資源簡介

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教學內容： 第三節 無機非金屬材料第一課時
教學目標 課程標準要求 (內容要求、學業要求、教學提示建議等課標原文) 1.結合真實情景中的，應用實例了解硅及其重要化合物的主要性質，認識這些物質在生產中的應用。 2.結合實例認識非金屬硅及其化合物的多樣性了解通過化學反應可以探索物質性質，實現物質轉化，認識物質及其轉化，在促進社會文明進步，自然資源綜合利用的重要價值。 3.能說明硅元素及其化合物的應用對社會發展的價值。
教學目標 （學習目標：行為主體(學生)--行為條件--行為動詞--行為程度--行為內容） 1.通過閱讀交流，了解陶瓷、玻璃、水泥等傳統硅酸鹽材料的生產原料、性能和主要用途，知道普通玻璃的主要成分，感受傳統硅酸鹽材料在城鄉建設中發揮的重要作用； 2.結合真實情境中的應用實例，了解硅酸鹽、硅和二氧化硅的主要性質； 3.聯系生活實際和現代科技成果，了解粗硅的制法和高純硅的提純原理，以及納米材料的類別結構特點、性能及用途，感受化學就在身邊，培養科學探究的精神和社會責任感。
教學重點、難點 重點：陶瓷、玻璃、水泥的生產原料、性能和主要用途，硅的化學性質。 難點：硅的化學性質。
課前自學問題設計及學情反饋
【問題1】硅酸鹽的結構特點是什么？如何表示？ 【問題2】常見的硅酸鹽材料主要成分、生產原料分別是什么？ 材料陶瓷玻璃水泥主要成分成分復雜 硅酸三鈣（3CaO·SiO2）、硅酸二鈣（2CaO·SiO2）、鋁酸三鈣（3CaO·Al2O3）生產原料 （含水的鋁硅酸鹽） 主要原料： 輔助原料：適量的石膏主要設備陶瓷窯玻璃窯水泥回轉窯用途生產建筑材料，絕緣材料，日用器皿，衛生潔具等生產建筑材料，光學儀器，各種器皿制造玻璃纖維大量應用于建筑和水利工程
【問題3】制作玻璃的兩個反應原理是什么？是否能通過這兩個反應來比較碳和硅的非金屬性或硅酸和碳酸的酸性？ 【問題4】閱讀材料第21頁最后兩段，思考硅在自然界中的存在，結構，用途和制備方法分別是什么？ 【問題5】分別寫出硅和氧氣、氫氧化鈉、氫氟酸反應的化學方程式。 【問題6】用化學方程式解釋氫氧化鈉溶液保存時不能用玻璃塞的原因以及可以用氫氟酸在玻璃上雕花的原因。
情境問題導入
硅谷（Silicon Valley)，位于美國加利福尼亞北部的大都會區舊金山灣區南面，是高科技事業云集的圣塔克拉拉谷(Santa Clara Valley）的別稱，是電子工業和計算機業的王國。 硅谷最早是研究和生產以硅為基礎的半導體芯片的地方，因此得名。 硅為什么可以用作半導體材料，有哪些性質呢？
教學過程設計（用什么具體方式來學,學什么內容,學到什么程度；充分發揮學習目標在教學活動中的指向、評估和激勵作用。）
【情境導入】 任務一： 【問題1】地殼中主要元素的含量分別是什么？ 【問題2】硅酸鹽的結構特點是什么？如何表示？ 任務二： 【過渡】材料是人類制造物品、器件、構件、機器或其它產品的物質。20世紀70年代，人們把信息、材料和能源譽為當代文明的三大支柱。20世紀80年代以高技術群為代表的新技術革命，又把新材料、信息技術和生物技術并列為新技術革命的重要標志，材料與國民經濟建設、國防建設和人民生活密切相關。 【問題1】閱讀教材P19頁內容，回答無機非金屬材料的性能、用途和組成分別是什么？ 【過渡】我國具有悠久的陶瓷制造歷史，在新石器時代，我們的祖先已能燒制陶器，至唐宋時期，我國的陶瓷制品已經享譽海內外。