《功能各異的無機非金屬材料》教案

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1、第二單元 功能各異的五級非金屬材料 第1課時 生活中的硅酸鹽材料 【教學目標】 1. 知道陶瓷、玻璃、水泥的主要化學成分、生產原料和生產過程，使學生對化學與生產生活實際的聯(lián)系有進一步的認識。 2. 了解生活中無機非金屬材料的應用與人類文明發(fā)展的密切關系。 3. 了解光導纖維和新型陶瓷材料的特點及用途，使學生充分認識到科學技術在現(xiàn)代社會中的重要性。 【教學重點難點】 水泥、玻璃和陶瓷的主要化學成分、生產原料 【教學過程】 【導入】 人類建筑的變遷：陰冷潮濕的洞穴→破敗不堪的茅草屋→簡陋粗糙的石屋→水泥、鋼筋建的磚瓦房。其中的陶瓷、水泥、普通玻璃是材料家族中一大類材料---無

2、機非金屬材料，由于陶瓷、水泥、普通玻璃的主要成分是硅酸鹽，因此稱此無機非金屬材料為硅酸鹽材料。 【投影】 P92圖3-13硅酸鹽材料的應用 【過渡】 P92有一個欄目“你知道嗎”為我們設置了三個問題： 1.普通玻璃和水泥是用什么原料，采用什么方法制造的？ 2.日常生活中使用的哪些器具是由硅酸鹽材料制成的？ 3.你能列舉硅酸鹽材料在現(xiàn)代高科技領域的應用嗎？ 以上問題是我們這節(jié)課學習的線索，需要我們帶著這些問題展開思考。 【投影】 陶瓷圖片： 【講述】我國早在8000年前便發(fā)明了制陶技術，是世界上最先燒造和使用陶器的國家之一。陶瓷的發(fā)明是人類科技發(fā)展史上一個重要里程碑，是人類

3、第一次學會用黏土等天然物為主要原料經過復雜的物理化學變化制造出的一種重要的人造材料。瓷器是中華文明的象征。在許多拉丁語系國家中，“瓷器”和“中國”都以“CHINA”這同一種字母拼音表示。 【板書】 一、從黏土到陶瓷 【提問】 我國素有“瓷都”之稱的地方在哪里？有“陶都”之稱的地方又在哪里？ 【回答】 江西景德鎮(zhèn)。浙江宜興。 【講述】 對。景德鎮(zhèn)所燒制的薄胎瓷器被譽為：“潔如玉、明如鏡、薄如紙、聲如磬。”可見有多么的精致了。 【板書】 1.傳統(tǒng)上陶器、瓷器是指所有以粘土為主要原料（Al2O3·2SiO2·2H2O）與其它天然礦物原料經過粉碎、成型、煅燒等過程制成的各種制品。廣

4、義上陶瓷是用陶瓷生產方法制造的無機非金屬固體材料和制品的通稱。 【投影】 手工制造陶瓷的過程（根據(jù)圖講解） 【板書】 2.手工制陶瓷過程： 混合→ 成型→ 干燥→ 燒結 → 冷卻→ 陶瓷器 【過渡】下面我們來學習生活中隨處可見的材料——玻璃 【板書】 二、形形色色的玻璃 【閱讀】請同學們閱讀課本P93有關玻璃的內容，并回答下列問題： 1.生產玻璃的主要原料是什么？ 2.生產條件是什么？主要的化學反應方程式是什么？ 3.普通玻璃的主要成分是什么？ 【板書】 1.生產玻璃原料：石英砂、碳酸鈉、碳酸鈣 2.反應條件為：高溫 反應方程式為： ==== 高溫

5、 ==== 高溫 Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑ CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑ 3.普通玻璃的主要成分： Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 【講述】 在原料中SiO2用量較大，普通玻璃是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2熔化在一起得到的物質，主要成分是SiO2。反應中產生大量的CO2氣體。熔化的玻璃料比較粘稠，如果CO2不能順利排出，玻璃表面會出現(xiàn)少量的氣泡。因此，生產過程中要不斷攪拌玻璃，以排出CO2氣體。 【提問】 玻璃是晶體嗎？ 【解答】玻璃不是晶體。因為晶體的外表特征是有一定的、整齊的、有規(guī)則的幾何

6、外形（當然，構成晶體的那個最小的單元是我們肉眼看不見的），它有固定的熔點。而玻璃是介于結晶態(tài)和無定形態(tài)之間的一種物質狀態(tài)，我們把它叫做玻璃態(tài)。 【板書】 2. 玻璃態(tài)物質：短程有序、遠程無序，沒有一定的熔點，而是在某一溫度范圍內逐漸軟化變?yōu)橐簯B(tài)。 【展示一小塊普通玻璃】 【提問】 大家看，這是一塊普通玻璃，當我們把若干塊普通玻璃疊加，或從側面看這塊玻璃時，它都是綠色的。為什么？ 【回答】 因為原料中混有二價鐵的緣故。 【展示一塊紅色玻璃，一塊藍色玻璃】 【提問】 它們和我剛才取的那塊普通玻璃的顏色不一樣，是什么造成了它們的這種差別呢？ 【回答】 是因為在制造玻璃的過程當

