鲁科版必修1第一节《硅、无机非金属材料》word教案
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第4章元素与材料世界第一节硅无机非金属材料(第一课时)一、教材分析(一)知识脉络本节教材以无机非金属材料和硅单质及其化合物的性质两条线索相互交叉而展开,介绍了硅、二氧化硅的性质,硅单质的制法,硅、二氧化硅在计算机及通信等高技术领域的应用。
(二)内容框架半导体材料硅的性质光导纤维二氧化硅的性质二、教学目标1.知识技能目标掌握硅、二氧化硅的物理化学性质,粗硅的制法。
认识硅、二氧化硅作为无机非金属材料的特性及其用途。
2.方法与过程目标学习从不同的角度出发对常见材料进行分类的方法,能根据同一类别不同物质的性质归纳出该类物质的通性,并能运用通性简单预测其他物质的性质。
3.情感态度与价值观目标通过对作为计算机、光通信等高科技关键材料的硅、二氧化硅等无机非金属材料的学习,利用学生对高科技的浓烈兴趣,激发学生对化学的兴趣。
三、重点、难点硅二氧化硅的主要性质,硅的制法四、教学过程教学环节教学活动教学中可能出现的情况设计意图通过硅在生活中的应用,创设生活情景引入探讨课题【媒体展示】日常生活用品,工农业设施,建筑交通工具等。
一组图片【设问】丰富的物质世界,你知道构成它们的材料么?【过渡】我们站在不同的角度,对材料有不同的分类。
【联想质疑】图片展示高科技芯片,传导电话光缆,化学实验室的玻璃仪器一组图片【设问】它们是否与沙子存在一定的联系?【过渡】高纯度的硅是常见的最重要的半导体材料,它与我们的生活密切相连。
这一节我们就来探讨硅无机非金属材料。
【板书】§4-1硅无机非金属材料一.单质硅与半导体材料1.硅的存在及物理性质【学生回答、教师总结】构成它们的材料有:塑料、各种金属、木材、棉花、沙子、石头、水泥、玻璃、陶瓷、泥土等等……从来源分:天然材料、人工合成材料从导电性分:导电材料、半导体材料、绝缘体材料从物质类别分:无机材料、有机材料;金属材料、非金属材料从物质性质分:……【学生回答】有联系沙子---硅----芯片,光缆,玻璃仪器通过自主思考看图片总结,使学生的分析归纳能力提高。
硅无机非金属材料【教学目标】1.知识与技能:知道几种常见的硅酸盐;进一步认识几种重要无机非金属材料及了解其在生活和生产中的应用,了解玻璃、水泥的生产过程中重要的化学反应。
2.过程与方法:初步具有整理资料,查找资料的能力。
3.情感与价值观:知道我国在无机非金属材料的发展方面为世界所做出的巨大贡献;通过查阅资料,知道无机非金属材料在各个领域的广泛应用,热心关注国家在这方面的发展情况;树立研究与发展新型无机非金属材料的信念;“豆腐渣”工程的探究实践,培养学生的社会责任感。
【教学重点】水泥、玻璃、陶瓷工业的发展及其在现代国民经济中的重要地位;新型无机非金属材料的特点、用途和发展。
【教学难点】学生对信息处理的能力,敢于阐述表现自己,阐述自己的观点;密切关注自身与社会的发展,不做死读书的书呆子,做与社会同行的好公民。
【教学方法】诱思探究、自主归纳【教学过程】教学环节教学内容学生活动思考与讨论展示图片:木屋、瓦房、高楼大厦、现代的办公室……看了上面这组图片,你有何感想呢?1.社会进步2.所用材料越来越高级3.人类的智慧无穷……信息处理硅酸盐材料是传统的无机非金属材料,硅酸盐制品性质稳定。
主要如:学生阅读课本,整理有关硅酸盐(silicate)的玻璃、水泥、各种陶瓷、砖瓦、水玻璃等。
