第三单元　含硅矿物与信息材料教案公开课一等奖

第三单元

含硅矿物与信息材料

学习目标

1、了解硅、二氧化硅、硅酸盐的存在与性质。

2、通过对硅酸盐工业产品的了解，感受硅酸盐矿物的应用与人类文明的发展的密切关系。

3、从传统材料到信息材料的学习，体会到“化学―人类进步的关键”，激发学习兴趣，增强学生研究、探索和发现新材料的意识。

重点和难点

重点：硅酸钠、单质硅、二氧化硅的性质；硅酸盐的氧化物形式的书写。

设计思路

本节课从介绍我们身边的高科技材料入手，激发学生学习的兴趣。由于本节课内容比较简单，所以采用学生自主学习与师生共同归纳总结的教学方式，以促使学生更多地参与教学过程。最后可以通过大量的图片介绍硅酸盐产品，以揭示化学与社会发展的相互关系。

教学过程

【展示】含硅化合物及产品

【过渡】硅在地壳中分布广泛，也是人类接触最早的元素之一。从燧石取火到当今的单晶硅、光纤等高科技材料，人类对硅的认识从来就没有停止过。人们最初接触的主要是传统的硅酸盐产品——陶瓷、水泥和玻璃。你们知道这些硅酸盐是用什么原料生产的吗？这节课我们就来学习有关的知识。

【提问】（1）硅元素在地壳中的含量怎样？

（2）硅元素在自然界主要有哪些存在形式？

【解答】（1）地壳中硅元素的含量仅次于氧，约占总质量的四分之一。

（2）硅元素在自然界中主要是以硅酸盐和二氧化硅的形式存在。地壳质量的92％是硅酸盐和二氧化硅。

【过渡】硅元素在自然界中广泛存在，主要是硅酸盐和二氧化硅的形式，下面我们先来了解硅酸盐的有关知识。

【展示】自然界中的一些硅酸盐的图片及其化学式

【讲解】硅酸盐的组成相当复杂，常改写成氧化物的形式。

【板书】一、硅酸盐

【讲解】硅酸及其缩水结合而成的各种酸所对应的盐统称硅酸盐。

硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，种类很多，结构复杂，常用氧化物的形式来表示组成。其改写的规律：①各元素写成相应的氧化物，元素的价态保持不变。②顺序按先金属后非金属，金属元素中按金属活动顺序表依次排列，中间用“·

”间隔。③注意改写后应与原来化学式中的原子个数比不变。

如：滑石Mg3(Si4O10)(OH)2

可表示为3MgO·4SiO2·H2O 【练习】锆石：ZrO2·SiO2

红柱石：Al2O3·SiO2

钙铝石榴子石：3CaO·Al2O3·3SiO2

镁橄榄石：2MgO·SiO2 【过渡】在硅酸盐中，硅酸钠是极少数溶于水中的一种，用途广泛，下面我们来学习它的有关知识。

【板书】二、硅酸钠

【介绍】硅酸钠是极少数可溶于水的硅酸盐中的一种，其水溶液俗称“水玻璃”，是建筑行业经常使用的一种黏合剂。也可做防腐剂、防火剂。

【探究】①

加水溶解，并检验其溶液酸碱性；

（学生活动）（硅酸钠水溶液呈碱性）

②向溶液中通二氧化碳或滴加稀盐酸观察现象；

（学生活动）（向溶液通二氧化碳有白色沉淀生成，滴加稀盐酸也有白色沉淀生成）

Na2SiO3 + H2O + CO2 ==

H2SiO3↓+ Na2CO3

(硅酸的酸性比碳酸弱) Na2SiO3 + 2HCl ==

H2SiO3↓+ 2NaCl

(制取Na2SiO3) ③再向②中滴加氢氧化钠溶液观察现象。

（学生活动）(白色沉淀溶解)

