第三单元　含硅矿物与信息材料名师教学视频（文字实录）

《含硅矿物与信息材料》课时一教案设计

一、

教材内容分析

《含硅矿物与信息材料》选自苏教版高中《化学》必修一专题三“从矿物到基础材料”中的第三单元《含硅矿物与信息材料》。

从硅及其化合物的知识体系来看，它由硅酸盐矿物与硅酸盐产品及二氧化硅与信息材料两部分内容组成。首先从日常生活中常见的硅酸盐产品入手，学习硅酸盐的性质和用途，接着介绍二氧化硅的性质，最后介绍硅单质。先学习比较熟悉的硅的化合物，再学习单质硅的顺序符合认知规律，有利于学生接受。

本节课是第一课时，重点学习硅在自然界的存在形式、硅酸盐的表示方法、硅酸钠的性质与应用、三大硅酸盐的用途。硅虽然是非金属元素，由于其结构上的特殊性（最外层4个电子），使得硅、二氧化硅，既有非金属元素具有的一些共性，又有自己的特性。在学习的时候要回顾前面学习过的卤素、镁铝元素的性质，尽量和同族的碳元素进行比较，突出自己的特性，为下面学习硫、氮元素打下基础。

二、

学情分析

学生在学习硅这一知识点之前已经学习过氯、溴、碘以及钠、镁、铜、铁等元素化合物知识，知道一般的认知规律。但硅元素在整个模块学习中占的比例较小，是学生掌握知识较为薄弱的一块，虽然硅的化合物在日常生活中很常见，但很少能与化学知识联系，故需提高学生的兴趣，将知识与日常生活结合在一起，把握知识重点。

三、

教学目标

1、

知识与技能：

（1）

了解硅在自然界的存在形式，认识硅及其化合物在生活实际中的重要应用；

（2）

理解硅酸钠的存在与性质；

（3）

了解传统的硅酸盐材料，了解硅酸盐矿物的应用与人类文明发展的密切关系；

2、

过程与方法：

（1）

通过对自然界中存在的含硅化合物的学习，了解硅元素在自然界的存在形式以及硅酸盐的结构复杂性；

（2）

通过探究性实验掌握硅酸钠的有关知识；学会将硅酸盐的化学式书写成氧

化物的形式的方法与技巧；

（3）

通过对硅酸盐工业产品的了解，知道硅酸盐矿物的应用与人类文明发展的密切关系；

（4）

使用实验、图片等多种多媒体手段，增强直观性和形象性；

3、

情感态度与价值观：

（1）了解硅酸盐矿物的应用与人类文明发展的密切关系；

（2）搭建一座从书本知识到现代科技知识和生活实际的桥梁。开阔眼界，提高科技文化素养，理解更多的现代相关科学理论与技术；

（3）开展多种形式的交流活动，培养互助合作精神；

四、

教学重点与难点

1、

教学重点：（1）硅酸盐的结构，氧化物形式的书写；

（2）硅酸钠的物理性质和化学性质；

（3）三大硅酸盐传统材料的制备；

2、教学难点：（1）硅酸钠的化学性质；

（2）水泥和玻璃的制备；

五、教学设计思路与流程图

硅元素因其在地壳中的含量高很早就被人类使用，但很少与化学知识联系，同学较少了解。故使用了多种创新的教学手段来激发学生学习兴趣，提高学生的创新意识和实践能力。该单元分为两个课时，本节课为第一课时。本节课主要分为三个部分，第一部分介绍自然界中硅元素主要以二氧化硅与硅酸盐形式存在，让学生了解硅酸盐用氧化物的形式的表示方法；第二部分介绍硅酸钠的性质与应用，通过加水溶解探究酸碱性，硅酸钠制备硅酸的一系列探究实验来学习硅酸钠的性质，使同学们能直观感受化学反应，巩固记忆；第三部分介绍三大传统硅酸盐材料——玻璃、水泥、陶瓷，通过视频演示传统材料的制备过程，使同学了解硅酸盐产品传统材料在人类文明发展和社会进步的历程中起到了很大的推动作用。适当引入传统材料的新用途——信息材料，如光导纤维的应用，为下一课时做好铺垫；流程图如下：