资料卡片一、玻璃1.原料:纯碱(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)、石英(SiO2)2.条件:高温3.主要设备:玻璃熔炉4.主要反应:CaCO3 + SiO2 ====CaSiO3 + CO2↑Na2CO3+ SiO2==== Na2SiO3+CO2↑视频沙子制取玻璃培养学生的学习兴趣课堂阅读课本阅读材料《身边的化学》展示物品,各类有色的玻璃;展示图片,各种特种玻璃的特性和应用。
种类特性用途普通玻璃在较低温度下易软化窗玻璃、玻璃器皿等石英玻璃膨胀系数小、耐酸碱、强度大、滤光化学仪器;高压水银灯、紫外灯的灯壳等光学玻璃透光性能好、有折光和色散性眼镜片;照相机、显微镜、望远镜、用凹凸透镜等光学仪器玻璃纤维耐腐蚀、不怕烧、不导电、不吸水、隔热、吸声、防虫蛀宇航服的衣服、玻璃钢等钢化玻璃耐高温、耐腐蚀、强度大、质轻、抗震裂运动器材;微波通信器材;汽车、火车窗玻璃等从上面表格中的内容,我们知道了一些特种玻璃的性质和用途,请出改进材料方面谈谈本表内容给你启发。
化学ⅰ鲁科版4.1硅无机非金属材料教学设计硅无机非金属材料一、教材分析〔一〕知识脉络本节教材以无机非金属材料和硅单质及其化合物的性质两条线索相互交叉而展开,介绍了硅、二氧化硅的性质,硅单质的制法,硅、二氧化硅在计算机及通信等高技术领域的应用,常见的硅酸盐材料玻璃、水泥、陶瓷和新型无机硅酸盐材料的主要成分和用途。
与旧教材相比,本教材加大了各种材料在社会日常生活中应用介绍的力度。
〔二〕知识框架1、半导体材料与单质硅①单质硅的物理性质:②硅的化学性质:常温下不活泼,除氟气、氢氟酸和强碱外,一般不与其他物质反应。
加热条件下,可与氧气反应。
SiO2Si+2F2===SiF4Si+4HF===SiF4↑+2H2↑Si+O2加热=====③硅的工业制法:工业上,用焦炭在电炉中还原SiO2得到含有少量杂质的粗硅后再提纯。
Si+2CO↑SiO2+2C高温=====④硅的主要用途:作半导体材料;制造太阳能电池;制造硅合金等。
2、二氧化硅与光导纤维①物理性质②化学性质CaSiO3SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2OSiO2+CaO高温=====SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O③二氧化硅的用途:制造电子元器件、光学仪器、精密仪器轴承、光导纤维、石英钟、工艺品、玻璃等。
3、硅酸盐与无机非金属材料①玻璃、水泥②无机非金属材料:高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷等【二】教学目标1.知识技能目标掌握硅、二氧化硅的物理化学性质,粗硅的制法。
认识硅、二氧化硅作为无机非金属材料的特性及其用途,了解硅酸盐等无机非金属材料的基本组成、性能、用途。
2.方法与过程目标学习从不同的角度出发对常见材料进行分类的方法,能根据同一类别不同物质的性质归纳出该类物质的通性,并能运用通性简单预测其他物质的性质。
3.情感态度与价值观目标通过对作为计算机、光通信等高科技关键材料的硅、二氧化硅等无机非金属材料的学习,利用学生对高科技的浓烈兴趣,激发学生对化学的兴趣,通过对我国从古到今,从烧制陶瓷到现代科技成就的介绍,培养学生的民族自豪感。
《硅无机非金属材料》三维目标知识与技能:1、了解硅在自然界的存在、含量2、了解单质硅的主要性质、工业制法和主要用途。
3、初步培养学生自主查阅资料的能力和阅读能力过程与方法:1、自主学习2、通过碳与硅的新旧知识的比较,设疑引导、变疑为导、变教为导的思路教学法。
