高中化學(xué)人教版必修第二冊教案：5.3無機(jī)非金屬材料

1、 第五章 化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素第三節(jié) 無機(jī)非金屬材料教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能了解硅及二氧化硅的主要性質(zhì)及應(yīng)用； 了解硅在半導(dǎo)體工業(yè)和二氧化硅、傳統(tǒng)的硅酸鹽制品和新型的無機(jī)非金屬材料的應(yīng)用； 認(rèn)識(shí)新材料的開發(fā)對人類生產(chǎn)、生活的重要影響。過程與方法學(xué)習(xí)能根據(jù)同一類別不同物質(zhì)的性質(zhì)歸納出該類物質(zhì)的通性，并能運(yùn)用通性簡單預(yù)測其他物質(zhì)的性質(zhì)。情感態(tài)度與價(jià)值觀（1）逐步培養(yǎng)勤于思考，勇于探究的科學(xué)品質(zhì)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。（2）使學(xué)生體會(huì)組成材料的物質(zhì)的性質(zhì)與材料的性能的密切關(guān)系，認(rèn)識(shí)新材料的開發(fā)對人類生產(chǎn)、生活的重要影響，學(xué)會(huì)關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問題，激發(fā)他們學(xué)習(xí)化學(xué)的熱情。教學(xué)重難點(diǎn)1.教

2、學(xué)重點(diǎn) 硅、二氧化硅的性質(zhì)與用途、硅的制備2.教學(xué)難點(diǎn)硅、二氧化硅的性質(zhì)與用途教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)意圖1.新課導(dǎo)入【師】20世紀(jì)70年代人們把信息、材料和能源譽(yù)為當(dāng)代文明的三大支柱。20世界80年代以高技術(shù)群為代表的新技術(shù)革命，又把新材料、信息技術(shù)和生物技術(shù)并列為新技術(shù)革命的重要標(biāo)志，就是因?yàn)椴牧吓c國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防建設(shè)和人民生活密切相關(guān)。中國瓷文化流傳已久，日常生活中用到的瓷器、計(jì)算機(jī)中央處理器、傳導(dǎo)電話的光纜，化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的玻璃儀器，我們建筑用的水泥，是什么材料制成的？【多媒體展示】陶瓷、水泥、玻璃的圖片設(shè)問激發(fā)求知欲2.探索新知【板書】一、硅酸鹽材料【師】我們熟知的陶瓷、玻璃、水泥

3、作為傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料的主角，應(yīng)用廣泛。你們能想到陶瓷、玻璃、水泥是硅酸鹽制品嗎？【學(xué)生活動(dòng)】閱讀教材，了解陶瓷、玻璃、水泥，填表格?！編煛繉W(xué)習(xí)了硅酸鹽制品，我們也需要掌握硅酸鹽的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)?！編煛繉Ρ忍妓猁}，硅酸鹽有哪些元素組成？【生】硅酸鹽是有硅、氧、金屬元素組成的。【多媒體展示】展示硅酸鹽的結(jié)構(gòu)示意圖?！編煛吭诠杷猁}中硅原子和氧原子構(gòu)成了硅氧四面體，如圖所示，四面體通過頂角的氧彼此相連，每個(gè)氧原子為2個(gè)四面體所共有?！編煛坷梦覀儗μ沾?、玻璃、水泥的認(rèn)識(shí)及硅酸鹽的結(jié)構(gòu)，談一談，硅酸鹽的性質(zhì)?！旧慷鄶?shù)硅酸鹽具有硬度高、熔點(diǎn)高、難溶于水、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐腐蝕等特點(diǎn)。【師】也正是硅酸鹽

