高中化學(xué)無機(jī)非金屬材料的主角-硅教案7第二課時(shí)新人教版必修

1、第四章 非金屬及其化合物 無機(jī)非金屬材料的主角硅教學(xué)目標(biāo)：1、了解硅的物理性質(zhì)，知道單質(zhì)硅的一些簡單的化學(xué)性質(zhì)。2、使學(xué)生對硅酸鹽工業(yè)及一些產(chǎn)品有大致印象。3、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)興趣，使學(xué)生對化學(xué)與生產(chǎn)、生活實(shí)際的聯(lián)系有進(jìn)一步的認(rèn)識。4、擴(kuò)大學(xué)生的知識面，激發(fā)學(xué)生的求知欲。教學(xué)重點(diǎn)使學(xué)生真正地認(rèn)識到硅酸鹽工業(yè)與人類生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。教學(xué)過程：導(dǎo)課上一節(jié)我們學(xué)到的硅酸鈉，是一種可溶性的硅酸鹽，而其他硅酸鹽多數(shù)是不溶于水的。硅酸鹽是構(gòu)成地殼巖石的主要成分，自然界中存在的各種天然硅酸鹽礦物，約占地殼質(zhì)量的5%。板書二.硅酸鹽演示實(shí)驗(yàn)取兩根一樣的干燥布條(其中一根在硅酸鈉溶液中浸過)在火焰上燃燒。觀察

2、回答兩根布條燃燒的情況一樣嗎？現(xiàn)象有何不同？回答不一樣。一根很容易燃燒，一根不燃。思考是什么原因造成了這樣的差別呢？答案在這里！講解不燃的布條是由于我預(yù)先在硅酸鈉溶液中浸泡并曬干的。這也是硅酸鈉的用途之一。硅酸鈉的水溶液俗名“水玻璃”，其用途很廣，建筑工業(yè)及造紙工業(yè)用它做粘合劑。木材或織物用水玻璃浸泡過后既防腐又不易著火。浸過水玻璃的鮮蛋可以長期保存。水玻璃還用作軟水劑，洗滌劑和制肥皂的填料。它也是制硅膠和分子篩的原料。板書1、硅酸鈉：水溶液俗稱水玻璃，可做肥皂填料、木材防火劑及黏膠劑。實(shí)物展示粘土樣本。講解由于鋁與硅在元素周期表位置相鄰、離子大小相近，鋁離子通?；蚨嗷蛏俚闹脫Q硅酸鹽中的正四價(jià)

3、硅，形成鋁硅酸鹽。為了保持電中性，回引入其他正離子，從而增大了硅酸鹽的豐富性和復(fù)雜性。硅酸鹽礦石長期風(fēng)化會成為粘土，并且生成土壤膠體。土壤膠體一般帶負(fù)電荷，能吸附土壤中的銨根離子及鉀離子，具有保肥能力 。這是大自然對人類的饋贈，我們應(yīng)該愛護(hù)大地母親。我們?nèi)粘Ｋf的粘土,它的化學(xué)成分主要是由Al2Si2O5(OH)4組成。 板書2、粘土：化學(xué)成分主要是：Al2Si2O5(OH)4，土壤膠體一般帶負(fù)電荷，具有保肥能力。提問 China的中文意義，引入三大硅酸鹽工業(yè)。投影應(yīng)用廣泛的硅酸鹽工業(yè)： 板書3、硅酸鹽工業(yè)：產(chǎn)品主要原料主要設(shè)備反應(yīng)條件主要反應(yīng)或主要成分主要性質(zhì)水泥粘土、石灰石、(石膏)適量水

4、泥回轉(zhuǎn)窯高溫硅酸三鈣：3CaOSiO2硅酸二鈣：2CaOSiO2鋁酸三鈣：3CaOAl2O3水硬性玻璃純 堿石灰石石 英玻璃窯高溫Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2成分：Na2SiO3 、CaSiO3 、SiO2投影講解硅酸鹽產(chǎn)品簡介： 板書3、水泥：硅酸三鈣：3CaOSiO2硅酸二鈣：2CaOSiO2鋁酸三鈣：3CaOAl2O3玻璃：Na2SiO3 、CaSiO3 、SiO2講解 硅酸鹽的種類很多，結(jié)構(gòu)也很復(fù)雜，通?？捎枚趸韬徒饘傺趸锏男问絹肀硎酒浣M成，如：硅酸鈉是一種可溶性的硅酸鹽，而其他硅酸鹽多數(shù)不溶于水，而且結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，通常用二氧