情感、态度与价值观1、使学生掌握学习元素化合物知识的一般规律和正确方法2、使学生体会组成材料的物质的性质与材料的性能的密切关系,认识新材料的开发对人类生产、生活的重要影响,学会关注与化学有关的社会热点问题,激发他们学习化学的热情。
教学重点:硅的物理、化学性质教学难点:硅的化学性质和提纯教学用具:多媒体教学过程新课导入:材料是人类生活必不可少的物质基础。
材料的发展史就是一部人类文明史。
没有感光材料,我们就无法留下青春的回忆;没有高纯的单晶硅,就没有今天的奔腾电脑;没有特殊的新型材料,火箭就无法上天,卫星就无法工作,人类的登月计划就会受到影响,材料的发展对我们的生活起着决定性的作用。
从化学角度来看任何物质都是由元素组成,那元素与这些材料之间又有什么样的关系呢?从本章开始我们就来学习一下元素与材料之间的关系。
板书:第四章元素与材料世界多媒体:展示一组与硅元素有关的图片,引出本节新课第一节硅无机非金属材料学生活动:阅读教材第一段思考下列问题1、无机非金属材料包括哪些?2、这类材料的特点有哪些?3、无机非金属材料分哪两类?多媒体:展示一组与硅元素有关的图片。
设疑:这些表观看“风牛马不相及”的物质,从微观组成上却有很大的相似性,他们都是有黄沙通过不同的途径制得的,它们都含有共同的元素是什么呢?多媒体:一、半导体材料与单质硅学生活动:阅读教材P103最后一段思考下列问题1、什么是半导体材料?2、最早使用的半导体材料是什么?为什么没广泛使用?3、现在广泛使用的半导体材料是什么?为什么能广泛使用?过渡:硅除了作为半导体材料被广泛使用外,还具有什么其他的性质和用途呢?◆硅的性质和用途引导学生回忆学习新物质的方法和程序一)观察物质的外观,总结其物理性质多媒体:展示单质硅的图片,让学生观察。
第4章元素与材料世界第一节硅无机非金属材料(第一课时)一、教材分析(一)知识脉络本节教材以无机非金属材料和硅单质及其化合物的性质两条线索相互交叉而展开,介绍了硅、二氧化硅的性质,硅单质的制法,硅、二氧化硅在计算机及通信等高技术领域的应用。
(二)内容框架二、教学目标1.知识技能目标掌握硅、二氧化硅的物理化学性质,粗硅的制法。
认识硅、二氧化硅作为无机非金属材料的特性及其用途。
2.方法与过程目标学习从不同的角度出发对常见材料进行分类的方法,能根据同一类别不同物质的性质归纳出该类物质的通性,并能运用通性简单预测其他物质的性质。
3.情感态度与价值观目标通过对作为计算机、光通信等高科技关键材料的硅、二氧化硅等无机非金属材料的学习,利用学生对高科技的浓烈兴趣,激发学生对化学的兴趣。
三、重点、难点硅二氧化硅的主要性质,硅的制法四、教学过程第3章第4节海水中的化学元素一、教材分析(一)知识脉络本节教材内容以海水中化学资源的开发利用为线索展开,简单介绍了海水中化学元素的种类和存在形式,重点介绍了金属镁的提取原理、重要的化学性质和主要用途;然后通过实验探究,得出溴和氯、碘的氧化性强弱关系,以此为启示,介绍溴单质的提取原理和主要用途。
(二)知识框架(三)新教材的主要特点:本节内容既承载了元素化合物知识,又使学生认识到开发利用海洋的重要性和艰巨性。
既关注了知识的获取、情感态度价值观的培养,又关注了海水化学资源综合利用的方向。
体现了新课程的基础性和时代性。
二.教学目标(一)知识与技能目标1、通过观察思考,交流研讨等教学活动,使学生认识镁单质的还原性和重要用途。
2、通过实验探究、交流研讨等教学活动,使学生认识到氯、溴、碘单质的氧化性和氧化性递变顺序及溴单质和溴的化合物的重要用途。
3、了解海水中微量元素的存在和应用及在工业生产和高科技领域的潜在价值,认识到综合开发利用海水化学资源的重要意义。
