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普通高中课程标准实验教科书人教版 化学 1 必修 第四章 非金属及其化合物 第一节 无机非金属材料的主角硅第二课时教学目标一、知识目标1、使学生了解硅及硅酸钠的重要性质和用途；2、使学生对硅酸盐工业及一些产品有大致印象。二、能力目标1、使学生了解硅酸盐产品的性能、用途，加深对化学与生产、生活实际的认识进而帮助学生树立民族自豪感，增强学好化学的自信心。2、使学生进一步认识硅及其重要化合物在生产中的应用和对生态环境的影响，树立绿色化学意识和可持续发展的意识。三、德育目标1、扩大学生的知识面，激发学生的求知欲。2、激发学生学习化学的兴趣，使学生对化学与生产、生活实际的联系有进一步的认识。教学重点1、硅和硅酸盐的重要性质2、使学生真正地认识到硅酸盐工业与人类生产、生活密切相关。教学难点硅酸盐的丰富性和多样性激发学生的求知欲教学方法实物展示、启发诱导、引导归纳、自学、讲述、实验教学用具录像机、投影仪普通玻璃片、红色玻璃片、蓝色玻璃片各一块，普通玻璃管、搪瓷被碰损的碗或杯，稀盐酸酒精喷灯、火柴教学过程一、引入新课引言请大家看录像机展示的这些物品录像机展示水泥、住宅玻璃、汽车、火车的车窗玻璃、挡风玻璃、各种颜色的玻璃、光学仪器玻璃、器皿玻璃、缸、罐、茶具、瓷质餐具、卫生设施、艺术饰品师录像机刚刚展示的这些物品可谓琳琅满目。大家是否能想到，这些形态不一，用途各异的物品却源自于同一类物质含硅物质。它们都是以含硅物质为原料经加热制成的，这一制造工业叫做硅酸盐工业。硅酸盐工业在国民经济中占有很重要的地位，本节课我们就来简单了解一下硅酸盐工业。二、新课教学板书第二节 硅酸盐工业简介师首先，我们来了解一下水泥的有关知识。板书一、水泥师水泥是一种非常重要的建筑材料。请大家阅读课本有关内容，并填写下表。投影展示水泥主要原料主要设备反应条件普通水泥的主要成分主要性质学生阅读完课本后，可由学生回答，教师填写上表答案：粘土石灰石(石膏)适量水泥回转窑高温硅酸三钙：3CaOSiO2硅酸二钙：2CaOSiO2铝酸三钙：3CaOAl2O3水硬性师由上表可以看出，水泥最主要的性质是水硬性。即跟水混合搅拌并静置后，很容易凝固变硬，由于水泥具有这一优良特性，被用作建筑材料。又由于它在水中也能硬化，因此是水下工程必不可少的材料。问建筑用粘合剂水泥沙浆的成分是什么？生是水泥、沙子和水的混合物。问混凝土又是由什么做成的呢？生是由水泥、沙子和碎石混合而成。师目前，我国已成为世界上生产和使用水泥制品最多的国家。大家知道吗？解放前水泥曾被称为“洋灰”，就是现在，也仍然还能听到这种叫法。叫“洋灰”的原因是什么呢？同学们能否从下面的图表得到启示呢？投影展示19491998年我国水泥年产量示意图学生看图后回答因为解放前水泥产量小，主要靠外国进口。师很正确。希望大家现在能好好学习，将来在各个领域有很好的作为，以使这个“洋”字在我国越来越少，甚至绝迹。过渡好，水泥的知识我们就了解到这儿，下面我们来学习与我们住宅的光明有很大关系的物质玻璃。板书二、玻璃师请大家阅读课本有关玻璃的内容，并填写下表投影展示玻璃主要用料反应条件玻璃窑中发生的主要反应成 分学生阅读完课本后，由学生回答，教师填写上表纯 碱石灰石石 英高温=高温=高温Na2CO3+CO2 Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2Na2SiO3CaSiO3SiO2师上表所反映的是制造普通玻璃时所用的原料，主要反应及普通玻璃的主要成分。问上述玻璃窑中发生的反应，能否证明硅酸的酸性比碳酸强呢？说明理由。生甲能。