第三单元　含硅矿物与信息材料教学设计(第一课时)

教学目标

一、知识目标

1．使学生了解硅及硅酸钠的重要性质和用途。

二、能力目标

1．联系生产生活实际，培养学生对知识的迁移能力。

2．通过自主学习、探究，培养学生自主学习的能力。

3．在教师的指导下，通过上网查阅资料培养自我查阅资料的能力。

三、情感目标

1．学习有关“陶瓷”的知识，了解中华民族的传统文化，培养学生爱国主义情感。通过硅及其化合物重要用途的学习，激发学生学习化学的兴趣。

2．使学生进一步认识硅及其重要化合物在生产中的应用和对生态环境的影响，树立绿色化学意识和可持续发展的意识。

教学重点

硅和硅酸钠的重要性质。

教学难点

硅酸盐的丰富性和多样性。

教学方法

对比法、讨论法、讲授法。

教学过程

一、新课导入

多媒体播放课件

二、新课教学

(二)硅酸盐

刚才我们所观看的幻灯片，从远古的陶瓷、秦砖汉瓦，到现代的摩天大楼，迅速发展的信息产业，无一不与硅酸盐、硅及其化合物有着密切的联系。这一切的一

切，无一不在影响、改变着我们的生活，这一切的一切也都充分展示了硅及硅酸盐经久不衰的魅力！体现了它们重要的用途！

硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，在自然界分布极为广泛。

实验探究

1．展示Na2SiO3、玻璃片、水泥、石棉，取一小团石棉、少量水泥于小烧杯中，加入少量的水，搅拌，观察现象。

2．取少量水泥，加入稀盐酸，观察。

3．取一玻璃碎片，在酒精灯上灼烧，观察变化。

由上述实验及我们的生活常识可以知道：硅酸盐结构很复杂，一般不溶于水，性质也很稳定。

实验4-2 取两片滤纸，分别用蒸馏水和饱和Na2SiO3溶液润湿，之后，同时分别用镊子夹住放在酒精灯的外焰上点燃，观察现象。

现

象

结

论

干滤纸

用蒸馏水润湿

用Na2SiO3润湿

请同学们结合课本及上述实验，对Na2SiO3的性质及用途加以总结。

归纳：Na2SiO3是一种钠盐，易溶于水，其水溶液俗称水玻璃。可作黏合剂、防火剂、肥皂的填充剂。

展示实验盛放NaOH、Na2SiO3、稀盐酸、稀H2SO4的试剂瓶，请同学们比较其瓶塞的不同。

不同之处是：NaOH、Na2SiO3溶液的试剂瓶塞是橡皮塞；而HCl、H2SO4溶液的瓶塞为玻璃塞。

知识拓展

问题：NaOH、Na2CO3溶液瓶塞相同：都是橡皮塞而不是玻璃塞。你能推测可能是什么原因造成的吗？请讨论。

生1：Na2CO3溶液可能也和玻璃反应。

生2：Na2CO3溶液某方面性质可能与NaOH溶液相似，能与玻璃中的某些成分反应。

生3：Na2CO3溶液可能也与NaOH相似，显很强的碱性，也能与玻璃中的SiO2反应。

生4：NaOH能与玻璃中的SiO2反应，生成具有一定黏性的Na2SiO3溶液，使瓶塞易被粘住，不易打开。

总结：

NaOH、Na2CO3它们都是离子化合物，且所含的金属阳离子都相同，因此，不同的性质应该由不同的阴离子所引起，即CO3的某些方面的性质可能与OH－的某些方面性质相似。而以后的进一步学习会使我们明白这个道理：正是由于CO在水溶液中产生了大量的OH－，使Na2CO3溶液也具有很强的碱性，能和玻璃中的SiO2反应，生成了具有一定黏性的Na2SiO3溶液，易把瓶塞粘住，而不易打开。

同理，大家可以进一步分析、探究：盛K2CO3溶液的试剂瓶塞用的是什么？是橡皮塞还是玻璃塞？

橡皮塞。(展示K2CO3溶液的试剂瓶)

