無(wú)機(jī)非金屬材料的主角—硅2教學(xué)設(shè)計(jì)
知識(shí)與技能：
�、倭私夤杷猁}的主要用途和組成。
�、诹私夤璧奈锢硇再|(zhì)和重要用途。
�、壅莆展杷徕c的化學(xué)性質(zhì)。
過程與方法：
通過自主探究，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力
情感、態(tài)度 學(xué)習(xí)陶瓷、玻璃和水泥的有關(guān)知識(shí)，了解中華民族傳統(tǒng)文化，
與價(jià)值觀培養(yǎng)學(xué)生的愛國(guó)主義情感，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。
教學(xué)重點(diǎn)：硅酸鹽的性質(zhì)和重要用途
教學(xué)難點(diǎn)：硅的晶體結(jié)構(gòu)
教學(xué)方法：閱讀法和比較法相結(jié)合
教學(xué)準(zhǔn)備：多媒體課件
教學(xué)過程：第一課時(shí)【引言】中國(guó)譽(yù)稱“瓷國(guó)”。陶瓷是我中華民族一項(xiàng)最偉大的創(chuàng)造，具有悠久而輝煌的歷史。原始陶器大約是1萬(wàn)年前出現(xiàn)在中國(guó)�！疤铡弊鳛闅v史上第一種人造材料成為人類擺脫蒙昧的時(shí)代標(biāo)志，秦兵馬俑的制造展示了當(dāng)時(shí)制陶規(guī)模和高超的動(dòng)手術(shù)與藝術(shù)水平。瓷器在東漢晚期發(fā)明，到寧朝形成了舉世聞名的“柴”、“汝”、“哥”、“鈞”、“定”、“官”幾大名窯，其制品工藝之精湛達(dá)到“青如天”、“薄如紙”、“聲如磬”的水平。而陶瓷主要含硅元素。
秦兵馬俑和古陶器的圖片。【板書】三、硅酸鹽
1、硅酸鹽
（1）定義：硅酸鹽是由硅、氧和金屬組成的復(fù)雜化合物的總稱。
�。�2）物理性質(zhì)：一般不溶于水。
（3）化學(xué)性質(zhì)：性質(zhì)穩(wěn)定，不易和別的物質(zhì)反應(yīng)。
�。�4）硅酸鹽組成的表示方法：
硅酸鹽種類繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為了方便記憶和計(jì)算，常用氧化物的形式表示硅酸鹽的'組成。書寫順序?yàn)椋航饘傺趸�、二氧化硅、水。若有兩種金屬氧化，則活潑的在前，較不活潑的在后。用氧化物形式表示下列硅酸鹽：
鎂橄欖石[Mg2SiO4] 2MgOSiO2
高嶺土[Al2(Si2O5)(OH)] Al2O32SiO22H2O
正長(zhǎng)石[K2Al2Si6O16 ] K2O Al2O36SiO2
請(qǐng)用氧化物的形式表示硅酸鈉[Na2SiO3]、鎂橄欖石[Mg2SiO4]、高嶺土[Al2(Si2O5)(OH)4]的組成，一學(xué)生寫在投影片上。Na2OSiO2
2MgOSiO2
2、硅酸鈉
硅酸鹽種類很多，大多難溶于水，可溶性硅酸鹽，最常見的是Na2SiO3。它的水溶液俗稱水玻璃，又稱泡花堿。
①物理性質(zhì)：水溶液是一種無(wú)色粘稠的液體。
�、诨瘜W(xué)性質(zhì)：
Na2SiO3+2HCl=H2SiO3 +2NaCl Na2SiO3+ H2O+CO2= H2SiO3 + Na2CO3
�、蹜�(yīng)用：
可做肥皂填料、木材防火劑及黏膠劑。實(shí)驗(yàn)室里用于制H2SiO3，工業(yè)上可制成硅酸凝膠，處理后就得硅膠，硅膠是一種很好的干燥劑和催化劑載體。
實(shí)驗(yàn)4-2：Na2SiO3的防火作用【過渡】從古到今，人類創(chuàng)造性的生產(chǎn)出了幾大類硅酸鹽產(chǎn)品，它們給人類的生活帶來(lái)了巨大的變化。
3、傳統(tǒng)的硅酸鹽材料
�。�1）陶瓷
①制法：陶瓷是以黏土為原料，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成。
�、诜诸悾禾沾墒翘掌骱痛善鞯慕y(tǒng)稱。陶瓷的種類很多，根據(jù)原料、燒制溫度等的不同，主要分為土器、陶器、瓷器和炻器等。
陶器：用一般的粘土制成形體，干燥后在窯內(nèi)于1000℃以下的溫度下燒結(jié)而成的。陶器表面粗糙，有多孔，容易滲水。為了彌補(bǔ)這一缺陷，常于燒制前在坯體表面涂上一層釉，使成品光滑、不滲水。常用陶器有缸、盆、壇。
