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2019-2020年高一化學第三單元《含硅礦物與信息材料》教案 【教學目標】 知識與技能目標 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。　 過程與方法目標 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(chǎn)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)度與價值觀目的 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、難點】 重點：硅酸鈉(sodium silicate)、單質硅(silicon)、二氧化硅(silica)的性質；硅酸鹽(silicate)的氧化物形式的書寫。 難點：單質硅（silicon）和二氧化硅(silica)的結構。 【教學過程】 第一課時　　硅酸鹽礦物、傳統(tǒng)材料與信息材料 學習課題 教師活動 學生活動 學習反饋 教學設想 1．課前查閱資料，提問引入新課 提問：（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？ 自學、歸納、交流、討論回答問題。 （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。 （1）培養(yǎng)學生自學能力； （2）讓學生學會通過查閱資料來學習知識的學習方法。 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。 2．硅酸鹽(silicate)的結構 （1）多媒體展示：自然界中的一些硅酸鹽的圖片及其化學式； （2）舉例介紹如何將硅酸鹽化學式改寫成氧化物的形式；并要求學生練習后總結書寫規(guī)律。 （3）追問：硅酸鹽的結構怎樣？為什么常改寫成氧化物的形式？ （1）觀察圖片和化學式，總結； （2）練習硅酸鹽化學式的改寫； （3）分析總結交流討論書寫規(guī)律； （1）硅酸鹽的結構復雜。 （2）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。 （3）由于硅酸鹽的結構復雜，為了學習研究的方便，常改寫成氧化物的形式。 （1）創(chuàng)設情景，激發(fā)學習興趣； （2）通過訓練，鞏固知識，培養(yǎng)能力； （3）通過主動探索得出規(guī)律，將知識升華，培養(yǎng)學習的主動性，增強探索意識。 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。 3．硅酸鈉(sodium silicate)的知識 （1）展示硅酸鈉試劑； （2）探究實驗：硅酸鈉的性質①加水溶解；并檢驗其溶液酸堿性；②向溶液中通二氧化碳或滴加稀鹽酸；③再向②中滴加氫氧化鈉溶液。（師生共同完成實驗，部分實驗由學生來探究演示。） （3）說說硅酸鈉的用途。 （1）動手參與、探索實驗，觀察、分析、思考實驗現(xiàn)象，總結硅酸鈉的性質； （2）書寫有關的化學、離子方程式； （3）從性質思考用途。 （1）硅酸鈉能溶于水；水溶液稱水玻璃。水溶液呈堿性。 （2）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 在沉淀中加入氫氧化鈉溶液，沉淀溶解：H4SiO4 + 2NaOH == Na2SiO3 + 3H2O (3)硅酸鈉能用于作黏合劑、防腐劑、防火作用等。 （1）通過實驗探索，培養(yǎng)科學探究能力； （2）讓學生學會掌握：實驗探索――分析總結――掌握知識的科學學習方法。 過渡：在豐富的硅酸鹽中，除硅酸鈉外，其它的在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用如何？下面我們來了解傳統(tǒng)的硅酸鹽產(chǎn)品的有關知識。 4．硅酸鹽產(chǎn)品（傳統(tǒng)材料） （1）請同學們展示收集的硅酸鹽產(chǎn)品； （2）請同學們簡單說說它們是如何生產(chǎn)的？有什么共同點？ （3）播放一段錄像（玻璃(glass)、水泥(cement)、陶瓷(china)的生產(chǎn)簡介）。展示一些硅酸鹽產(chǎn)品。 （4）要求學生總結傳統(tǒng)的硅酸鹽產(chǎn)品即傳統(tǒng)材料：玻璃、水泥、陶瓷的生產(chǎn)原料和產(chǎn)品的主要成分。 （5）提供傳統(tǒng)的硅酸鹽產(chǎn)品的應用及新發(fā)展的有關資料和圖片。 （1）學生展示收集的硅酸鹽產(chǎn)品； （2）部分學生回答問題； （3）觀看錄像后討論總結回答問題； （4）討論、總結硅酸鹽產(chǎn)品的應用與社會發(fā)展的關系。提出對產(chǎn)品應用的新設想。 （1）玻璃、水泥、陶瓷生產(chǎn)的共同點是：都在高溫下，發(fā)生了復雜的物理和化學變化。原料都有含硅元素物質，產(chǎn)品都含硅酸鹽，且都是混合物。 （2）玻璃生產(chǎn)的原料：石英、純堿、石灰石；產(chǎn)品主要成分：n(Na2SiO3)：n(CaSiO3)：n(SiO2)=1：1：4或n(Na2O):n(CaO):n(SiO2)=1:1:6。 兩個主要反應：SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2↑,SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2↑. 水泥生產(chǎn)的原料：黏土、石灰石、少量的石膏；產(chǎn)品主要成分：2CaOSiO2、3CaOSiO2、3CaOAl2O3 （1）創(chuàng)設情景激活學生思維；主動參與體現(xiàn)學習主動性。 （2）了解產(chǎn)品的應用和新發(fā)展激發(fā)學習的熱情，增強探索意識，樹立遠大理想，增強努力學習的責任感和使命感。 過渡：通過剛才的介紹，我們已經(jīng)了解到硅酸鹽產(chǎn)品傳統(tǒng)材料在人類文明發(fā)展和社會進步的歷程中，起到了很大的推動作用；但是隨著科技的發(fā)展，這些傳統(tǒng)材料又有了新的用途，如玻璃“老爺爺”又煥發(fā)出了青春活力――光導纖維的應用。下面我們一起來了解一下光導纖維的有關知識。 5．信息材料――光導纖維 （1）請同學們總結課前查閱的有關信息材料的資料，簡述光導纖維的主要成分和用途； （2）提供有關光導纖維的資料（簡介、制造和作用）；播放光導纖維的介紹錄像。 （3）展示實物：展示光導纖維并演示光在其中的傳播實驗。 （1）思維、總結、回答； （2）閱讀資料，交流、討論總結； （3）觀察實驗。 （4）談談對信息材料的應用的感想。 （1）光導纖維的主要成分是：石英玻璃；用途非常廣泛，如：信息傳遞（光纜）、光的傳遞、醫(yī)生的助手、國防方面、工業(yè)生產(chǎn)中等等。 （2）信息材料的使用，使社會的發(fā)展步伐大大加快，是社會進入信息時代的標志。 （1）創(chuàng)造變被動為主動的學習環(huán)境；實物觀察提高對知識的理性認識； （2）通過資料的閱讀，拓寬視野，激發(fā)研究、探索的意識。 過渡：硅酸鹽除了上面的一些作用外，它還可以用來篩分分子。 6．分子篩 (molecular sieve) （1）提供分子篩的有關資料和圖片； （2）從資料的介紹，要求學生發(fā)揮想象，推測它又哪些方面的用途。 （1）閱讀資料； （2）思維、想象、推測總結，回答。 分子篩可用于：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(chǎn)品處理、石油化工等方面。 （1）創(chuàng)設情景，讓學生主動參與；發(fā)揮思維想象力。 （2）激發(fā)學生研究、探索意識。 本課總結：通過以上內容的學習、了解、思維、探索，我們已經(jīng)認識到硅這古老而具有青春活力的元素，伴隨著人類歷史發(fā)展的腳步，從傳統(tǒng)材料到信息材料，為社會的發(fā)展創(chuàng)造了一個又一個的奇跡。同時我們也相信隨著科技的發(fā)展，它們會創(chuàng)造更多的奇跡。 有關硅單質和二氧化硅的知識我們將在下節(jié)課一起討論學習。 【作業(yè)】p82. 1、2、6