问题：同学们从初中乃至从小学就开始学习英语。“China”一词大家都知道它的汉语翻译是“中国”，可是，同学们知道它的最根本的含义吗？

生：我知道！它的本意指的是“瓷器”。

师：对！中华民族是一个勤劳、善良、勇于创造的民族！中华民族有着五千年光辉、灿烂的文明！也只有五千年的文化底蕴，才能孕育出中华民族的智慧，才能磨炼出一双双巧夺天工之手！才能为世人捧出一件件精美绝伦的陶瓷制品！

多媒体播放陕西半坡出土的人面鱼纹彩陶盆和精美的清代花瓶。请同学们举例说明我们日常生活中有哪些物品是陶瓷制成的？各有什么优良的性能？

生1：碗、火锅、卫生洁具。

生2：电源开关、贴墙壁的瓷砖。

生3：高压线上挂的瓷环绝缘器。

生4：……

总结：同学们所举的事例，都是传统的硅酸盐陶瓷，它们有很多优良性能，为我们的生活、为人类的科技进步作出了很大的贡献。受传统陶瓷某些特殊性能的启发，科技工作者在此基础上进行了一次又一次的创新，又研制出了许多种组成不同、性能更特殊的新型陶瓷。

(三)硅单质

虽然硅的化合物很多，随处可见，而且从远古时期人类就已经学会加工和使用陶瓷，但是硅的单质却到很晚——18世纪上半叶才制备出来。

多媒体播放：硅的制备历史。

展示晶体Si及晶体Si的结构模型，引导学生观察并归纳、总结。

2

3

2

(1)Si晶体结构为正四面体型。

(2)单质Si有晶体硅和无定形硅两种。

(3)有金属光泽、灰黑色固体。

(4)熔点高(1410℃)、硬度大、质脆。

(5)良好的半导体材料。

(6)有很广泛的用途。

(7)常温下化学性质不活泼。

问题：同学们请把书翻到后面元素周期表。看一看与Si位于同一横行的左边元素及右边元素各是什么？由此能否体会出Si的半导体性质？

同一横行中，Si左边的元素是金属元素；Si右边的元素是非金属元素，Si位于其中间。金属易导电，而非金属单质一般不易导电。因此，可以理解Si的导电性介于导体和绝缘体之间，为半导体。

三、课堂小结

本节课我们学习了硅酸盐的重要用途及性质，了解了硅酸钠的特性——耐火。知道了Si单质的重要用途。从结构上、从周期表的位置，进一步理解了Si的性质。21世纪人类所面临的重大问题之一：能源危机，而从书上我们了解到Si是极具发展前景的新型能源。同学们，随着人们对Si及其化合物的认识越来越深刻，随着科学技术的不断发展，我们有理由相信Si及其化合物会对人类作出更大的贡献，给我们人类带来更大的惊喜！

附录：光导纤维

从高纯度的二氧化硅或称为石英玻璃熔融体中，拉出直径约为100µm的细丝，称为石英玻璃纤维。玻璃可以透光，但在传输过程中光损耗很大，用石英玻璃纤维光损耗大为降低，故这种纤维称为光导纤维，是精细陶瓷的一种。

利用光导纤维可进行光纤通信。激光的方向性强、频率高，是进行光纤通信的理想光源。光纤通信与电波通信比较，光纤通信能提供更多的通信通路，可满足大容量通信系统的需要。

光导纤维一般由两层组成，里面一层称为内芯，直径几十微米，但折射率较高；外面一层称包层，折射率较低。从光导纤维一端入射的光线，经内芯反复折射而传到末端，由于两层折射率的差别，使进入内芯的光始终保持在内芯中传输着。光的传输距离与光导纤维的光损耗大小有关，光损耗小，传输距离就长，否则就需要用中继器把衰减的信号放大。用最新的氟玻璃制成的光导纤维，可以把光信号传输到太平洋彼岸而不需要中继站。