【教学设计】《硅 无机非金属材料》（鲁科）2.docx

硅 无机非金属材料第2课时 教材分析硅是带来人类文明的重要元素之一，硅及其化合物是元素化合物知识的重要基础知识。本节内容不仅为形成化学基本观念提供感性基础，也为了解化学与生活，化学与社会发展，化学与技术进步之间的密切关系提供了丰富的素材。本节的主要内容有硅在自然界中的存在形式、二氧化硅的性质、硅酸盐的性质、硅及化合物的用途。在教学中可采用碳和硅（同一主族相邻的两种元素）进行对比，突出它们的相似性与不同性。另外多运用日常生活中的事例进行教学，联系生产生活的实际，充分利用实物、模型、彩图、实物照片等形式，增强教学的直观行，激发学生的学习兴趣，培养学生热爱科学的情感。 教学目标【知识与能力目标】1.了解硅在自然界的存在、含量2.了解单质硅的主要性质、工业制法和主要用途。3.初步培养学生自主查阅资料的能力和阅读能力4.使学生对硅酸盐工业及一些产品和新型无机非金属材料有大致印象。【过程与方法目标】1.通过碳与硅的新旧知识的比较，设疑引导、变疑为导、变教为导的思路教学法。2.使学生认识到化学在社会、生活、生产、科学技术中的重要作用，用科学的奇妙和威力激发学生学习化学的兴趣。【情感态度价值观目标】1、使学生掌握学习元素化合物知识的一般规律和正确方法2、使学生体会组成材料的物质的性质与材料的性能的密切关系，认识新材料的开发对人类生产、生活的重要影响，学会关注与化学有关的社会热点问题，激发他们学习化学的热情。 教学重难点【教学重点】单质硅的主要性质、工业制法和主要用途。【教学难点】单质硅的主要性质、工业制法和主要用途。 课前准备 多煤体课件等。 教学过程硅酸盐材料主要包括水泥、玻璃、陶瓷等。首先我们就来学习有关水泥的知识。请同学们阅读有关的类容，归纳、总结水泥的性质。一、硅酸盐与无机非金属材料1硅酸盐(1)硅酸盐在自然界中的存在硅酸盐是构成地壳中岩石的主要成分，自然界中存在的各种天然硅酸盐矿石，约占地壳的5，粘土的主要成分也是硅酸盐。粘土的种类很多，常见的有高岭土和一般粘土，前者含杂质较少，后者含杂质较多。(2)硅酸盐组成的表示方法硅酸盐的种类很多，结构复杂，无论是天然的还是人工制成的硅酸盐，其组成的表示方法有两种。 化学式法： 一般用于组成较简单的硅酸盐。如：硅酸钠 Na2SiO3； 硅酸钙Ca2SiO3 氧化物法：常用的表示方法。 如：镁橄榄石(Mg2SiO4) 2MgOSiO2高岭石Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O32SiO22H2O正长石(2KAlSi3O8 ) K2OAl2O36SiO2说明：用氧化物的形式表示硅酸盐的组成时，各氧化物的排列顺序为：较活泼金属氧化物 较不活泼金属氧化物 二氧化硅 水(3)硅酸钠硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，它是一种矿物胶，具有粘合性。2无机非金属材料(1)传统无机非金属材料 玻璃原料：生产普通玻璃的主要原料是纯碱(Na2CO3)，石灰石(CaCO3)和石英(SiO2 )。主要设备：玻璃熔炉反应原理：将粉碎混匀的原料加强热使之熔化，发生复杂的物理化学变化，冷却即成玻璃。其中主要化学反应是：CaCO3 + SiO2 CaSiO3 + CO2 Na2CO3 + SiO2Na2SiO3 + CO2 主要成分： 制造玻璃的原料中，石英是过量的，所以，普通玻璃是CaSiO3，Na2SiO3和SiO2 熔化在一起得到的物质，其物质的量之比为1：1：4，因此玻璃可表示为：Na2OCaO6SiO2。主要性质：硬而脆，受热时在一定温度范围内逐渐软化，没有一定的熔点，故作玻璃态物质，耐酸腐蚀(HF除外)。水泥a. 普通水泥的主要成分为硅酸三钙(3CaOSiO2)，硅酸二钙(2CaOSiO2)和铝酸三钙(3CaOAl2O3)等。b. 水泥的特点是水泥具有水硬性，与水搀和搅拌并静置后，很容易凝固变硬。c. 混凝土是指水泥、沙子和碎石的混合物，混凝土常用钢筋作结构，这就是通常所说的钢筋混凝土。(2)新型无机非金属材料类别示例特性用途高温结构陶瓷氮化硅陶瓷硬度极高，耐磨损，耐高温，抗腐蚀，抗氧化能力强，电绝缘性好汽轮机叶片、轴承、发动机部件、永久性模具碳化硅陶瓷硬度仅次于金刚石，耐高温，且在室温下能导电电热元件生物陶瓷氧化铝陶瓷氧化锆陶瓷强度高，耐磨，无毒，不溶于水，对人体组织有较好的适应性，可直接植于人体人造牙齿、人造骨骼压电陶瓷钛酸钡陶瓷钛酸铅陶瓷可将极其微弱的机械振动转换成信号声呐系统、气象检测、遥控环境保护、家用电器、压电地震仪二、【联想发散】硅及其化合物的特殊性：(1)硅的还原性比碳强，而碳在高温下能从二氧化硅中还原出硅。(2)非金属单质与强碱溶液反应一般不生成氢气，而硅与氢氧化钠等强碱溶液反应产生氢气。(3)非金属单质一般不与非氧化性酸反应，而硅不但与氢氟酸反应，而且有氢气生成。(4)酸性氧化物一般不与酸发生复分解反应，而二氧化硅却能与氢氟酸反应，生成四氟化硅和水。(5)无机酸一般易溶于水，而硅酸和原硅酸却难溶于水。(6)在水溶液中，碳酸的酸性比硅酸强，二氧化碳与硅酸钠反应生成碳酸钠和硅酸沉淀在高温下碳酸钠与二氧化硅反应生成硅酸钠和二氧化碳，其原因是在高温条件下，生成的二氧化碳离开反应体系而使反应进行到底。三、联想质疑（展示高压钠灯）高压钠灯的外罩是玻璃。里面的灯管是氧化铝陶瓷，又叫人造刚玉，是一种高温结构陶瓷。高温结构陶瓷是新型无机非金属材料中的一类。为什么高压钠灯的灯管要用氧化铝陶瓷来制造呢？因为：灯内温度高达1 400 ，钠蒸气具有强烈的腐蚀（还原）