《含硅礦物與信息材料》教案1
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111 第三單元 含硅礦物與信息材料 ★教學目標 知識技能: 1.了解硅、二氧化硅、硅酸、硅酸鹽的存在與性質,認識硅及其化合物在生活實際中的重要應用。 2. 要求學生查閱資料,學會通過查閱資料來獲取知識的學習方法,培養(yǎng)對新舊知識進行歸納比較的邏輯思維能力,培養(yǎng)自主學習和創(chuàng)新能力 過程方法: 1.通過對自然界中存在的含硅化合物的學習,使學生了解硅元素在自然界的存在形式及硅酸鹽的結構復雜性。 2.通過探究性實驗掌握硅酸鈉的有關知識;學會將硅酸鹽的化學式書寫氧化物的形式的方法和技巧。 3.通過對硅酸鹽工業(yè)產品的了解,使學生了解到硅酸鹽礦物的應用與人類文明的發(fā)展的密切關系。 4.利用圖片、模型、表格、視頻、實物、實驗及多媒體教學手段等,增強直觀性和形象性。 情感態(tài)度與價值觀: 1. 從傳統(tǒng)材料到信息材料的學習,激發(fā)學生學習興趣,增強學生研究、探索、發(fā)現(xiàn)新材料的意識;體會“化學――人類進步的關鍵”這句話的思想內涵,增強學生學習化學的興趣。 2.了解我國材料科學發(fā)展的成就、社會及科學技術的發(fā)展對新型材料的要求,激發(fā)學生愛國主義熱情,提高社會責任感。 ★ 教學重點 硅酸鈉 、單質硅 、二氧化硅的性質;硅酸鹽的氧化物形式的書寫 ★ 教學難點 單質硅和二氧化硅的結構 ★ 教學課時 第一課時:硅酸鹽礦物、傳統(tǒng)材料與信息材料的介紹。 第二課時:單質硅、二氧化硅的結構和性質及它們的用途。 ★ 教學方法 探究式教學,多媒體教學法。 ★ 教學過程 第一課時 硅酸鹽礦物與硅酸鹽產品 導入新課 : 在日常生活中,我們經(jīng)常接觸到玻璃、水泥、及陶瓷。同學們知道這些硅酸鹽是用什么原料生產的嗎?那這節(jié)課我們就來研究硅酸鹽有關的知識。 提出問題 : (1)硅元素在地殼中的含量怎樣? (2)硅元素在自然界主要有哪些存在形式? 解析:(1)地殼中硅元素的含量僅次于氧,約占總質量的四分之一。 (2)硅元素在自然界中主要是以硅酸鹽和二氧化硅的形式存在。地殼質量的92%是硅酸鹽和二氧化硅。 過渡:硅元素在自然界中廣泛存在,主要是硅酸鹽和二氧化硅的形式,下面我們先來了解硅酸鹽的有關知識。 (多媒體展示) 自然界中的一些硅酸鹽的圖片及其化學式: 結論:硅酸鹽的結構復雜 一、常見的硅酸鹽 硅酸及其縮水結合而成的各種酸所對應的鹽統(tǒng)稱硅酸鹽。 硅酸鹽是構成地殼巖石的主要成分,種類很多,結構復雜,常用氧化物的形式來表示組成。其改寫的規(guī)律:①各元素寫成相應的氧化物,元素的價態(tài)保持不變。②順序按先金屬后非金屬,金屬元素中按金屬活動順序表依次排列,中間用“ ”間隔。③注意改寫后應與原來化學式中的原子個數(shù)比不變。 如:滑石Mg3(Si4O10)(OH)2 可表示為3MgO4SiO2H2O 硅酸鹽組成復雜,一般用氧化物的形式表示它們的組成: (學生活動)鋯石:ZrO2SiO2 紅柱石:Al2O3SiO2 鈣鋁石榴子石:3CaOAl2O33SiO2 鎂橄欖石:2MgOSiO2 過渡:在硅酸鹽中,硅酸鈉是極少數(shù)溶于水中的一種,用途廣泛,下面我們先來學習它的有關知識. 硅酸鈉:Na2SiO3固體俗稱泡花堿Na2SiO3 能溶于水,其水溶液俗稱“水玻璃”,是工業(yè)使用的一種黏合劑,耐火、耐腐蝕。 