(二)过程与方法目标通过对氯、溴、碘单质的氧化性和氧化性递变次序的活动探究,学会应用氧化还原反应原理设计实验,探究物质氧化性或还原性相对强弱的方法。
高中化学鲁教版必修1第四单元第1课《硅无机非金属材》优质课公开课教案教师资格证面试试讲教案
1教学目标
1.让学生了解硅和二氧化硅的性质及在材料中的应用
2.让学生那个了解硅在半导体工业,二氧化硅在现代通讯中的应用,传统的硅酸盐材料制品和一些新型的无机非金属材料在生产生活中的应用。
3.使学生体会组成材料的物质的性质与材料性能的密切关系,认识材料的更新给人类所带来的巨大变化,学会关注生活关注化学,激发学生学习的兴趣。
2学情分析
本节课的教学对象是高一的学生,经过高中化学前三章内容的学习,他们具备了基本的实验技能,和有关离子反应和氧化还原反应的基础知识,具有了一定的分析能力和探究意识,有强烈的好奇心和求知欲。
在学习了金属及其化合物之后,掌握了一些基本知识。
本节多数内容属于了解层次,行文浅显易读,部分段落学生可阅读自学、仔细了解、领悟有关知识的内涵,培养学生的自学能力。
学生搜集并观察身边及生活环境中的石英、砂石、水晶、各种含硅矿物、粘土等实物,分析比较其性状(硬度、色泽)等物理性质的异同,训练学生的观察能力等。
3重点难点
本节重难点是硅及二氧化硅的主要性质。
4教学过程
4.1第一学时
教学目标
1.掌握硅及其重要化合物的主要性质。
2.了解硅及其化合物的主要用途。
学时重点
硅及二氧化硅的主要性质。
学时难点
粗硅的提纯。
教学活动
1【导入】活动1。
第1节硅无机非金属材料(第二课时)[三维目标]知识和技能1.掌握硅酸钠的用途;2.了解传统硅酸盐产品的用途;3.了解新型无机非金属材料的用途及发展前景。
过程和方法1.在教师的指导下,学生通过看教材、上网查资料的自主学习方法实施教学;2.通过实验,探究物质的用途实施教学。
情感、态度与价值观1.通过对传统无机非金属材料的学习,使学生了解中华民族深厚的文化底蕴,培养学生爱国主义情感;2.通过实验探究,培养学生的观察能力、思维能力和推理能力。
[教学设计]教学重点:使学生真正认识到硅酸盐工业与人类生产、生活密切相关教学难点:激发学生的求知欲教具准备:普通玻璃、红色玻璃、蓝色玻璃、水、水泥、滤纸、Na2SiO3溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液、酒精喷灯、坩埚钳、玻璃管、多媒体。
[教学过程][引入新课]同学们,随着我们国家综合实力的提高,“CHINA”,这个名字在全世界的声望也越来越高,这是每个中国人值得骄傲的,“CHINA”这个单词的原意是什么?[学生]瓷器。
[推进新课]对。
中国有着五千年的文化底蕴,是世界上最早制造和使用陶瓷、玻璃等硅酸盐产品的国家,这一点可以从出土的文物得到见证。
这堂课,我们一起来了解一下硅酸盐及其产品——无机非金属材料。
[板书]三、硅酸盐与无机非金属材料[展示]玻璃、水泥、陶瓷、水玻璃。
[讲解]这些都是硅酸盐产品,它们有着悠久的历史,统称传统无机非金属材料。
[板书] 1.传统无机非金属材料[讲解]最简单的硅酸盐是硅酸钠,易溶于水,水溶液俗称水玻璃。
[知识拓展]趣味实验:烧不着的纸准备一张干燥的滤纸、一张浸过饱和硅酸钠溶液且已凉干的滤纸。
请一个学生上台做燃烧实验。
[讲解]烧不着的一张是浸过饱和硅酸钠溶液的,硅酸钠有什么作用?[学生]硅酸钠有防火作用。
[讲解]铁路上铺设的枕木多是用水玻璃浸过的,常年风吹日晒也不腐烂,为什么?[学生]硅酸钠有防腐性。
