǒng)文化,培養(yǎng)學(xué)生愛國主義情感。通過硅及其化合物重要用途的學(xué)習(xí),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。教學(xué)重點 硅酸鹽的性質(zhì)及重要用途、硅的用途教學(xué)難點 硅晶體結(jié)構(gòu),硅酸鹽的組成教具準(zhǔn)備 多媒體課件、實物投影儀、燒杯、膠頭滴管、酒精燈、火柴、鑷子、蒸餾水、Na2SiO3溶液、手機芯片、玻璃片、石棉、水泥、砂紙、砂輪教學(xué)過程導(dǎo)入新課多媒體播放課件1.馳名世界的中國瓷器:景德鎮(zhèn)陶瓷2.舉世聞名的萬里長城3.世界奇跡三峽大壩4.世界大都市上海東方明珠、發(fā)展日新月異的浦東新區(qū)、深圳特區(qū)5.筆記本電腦,超大規(guī)模集成電路芯片推進新課 師:剛才我們所觀看的幻燈片,從遠古的陶瓷、秦磚漢瓦,到現(xiàn)代的摩天大樓,迅速發(fā)展的信息產(chǎn)業(yè),無一不與硅酸鹽、硅及其化合物有著密切的聯(lián)系。這一切的一切,無一不在影響、改變著我們的生活,這一切的一切也都充分展示了硅及硅酸鹽經(jīng)久不衰的魅力!體現(xiàn)了它們重要的用途! 師:硅酸鹽是由硅、氧和金屬元素組成的化合物的總稱,在自然界分布極為廣泛。 師:展示Na2SiO3、玻璃片、水泥、石棉,取一小團石棉、少量水泥于小燒杯中,加入少量的水,攪拌,觀察現(xiàn)象。 取少量水泥,加入稀鹽酸,觀察。 取一玻璃碎片,在酒精燈上灼燒,觀察變化。 生:由上述實驗及我們的生活常識可以知道:硅酸鹽結(jié)構(gòu)很復(fù)雜,一般不溶于水,性質(zhì)也很穩(wěn)定。做實驗42取兩片濾紙,分別用蒸餾水和飽和Na2SiO3溶液潤濕,之后,同時分別用鑷子夾住放在酒精燈的外焰上點燃,觀察現(xiàn)象。干濾紙用蒸餾水潤濕用Na2SiO3溶液潤濕現(xiàn)象結(jié)論 師:請同學(xué)們結(jié)合課本及上述實驗,對Na2SiO3的性質(zhì)及用途加以總結(jié)。 生:(1)Na2SiO3是一種鈉鹽,易溶于水。(2)Na2SiO3具有一定的黏性,可作黏合劑。 (3)Na2SiO3可作防火劑。(4)Na2SiO3俗名水玻璃。(5)Na2SiO3可作肥皂的填充劑。 師:展示實驗盛放NaOH、Na2SiO3、稀鹽酸、稀H2SO4的試劑瓶,請同學(xué)們比較其瓶塞的不同。 生:不同之處是:NaOH、Na2SiO3溶液的試劑瓶塞是橡皮塞;而HCl、H2SO4溶液的瓶塞為玻璃塞。知識拓展 師:NaOH、Na2CO3溶液瓶塞相同,都是橡皮塞而不是玻璃塞。你能推測可能是什么原因造成的嗎?請討論。 生:Na2CO3溶液可能也和玻璃反應(yīng);Na2CO3溶液某方面性質(zhì)可能與NaOH溶液相似,能與玻璃中的某些成分反應(yīng);Na2CO3溶液可能也與NaOH相似,顯很強的堿性,也能與玻璃中的SiO2反應(yīng);NaOH能與玻璃中的SiO2反應(yīng),生成具有一定黏性的Na2SiO3溶液,使瓶塞易被粘住,不易打開。師(總結(jié)):同學(xué)們剛才分析得很好,也很有道理!現(xiàn)在我們共同來分析一下NaOH、 Na2CO3的組成。它們都是離子化合物,且所含的金屬陽離子都相同,因此,不同的性質(zhì)應(yīng)該由不同的陰離子所引起,即的某些方面的性質(zhì)可能與OH-的某些方面性質(zhì)相似。而以后的進一步學(xué)習(xí)會使我們明白這個道理:正是由于在水溶液中產(chǎn)生了大量的OH,使Na2CO3溶液也具有較強的堿性,能和玻璃中的SiO2反應(yīng),生成具有一定黏性的Na2SiO3溶液,易把瓶塞粘住,而不易打開。同理,大家可以進一步分析、探究:盛K2CO3溶液的試劑瓶塞用的是橡皮塞還是玻璃塞?生(齊答):應(yīng)該是橡皮塞。 師:展示K2CO3溶液的試劑瓶真是橡皮塞! 師:同學(xué)們從初中乃至從小學(xué)就開始學(xué)習(xí)英語?!癈hina”一詞大家都知道它的漢語翻譯是“中國”,可是,同學(xué)們知道它的最根本的含義嗎? 生:我知道!它的本意指的是“瓷器”。 師:對!