瓷器：是用純凈的粘土加入一定量的石英和長(zhǎng)石粉末，制成坯、干燥、上釉，在窯內(nèi)于1200℃~1400℃的高溫下燒結(jié)而成的，如瓷壺、瓷杯、瓷碗等。瓷器質(zhì)地致密，不滲水。
炻器：是介于瓷器和陶器之間的一種陶器制品，如沙鍋、水甕等。
�、厶匦裕禾沾删哂锌寡趸�、抗酸堿腐蝕、耐高溫、絕緣好等性質(zhì)，制作時(shí)易加工成型。
�。�2）玻璃
①主要原料：石英、碳酸鈉、石灰石
�、谏a(chǎn)原理：
SiO2 + Na2CO3 =Na2SiO3 + CO2 SiO2 +CaCO3=CaSiO3 + CO2
�、厶匦裕翰Ａǔ楸砻婀饣⒅旅�、硬而脆的固體。
在高溫時(shí)逐漸軟化甚至變?yōu)橐后w。高溫熔融的液態(tài)玻璃能抽成細(xì)絲。有的玻璃為無(wú)色，有的玻璃有藍(lán)色、綠色或棕色等。無(wú)色玻璃透光性好，有色玻璃透光性差。一般玻璃不導(dǎo)電，導(dǎo)熱性也很弱。
�。�3）水泥
�、僦饕希赫惩�、石灰石；輔料：石膏
�、谄胀ㄋ嘀饕煞郑�
硅酸三鈣（3CaOSiO2） 、硅酸二鈣 （2CaOSiO2）、鋁酸三鈣 （3CaOAl2O3）
�、厶匦裕核嘤兴残浴�
水硬性是細(xì)粉狀水泥遇水后變?yōu)閳?jiān)硬、塊狀固體的性質(zhì)。與水泥的水硬性相對(duì)應(yīng)的變化叫做水泥的硬化。石膏能延緩水泥的硬化速率。
4、新型硅酸鹽材料——具有特殊功能的含硅材料
（1）碳化硅：
具有金剛石的結(jié)構(gòu)，硬度很大，可以用作砂輪、砂紙的磨料。
（2）硅鋼：
含4%硅的硅鋼，具有高導(dǎo)磁性——變壓器鐵芯。
�。�3）硅橡膠：
人工合成的硅橡膠，在高溫或低溫下都能保持良好的彈性——制造火箭、導(dǎo)彈、飛機(jī)的零件；絕緣材料。
�。�4）分子篩：
人工制造的分子篩，具有均勻微孔結(jié)構(gòu)，主要用作吸附劑和催化劑�！究茖W(xué)視野】學(xué)生自己閱讀科學(xué)視野，了解新型陶瓷和土壤膠體。
�。�5）新型陶瓷：高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、壓電陶瓷、透明陶瓷、超導(dǎo)陶瓷。
5、土壤膠體： 膠體顆粒表面積大，帶負(fù)電，有保肥作用�！具^渡】硅在地殼中的含量為27.72%，僅次于氧居第二位，所以硅的化合物隨處可見。人類雖然在一萬(wàn)年前制出了陶器，五千年前古埃及人發(fā)明了玻璃。而人類真正認(rèn)識(shí)硅元素是在1823年由瑞典化學(xué)家貝采利烏斯用金屬鉀還原四氟化硅時(shí)獲得單質(zhì)硅的。
四、硅單質(zhì)
1、硅單質(zhì)的分類：硅單質(zhì)分為無(wú)定形硅和晶體硅兩類。
2、晶體硅的性質(zhì)
�。�1）結(jié)構(gòu)：類似金剛石
（2）物理性質(zhì)：灰黑色固體，有金屬光澤；熔點(diǎn)高、硬度大、有脆性，導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是重要的半導(dǎo)體材料，是信息技術(shù)的關(guān)鍵材料。
�。�3）化學(xué)性質(zhì)：常溫下化學(xué)性質(zhì)、不活潑
�、俟韬脱鯕夥磻�(yīng)：Ｓi＋Ｏ2 ＳiＯ2
�、诠韬蛷�(qiáng)堿反應(yīng)：Ｓi＋2ＮaＯＨ＋Ｈ2Ｏ＝Ｎa2ＳiＯ3＋２Ｈ2
3、制法： 用適量碳還原二氧化硅得到粗硅。將粗硅與氯氣在高溫下反應(yīng)，得液態(tài)不純的四氯化硅，經(jīng)分餾提純用氫氣還原即可得純硅。
2C+SiO2 Si+2CO↑ Si+2Cl2 SiCl4 SiCl4+2H2 Si↓+4HCl
4、用途：良好的半導(dǎo)體材料——計(jì)算機(jī)芯片、光電池（太陽(yáng)能電池）。
〖板書設(shè)計(jì)〗二、硅酸鹽
1、硅酸鹽概述；
2、硅酸鈉；
3、傳統(tǒng)的硅酸鹽材料
4、新型硅酸鹽材料——具有特殊功能的含硅材料
三、硅單質(zhì)
1、硅單質(zhì)的分類：分為無(wú)定形硅和晶體硅兩類。
2、晶體硅的性質(zhì)；
3、制法：
4、用途：
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