[讲解]硅酸钠溶液还有一定的黏性,可作黏合剂·[板书] 硅酸钠防火剂、防腐剂、黏合剂[展示]让学生观察盛硅酸钠溶液试剂瓶的瓶塞。
三维目标知识与技术:1、认识硅在自然界的存在、含量2、认识单质硅的主要性质、工业制法和主要用途。
3、初步培育学生自主查阅资料的能力和阅读能力过程与方法:1、自主学习2、经过碳与硅的新旧知识的比较,设疑指引、变疑为导、变教为导的思路教课法。
感情、态度与价值观1、使学生掌握学习元素化合物知识的一般规律和正确方法2、使学生领会构成资料的物质的性质与资料的性能的亲密关系,认识新资料的开发对人类生产、生活的重要影响,学会关注与化学相关的社会热门问题,激发他们学习化学的热忱。
教课要点:硅的物理、化学性质教课难点:硅的化学性质和提纯教课器具:多媒体教课过程新课导入:资料是人类生活必不行少的物质基础。
资料的发展史就是一部人类文明史。
没有感光资料,我们就没法留下青春的回想;没有高纯的单晶硅,就没有今日的奔跑电脑;没有特别的新式资料,火箭就没法上天,卫星就没法工作,人类的登月计划就会遇到影响,资料的发展对我们的生活起着决定性的作用。
从化学角度来看任何物质都是由元素构成,那元素与这些资料之间又有什么样的关系呢?从本章开始我们就来学习一下元素与资料之间的关系。
板书:第四章元素与资料世界多媒体:展现一组与硅元素相关的图片,引出本节新课第一节硅无机非金属资料学生活动:阅读教材第一段思虑以下问题1、无机非金属资料包含哪些?2、这种资料的特色有哪些?3、无机非金属资料分哪两类?多媒体:展现一组与硅元素相关的图片。
设疑:这些表观看“风牛马不相及”的物质,从微观构成上却有很大的相像性,他们都是有黄沙经过不一样的门路制得的,它们都含有共同的元素是什么呢?多媒体:一、半导体资料与单质硅学生活动:阅读教材P103 最后一段思虑以下问题1、什么是半导体资料?2、最早使用的半导体资料是什么?为何没宽泛使用?3、此刻宽泛使用的半导体资料是什么?为何能宽泛使用?过渡:硅除了作为半导体资料被宽泛使用外,还拥有什么其余的性质和用途呢?◆ 硅的性质和用途指引学生回想学习新物质的方法和程序一)察看物质的外观,总结其物理性质多媒体:展现单质硅的图片,让学生察看。
《硅 无机非金属材料》第1课时硅是带来人类文明的重要元素之一,硅及其化合物是元素化合物知识的重要基础知识。
本节内容不仅为形成化学基本观念提供感性基础,也为了解化学与生活,化学与社会发展,化学与技术进步之间的密切关系提供了丰富的素材。
本节的主要内容有硅在自然界中的存在形式、二氧化硅的性质、硅酸盐的性质、硅及化合物的用途。
在教学中可采用碳和硅(同一主族相邻的两种元素)进行对比,突出它们的相似性与不同性。
另外多运用日常生活中的事例进行教学,联系生产生活的实际,充分利用实物、模型、彩图、实物照片等形式,增强教学的直观行,激发学生的学习兴趣,培养学生热爱科学的情感。
【知识与能力目标】1.了解硅在自然界的存在、含量2.了解单质硅的主要性质、工业制法和主要用途。
3.初步培养学生自主查阅资料的能力和阅读能力4.使学生对硅酸盐工业及一些产品和新型无机非金属材料有大致印象。
【过程与方法目标】1.通过碳与硅的新旧知识的比较,设疑引导、变疑为导、变教为导的思路教学法。
2.使学生认识到化学在社会、生活、生产、科学技术中的重要作用,用科学的奇妙和威力激发学生学习化学的兴趣。
【情感态度价值观目标】1、使学生掌握学习元素化合物知识的一般规律和正确方法2、使学生体会组成材料的物质的性质与材料的性能的密切关系,认识新材料的开发对人类生产、生活的重要影响,学会关注与化学有关的社会热点问题,激发他们学习化学的热情。
