2019-2020年高一化學第四章第一節(jié) 硅 無機非金屬材料教案 魯科版 必修1.doc

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2019-2020年高一化學第四章第一節(jié) 硅 無機非金屬材料教案 魯科版 必修1 【教學目標】 一、知識與技能 1、了解硅和二氧化硅在自然界中的物理性質和存在，用途。 2、掌握硅和二氧化硅的化學性質。 3、了解硅酸鹽工業(yè)及生產水泥、玻璃的原料、原理，了解新型無機非金屬材料的特征和用途（新型陶瓷） 二、過程與方法 1、自主學習，培養(yǎng)學生自學能力。 2、活動探究，通過硅與碳、二氧化硅與二氧化碳的比較，培養(yǎng)學生的歸納能力、比較能力。 三、情感、態(tài)度與價值觀 1、培養(yǎng)學生學習元素化合物的正確方法：結構決定性質、性質決定用途。 2、通過對硅及其用途的學習使學生熱愛自然、熱愛化學。 3、聯(lián)系生產生活及新科技，學以致用，培養(yǎng)學生對化學學習的興趣。 【重點】１、硅和二氧化硅的物理、化學性質 　　　　 ２、硅和二氧化硅的特殊性質 3、硅酸鹽的組成，工業(yè)生產水泥、玻璃的原料、原理 　　　　 4、陶瓷材料應用及性能 【難點】硅和二氧化硅的性質、結構 【學習過程】 一、半導體材料和單質硅 【聯(lián)想】計算機的芯片，傳導電話、電視的光纜，化學實驗室里的玻璃儀器，你能想像的出它們都是以硅或硅的化合物為材料制成的嗎？ 質疑：除了以硅酸鹽為主要成分的傳統(tǒng)無機非金屬材料外，你還知道其他無機非金屬材料嗎？自然界中的巖石、沙子、土壤是由什么構成？ 【想一想】碳和硅在結構上有何相同點和不同點？（填表） 原子結構示意圖 常見的化合價 在自然界中的存在形式 C Si 【閱讀】 閱讀課本P(103-104)回答以下問題： １、傳統(tǒng)無機非金屬材料有哪些？ ， ， 等 ２、地殼中含量最多的元素是 ，排第二位的是 ，含量最多的金屬是 3、半導體材料特指導電能力 的一類材料。 最早使用的半導體材料是 。 現(xiàn)在多使用硅做半導體材料為什么？ ① ② ③ ４、單質硅有 ， 兩種，它們是硅元素的 。 【小結】物理性質 ５、硅屬于 (物質類別)，其化學性質 ，常溫下只能和 、 、 反應，加熱時還能和 反應，寫出反應的化學方程式 6、在自然界中硅只能以 形式存在，常見的化合物有 ， 7、硅有哪些用途？ 【小結】 化學性質： ⑴與非金屬反應：①與F2反應 ②與O2反應 ⑵與堿液（NaOH溶液）反應 ⑶與酸反應①與HF反應 　　　　　　 ②常溫下與其他酸　　　　　　 　。 8、制法和用途：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 二、二氧化硅和光導纖維 【知識回顧】 二氧化碳 與水反應 與NaOH反應 與CaO反應 與酸反應 氧化性 【閱讀】 閱讀課本P105回答以下問題：請通過模型觀察二氧化硅的結構填空： 二氧化硅晶體中每1個Si原子周圍結合 個O原子， 在中心, 在四個頂點，同時每1個O原子與 個Si原子相結合，形成空間網(wǎng)狀 晶體。 １、二氧化硅具有什么樣的物理性質？哪些常見的物質主要成分是二氧化硅？ ２、從物質分類的角度來看，二氧化硅屬于哪類物質，預測它能與哪些物質反應？ SiO2能與水反應生成相應的酸嗎？為什么？ ①與強堿溶液反應 （以NaOH為例） ②與堿性氧化物反應　　　　　　　　　　　　　　　?。ㄒ訡aO為例） ③特性：和HF反應　　　　　　　　　　　，應用　　　　　　　　　 　 實驗室為什么不用玻璃瓶盛氫氟酸？ 。 ３、工業(yè)上制硫酸最后一步是SO3+H2O=H2SO4,能否用和水反應制取硅酸，說明理由；H2SiO3是難溶于水的二元弱酸，在實驗室中怎樣制取硅酸？列舉SiO2的應用 ４、水玻璃是　　　，盛放氫氧化鈉溶液的玻璃試劑瓶為什么不能使用磨口玻璃塞，試解釋其中的原因。 　 ５、SiO2有哪些用途？ 【小結】二氧化硅的性質： (１)酸性氧化物： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　 　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (２)與氫氟酸反應：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 三、硅酸鹽與無機非金屬材料 閱讀課本103頁第一段，106頁第一段，回答以下問題： １、什么是無機非金屬材料？