硅酸盐（氧化物表示）

硅酸钠的性质（实验）

三大传统硅酸盐材料

六、教学过程设计

（一）教学设备：黑板，PPT，玻璃片及硅酸盐制品；

（二）教学用具：硅酸钠固体、蒸馏水、稀盐酸、石灰石、氢氧化钠溶液、酒精灯、火柴木条；

（三）教学过程

教师活动

（一）情景导入，引入新课

【提问】：

同学们知道在地壳中含量最高的元素是什么吗？（氧）

那么第二位的又是哪一种元素呢？（硅）

【过渡】：硅元素在自然界中广泛存在，主要是以硅酸盐和二氧化硅的形式；

（展示准备的玻璃和硅酸盐制品）

讲：那么硅这种元素又是如何为人类所利用的呢？

引入人类文明发展史：

学生归纳、交流、讨论并回答问题；

学生观察实物、图片

培养学生自主学习能力；锻炼其通过查阅资料的方式来学习的能力；

学生活动

设计意图

及化学式总结规律；

创设情境，启发学生学习兴趣；

那么今天就让我们先来学习重要的传统材料——硅酸盐；

（二）知识讲解，进入新课

1、

硅酸盐的组成和表示方式

（1）

硅酸盐的组成：主要由金属、硅和氧组成；

【多媒体展示】：自然界中的一些硅酸盐的图片及化学式；

（2）

硅酸盐的表示方法

活泼金属氧化物·较活泼金属氧化物·SiO2·H2O 锆石ZrSiO4

ZrO2·SiO2

硅酸钠（Na2SiO3）

滑石[Mg3（Si4O10）（OH）2）] 钠长石（NaAlSi3O8）

介绍将硅酸盐化学式改写成氧化物的形式，要求学生练习后对照学案理解书写规律

①

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

观察图片和化学式，进行规律总结；

练习硅酸盐化学式的改写；

分析总结交流并对书写规律进行讨论；

通过多媒体展示形式，激发同学学习兴趣；

通过训练，巩固知识，培养能力；

通过自己主动探索来得到知识，并将知识升华，增强主动学习的能力；

【追问】：硅酸盐的结构怎样？为什么常改写成氧化物的形式？

【过渡】：在硅酸盐中，硅酸钠是极少数溶于水的一种（复习钠盐溶解性），用途广泛，我们先来学习它的有关知识；

2、

硅酸钠的性质与应用：

（1）

Na2SiO3固体俗称泡花碱Na2SiO3 能

通过实验探究来培养科学探究能力及科学素养；

让学生学会从实验探索中分析总结来掌握知识的科学学习方法；

溶于水，其水溶液俗称“水玻璃”，

是工业使用的一种黏合剂，耐火、耐腐蚀；

【展示实验】

浸泡过硅酸钠的木条与浸泡过水的木条分别在酒精灯上燃烧，观察现象；

（2）【探究实验】：

学生观察实验，总结硅酸钠物理性质；

1）加水溶解，并检验其溶液酸碱性；

学生在引导下在动手2）向溶液中通入二氧化碳或滴加稀盐酸观察现象；

3）再向2）中滴加氢氧化钠溶液观察现象；

（师生共同完成实验，部分实验由学生来探究演示）

【现象解释】

提问：在通入二氧化碳后为什么会生成白色沉淀？这个白色沉淀是什么？滴加氢氧化钠溶液后为什么白色沉淀溶解了？

【书写化学方程式】

Na2SiO3 + 2H2O + CO2 == H4SiO4↓+Na2CO3

Na2SiO3 + 2HCl + H2O == H4SiO4↓+ 2NaCl H4SiO4 + 2NaOH == Na2SiO3 + 3H2O 参与探索实验，观察分析实验现象，总结硅酸钠性质；

硅酸钠水溶液呈碱性；

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；

白色沉淀溶解；

学生讨论反应现象，探究反应实质；

（3）【深化理解】：实验室应该如何保存硅酸钠溶液？

因为硅酸的酸性比碳酸还弱，所以空气中的CO2可以和Na2SiO3水溶液发生如下反应：Na2SiO3 + 2H2O + CO2 == H4SiO4↓+Na2CO3从而使硅酸钠变质，因此保存硅酸钠要密封保存。同时，又由于硅酸钠为矿物胶，有较强的粘性，也不能用磨口的玻璃瓶和玻璃塞，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？下面我们一起来了解一些最常见的硅酸盐产品；

3、

硅酸盐产品（传统材料）

【展示一些硅酸盐产品的图片】

请同学们根据自己预习的成果并阅读课本上的相关知识链接，填写表格（玻璃、水泥、陶瓷的原料、设备、化学反应、组成、用途）

（1）

陶瓷：

（2）

水泥：

制造原料：黏土、石灰石、石膏

主要设备：水泥回转窑

（3）

玻璃：

制造原料：纯碱、石灰石、石英

主要设备：玻璃熔炉

生产原理：CaCO3+SiO2

CaSiO3+CO2

Na2CO3+SiO2

Na2SiO3+CO2

【过渡铺垫】：人类文明不断发展，现在除了传统材料，很多新兴工业也开始使用硅这种材料制高温高温学生书写有关的化学方程式；

学生从性质进一步思考；

学生阅读课本后与教师一同讨论总结回答问题

学生和老师一起总结校对答案；复习巩固新知识；

学生书写化学方程式；

创设情境来激活学生的思考热情，提高学生的参与度和主动性；

了解传统材料的生产过程，贴近生活，增强学生的探索意识，鼓励学生树立理想，增强学习的使命感和责任感；

成了一些新型材料

【展示图片】展示高温结构陶瓷和光导纤维的图片；

【引发兴趣】请同学们课后查找关于光导纤维的资料；

（三）课堂小结，任务布置

【提问】同学们想一下，这节课我们学习了什么？

1、

硅酸盐的结构，氧化物形式的书写；

2、

硅酸钠的性质；

3、

三大硅酸盐传统材料

【任务】

完成课后作业，并预习本单元第二部分二氧化硅与信息材料，查找相关资料；

（四）板书设计

拓展学生视野，了解兴趣知识；

学生回答：

1、

硅酸盐的结构，氧化物形式的书写；

2、

硅酸钠的性质；

3、

三大硅酸盐传统材料

总结回顾，巩固新知识；

激发学生研究、探索精神；

第一课时 硅酸盐矿物与硅酸盐产品

一、硅元素的存在

二、硅酸盐矿物

1、

硅酸盐组成的表示方法

1）

主要由金属、硅和氧组成；

2）

活泼金属氧化物·较活泼金属氧化物·SiO2·H2O 锆石ZrSiO4

ZrO2·SiO2 2、

硅酸钠化学性质

硅酸钠固体溶于水

测pH Na2SiO3 + 2H2O + CO2 == H4SiO4↓+Na2CO3

Na2SiO3 + 2HCl + H2O == H4SiO4↓+ 2NaCl H4SiO4 + 2NaOH == Na2SiO3 + 3H2O 三、硅酸盐制品

通入CO2 滴加稀盐酸

滴加NaOH

1、

水泥

2、

玻璃：

主要反应：SiO2 + Na2CO3

SiO2 + CaCO3 3、

陶瓷

高温Na2SiO3 + CO2↑

高温CaSiO3 + CO2↑. 七、教学反思