5、化硅和金屬氧化物的形式來表示其組成。書寫規(guī)則：金屬氧化物寫在最前面，然后寫二氧化硅，最后寫水，而且氧化物之間用“.”隔開例題Na2SiO3可以寫成Na2O SiO2練習(xí)如何用氧化物的形式表示下列硅酸鹽高嶺石：Al2(Si2O5)(OH)4 以氧化物形式表示為（ ）鈉長石：NaAlSi3Oa a為（ ），若以氧化物形式表示為（ ） 閱讀資料卡片，練習(xí)氧化物表示形式。板書4、氧化物表示形式：硅酸鈉： Na2OSiO2 石棉：3MgOCaO4SiO2長石：K2OAl2O36SiO2 普通玻璃：CaONa2O6SiO2 黏土：Al2O32SiO22H2O閱讀科學(xué)視野新型陶瓷（結(jié)合幻燈講解）。結(jié)構(gòu)陶瓷：

6、主要是指發(fā)揮其機(jī)械、熱、化學(xué)等性能的一大類新型陶瓷材料，它可以在許多苛刻的工作環(huán)境下服役，因而成為許多新興科學(xué)技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。在空間技術(shù)領(lǐng)域，制造宇宙飛船需要能承受高溫和溫度急變、強(qiáng)度高、重量輕且長壽的結(jié)構(gòu)材料和防護(hù)材料，在這方面，結(jié)構(gòu)陶瓷占有絕對優(yōu)勢。從第一艘宇宙飛船即開始使用高溫與低溫的隔熱瓦，碳-石英復(fù)合燒蝕材料已成功地應(yīng)用于發(fā)射和回收人造地球衛(wèi)星。未來空間技術(shù)的發(fā)展將更加依賴于新型結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用，在這方面結(jié)構(gòu)陶瓷尤其是陶瓷基復(fù)合材料和碳/碳復(fù)合材料遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他材料。壓電陶瓷：你聽說過會說話、會唱歌的陶瓷嗎？會偵察、會指揮、能診斷、能生電的陶瓷嗎？這就是壓電陶瓷，屬于現(xiàn)代功能陶瓷。神

7、奇的壓電陶瓷-海中雷達(dá)偵察兵：雷達(dá)是用無線電原理對空中目標(biāo)搜索、定位、導(dǎo)向的通訊工具，而在水中不能發(fā)揮作用。用壓電陶瓷制成的聲納系統(tǒng)可在水中起到同樣的作用，在軍事上搜索敵潛艇，漁雷活動狀況是否對我方有威脅.活動方位、速度等，我方根據(jù)動態(tài)目標(biāo)對漁雷等起到導(dǎo)航、攻擊指揮作用。在民用上，探測海中魚群分布和種類以便有計(jì)劃捕撈，打撈遇難船物等。壓電陶瓷組成的聲納系統(tǒng)譽(yù)為水中雷達(dá)偵察兵。透明陶瓷：陶瓷一般是不透光的，由于陶瓷的不透光，使陶瓷的用途受到很多的限制?？茖W(xué)家經(jīng)過長時(shí)間悉心研究后，終于在1957年制成了世界上第一片透光陶瓷。透光陶瓷有著廣泛的用途。當(dāng)透光陶瓷問世后，使高壓鈉燈的研制成功。高壓鈉燈是

8、一種發(fā)光效率很高的電光源，在同樣功率下一盞高壓鈉燈能頂兩盞高壓汞燈，且光線柔和、銀白，在高壓鈉燈下看物體不但清楚，且不刺眼。另外高壓鈉燈還具有特殊的本領(lǐng)，光線能透過濃霧不被散射，作為道路、汽車、廣場的用燈特別合適。超導(dǎo)陶瓷： 1973年，人們發(fā)現(xiàn)了超導(dǎo)合金鈮鍺合金，其臨界超導(dǎo)溫度為23.2K，該記錄保持了13年。1986年，設(shè)在瑞士蘇黎士的美國IBM公司的研究中心報(bào)道了一種氧化物（鑭鋇銅氧）具有35K的高溫超導(dǎo)性，打破了傳統(tǒng)“氧化物陶瓷是絕緣體”的觀念，引起世界科學(xué)界的轟動。此后，科學(xué)家們爭分奪秒地攻關(guān)，幾乎每隔幾天，就有新的研究成果出現(xiàn)。1987年2月，美國華裔科學(xué)家朱經(jīng)武和中國科學(xué)家趙忠賢