H2SiO3 + 2NaOH == Na2SiO3 + 2H2O 【讲解】实验室保存Na2SiO3溶液的方法

因为硅酸的酸性比碳酸弱，所以空气中的CO2可以和Na2SiO3水溶液发生如下反应Na2SiO3 + H2O + CO2 ==

H2SiO3↓+ Na2CO3从而使硅酸钠变质，因此保存硅酸钠要密封保存。同时，又由于硅酸钠溶液有较强的粘性，所以不能用玻璃塞，以免瓶口粘结。

【过渡】在丰富的硅酸盐中，除硅酸钠外，其它的在工农业生产中的作用如何？下面我们来了解传统的硅酸盐产品的有关知识。

【板书】三、传统的硅酸盐产品

【展示】水泥图片

【学生活动】阅读课本，并回答问题：

（1）水泥的特性

（2）水泥的主要原料

（3）水泥的用途

【介绍】水泥以黏土和石灰石为主要原料，经研磨，混合后在水泥回转窑中煅烧，再加入适量石膏，并研磨成细粉就得到普通水泥。解放前，我国的水泥生产量很小，解放后，水泥工业有了迅速的发展。1985年，我国的水泥产量跃居世界第一位。1998年，产量约占世界总产量的37.5%。并且，我国的水泥制品工业发展也很迅猛，各种水泥制品被广泛使用，以代替钢材和木材。

【板书】1、水泥

（1）特性：具有水硬性。

（2）工业制备：

①原料：黏土和石灰石

②设备：水泥回转窑

③反应条件：高温煅烧

④添加：石膏（作用——调节水泥的硬化速度）。

（3）主要成分：硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙。

【学生活动】阅读[拓展视野] 【过渡】玻璃也是硅酸盐产品

【学生活动】阅读课本，了解玻璃的相关内容。

【介绍】玻璃的生产过程

【板书】2、玻璃

①主要性质：无固定熔点

②原料：纯碱、石灰石、石英

③设备：玻璃熔炉

④主要反应：

SiO2 + Na2CO3

SiO2 + CaCO3

高温

Na2SiO3 + CO2↑

高温

CaSiO3 + CO2↑

⑤反应条件：高温

⑥成分：Na2O·CaO·6SiO2

【介绍】

几种常见的玻璃及其它们的特性和用途。

【提问】

同学们的英语水平估计要比我高，请看这句英文：To China for china ,China with china, dinner with china．是什么意思呢？

【提示】在英语中，China是中国，而china是瓷器的意思，将中国称为“China”是说中国是瓷器之都。

【学生活动】阅读课本，了解瓷器的相关内容。

【板书】3、陶瓷

主要原料：粘土

【介绍】现代陶瓷的应用

板书

硅酸盐矿物与硅酸盐产品

一、硅酸盐

硅酸盐常用氧化物的形式表示

氧化物形式书写的规律：

二、硅酸钠

Na2SiO3易溶于水，水溶液俗称“水玻璃”，是黏合剂，也可做防腐剂、防火剂。

水溶液呈碱性

Na2SiO3 + H2O + CO2 ==

H2SiO3↓+ Na2CO3

(硅酸的酸性比碳酸弱) （白色沉淀）

Na2SiO3 + 2HCl ==

H2SiO3↓+ 2NaCl (制取Na2SiO3)

H2SiO3 + 2NaOH == Na2SiO3 + 2H2O 三、传统的硅酸盐产品

1、水泥

（1）特性：具有水硬性。

（2）工业制备：

①原料：黏土和石灰石

②设备：水泥回转窑

③反应条件：高温煅烧

④添加：石膏（作用——调节水泥的硬化速度）。

（3）主要成分：硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙。

2、玻璃

①主要性质：无固定熔点

②原料：纯碱、石灰石、石英

③设备：玻璃熔炉

④主要反应：

SiO2 + Na2CO3

SiO2 + CaCO3

高温

Na2SiO3 + CO2↑

高温

CaSiO3 + CO2↑

⑤反应条件：高温

⑥成分：Na2O·CaO·6SiO2

3、陶瓷

主要原料：粘土