【教学重点】单质硅的主要性质、工业制法和主要用途。
【教学难点】单质硅的主要性质、工业制法和主要用途。
多煤体课件等。
你能在沙子与计算机之间、沙子与计算机光通信之间建立起某种联系吗?(提示:沙子的主要成分是SiO2)一、半导体材料与单质硅。
鲁科版必修1:第四章材料家族中的元素第一节硅无机非金属材料学案设计人:吕荣海2009.12.16学习目标1、了解硅和二氧化硅的主要性质及应用2、了解硅在半导体工业,二氧化硅,硅酸盐制品和一些新型无机非金属材料在生产、生活中的应用重点:二氧化硅的性质学习过程一、单质硅与半导体材料半导体材料特指导电能力介于之间的一类材料。
最早使用的是,现在广泛使用的是。
单质硅有两种。
1、单质硅的物理性质:晶体硅是、,的固体。
2、硅的化学性质:常温下不活泼,它不易与、、、、等物质发生反应。
加热条件下,可与氧气等非金属反应。
与氧气的反应:。
自然界中硅的存在形态:。
3、硅的工业制法:工业上,用在电炉中还原得到含有少量杂质的粗硅后再提纯。
方程式:二、二氧化硅与光导纤维、的主要成分是二氧化硅。
1、物理性质:、。
2、化学性质:不活泼。
它是一种氧化物,能与缓慢反应,方程式:高温时能与反应,方程式:。
常温下,能与反应,方程式:。
3、二氧化硅的用途:制造电子元器件、光学仪器、精密仪器轴承、光导纤维、石英钟、工艺品、玻璃等。
三、硅酸盐与无机非金属材料1、玻璃、水泥玻璃水泥原料化学方程式主要成分玻璃的特性:没有一定的,只是在水泥有性。
、、和的混合物叫做混凝土。
2、几种无机非金属材料:、、等了解有色玻璃课本P111自主练习1、下列关于硅的说法不正确的是()A、硅是非金属元素,但它的单质是灰黑色的,有金属光泽。
B、的导电能力界于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料。
C、当加热到一定温度时,硅能与O2、Cl2等非金属单质反应。
D、硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物质反应。
2、在一定条件下,下列物质不能和SiO2反应的是()①焦碳②纯碱③碳酸钙④氢氟酸⑤硝酸⑥氢氧化钾⑦氧化钙⑧氟气A、③⑤⑦⑧B、⑤⑦⑧C、⑤⑧D、⑤3、下列说法不正确的是()A、制取水泥和玻璃的原料中均有石灰石B、普通玻璃是电的绝缘体,这种透明的固体物质是晶体C、等物质的量的SiO2与CaCO3在高温下煅烧,残留物质为一纯净物D、石英玻璃经受温度剧变且能抵抗酸碱的腐蚀4、下列物质不能由单质直接化合生成的是()A、FeCl3B、FeCl2C、SiO2D、Al2O35、下列溶液能用玻璃瓶盛放,但不能用玻璃塞的是()A、Na2SiO3溶液B、HF溶液C、NaNO3溶液D、NaCl溶液。
课题:第四章第一节硅无机非金属材料
学科:高中化学
单位:固镇县瓦疃中学
姓名:马召
时间:一二年五月
第四章元素与材料世界第一节硅无机非金属材料
一、教材分析
(一)知识脉络
本节教材以无机非金属材料和硅单质及其化合物的性质两条线索相互交叉而展开,介绍了
硅、二氧化硅的性质,硅单质的制法,硅、二氧化硅在计算机及通信等高技术领域的应用,
常见的硅酸盐材料玻璃、水泥、陶瓷和新型无机硅酸盐材料的主要成分和用途。
与旧教材相
比,本教材加大了各种材料在社会日常生活中应用介绍的力度。
(二)知识框架
1.半导体材料与单质硅
①单质硅的物理性质:
②硅的化学性质:常温下不活泼,除氟气、氢氟酸和强碱外,一般不与其他物质反应。
加热
条件下,可与氧气反应。
Si + O2加热
SiO2Si + 2F2 === SiF4Si + 4HF === SiF4↑+ 2H2↑=====