探究① 加水溶解,并檢驗其溶液酸堿性; (學生活動)(硅酸鈉水溶液呈堿性) ②向溶液中通二氧化碳或滴加稀鹽酸觀察現(xiàn)象; (學生活動)(向溶液通二氧化碳有白色沉淀生成,滴加稀鹽酸也有白色沉淀生成) Na2SiO3 + 2H2O + CO2 == H4SiO4↓+Na2CO3 Na2SiO3 + 2HCl + H2O == H4SiO4↓+ 2NaCl(制取Na2SiO3) ③再向②中滴加氫氧化鈉溶液觀察現(xiàn)象。 (學生活動)(白色沉淀溶解) H4SiO4 + 2NaOH == Na2SiO3 + 3H2O 深化理解:實驗室保存Na2SiO3溶液的方法 因為硅酸的酸性比碳酸還弱,所以空氣中的CO2可以和Na2SiO3水溶液發(fā)生如下反應Na2SiO3 + H2O + CO2 == H2SiO3↓+Na2CO3從而使硅酸鈉變質,因此保存硅酸鈉要密封保存。同時,又由于硅酸鈉為礦物膠,有較強的粘性,也不能用磨口的玻璃瓶和玻璃塞,以免瓶口粘結。 過渡:在豐富的硅酸鹽中,除硅酸鈉外,其它的在工農業(yè)生產中的作用如何?下面我們來了解傳統(tǒng)的硅酸鹽產品的有關知識。 水泥 : (學生活動)生產原料:有黏士(主要成分為硅酸鹽),石灰石。 設備:水泥回轉窯(高溫煅燒)。 石膏:調節(jié)水泥的硬化速率。 產品主要成分:2CaOSiO2、3CaOSiO2、3CaOAl2O3 [拓展視野]水泥的標號:325、425、525、625,水泥的標號越大其抗壓強度越大。 玻璃:是一種混合物 (學生活動)玻璃生產的原料:石英、純堿、石灰石 設備:玻璃熔爐(高溫熔融) 主要反應: SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2↑,SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2↑. 成份:Na2OCaO6SiO2 種類:鋼化玻璃、有色玻璃、光學玻璃、防彈玻璃。 分子篩:利用硅酸鹽內部結構的空隙,可用于分離、提純氣體或液體混合物;還可以作干燥劑、離子交換劑、催化劑、催化劑載體、凈化水、凈化空氣、防毒器械、食品保鮮、電子產品處理、石油化工等方面。 [拓展視野]幾種玻璃的特性和用途 種 類 特 性 用 途 普通玻璃 在較高溫度下易軟化 窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯等 石英玻璃 膨脹系數(shù)小,耐酸堿,強度大,濾光 化學儀器;高壓水銀燈、紫外燈等的燈殼;光導纖維、壓電晶體等 光學玻璃 透光性能好,有折光和色散性 眼鏡片;照相機、顯微鏡、望遠鏡用凹凸透鏡等光學儀器 玻璃纖維 耐腐蝕、不怕燒、不導電、不吸水、隔熱、吸聲、防蟲蛀 太空飛行員的衣服、玻璃鋼等 鋼化玻璃 耐高溫、耐腐蝕、強度大、質輕、抗震裂 運動器材;微波通訊器材;汽車、火車窗玻璃等 瓷器: 主要原料 :黏土、石英沙 板書設計: 第一課時 硅酸鹽礦物與硅酸鹽產品 一、 硅酸鹽礦物、硅酸鹽產品(傳統(tǒng)材料) 1.硅酸鹽的結構: (1)硅酸鹽的結構復雜,常用氧化物的形式表示比較方便。硅酸鹽結構穩(wěn)定,在自然界中穩(wěn)定存在。 (2)氧化物形式書寫的規(guī)律: ①各元素寫成相應的氧化物,元素的價態(tài)保持不變。 ②順序按先金屬后非金屬,金屬元素中按金屬活動順序表依次排列,中間用“?”間隔。 ③注意改寫后應與原來化學式中的原子個數(shù)比不變。 