目前，陶瓷仍然在人類的生產和生活中扮演著重要的角色，得到了廣泛應用。傳統的無機非金屬材料多為硅酸鹽材料，生活中隨處可見。 【問題2】常見的硅酸鹽材料主要成分、生產原料分別是什么？ 材料陶瓷玻璃水泥主要成分成分復雜 硅酸三鈣（3CaO·SiO2）、硅酸二鈣（2CaO·SiO2）、鋁酸三鈣（3CaO·Al2O3）生產原料 （含水的鋁硅酸鹽） 主要原料： 輔助原料：適量的石膏主要設備陶瓷窯玻璃窯水泥回轉窯用途生產建筑材料，絕緣材料，日用器皿，衛生潔具等生產建筑材料，光學儀器，各種器皿制造玻璃纖維大量應用于建筑和水利工程
任務三： 【過渡】現代信息技術是建立在半導體材料基礎上的。位于元素周期表第三周期、第VA族的硅元素，正好處于金屬與非金屬的過渡位置，其單質的導電性介于導體與絕緣體之間，是應用最為廣泛的半導體材料。 【問題1】閱讀材料第21頁最后兩段，思考硅在自然界中的存在，結構，用途和制備方法分別是什么？ 【問題2】分別寫出硅和氧氣、氫氧化鈉、氫氟酸反應的化學方程式。 【問題3】用化學方程式解釋氫氧化鈉溶液保存時不能用玻璃塞的原因以及可以用氫氟酸在玻璃上雕花的原因。
課堂檢測 【訓練1】下列說法正確的是（ ） ①構成巖石與許多礦物的基本元素是碳 ②二氧化硅晶體的基本結構單元中，每個Si周圍結合4個O ③使用量最大的無機非金屬材料是：陶瓷、水泥、玻璃等硅酸鹽產品 ④硅膠多孔，吸附能力強，常用作干燥劑，也可用作催化劑的載體 A．①②③④ B．②③④ C．①④ D．②③ 【答案】B 【訓練2】“九秋風露越窯開，奪得千峰翠色來”是贊譽越窯秘色青瓷的詩句，描繪我國古代精美的青瓷工藝品，玻璃、水泥和陶瓷均為硅酸鹽制品，下列有關說法中正確的是 A．玻璃是人類最早使用的硅酸鹽制品 B．制水泥的原料為純堿、石灰石和石英砂 C．硅酸鹽制品的性質穩定、熔點較高 D．沙子和黏土的主要成分均為硅酸鹽 【答案】C 【訓練3】下列說法不正確的是（ ） A．陶瓷是以黏土為主要原料，經高溫燒結而成 B．普通玻璃以純堿、石灰和石英砂為原料，發生復雜的物理和化學變化制得 C．普通硅酸鹽水泥以黏土和石灰石為主要原料 D．向水泥中加入適量的石膏可以調節水泥硬化速率 【答案】B 【訓練4】下列關于SiO2的敘述正確的是（ ） ①SiO2能與水反應生成硅酸 ②SiO2對應的水化物是可溶性弱酸 ③硅原子和碳原子的最外層電子數相同，SiO2和CO2的分子結構也相同 ④SiO2既能與氫氧化鈉溶液反應又能與氫氟酸反應，故SiO2是兩性氧化物 ⑤SiO2中硅元素為價，故SiO2具有氧化性 ⑥在SiO2中，每個硅原子結合2個氧原子 A．①③⑤ B．①②④⑥ C．③ D．⑤ 【答案】D
課堂小結 回歸目標 一、硅酸鹽材料 1、硅酸鹽的組成及結構：陶瓷、玻璃、水泥，存在硅氧四面體結構。 2、陶瓷：原料—粘土；應用—建筑材料、絕緣材料、衛生器具等。 3、玻璃：原料—純堿、石灰石、石英砂，主要成分—Na2SiO3、CaSiO3和SiO2等，應用—建筑材料、光學儀器和各種器皿，制造玻璃纖維用于高強度復合材料。 4、水泥：原料—石灰石、黏土，應用—建筑材料。 二、硅的化學性質 （1）與非金屬單質反應 與O2：Si＋O2SiO2； （2）與酸、堿反應 ①非金屬單質一般不與非氧化性酸反應，但Si能與HF反應：Si＋4HFSiF4↑＋2H2↑； ②硅與強堿溶液反應生成氫氣：Si＋2NaOH＋H2ONa2SiO3＋2H2↑。　
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