有哪幾類，各有哪些代表物質，舉例說明。 ２、硅酸鹽材料有哪些性質？ ３、如何表示硅酸鹽的組成？用氧化物的形式表示下列硅酸鹽的組成： （如硅酸鈉Na2SiO3表示成Na2OSiO2） 硅酸鈣：CaSiO3 高嶺石：Al2（Si2O5）（OH）4 鈉長石：NaAlSi3O8 。 閱讀課本107頁 ４、玻璃、水泥　 名稱 玻璃 水泥 原料 主要成分 反應原理 復雜的物理化學變化 反應條件 　　 ５、在制造玻璃的原料中，加入哪些物質后可得到各種不同用途的玻璃： ⑴制造化學儀器的玻璃加入的物質是　　　⑵制造光學儀器的玻璃加入的物質是　　?、侵圃焖{色玻璃加入的物質是　　 ⑷制造紅色玻璃加入的物質是　 　 鋼化玻璃優(yōu)點在哪里，怎么制造？ ６、混凝土由什么組成？有什么用途？ ７、新型無機非金屬材料有哪些特點？ ８、幾種新型的無機非金屬材料，陶瓷材料主要有幾類，各有什么特點？ （1）高溫結構陶瓷：包括 。 （2）生物陶瓷：特點： 。 （3）壓電陶瓷：具有 的陶瓷稱為壓電陶瓷，目前廣泛應用的壓電陶瓷主要成分為 。 壓電陶瓷特點： 。 壓電陶瓷常用于 【鞏固練習】 １、關于硅的化學性質的敘述中，正確的是（　?。? 　　　 A、常溫時不和任何酸反應　　 B、常溫時可和強堿溶液反應 C、單質硅的還原性比碳的強　 D、單質硅的氧化性比碳的強 ２、下列物質不屬于硅酸鹽的是（　?。? A、黏土 B、硅藻土 C、Al2(Si2O5) D、Mg2SiO4 ３、下列變化需要加入氧化劑才能實現(xiàn)的是：（　?。? 　　 A、SiO2→SiO32- B、Si→SiO32- C、SiO2→Si　 D、SiCl4→Si ４、關于晶體硅的說法中不正確的是：（　?。? A、晶體硅呈灰黑色，是具有金屬光澤、硬而脆的非金屬固體 B、硅的化學性質比較穩(wěn)定，因此在自然界里有游離的硅存在 C、硅的化學性質很穩(wěn)定，常溫下不與任何物質發(fā)生反應 D、工業(yè)上用碳在高溫下還原二氧化硅來制備粗硅 ５、下列變化不能一步實現(xiàn)的是：（　　） A、Na2SiO3→H2SiO3 　　 　B、H2SiO3→SiO2 C、SiO2→H2SiO3　　　　　 D、SiO2→Na2SiO3 ６、下列說法正確的是：（　?。? A、因SiO2不溶于水，故SiO2不是H2SiO3的酸酐 B、CO2通入水玻璃（Na2SiO3溶液）可以得到硅酸 C、CO2通入飽和的氯化鈣溶液中能生成白色沉淀 D、SiO2的俗名叫水晶 ７、下列溶液可以盛放在玻璃試劑瓶中，但不能用磨口玻璃塞的是：（　?。? 　 A、硅酸鈉溶液　　　　 B、氫氟酸 C、氫氧化鈉溶液　　　 D、氯化鈉溶液 ８、下列屬于新型無機非金屬材料的是（　?。? A、高強度水泥　 B、鋼化玻璃　 C、氧化鋁陶瓷　 D、壓電陶瓷 9、石灰石是許多工業(yè)的原料之一，但生產下列物質時不需要石灰石的是（　　） A、硅酸　　 B、水泥　　 C、玻璃　　 D、生石灰 10、目前被廣泛用于信息傳輸方面的最好材料為（　?。? A、銀　　 B、銅　　 C、鋁　　 D、光導纖維 11、下列說法中不正確的是（　?。? A、新型無機非金屬材料具有光學特性、生物功能、電學特性，能承受高溫，強度高 B、高溫結構陶瓷比金屬材料具有許多優(yōu)點，如不怕氧化密度小等 C、光導纖維作為通訊材料有許多優(yōu)點，但怕腐蝕，鋪設很不方便 D、光導纖維除了可以用于通訊外，還可以用于醫(yī)療、信息處理等許多方面 12、將下列硅酸鹽改為氧化物的形式： ①水泥　　　　 ②高嶺石Al2(Si2O5)(OH)4　　　　 ③正長石KAlSi3O8　　　　 　 13、氮化硅是一種高溫結構陶瓷，它的硬度大，熔點高，化學性質穩(wěn)定，工業(yè)上普遍采用高純度硅和純氮在1300℃時反應獲得。請回答下列問題： ①根據(jù)性質，推測氮化硅陶瓷的用途：（　?。? A、制氣輪機葉片　　B、制有色玻璃　　C、制永久性模型　　D、制柴油機 ②氮化硅陶瓷抗腐蝕性能強，除氫氟酸外，它不跟其他無機酸反應，試推測該陶瓷被氫氟酸腐蝕的化學方程式　　　　　　　　　　 　　 ③用四氯化硅在氫氣中與氮氣反應(加強熱)可制得高純度的氮化硅， 反應的化學方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 14、有下列物品或設備:①陶瓷餐具②磚瓦③水泥路橋④門窗玻璃⑤水晶鏡片⑥石英鐘⑦ 瑪瑙手鐲⑧硅太陽能電池⑨光導纖維⑩計算機芯片。 ⑴用到硅單質的是：　　　　　　，⑵所用材料為硅酸鹽的是：　　　 　　　 ⑶所用材料為SiO2或要用到SiO2的是：