2.Na2SiO3的性質:Na2SiO3易溶于水,水溶液俗稱“水玻璃” 化學性質:(1)水溶液呈堿性(用PH試紙測),通CO2有白色沉淀:Na2SiO3 + CO2 +2 H2O == Na2CO3 + H4SiO4↓(原硅酸,白色膠狀沉淀),離子方程式:SiO32- + CO2 +2 H2O == CO32- + H4SiO4↓。 原硅酸不穩(wěn)定,易失水成硅酸:H4SiO4 == H2SiO3 + H2O(硅酸在方程式中可代替原硅酸書寫。) 硅酸受熱分解:H2SiO3 H2O + SiO2 , 原硅酸和硅酸都是難溶于水的弱酸,酸性:H2CO3強于H4SiO4或H2SiO3。 (2)硅酸鈉溶液中滴加稀鹽酸有白色沉淀: Na2SiO3 + 2HCl == 2NaCl + H2SiO3↓, 離子方程式:SiO32- + 2H+ == H2SiO3↓. (3)硅酸和氫氧化鈉反應:H2SiO3 + 2NaOH == Na2SiO3 + 2H2O. 離子方程式:H2SiO3 + 2OH- ==SiO32- +2H2O 。 3. 硅酸鹽產品(傳統(tǒng)材料) 水泥 普通玻璃 制玻璃的主要反應: SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2↑,SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2↑. 陶瓷 【隨堂練習】 一、選擇題 1.下列不屬于硅酸鹽工業(yè)產品的是 ( ) A.水泥 B.陶瓷 C.磚瓦 D.石英玻璃 2.下列物質不屬于硅酸鹽的是 ( ) A.粘土 B.硅藻土 C.Al2(Si2O5)(OH)4 D.Mg2SiO4 3.生產水泥的主要設備是 ( ) A.熔爐 B.回轉窯 C.沸騰爐 D.合成塔 4.某硅酸鹽樣品中鋅的質量分數(shù)為58.6%,其化學組成用氧化物形式可表示為nZnOSiO2,則n值等于 ( ) A.0.5 B.1 C.2 D.3 5.在天然環(huán)境中用自然界中的物質,且在常溫下必須在空氣中才能硬化的是 ( ) A.石灰抹墻后變硬不再溶于水 B.熟石膏調水后灌入模中變硬 C.水玻璃抹在蛋皮上不久變硬呈玻璃狀 D.水泥砂漿澆灌后變硬 6.在水泥中加石膏的目的是 ( ) A.調節(jié)水泥的機械強度 B.調節(jié)水泥的硬化速度 C.降低水泥的成本 D.擴大水泥的使用范圍 7.下列物質有固定熔點的是 ( ) A.玻璃 B.水泥 C.水玻璃 D.Na2OSiO2 8.在實驗室熔化NaOH固體,不能選用的坩鍋是 ( ) A.鐵坩鍋 B.瓷坩鍋 C.鋁坩鍋 D.石墨坩鍋 二、填空題 9.制造普通水泥的主要原料有 和 .普通水泥的主要成分有(寫名稱) 、 和 ,它們的化學式分別是 、 和 .水泥的主要性能是 10.工業(yè)上制造普通玻璃的主要原料是 、 、 ,主要設備 是 ,主要原料熔化后,發(fā)生的主要化學反應是 、 .普通玻璃的成分是 . 三、計算題 11.SiO2和CaCO3的混合物26g,在高溫下加熱到質量不再改變,冷卻后稱質量為17.2g. (1)寫出可能發(fā)生反應的化學方程式; (2)求產生的氣體在標準狀況時的體積; (3)求原混合物中的SiO2的質量. 答案:1.D 2.B 3.B 4.C 5.AC 6.B 7.C 8.BC 9-10 略 11.(1)4.48L(2)6克 111- 配套講稿:
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- 含硅礦物與信息材料 礦物 信息 材料 教案
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