第三单元　含硅矿物与信息材料教案教学设计导入整理

高中新课标

化学《必修1》

专题3 从矿物到基础材料

第三单元

含硅矿物与信息材料

1、硅酸盐矿物与硅酸盐产品

一、教学目标：

1、了解地壳中硅元素的含量，知道硅元素在自然界中的主要存在形式

2、了解硅酸盐工业及其产品 3、了解硅及其化合物的应用与人类文明发展的密切关系

4、使学生通过学习过程的体验，形成和发展正确地发现问题、解决问题的思想方法，学会从生活中发现化学、研究化学、应用化学

二、教学内容

硅酸盐矿物及硅酸盐产品

三、教学重难点：通过本节内容的学习激发学生的学习兴趣

四、教学方法：探究性、讨论法

五、教学过程：

展示含硅化合物及产品：

引入：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、砖瓦、水泥和玻璃。在介绍硅酸盐工业前我们先来学习下面有关的知识。

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？

（硅元素在地壳中的含量居第二位） （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。

多媒体展示：自然界中的一些硅酸盐的图片及化学式；

1

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专题3 从矿物到基础材料

讲解：硅酸盐的组成相当复杂，常改写成氧化物的形式。

介绍：将硅酸盐化学式改写成氧化物的形式。

板书：

一、硅酸盐化学式改写成氧化物

活泼金属氧化物·较不活泼金属氧化物·xSiO2

·yH2O

练习：

1．将硅酸钠(Na2SiO3)改写为氧化物形式：（Na2O·SiO2）

2．将滑石[Mg3(Si4O10)(OH)2]改写

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，下面我们先来学习它的有关知识。

二、硅酸钠

为氧化物形式：（3MgO·4SiO2·H2O）

３．将钠长石(NaAlSi3O8)改写为氧

化物形式：（Na2O·Al2O3·6SiO2）

硅酸钠可溶于水，其水溶液俗称“小玻璃”，粘稠状，有弱碱性，能粘结磨口玻璃瓶塞。水玻璃可作粘合剂、防腐剂、耐火材料、耐酸水泥掺料，大水坝出现裂缝可以用水玻璃填补。

Na2SiO3 + CO2+ H2O = Na2CO3 + H2SiO3 ↓ Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3 ↓

