2023-2024学年人教版新教材必修第二册 第五章第三节 无机非金属材料（第1课时） 教案

课题第三节无机非金属材料第一课时教学目标课程标准要求1.结合真实情景中的，应用实例了解硅及其重要化合物的主要性质，认识这些物质在生产中的应用。2.结合实例认识非金属硅及其化合物的多样性了解通过化学反应可以探索物质性质，实现物质转化，认识物质及其转化，在促进社会文明进步，自然资源综合利用的重要价值。3.能说明硅元素及其化合物的应用对社会发展的价值。教学目标1.通过阅读交流，了解陶瓷、玻璃、水泥等传统硅酸盐材料的生产原料、性能和主要用途，知道普通玻璃的主要成分，感受传统硅酸盐材料在城乡建设中发挥的重要作用；2.结合真实情境中的应用实例，了解硅酸盐、硅和二氧化硅的主要性质；3.联系生活实际和现代科技成果，了解粗硅的制法和高纯硅的提纯原理，以及纳米材料的类别结构特点、性能及用途，感受化学就在身边，培养科学探究的精神和社会责任感。教学重点、难点重点：陶瓷、玻璃、水泥的生产原料、性能和主要用途，硅的化学性质。难点：硅的化学性质。课前自学问题设计及学情反馈【问题1】硅酸盐的结构特点是什么？如何表示？【问题2】常见的硅酸盐材料主要成分、生产原料分别是什么？材料陶瓷玻璃水泥主要成分成分复杂硅酸三钙（3CaO·SiO2）、硅酸二钙（2CaO·SiO2）、铝酸三钙（3CaO·Al2O3）生产原料（含水的铝硅酸盐）主要原料：辅助原料：适量的石膏主要设备陶瓷窑玻璃窑水泥回转窑用途生产建筑材料，绝缘材料，日用器皿，卫生洁具等生产建筑材料，光学仪器，各种器皿制造玻璃纤维大量应用于建筑和水利工程【问题3】制作玻璃的两个反应原理是什么？是否能通过这两个反应来比较碳和硅的非金属性或硅酸和碳酸的酸性？【问题4】阅读材料第21页最后两段，思考硅在自然界中的存在，结构，用途和制备方法分别是什么？【问题5】分别写出硅和氧气、氢氧化钠、氢氟酸反应的化学方程式。【问题6】用化学方程式解释氢氧化钠溶液保存时不能用玻璃塞的原因以及可以用氢氟酸在玻璃上雕花的原因。情境问题导入硅谷（SiliconValley)，位于美国加利福尼亚北部的大都会区旧金山湾区南面，是高科技事业云集的圣塔克拉拉谷(SantaClaraValley）的别称，是电子工业和计算机业的王国。硅谷最早是研究和生产以硅为基础的半导体芯片的地方，因此得名。硅为什么可以用作半导体材料，有哪些性质呢？任务一：【问题1】地壳中主要元素的含量分别是什么？【问题2】硅酸盐的结构特点是什么？如何表示？任务二：【过渡】材料是人类制造物品、器件、构件、机器或其它产品的物质。20世纪70年代，人们把信息、材料和能源誉为当代文明的三大支柱。20世纪80年代以高技术群为代表的新技术革命，又把新材料、信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志，材料与国民经济建设、国防建设和人民生活密切相关。【问题1】阅读教材P19页内容，回答无机非金属材料的性能、用途和组成分别是什么？【过渡】我国具有悠久的陶瓷制造历史，在新石器时代，我们的祖先已能烧制陶器，至唐宋时期，我国的陶瓷制品已经享誉海内外。目前，陶瓷仍然在人类的生产和生活中扮演着重要的角色，得到了广泛应用。传统的无机非金属材料多为硅酸盐材料，生活中随处可见。【问题2】常见的硅酸盐材料主要成分、生产原料分别是什么？材料陶瓷玻璃水泥主要成分成分复杂硅酸三钙（3CaO·SiO2）、硅酸二钙（2CaO·SiO2）、铝酸三钙（3CaO·Al2O3）生产原料（含水的铝硅酸盐）主要原料：辅助原料：适量的石膏主要设备陶瓷窑玻璃窑水泥回转窑用途生产建筑材料，绝缘材料，日用器皿，卫生洁具等生产建筑材料，光学仪器，各种器皿制造玻璃纤维大量应用于建筑和水利工程任务三：【过渡】现代信息技术是建立在半导体材料基础上的。位于元素周期表第三周期、第VA族的硅元素，正好处于金属与非金属的过渡位置，其单质的导电性介于导体与绝缘体之间，是应用最为广泛的半导体材料。【问题1】阅读材料第21页最后两段，思考硅在自然界中的存在，结构，用途和制备方法分别是什么？【问题2】分别写出硅和氧气、氢氧化钠、氢氟酸反应的化学方程式。【问题3】用化学方程式解释氢氧化钠溶液保存时不能用玻璃塞的原因以及可以用氢氟酸在玻璃上雕花的原因。课堂检测【训练1】下列说法正确的是（）①构成岩石与许多矿物的基本元素是碳②二氧化硅晶体的基本结构单元中，每个Si周围结合4个O③使用量最大的无机非金属材料是：陶瓷、水泥、玻璃等硅酸盐产品④硅胶多孔，吸附能力强，常用作干燥剂，也可用作催化剂的载体A．①②③④ B．②③④ C．①④ D．②③【答案】B【训练2】“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗句，描绘我国古代精美的青瓷工艺品，玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品，下列有关说法中正确的是A．玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品B．制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英砂C．硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高D．沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐【答案】C【训练3】下列说法不正确的是（）A．陶瓷是以黏土为主要原料，经高温烧结而成B．普通玻璃以纯碱、石灰和石英砂为原料，发生复杂的物理和化学变化制得C．普通硅酸盐水泥以黏土和石灰石为主要原料D．向水泥中加入适量的石膏可以调节水泥硬化速率【答案】B【训练4】下列关于SiO2的叙述正确的是（）①SiO2能与水反应生成硅酸②SiO2对应的水化物是可溶性弱酸③硅原子和碳原子的最外层电子数相同，SiO2和CO2的分子结构也相同④SiO2既能与氢氧化钠溶液反应又能与氢氟酸反应，故SiO2是两性氧化物⑤SiO2中硅元素为价，故SiO2具有氧化性⑥在SiO2中，每个硅原子结合2个氧原子A．①③⑤ B．①②④⑥ C．③ D．⑤【答案】D课堂小结回归目标一、硅酸盐材料1、硅酸盐的组成及结构：陶瓷、玻璃、水泥，存在硅氧四面体结构。2、陶瓷：原料—粘土；应用—建筑材料、绝缘材料、卫生器具等。3、玻璃：原料—纯碱、石灰石、石英砂，主要成分—Na2SiO3、CaSiO3和SiO2等，应用—建筑材料、光学仪器和各种器皿，制造玻璃纤维用于高强度复合材料。4、水泥：原料—石灰