根据复分解反应的条件，强酸可以制弱酸。生乙不能。从碳和硅在周期表中的相对位置，应该是碳酸酸性强于硅酸。生丙(疑惑)师二氧化硅能与碳酸钙和碳酸钠反应生成二氧化碳，是由于该反应的反应物均为固体，在高温下发生反应时，生成的二氧化碳气体脱离反应体系使反应得以进行，但这不能说明硅酸的酸性比碳酸强，酸性强弱的本质是酸电离出氢离子的难易程度。我们已学的复分解反应的规律，仅是适用于溶液里的反应，不能套用高温条件下物质之间的反应。问为什么制取氟化氢气体或盛放氢氟酸时不能用玻璃容器？生因为玻璃中含有二氧化硅，而氢氟酸可以和二氧化硅发生化学反应。师很好。展示一小块普通玻璃问大家看，这是一块普通玻璃，当我们把若干块普通玻璃叠加，或从侧面看这块玻璃时，它都是绿色的。为什么？生因为原料中混有二价铁的缘故。展示一块红色玻璃，一块蓝色玻璃问它们和我刚才取的那块普通玻璃的颜色不一样，是什么造成了它们的这种差别呢？生是因为在制造玻璃的过程当中，加入了金属氧化物。在红色玻璃中加的是氧化亚铜(Cu2O)，在蓝色玻璃中加的是氧化钴(Co2O3)。师很好。也就是说在制造玻璃的过程中，当我们加入某些金属氧化物时(如二氧化锰、二氧化锡等)，会使玻璃呈现不同的颜色。问请大家根据生活经验，说一下普通玻璃的优点和缺点是什么？生甲玻璃的透光性能好，但易碎，并且易伤人。生乙玻璃的透明度高，比如可以让我们看见试管里或烧瓶里的反应，还可以看见商店橱窗里的东西。生丙用玻璃制成的物品美观，但就是不结实，如窗户上的玻璃，很容易被打破。生丁玻璃不耐热，开水都能把它炸裂师大家说得都很好。也正是为了让玻璃“弃恶扬善”，玻璃专家们进行了深入的研究，并不断地制成有各种各样性能的特种玻璃。如石英玻璃、光学玻璃、玻璃纤维、钢化玻璃等。投影展示几种玻璃的特性和用途种 类特 性用 途普通玻璃在较高温度下易软化窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯等石英玻璃膨胀系数小，耐酸碱，强度大，滤光化学仪器；高压水银灯、紫外灯等的灯壳；光导纤维、压电晶体等光学玻璃透光性能好，有折光和色散性眼镜片；照相机、显微镜、望远镜用凹凸透镜等光学仪器玻璃纤维耐腐蚀、不怕烧、不导电、不吸水、隔热、吸声、防虫蛀太空飞行员的衣服、玻璃钢等钢化玻璃耐高温、耐腐蚀、强度大、质轻、抗震裂运动器材；微波通讯器材；汽车、火车窗玻璃等师(手取一根玻璃管)大家看，这是由普通玻璃做成的一根玻璃管，现在，我把它放在酒精喷灯上灼烧，请大家看发生的现象。演示实验取一根玻璃管，置于燃着的酒精喷灯上，把玻璃管拉成两支尖嘴管。问大家看到了什么？生玻璃受热、变软，可拉细。师实验室里的胶头滴管就是这样制出来的。这说明普通玻璃在高温时易软化、变形。但如果我们在玻璃容器中进行的是高温下的化学反应，普通的玻璃仪器显然是不能满足要求的，这时我们可以用能承受较高温度的石英玻璃容器。石英玻璃的主要成分是二氧化硅，它的膨胀系数小，不怕温度的骤然变化，而且具有很高的化学稳定性，所以是一种制作高温容器的良好材料。讲述钢化玻璃是将普通玻璃在电炉里加热软化后急速冷却而成的。其成分与普通玻璃一样，但经这样处理后，玻璃的内应力消失，机械强度增大，不易破碎。一旦破碎，碎块也没有尖锐的棱角，不易伤人，是一种安全玻璃。玻璃纤维是由熔融玻璃拉成或吹成的纤维，是玻璃钢中的增强材料。玻璃钢，是一种复合材料，质轻而坚硬，机械强度可与钢材相比，因此得名。光学玻璃又称铅玻璃，它与普通成分不相同，主要由硅酸钾、硅酸铅和石英组成。生产中对原料纯度要求高、不能含有氧化铁等杂质，熔制过程要严格控制工艺，并采取搅拌等措施，排净气泡，保证料液高度均匀，只有这样，才能使制成的玻璃质地均匀，有很好的折光性等光学性能。