4、的性質(zhì)決定它的用途，作為一類優(yōu)良的材料得到廣泛應(yīng)用【思考與討論】普通玻璃是以純堿、石灰石和石英砂為原料,經(jīng)混合、粉碎,在玻璃窯中熔融,發(fā)生復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化而制得。你能寫出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式嗎?【學(xué)生活動(dòng)】寫出反應(yīng)方程式?！編煛侩S著科技的發(fā)展，無機(jī)非金屬材料突破了傳統(tǒng)的硅酸鹽體系，一系列新型無機(jī)非金屬材料相繼問世?！編煛吭诿绹f金山，有個(gè)最大的高科技工業(yè)園區(qū)，稱之為“硅谷”。它是現(xiàn)代電子工業(yè)和計(jì)算機(jī)發(fā)展的基地。這說明硅在電子工業(yè)革命中起著非常重要的作用?！編煛客瑢W(xué)們還記得硅在地殼中的含量是多少嗎？【生】在地殼中，硅的含量位居第二，僅次于氧。【師】自然界中無游離態(tài)的硅。硅的化合物幾乎全部

5、是二氧化硅和硅酸鹽。廣泛存在于各種礦物和巖石中?！編煛抗柙谠刂芷诒碇械氖裁次恢茫俊旧课挥诘谌芷?、第A族。最外層電子為4個(gè)，既不容易的電子，又不容易失電子?！径嗝襟w展示】硅的空間結(jié)構(gòu)示意圖?！旧抗杈w是正四面體結(jié)構(gòu)的?！編煛繘]錯(cuò)，在形態(tài)上，硅呈現(xiàn)晶體和無定形的狀態(tài)?！編煛坑捎诠柙靥幱诮饘僭嘏c非金屬元素的過渡位置，其單質(zhì)的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體與絕緣體之間，主要用于半導(dǎo)體材料。同學(xué)們觀察硅單質(zhì)的圖片，還能得到硅的哪些性質(zhì)？【生】灰黑色、有金屬光澤?！編煛抗璧挠捕却蟆⑷埸c(diǎn)高、質(zhì)地軟?！編煛砍叵?，硅與氫氟酸、氟氣、強(qiáng)堿溶液反應(yīng)。【學(xué)生活動(dòng)】寫出相關(guān)的方程式?！編煛考訜幔ǜ邷兀l件下，硅與O2、C

6、l2、C、N2等非金屬反應(yīng)?！緦W(xué)生活動(dòng)】寫出反應(yīng)方程式?！編煛烤w硅中雜質(zhì)會(huì)影響其導(dǎo)電性，因此會(huì)影響其導(dǎo)電性，因此必須制備純度硅。工業(yè)上用焦炭還原石英砂可制得含有少量雜質(zhì)的粗硅。【多媒體展示】展示高純硅制備的流程【學(xué)生活動(dòng)】寫出高純硅制備的原理?！編煛恐苽浜玫墓?，有哪些用途呢？【生】重要的半導(dǎo)體材料，信息技術(shù)的關(guān)鍵材料，主要用于制備硅芯片，應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、集成電路、晶體管等半導(dǎo)體器件中，還用于制造光電池。硅的合金用來制造變壓器鐵芯、耐酸設(shè)備等?！編煛渴⒉ＡА⑸匙?、瑪瑙的主要成分是什么？二氧化硅。石英、沙子、瑪瑙、水晶，這些是二氧化硅的晶體；硅藻土是二氧化硅的無定形態(tài)。【師】二氧化硅的結(jié)構(gòu)是什么樣的？【多媒體展示】二氧化硅的結(jié)構(gòu)示意圖【生】SiO2晶體是立體空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，每個(gè)Si結(jié)合4個(gè)O，每個(gè)O結(jié)合2個(gè)Si，N(Si):N(O)1:2 【師】二氧化硅有哪些性質(zhì)？【生】硬度大、熔點(diǎn)高、不溶于水、不導(dǎo)電【學(xué)生活動(dòng)】學(xué)生驗(yàn)證二氧化硅分別與鹽酸、硫酸、氫氟酸反應(yīng)?！旧慷趸璨荒芘c鹽酸、硫酸反應(yīng)，可與氫氟酸反應(yīng)?！編煛慷趸枋撬嵝匝趸?，同樣具備酸性氧化物的性質(zhì)?！編煛慷趸栌心男┬再|(zhì)？【生】水晶可用于制造電子工業(yè)的重要部件、光學(xué)儀器和工藝品。用于制造光導(dǎo)纖維。石英玻璃常用制造高溫的化學(xué)儀器。石英砂常用作玻璃原料和建筑材料【師】介紹新型陶瓷、碳納米管、碳納米材料通過探討交