中華民族是一個勤勞、善良、勇于創(chuàng)造的民族!中華民族有著五千年光輝、燦爛的文明!也只有五千年的文化底蘊,才能孕育出中華民族的智慧,才能磨煉出一雙雙巧奪天工之手!才能為世人捧出一件件精美絕倫的陶瓷制品!多媒體播放1.陜西半坡出土的人面魚紋彩陶盆2.精美的清代花瓶 師:請同學(xué)們舉例說明我們?nèi)粘I钪杏心男┪锲肥翘沾芍瞥傻模扛饔惺裁磧?yōu)良的性能? 生:碗、火鍋、衛(wèi)生潔具。電源開關(guān)、貼墻壁的瓷磚。高壓線上掛的瓷環(huán)絕緣器。 師:同學(xué)們所舉的事例,都是傳統(tǒng)的硅酸鹽陶瓷,它們有很多優(yōu)良性能,為我們的生活、為人類的科技進步作出了很大的貢獻。受傳統(tǒng)陶瓷某些特殊性能的啟發(fā),科技工作者在此基礎(chǔ)上進行了一次又一次的創(chuàng)新,又研制出了許多種組成不同、性能更特殊的新型陶瓷。 生:看書,教材P79:科學(xué)視野新型陶瓷。多媒體播放無機非金屬材料家庭中的重要一員新型陶瓷。知識拓展參考教材P79,另外,指導(dǎo)學(xué)生查閱資料補充。 師:硅酸鹽種類繁多,結(jié)構(gòu)也很復(fù)雜,為了方便起見,也為了便于同學(xué)們理解,通常用氧化物的形式來表示硅酸鹽的組成:硅酸鹽中的i元素,以SiO2的形式表示,金屬元素如Na、g、l、Ca等,以它們常見的氧化物形式表示,元素以2的形式表示。方法:(1)找出組成元素(2)寫成氧化物的形式(3)注意原子守恒(4)檢查有無遺漏例題剖析(例1)正長石的組成,可表示成KAlSi3Ox,則x=_,用氧化物的形式表示的組成為_。 師:請同學(xué)們先自主分析,求解??梢杂懻?。實物投影儀展示部分學(xué)生練習(xí)師(總結(jié)分析):根據(jù)化合物中各元素的正負化合價代數(shù)和必為零,有1(+1)+1(+3)+3(+4)+x(-2)=0,x=8按化合價規(guī)則可把KAlSi3O8改寫成二氧化硅與金屬氧化物的形式:K2OAl2O33SiO2或K2OAl2O36SiO2(例2)礦泉水一般是由巖石風(fēng)化后被地下水溶解其中可溶部分生成的。風(fēng)化作用是指礦物與水和CO2同時作用的過程。如鉀長石(KAlSi3O8)風(fēng)化生成高嶺土Al2Si2O5(OH)4的反應(yīng)為:2KAlSi3O8+2H2CO3+9H2O=2K+4H4SiO4+Al2Si2O5(OH)4這個反應(yīng)能夠發(fā)生的原因是_。 生:由反應(yīng)方程式可以知道,該反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng),是復(fù)分解反應(yīng)。因此,不能用氧化還原反應(yīng)的原理去分析解釋,只能從復(fù)分解反應(yīng)的規(guī)律去尋找答案。方程式左邊有H2CO3,右邊生成物有H4SiO4,符合強酸制備弱酸的原理。 師(總結(jié)分析):很好,此反應(yīng)可看成酸和鹽之間的復(fù)分解反應(yīng),此反應(yīng)能夠發(fā)生的原因是較強的酸生成較弱的酸。解答:碳酸酸性比硅酸強。 師:展示砂紙、砂輪、變壓器的硅鋼片。 師:這些都是具有特殊功能的含硅的物質(zhì)。生看書:教材P7879板書三、硅單質(zhì) 師:雖然硅的化合物很多,隨處可見,而且從遠古時期人類就已經(jīng)學(xué)會加工和使用陶瓷,但是硅的單質(zhì)卻到很晚18世紀(jì)上半葉才制備出來。多媒體播放硅的制備歷史 師:展示晶體Si及晶體Si的結(jié)構(gòu)模型,引導(dǎo)學(xué)生觀察并歸納、總結(jié)。 生:(歸納總結(jié))(1)Si晶體結(jié)構(gòu)為正四面體形。(2)單質(zhì)Si有晶體硅和無定形硅兩種。(3)有金屬光澤、灰黑色固體。(4)熔點高(1 410 )、硬度大、質(zhì)脆。(5)良好的半導(dǎo)體材料。(6)有很廣泛的用途。(7)常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑。師(進一步總結(jié)、完善):同學(xué)們請把書翻到后面元素周期表。看一看與i位于同一橫行的左邊元素及右邊元素各是什么?