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。

三、传统的硅酸盐产品

1、水泥

主要原料：石灰石、黏土（黏土主要成分的铝的硅酸盐矿物）

水泥是一种非常重要的建筑材料，水泥最重要的性质就是水硬性，即跟水混合搅拌并静置后，很容易凝固变硬。

水泥的标号：325、425、525、625。水泥的标号越大表示所抗压强越大，其性能越好。

2、玻璃

主要原料：石英、纯碱、石灰石

2

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专题3 从矿物到基础材料

反应方程式：

SiO2 + Na2CO3

3、陶瓷

主要原料：粘土（其主要成分为Al2O3·2SiO2·2H2O）

课后练习

1、制水泥和玻璃时都需要用的原料是（ C ）

A、粘土 B、石英 C、石灰石 D、纯碱

2、下列说法不正确的是（ C ）

A、SiO2是酸性氧化物，它不溶于水 B、SiO2是制造玻璃的主要原料之一

C、因高温时SiO2与Na2CO3反应放出CO2，所以H2SiO3酸性比H2CO3强

D、CO2通入水玻璃中可得硅酸

3、石灰石在自然界在存在丰富，它是许多工来的主要原料之一。下列物质中，制取时不需要石灰石的是（ B ）

A、玻璃 B、陶瓷 C、水泥 D、漂白粉

作业：P82：5、6

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高温

Na2SiO3 + CO2↑

SiO2 + CaCO3

高温

CaSiO3 + CO2↑

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专题3 从矿物到基础材料

2、二氧化硅与信息材料

知识与技能：

1、了解硅在自然界的存在形式，了解硅及二氧化硅的重要性质。

2、了解工业上高纯硅的制备方法。

3、了解硅、二氧化硅在信息技术、材料科学等领域的应用和与人类文明发展的关系，激发学生研究、开发新材料的意识。

过程与方法目标：

通过碳与硅，二氧化碳与二氧化硅的对比学习，培养学生的推理、归纳、迁移能力。

情感与态度目标：

通过硅和二氧化硅的用途的学习，让学生体会到化学与社会的紧密联系，增强学生学习化学的情感需要。

三、教学重点：硅和二氧化硅的化学性质

四、教学难点：硅和二氧化硅的化学性质

五、教学用具：多媒体辅助教学

玛瑙饰品、石英钟、石英沙，盐酸、硅酸钠溶液、试管、胶头滴管。

六、教学方法：自主学习教学和探究式教学相结合

七、教学过程

创设情境：展示日常生活中的玛瑙饰品、石英钟、石英沙等。

玛瑙：

石英钟：子 石英沙：

4 石英砂

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专题3 从矿物到基础材料

设问：

1、从化学的角度看，你知道它的主要成分是什么吗？（二氧化硅）

2、沙子、石英、水晶、硅藻土等都是天然存在的二氧化硅，关于SiO2，你还知道的哪些内容呢？（硬度大、不溶于水、制造光导纤维、能与氢氧化钠溶液反应等。）

过渡：关于SiO2的性质及用途，我们还有一些不很明确或不知道的，下面我们就来进一步学习二氧化硅。

板书； 一、二氧化硅

1、二氧化硅的物理性质：熔沸点很高，硬度很大，不溶于水。

２、二氧化硅的化学性质：能与氢氟酸、碱性氧化物、强碱溶液反应。

SiO2 + 4HF = SiF4↑+ H2O

（氢氟酸保存在塑料瓶中）

SiO2 + CaO

高温

CaSiO3

SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O

讨论：

已知玻璃中含有二氧化硅，为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？

３、二氧化硅用途：制光导纤维，光学镜片、石英坩埚等。

讲述：光导纤维传导光的能力非常强，比头发丝还细的一对光导纤维可同时传递3万门电话，而且抗干扰性能好，通信质量高，能防窃听。许多根经技术处理的光导纤维绕在一起，就是我们常说的光缆，一条光缆通路可同时容纳十亿人通话，也可同时传送多套电视节目。

过度：

刚才学习的SiO2在信息领域有重要的应用，其实用SiO2制取得到的单质Si在信息领域也有重要的应用。

阅读课文P82最后一段思考以下问题。

１、硅元素在自然界中的存在形式、工业上高纯度的硅是如何制取的？

２、单质硅的主要物理性质？

３、归纳出硅的化学性质。 4、单质硅的主要用途。

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专题3 从矿物到基础材料

板书：

二、硅

提问：硅单质用途广泛，但自然界中却没有硅单质。工业上是如何制取硅单质的呢？

板书：

1、硅的制取

SiO2＋2C高温

Si＋2CO↑

Si＋2Cl2

高温

SiCl4

SiCl4

＋2H2

高温

Si ＋4HCl 2、硅的物理性质：熔沸点很高，硬度很大。

过渡：下面我们来讨论以下硅的化学性质。

讲述：单质硅在常温比较稳定，与氧气、氯气、硝酸、硫酸等物质都很难发生反应，但能与氟气、氢氟酸、强碱反应。在加热时能跟O2等物质发生反应。

板书：

3、硅的化学性质

Si+O2

SiO2

Si + 4F2 = SiF4

Si + 4HF = SiF4↑

+ 2H2↑

Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2↑

4、硅的主要用途：半导体材料，主要应用与电子工业。

讲述：

在科学技术不断发展的今天，硅正成为高科技的代名词。世界各国往往把高科技园区称为硅谷。

2005年3月28日，在人民大会堂，邓中翰代表中星微“星光中国芯”研发团队，接受******为他颁发的共和国最高奖励

——国家科技进步一等奖。 “中国芯”的诞生彻底改写了蓬勃发展的中国IT业无“芯”的历史。如今

“中国芯”已成功占领了计算机图像输入芯片市场的世界第一位。从此，中国人可以用上“中国芯”，并且，让世界上其他国家也用上“中国芯”！

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专题3 从矿物到基础材料

巩固练习：

１、下列物质的主要成分不是SiO2的是（

C

）

A、石英 B、水晶 C、金刚砂 D、玛瑙

２、下列物质不与水反应的是（

A

）

Ａ、SiO2

Ｂ、SO2

Ｃ、CO2

Ｄ、CaO ３、下列试剂存放方法正确的（ D ）

A、氢氧化钠、纯碱以及水玻璃要存放在带磨砂玻璃塞的试剂瓶中

B、氢氟酸盛放在棕色玻璃试剂瓶

C、液溴盛放在棕色广口瓶中

D、氯水盛放在棕色细口瓶中

４、将固态的氢氧化钠加热至熔融状态，不可选用的器皿是( B ) 5、能将Na2SiO3、CaCO3、SiO2三种白色粉末鉴别开来试剂是( D ) A、苛性钠溶液 B、水 C、氢氟酸 6、下列说法正确的是 ( B ) A、二氧化硅溶于水显酸性 B、二氧化碳通入水玻璃中可以得到硅酸

C、因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸强

D、二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸

作业：P82：1、2、3、4

D、稀盐酸

A.铁坩埚 B.石英坩埚 C.石墨坩埚 D. 蒸发皿

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