7、中，加入了金屬氧化物。在紅色玻璃中加的是氧化亞銅(Cu2O)，在藍色玻璃中加的是氧化鈷(Co2O3)。 【總結】 很好。也就是說在制造玻璃的過程中，當我們加入某些金屬氧化物時（如二氧化錳、二氧化錫等），會使玻璃呈現(xiàn)不同的顏色。 【過渡】 玻璃的品種繁多，除了普通玻璃外，還有特種玻璃。它們的特性和用途與普通玻璃有什么不同呢？ 【投影】　　　　　　　　　 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 有機

8、玻璃 （聚甲基丙烯酸甲酯） 高度透明、機械強度高、質輕、易加工 飛機上用作座艙蓋、風擋和弦窗、人工角膜、電視和雷達的屏幕、儀器和設備的防護罩 玻璃纖維 （玻璃鋼） 質輕、隔音耐腐蝕、不怕燒、不導電、不吸水、隔熱、吸聲、防蟲蛀 太空飛行員的衣服、閥門、泵、風機、代替鋼管制造輸油管、輸油車等 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 【板書】 玻璃上如何雕花？ 【講述】 刻花玻璃——氫氟酸（HF）對玻璃具有腐蝕作用，可用于在玻璃上雕刻各種精美圖案，也可用于在玻璃儀器上標注刻度及文字。 SiO2 + 4HF =

9、= SiF4↑ + 2H2O 【板書】 玻璃上如何鍍膜？ 鍍膜玻璃---在玻璃表面鍍金屬膜可以制得。鍍膜玻璃外觀美觀，還可以阻擋紅外線及紫外線的穿透。在玻璃上鍍銀、真空鍍鋁是制造鍍膜玻璃常用的方法。 【活動與探究】 制作一個鍍銀小試管 實驗步驟： 1.在一個潔凈的小試管中加入2mL2％AgNO3溶液，慢慢滴加2％氨水，邊滴加邊振蕩試管，直到產生的沉淀恰好溶解為止。 2.再向試管中滴加2滴10％氫氧化鈉溶液，隨后加入3mL10％葡萄糖溶液，用溫水浴加熱幾分鐘。 實驗現(xiàn)象： 試管內壁形成光亮的銀鏡 有關反應： Ag+ + NH3·H2O===AgOH + NH4

10、+ AgOH + 2NH3·H2O===[Ag(NH3)2] + + OH— + 2H2O 水浴加熱 2[Ag(NH3)2] + + CH2OH(CHOH)4CHO + 2OH— CH2OH(CHOH)4COO— + NH4+ + 2Ag↓+3 NH3↑+H2O 【過渡】 水泥是一種非常重要的建筑材料，下面我們學習水泥的有關知識。 【板書】 三、硅酸鹽水泥 【閱讀】 P96-97有關硅酸鹽水泥內容，并回答下列問題： 1.生產水泥的主要原料是什么？ 2.普通水泥的主要成分是什么？ 【板書】 1.硅酸鹽水泥主要原

11、料：粘土、石灰石、石膏（適量） 2.主要成分：硅酸三鈣：3CaO·SiO2 硅酸二鈣：2CaO·SiO2鋁酸三鈣：3CaO·Al2O3 2、硅酸鹽水泥生產過程： 【講述】 硅酸鹽水泥一般生產過程通?？煞譃槿齻€步驟： （1）生料制備。即將石灰質原料、粘土質原料與少量校正原料經破碎后按一定比例配合、磨細并調配為成份合適、量質均勻的生料。 （2）熟料煅燒。即將生料放在水泥窯內煅燒至部分熔融以得到以硅酸鈣為主要成分的硅酸鹽水泥熟料。 （3）水泥粉磨及出廠。即將熟料加入適量石膏、混合材或添加劑共同磨細為水泥，并包裝出廠。 生產工藝流程圖： 石灰石、黏土 粉碎，調和 高溫煅燒 磨碎 水泥 石膏 【板書】 3.硅酸鹽水泥的應用 水泥砂漿（建筑用粘合劑）——是水泥、沙子和水的混合物。 混凝土——是由水泥、沙子和碎石混合而成的混合物。 目前，我國已成為世界上生產和使用水泥制品最多的國家。水泥的強度和安全性是水泥質量的重要指標。我國以三個強度等級表示水泥的性能，等級越高性能越好。