由此能否體會出i的半導(dǎo)體性質(zhì)? 生:同一橫行中,i左邊的元素為鈉(Na)、鎂(g)、鋁(l),都是金屬元素;i右邊的元素分別為磷()、硫()、氯(l)、氬(r),為非金屬元素,i位于其中間。金屬易導(dǎo)電,而非金屬單質(zhì)一般不易導(dǎo)電。因此,可以理解i的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間,為半導(dǎo)體。多媒體播放課堂小結(jié) 師:本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了硅酸鹽的重要用途及性質(zhì),了解了硅酸鈉的特性耐火。知道了i單質(zhì)的重要用途。從結(jié)構(gòu)上、從周期表的位置,進一步理解了i的性質(zhì)。21世紀(jì)人類所面臨的重大問題之一:能源危機。而從書上我們了解到i是極具發(fā)展前景的新能源材料。同學(xué)們,隨著人們對i及其化合物的認識越來越深刻,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,我們有理由相信i及其化合物會對人類作出更大的貢獻,給人類帶來更大的驚喜?。ǘ嗝襟w回放 i及硅酸鹽的重要用途)板書設(shè)計二、硅酸鹽1.定義:2.用途(記住用途):3.性質(zhì):4.代表:Na2SiO3三、硅單質(zhì)1.結(jié)構(gòu):2.周期表中位置:3.用途:4.性質(zhì):O2 F2 NaOH HF(Si的特殊性)小結(jié):活動與探究1.玻璃的形成 有這樣一個古老的傳說:有一群波斯商人販賣一車一車的純堿(Na2CO3),晚上在大海邊上宿營休息。夜間海邊刮起了大風(fēng),怎么辦?商人們就想在海邊的沙灘上生火取暖。于是他們就從車上搬下大堿塊,用大堿塊把火圍了起來形成一個一個的大火盆,在篝火邊商人們睡著了。等到天亮,商人們又要趕路了。當(dāng)他們想把大堿塊搬上車時,眼前的情形讓他們驚呆了:大堿塊和沙子熔在了一起,形成了一大塊堅硬透明的固體!這是什么原因造成的?你能幫助他們解釋么?反應(yīng)方程式解釋 2.從教材上的一句話“光電池是極有發(fā)展前景的新型能源”,請你分析這一句話的含義。隨堂練習(xí)1.下列不屬于傳統(tǒng)硅酸鹽產(chǎn)品的是( )A.玻璃 B.水泥 C.光導(dǎo)纖維 D.陶瓷答案:C2.下列不是水玻璃用途的是( )A.玻璃 B.木材防火劑C.紙板黏膠劑 D.建筑裝飾材料答案:A3.鋼筋混凝土強度大,常常用來建造高樓大廈、橋梁涵洞、高速公路等,在現(xiàn)代社會中發(fā)揮著舉足輕重的作用,下面是鋼筋混凝土的主要成分的是( )A.水泥、沙子和鋼筋 B.水泥、沙子、碎石和鋼筋C.水泥、碎石和沙子 D.水泥、沙子、碎石和水答案:B4.下列物質(zhì)的變化,不能通過一步化學(xué)反應(yīng)完成的是( )A.CO2H2CO3 B.SiO2Na2SiO3C.Na2O2Na2CO3 D.SiO2H2SiO3答案:D5.能證明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的實驗事實是( )A.CO2溶于水形成碳酸,SiO2難溶于水B.CO2通入可溶性硅酸鹽中析出硅酸沉淀C.高溫下SiO2與碳酸鹽反應(yīng)生成CO2D.氯化氫通入可溶性碳酸鹽溶液中放出氣體,通入可溶性硅酸鹽溶液中生成沉淀答案:B6.某無色溶液中加入過量鹽酸有沉淀產(chǎn)生,過濾后向濾液中加入過量氨水又有沉淀產(chǎn)生,下列溶液中符合此條件的是( )A.Ag+、Al3+、K+ B.、K+C.Ag+、Cu2+、Na+ D.Ag+、Ba2+、Na+答案:AB7.下列說法不正確的是( )A.3CaOAl2O3是水泥主要成分之一B.Na2OCaO6SiO2是普通玻璃的組成C.玻璃沒有固定的熔點D.欲觀察氫氣燃燒的火焰顏色,可采用普通玻璃管作燃燒管答案:D8.下列離子方程式,正確的是( )A.澄清石灰水中通入過量二氧化碳:Ca2+2OH-+CO2=CaCO3+H2OB.碳酸鈉溶液中加入二氧化硅:+SiO2=+CO2C.二氧化硅與燒堿溶液反應(yīng):SiO2 +2OH-=+H2OD.