9、相繼在釔鋇銅氧系材料上把臨界超導(dǎo)溫度提高到90K以上，液氮的禁區(qū)（77K）也奇跡般地被突破了。1987年底，鉈鋇鈣銅氧系材料又把臨界超導(dǎo)溫度的記錄提高到125K。從19861987年的短短一年多的時(shí)間里，臨界超導(dǎo)溫度竟然提高了100K以上，這在材料發(fā)展史，乃至科技發(fā)展史上都堪稱是一大奇跡！高溫超導(dǎo)材料的不斷問世，為超導(dǎo)材料從實(shí)驗(yàn)室走向應(yīng)用鋪平了道路。生物陶瓷：生物陶瓷指與生物體或生物化學(xué)有關(guān)的新型陶瓷。生物陶瓷可分為與生物體相關(guān)的植入陶瓷和與生物化學(xué)相關(guān)的生物工藝學(xué)陶瓷。前者植入體內(nèi)以恢復(fù)和增強(qiáng)生物體的機(jī)能，是直接與生物體接觸使用的生物陶瓷。后者用于固定酶、分離細(xì)菌和病毒以及作為生物化學(xué)反應(yīng)的

10、催化劑，是使用時(shí)不直接與生物體接觸的生物陶瓷。講述特殊功能含硅物質(zhì)：碳化硅、硅橡膠、硅鋼、分子篩。板書5、新型陶瓷：結(jié)構(gòu)陶瓷、超導(dǎo)陶瓷、壓電陶瓷、透明陶瓷、生物陶瓷。三、硅單質(zhì)閱讀請大家閱讀課本P68的第一、二自然段，總結(jié)出硅的存在形態(tài)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、物質(zhì)性質(zhì)等方面的內(nèi)容。投影圖4-11硅晶體思考硅元素以什么形態(tài)存在于自然界？硅元素主要存在于什么物質(zhì)里？硅有幾種同素異形體？分別是什么？回答硅以化合態(tài)存在于自然界，硅元素主要存在于地殼的各種礦物和巖石里；硅有晶體硅和無定形硅兩種同素異形體。板書以化合態(tài)存在于自然界，有兩種同素異形體。(1)物理性質(zhì)：熔、沸點(diǎn)高，硬度大，半導(dǎo)體。過渡那么，硅單質(zhì)的化學(xué)性

11、質(zhì)怎么樣呢？講解常溫下，硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，除氟氣、氫氟酸和強(qiáng)堿外，硅不跟其他物質(zhì)，如氧氣、氯氣、硝酸、硫酸等起反應(yīng)。加熱時(shí)，能跟一些非金屬反應(yīng)，如它也能和氧氣反應(yīng)生成二氧化硅。講解并板書（2）單質(zhì)硅化學(xué)性質(zhì)： Si+2F2=SiF4 Si+4HF=SiF4+2H2Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2 Si+O2SiO2投影硅的各種用途： 講述（據(jù)圖片）半導(dǎo)體材料；太陽能電池。 投影練習(xí)1.下列物質(zhì)中屬于純凈物的是A.Na2CO310H2O B.水泥C.純凈的鹽酸D.普通玻璃答案：A2.下列敘述正確的是A.酸均不能與酸性氧化物反應(yīng)B.玻璃、陶瓷、水泥容器都不能貯存氫氟酸C.石灰抹墻

12、、水泥砌墻過程的硬化原理相同D.石灰窯、玻璃熔爐出來的氣體主要成分相同答案：BD3.下列物質(zhì)有固定熔點(diǎn)的是A.水泥 B.玻璃 C.Na2OSiO2 D.水玻璃答案：C小結(jié)略作業(yè)P69 1、2、3、5補(bǔ)充作業(yè)寫出下列轉(zhuǎn)化關(guān)系中的化學(xué)方程式：附板書計(jì)劃：二.硅酸鹽1、硅酸鈉：水溶液俗稱水玻璃，可做肥皂填料、木材防火劑及黏膠劑。2、粘土：化學(xué)成分主要是：Al2Si2O5(OH)4，土壤膠體一般帶負(fù)電荷，具有保肥能力。3、水泥：硅酸三鈣：3CaOSiO2硅酸二鈣：2CaOSiO2鋁酸三鈣：3CaOAl2O3玻璃：Na2SiO3 、CaSiO3 、SiO24、氧化物表示形式：硅酸鈉： Na2OSiO2石棉：3MgOCaO4SiO2長石：K2O