1、專題3 從礦物質(zhì)到基礎(chǔ)材料第三單元 含硅礦物與信息材料【教學(xué)目標(biāo)】知識與技能目標(biāo)1了解硅、二氧化硅、硅酸、硅酸鹽的存在與性質(zhì)，認(rèn)識硅及其化合物在生活實際中的重要應(yīng)用。2 要求學(xué)生查閱資料，學(xué)會通過查閱資料來獲取知識的學(xué)習(xí)方法,培養(yǎng)對新舊知識進(jìn)行歸納比較的邏輯思維能力，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力。過程與方法目標(biāo)1通過對自然界中存在的含硅化合物的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解硅元素在自然界的存在形式及硅酸鹽的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性。2通過探究性實驗掌握硅酸鈉的有關(guān)知識；學(xué)會將硅酸鹽的化學(xué)式書寫氧化物的形式的方法和技巧。3通過對硅酸鹽工業(yè)產(chǎn)品的了解，使學(xué)生了解到硅酸鹽礦物的應(yīng)用與人類文明的發(fā)展的密切關(guān)系。4利用圖片、模型、表格、

2、視頻、實物、實驗及多媒體教學(xué)手段等，增強(qiáng)直觀性和形象性。情感態(tài)度與價值觀目的1 從傳統(tǒng)材料到信息材料的學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生研究、探索、發(fā)現(xiàn)新材料的意識；體會“化學(xué)人類進(jìn)步的關(guān)鍵”這句話的思想內(nèi)涵，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。2了解我國材料科學(xué)發(fā)展的成就、社會及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對新型材料的要求，激發(fā)學(xué)生愛國主義熱情，提高社會責(zé)任感。【教學(xué)重點、難點】重點：硅酸鈉(sodium silicate)、單質(zhì)硅(silicon)、二氧化硅(silica)的性質(zhì)；硅酸鹽(silicate)的氧化物形式的書寫。難點：單質(zhì)硅（silicon）和二氧化硅(silica)的結(jié)構(gòu)?！窘虒W(xué)過程】第一課時硅酸鹽礦

3、物、傳統(tǒng)材料與信息材料學(xué)習(xí)課題教師活動學(xué)生活動學(xué)習(xí)反饋教學(xué)設(shè)想1課前查閱資料，提問引入新課提問：（1）硅元素在地殼中的含量怎樣？（2）硅元素在自然界主要有哪些存在形式？自學(xué)、歸納、交流、討論回答問題。（1）地殼中硅元素的含量僅次于氧，約占總質(zhì)量的四分之一。（2）硅元素在自然界中主要是以硅酸鹽和二氧化硅的形式存在。地殼質(zhì)量的92是硅酸鹽和二氧化硅。（1）培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力；（2）讓學(xué)生學(xué)會通過查閱資料來學(xué)習(xí)知識的學(xué)習(xí)方法。過渡：硅元素在自然界中廣泛存在，主要是硅酸鹽和二氧化硅的形式，下面我們先來了解硅酸鹽的有關(guān)知識。2硅酸鹽(silicate)的結(jié)構(gòu)（1）多媒體展示：自然界中的一些硅酸鹽的圖片及其

4、化學(xué)式；（2）舉例介紹如何將硅酸鹽化學(xué)式改寫成氧化物的形式；并要求學(xué)生練習(xí)后總結(jié)書寫規(guī)律。（3）追問：硅酸鹽的結(jié)構(gòu)怎樣？為什么常改寫成氧化物的形式？（1）觀察圖片和化學(xué)式，總結(jié)；（2）練習(xí)硅酸鹽化學(xué)式的改寫；（3）分析總結(jié)交流討論書寫規(guī)律；（1）硅酸鹽的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。（2）改寫的規(guī)律：各元素寫成相應(yīng)的氧化物，元素的價態(tài)保持不變。順序按先金屬后非金屬,金屬元素中按金屬活動順序表依次排列，中間用“”間隔。注意改寫后應(yīng)與原來化學(xué)式中的原子個數(shù)比不變。（3）由于硅酸鹽的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為了學(xué)習(xí)研究的方便，常改寫成氧化物的形式。（1）創(chuàng)設(shè)情景，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣；（2）通過訓(xùn)練，鞏固知識，培養(yǎng)能力；（3）通過主動探索得

5、出規(guī)律，將知識升華，培養(yǎng)學(xué)習(xí)的主動性，增強(qiáng)探索意識。過渡：在硅酸鹽中，硅酸鈉是極少數(shù)溶于水中的一種，用途廣泛，下面我們先來學(xué)習(xí)它的有關(guān)知識。3硅酸鈉(sodium silicate)的知識（1）展示硅酸鈉試劑；（2）探究實驗：硅酸鈉的性質(zhì)加水溶解；并檢驗其溶液酸堿性；向溶液中通二氧化碳或滴加稀鹽酸；再向中滴加氫氧化鈉溶液。（師生共同完成實驗，部分實驗由學(xué)生來探究演示。）（3）說說硅酸鈉的用途。（1）動手參與、探索實驗，觀察、分析、思考實驗現(xiàn)象，總結(jié)硅酸鈉的性質(zhì)；（2）書寫有關(guān)的化學(xué)、離子方程式；（3）從性質(zhì)思考用途。（1）硅酸鈉能溶于水；水溶液稱水玻璃。水溶液呈堿性。（2）向溶液通二氧化碳有白