有关这几种玻璃的特性和用途，请大家参看上面投影问看起来晶莹透明的玻璃是不是晶体呢？请大家思考后回答，说出判断的依据。生甲是。晶体都能反光，玻璃也能反光，所以是。生乙是。因为玻璃是一个规则的形体，看起来也是亮晶晶的。生丙不是。晶体都有规则的几何形状，玻璃没有。生丁不是。晶体都有固定的熔点，而玻璃没有。师好。看来大家都很爱动脑思考。事实上，玻璃不是晶体。因为晶体的外表特征是有一定的、整齐的、有规则的几何外形(当然，构成晶体的那个最小的单元是我们肉眼看不见的)，它有固定的熔点。而玻璃是介于结晶态和无定形态之间的一种物质状态，我们把它叫做玻璃态。它的结构特点是：它的粒子不像晶体那样有严格的空间排列，但又不像无定形体那样无规则排列，而是“短程有序、远程无序”。即从小范围来看，它有一定的晶型排列；从整体来看，却像无定形的物质那样是无晶形的排列规律。所以玻璃态物质没有一定的熔点，而是在某一温度范围内逐渐软化变为液态。过渡上面我们学了水泥和玻璃。下面我们再来了解一下由粘土(主要成分是硅酸盐)做原料制成的产品陶瓷。板书三、陶瓷师请大家阅读书上“陶瓷”这一部分内容，并了解以下知识。投影展示陶瓷主要原料生产过程反应条件种 类性 能上表可由学生阅读课本后回答，教师填写粘土混合 成型干燥 烧结冷却高温土器、陶器炻器、瓷器抗氧化、抗酸碱腐蚀耐高温、绝缘、易成型问我国最为著名的陶器产地在什么地方？有什么之称？生江苏宜兴。有陶都之称。师陶器的产生是人类发展史上的一块里程碑，是人类最早不用大自然的现成材料而制成的器具，制陶技术可以说是最古老的材料技术，是人类材料技术的发端。因此，恩格斯把陶器的出现作为新石器时代开始的标志。我国是世界上最早生产陶器的国家。有黑陶、白陶、彩陶等多个品种。陕西临潼出土的秦始皇兵马佣，被人们称作“世界奇观”，它们就是在烧成的陶胎上进行彩绘而制成的，称为彩绘陶，其工艺水平令世人叹为观止。制瓷器的要求比制陶器高，它需要纯净的粘土作原料，烧制温度也相对高一些。因此，瓷器比陶器瓷体白净，质地致密。瓷器是中华文明的象征。在许多拉丁语系国家中，“瓷器”和“中国”都以“CHINA”这同一种字母拼音表示。问我国素有”瓷都“之称的地方在哪里？生江西景德镇。师对。景德镇所烧制的薄胎瓷器被誉为：“洁如玉、明如镜、薄如纸、声如磬。”可见有多么的精致了。问对于一般烧制的陶瓷制品，有什么共同的缺陷呢？生甲表面比较粗糙，而且有不同程度的渗透性。生乙容易碰破而损坏！问怎样弥补？生在烧制前在坯体表面涂上一层釉，使成品光滑，不渗水。师举起一个搪瓷杯，上有破损师大家看，这个杯的外壳就是陶瓷，里面是铁，它的陶瓷表面破损后，露出了其庐山真面目铁(呈褐色)。下面，我往这个杯里加酸，大家看有什么现象。演示在搪瓷杯里加稀盐酸，并使酸接触破损处。请坐在前面的同学说一下观察到的现象生酸遇搪瓷，无现象；当酸接触破损处时有气泡产生。问大家知道这气泡是什么吗？怎么产生的？生气泡是氢气。是酸与铁发生了反应而生成的。问这说明陶瓷有什么性质？起什么作用？生说明陶瓷耐腐蚀，不和酸反应，但比较脆，易被碰损。在此起保护和装饰作用。师回答得很好。关于陶瓷、科学家们一直在探索着扬长避短的制作技术，并已取得了很大的进展和突破。下节课我们将介绍这方面的知识。三、小结本节课我们以水泥、玻璃、陶瓷为例，简单介绍了硅酸盐工业。它们均是以含硅物质为原料，在高温下，经过一系列复杂的物理、化学变化而得到的产品。四、布置作业1.下列物质中属于纯净物的是A.Na2CO310H2O B.水泥C.纯净的盐酸 D.普通玻璃答案：A2.下列叙述正确的是A.酸均不能与酸性氧化物反应B.玻璃、陶瓷、水泥容器都不能贮存氢氟酸C.石灰抹墙、水泥砌墙过程的硬化原理