③硅的工业制法:
工业上,用焦炭在电炉中还原SiO2得到含有少量杂质的粗硅后再提纯。
SiO2 + 2C 高温
Si + 2CO↑
=====
④硅的主要用途:作半导体材料;制造太阳能电池;制造硅合金等。
2.二氧化硅与光导纤维
①物理性质
②化学性质
CaSiO3 SiO2 + 2NaOH == Na2SiO3 + H2O SiO2 + CaO 高温
=====
SiO2 + 4HF == SiF4↑+ 2H2O
③二氧化硅的用途:制造电子元器件、光学仪器、精密仪器轴承、光导纤维、石英钟、工艺
品、玻璃等。
3.硅酸盐与无机非金属材料
①玻璃、水泥
②无机非金属材料:
高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷等
二、教学目标
1.知识技能目标
掌握硅、二氧化硅的物理化学性质,粗硅的制法。
认识硅、二氧化硅作为无机非金属材料的特性及其用途,了解硅酸盐等无机非金属材料的基本组成、性能、用途。
2.方法与过程目标
学习从不同的角度出发对常见材料进行分类的方法,能根据同一类别不同物质的性质归纳出该类物质的通性,并能运用通性简单预测其他物质的性质。
3.情感态度与价值观目标
通过对作为计算机、光通信等高科技关键材料的硅、二氧化硅等无机非金属材料的学习,利用学生对高科技的浓烈兴趣,激发学生对化学的兴趣,通过对我国从古到今,从烧制陶瓷到现代科技成就的介绍,培养学生的民族自豪感。
三、重点、难点
(一)知识上重点、难点
硅单质及其化合物的性质,硅的制法
(二)方法上重点、难点
查阅收集相关资料的方法,多角度思维能力,归纳类比能力。
四、教学准备
1.查阅相关资料,常见半导体材料有哪些?硅有哪些主要用途?
2.光导纤维的主要成分是什么?光通信比普通电缆通信有哪些优点?光纤除用于通信外,
还可用于哪些领域?
3.查阅有关资料,说明消防员穿的棉布衣服为什么比普通棉布衣服不易着火燃烧?
五、教学设计
[引言]材料是人类生活必不可少的物质基础。
材料的发展史就是一部人类文明史。
没有感光材料,我们就无法留下青春的回忆;没有特殊的荧光材料,就没有彩色电视;没有高纯的单晶硅,就没有今天的奔腾电脑;没有特殊的新型材料,火箭就无法上天,卫星就无法工作。
科技的发展和社会的进步往往受到材料的制约。
一种新材料的发现可能会给社会带来革命性的变化。
新材料的不断涌现,旧材料功能的不断拓展,才使我们的世界日新月异,奔腾向前。
[交流研讨]丰富多彩的物质世界,如各种日常生活用品,工农业设施,建筑,交通工具等等,你知道构成它们的材料有哪些?请你分别站在不同的角度,对它们进行分类。
[学生回答、教师总结]
构成它们的材料有:塑料、各种金属、木材、棉花、沙子、石头、水泥、玻璃、陶瓷、泥土等等……
从来源分:天然材料、人工合成材料
从导电性分:导电材料、半导体材料、绝缘体材料
从物质类别分:无机材料、有机材料;金属材料、非金属材料
从物质性质分:……
……
[过渡]站在不同的角度,对材料有不同的分类。
今天我们学习第四章元素与材料世界。
[板书]第四章元素与材料世界
[联想质疑]你能在沙子与计算机之间、沙子与计算机光通信之间建立起某种联系吗?(提示:沙子的主要成分是SiO2)
[学生回答、教师总结]沙子――硅――芯片――计算机
[过渡]高纯度的硅是常见的最重要的半导体材料,水泥、陶瓷、玻璃等是常见的重要的含硅无机非金属材料。
[板书]第一节硅无机非金属材料
一、半导体材料与单质硅
[交流研讨]你知道的半导体材料有哪些?非金属单质有哪些相似的化学性质?