6、色沉淀生成，滴加稀鹽酸也有白色沉淀生成。Na2SiO3 + 2H2O + CO2 = H4SiO4+Na2CO3Na2SiO3 + 2HCl + H2O = H4SiO4+ 2NaCl在沉淀中加入氫氧化鈉溶液，沉淀溶解：H4SiO4 + 2NaOH = Na2SiO3 + 3H2O(3)硅酸鈉能用于作黏合劑、防腐劑、防火作用等。（1）通過實驗探索，培養(yǎng)科學(xué)探究能力；（2）讓學(xué)生學(xué)會掌握：實驗探索分析總結(jié)掌握知識的科學(xué)學(xué)習(xí)方法。過渡：在豐富的硅酸鹽中，除硅酸鈉外，其它的在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用如何？下面我們來了解傳統(tǒng)的硅酸鹽產(chǎn)品的有關(guān)知識。4硅酸鹽產(chǎn)品（傳統(tǒng)材料）（1）請同學(xué)們展示收集的硅酸鹽產(chǎn)品；

7、（2）請同學(xué)們簡單說說它們是如何生產(chǎn)的？有什么共同點？（3）播放一段錄像（玻璃(glass)、水泥(cement)、陶瓷(china)的生產(chǎn)簡介）。展示一些硅酸鹽產(chǎn)品。（4）要求學(xué)生總結(jié)傳統(tǒng)的硅酸鹽產(chǎn)品即傳統(tǒng)材料：玻璃、水泥、陶瓷的生產(chǎn)原料和產(chǎn)品的主要成分。（5）提供傳統(tǒng)的硅酸鹽產(chǎn)品的應(yīng)用及新發(fā)展的有關(guān)資料和圖片。（1）學(xué)生展示收集的硅酸鹽產(chǎn)品；（2）部分學(xué)生回答問題；（3）觀看錄像后討論總結(jié)回答問題；（4）討論、總結(jié)硅酸鹽產(chǎn)品的應(yīng)用與社會發(fā)展的關(guān)系。提出對產(chǎn)品應(yīng)用的新設(shè)想。（1）玻璃、水泥、陶瓷生產(chǎn)的共同點是：都在高溫下，發(fā)生了復(fù)雜的物理和化學(xué)變化。原料都有含硅元素物質(zhì)，產(chǎn)品都含硅酸鹽，且都

8、是混合物。（2）玻璃生產(chǎn)的原料：石英、純堿、石灰石；產(chǎn)品主要成分：n(Na2SiO3)：n(CaSiO3)：n(SiO2)=1：1：4或n(Na2O):n(CaO):n(SiO2)=1:1:6。兩個主要反應(yīng)：SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2,SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2.水泥生產(chǎn)的原料：黏土、石灰石、少量的石膏；產(chǎn)品主要成分：2CaOSiO2、3CaOSiO2、3CaOAl2O3 （1）創(chuàng)設(shè)情景激活學(xué)生思維；主動參與體現(xiàn)學(xué)習(xí)主動性。（2）了解產(chǎn)品的應(yīng)用和新發(fā)展激發(fā)學(xué)習(xí)的熱情，增強(qiáng)探索意識，樹立遠(yuǎn)大理想，增強(qiáng)努力學(xué)習(xí)的責(zé)任感和使命感。過渡：通過剛才的介

9、紹，我們已經(jīng)了解到硅酸鹽產(chǎn)品傳統(tǒng)材料在人類文明發(fā)展和社會進(jìn)步的歷程中，起到了很大的推動作用；但是隨著科技的發(fā)展，這些傳統(tǒng)材料又有了新的用途，如玻璃“老爺爺”又煥發(fā)出了青春活力光導(dǎo)纖維的應(yīng)用。下面我們一起來了解一下光導(dǎo)纖維的有關(guān)知識。5信息材料光導(dǎo)纖維（1）請同學(xué)們總結(jié)課前查閱的有關(guān)信息材料的資料，簡述光導(dǎo)纖維的主要成分和用途；（2）提供有關(guān)光導(dǎo)纖維的資料（簡介、制造和作用）；播放光導(dǎo)纖維的介紹錄像。（3）展示實物：展示光導(dǎo)纖維并演示光在其中的傳播實驗。（1）思維、總結(jié)、回答；（2）閱讀資料，交流、討論總結(jié)；（3）觀察實驗。（4）談?wù)剬π畔⒉牧系膽?yīng)用的感想。（1）光導(dǎo)纖維的主要成分是：石英玻璃；

10、用途非常廣泛，如：信息傳遞（光纜）、光的傳遞、醫(yī)生的助手、國防方面、工業(yè)生產(chǎn)中等等。（2）信息材料的使用，使社會的發(fā)展步伐大大加快，是社會進(jìn)入信息時代的標(biāo)志。（1）創(chuàng)造變被動為主動的學(xué)習(xí)環(huán)境；實物觀察提高對知識的理性認(rèn)識；（2）通過資料的閱讀，拓寬視野，激發(fā)研究、探索的意識。過渡：硅酸鹽除了上面的一些作用外，它還可以用來篩分分子。6分子篩(molecular sieve)（1）提供分子篩的有關(guān)資料和圖片；（2）從資料的介紹，要求學(xué)生發(fā)揮想象，推測它又哪些方面的用途。（1）閱讀資料；（2）思維、想象、推測總結(jié)，回答。分子篩可用于：分離、提純氣體或液體混合物；還可以作干燥劑、離子交換劑、催化劑、催化劑載體、凈化水、凈化空氣、防毒器械、食品保鮮、電子產(chǎn)品處理、石油化工等方面。（1）創(chuàng)設(shè)情景，讓學(xué)生主動參與；發(fā)揮思維想象力。（2）激發(fā)學(xué)生研究