硅酸與燒堿溶液中和:H2SiO3+2OH-=+2H2O答案:CD9.用地殼中某主要元素生產(chǎn)的多種產(chǎn)品在現(xiàn)代高科技中占有重要位置,足見化學(xué)對現(xiàn)代物質(zhì)文明的重要作用。例如:(1)計算機芯片的主要成分是_。(2)光導(dǎo)纖維的主要成分是_。(3)目前應(yīng)用最多的太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化材料是_。(4)用作吸附劑、干燥劑、催化劑或催化劑載體的人造分子篩大多是一類稱為_的化合物。答案:(1)硅(或Si或單晶硅)(2)二氧化硅(或SiO2) (3)硅(或Si)(4)鋁硅酸鹽(或硅鋁酸鹽)10.某學(xué)生興趣小組想利用高嶺土(其主要成分是Al2O32SiO22H2O)制作新型凈水劑的試驗。試驗程序如下:其中濾液C就是欲求的凈水劑。試回答下列問題:(1)寫出混合物A,濾液C和沉淀D的主要成分:A:_,C:_,D:_。(2)寫出高嶺土與純堿熔融的兩個化學(xué)方程式_。(3)該試驗中,熔融高嶺土可以選用的坩堝有_。A.玻璃坩堝 B.瓷坩堝 C.氧化鋁坩堝 D.鐵坩堝答案:(1)NaAlO2和Na2SiO3 AlCl3 H2SiO3(2)Al2O3Na2CO32NaAlO2CO2;SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2(3)D習(xí)題詳解1.答案:(1) (2) (3)點撥:屬于硅酸鹽產(chǎn)品;的主要成分是SiO2,中用到SiO2;用到硅單質(zhì)的是。2.答案: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,耐高溫化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定3.答案:Na2SiO3+H2SO4+H2O=Na2SO4+H4SiO4 H4SiO4=H2SiO3+H2O4.答案:B5.答案:普通玻璃、石英和陶瓷都含有SiO2,可與燒堿發(fā)生反應(yīng):SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O6.略7.答案:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO28.答案: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。9.答案:(1)還原劑 (2)氧化還原反應(yīng)(化合反應(yīng)) 氧化還原反應(yīng)(置換反應(yīng)) 還原劑(3)沙灘上有大量的沙子,其主要成分是SiO2,用C或H2進行還原后得Si單質(zhì),可用到計算機等電器上。點撥:(1)在SiO2與C的反應(yīng)中C的化合價由0變?yōu)?2,故C在此反應(yīng)中作還原劑。(2)在Si與Cl2的反應(yīng)中Si的化合價由0升高到+4,而Cl的化合價由0降到-1,故是氧化還原反應(yīng),也屬化合反應(yīng);在SiCl4與H2的反應(yīng)中H的化合價由0升到+1,故此氧化還原反應(yīng)(也屬置換反應(yīng))中H2是還原劑。11.答案:(1)n(Na2O)=0.21 mol n(CaO)=0.21 moln(SiO2)=1.255 moln(Na2O)n(CaO)n(SiO2)=116氧化物表示為:Na2OCaO6SiO2(2)設(shè)需純堿、石灰石和石英的質(zhì)量分別為x、y、zNa2CO3 Na2O CaCO3 CaO106 62 100 56x95% 10 t13%31 y80% 10 t11.7%31 x=72.52 t y=80.96 t需SiO2:10 t75.3%3195%=245.72 t答:需純堿72.52噸,需石灰石80.96噸,需石英245.72噸。12.略- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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