[学生回答、教师总结]除硅外,常见的半导体材料还有锗、铟等。
大多数非金属单质一般可与金属、氧气、氢气、碱等物质反应。
[联想质疑]硅作为非金属,它具备这些性质吗?
[阅读总结]1。
单质硅的物理性质:
2.硅的化学性质:常温下不活泼,除氟气、氢氟酸和强碱外,一般不与其他物质反应。
加热条件下,可与氧气反应。
SiO2Si + 2F2 === SiF4
Si + O2加热
=====
Si + 4HF === SiF4↑+ 2H2↑
3.硅的工业制法:
工业上,用焦炭在电炉中还原SiO2得到含有少量杂质的粗硅后再提纯。
SiO2 + 2C 高温
Si + 2CO↑
=====
[交流研讨]什么原因促使硅成为一种重要的半导体材料?硅除作为半导体材料外,还有哪些用途?
[学生回答、教师总结]硅成为一种重要的半导体材料的原因是:原料丰富易得,价格低,常温下化学性质稳定。
硅除作为半导体材料用来制集成电路、晶体管、硅整流器外,还可制造太阳能电池,硅合金等。
硅合金用于制造变压器、耐酸设备等。
[板书]4。
硅的主要用途:作半导体材料;制造太阳能电池;制造硅合金等。
[板书]二、二氧化硅与光导纤维
[交流研讨]阅读教材P105页第三段,说明在自然界哪些常见物质的主要成分是二氧化硅?从物质分类角度来看,二氧化硅属于哪类物质?可能具有那些性质?在实验室,为什么盛装碱液的试剂瓶不能用玻璃塞?
[学生回答、教师总结]自然界常见的沙子、鹅卵石、石英、水晶的主要成分是二氧化硅,纯净的二氧化硅为无色透明的晶体,不溶于水,熔点高、硬度大。
它属于非金属氧化物、酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性。
可与碱性氧化物、碱反应,还可与氢氟酸反应。
[讲解、板书]1。
物理性质
2.化学性质
SiO2 + 2NaOH == Na2SiO3 + H2O
SiO2 + CaO 高温
CaSiO3
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SiO2 + 4HF == SiF4↑+ 2H2O
[交流研讨]
过去,人们曾应用CaF2粉末和浓H2SO4的混合物涂抹到玻璃上刻字作画,请说明原理。
[提问]1992年在美国曾提出一项关于通信方面的计划,大家知道是什么吗?
[讲述]是“信息高速公路”计划,而光纤、光缆是信息高速公路的基石。
光纤通信发展很快,全世界总量超过1亿公里。
我国在这方面起步并不算晚,1995年一年铺设了130万公里,全国已形成八横八纵的干线网。
拉萨和大多数县城已经铺设了光缆。
中日、中美海底光缆已经开通。
另外,光纤还用于医学等许多方面,如肠镜、胃镜。
甚至可以利用内窥镜观察到心脏内部的情况。
[交流研讨]阅读教材,说明二氧化硅的用途。
[讲解、板书]3。
二氧化硅的用途:制造电子元器件、光学仪器、精密仪器轴承、光导纤维、石英钟、工艺品、玻璃等。
[交流研讨]请尽可能多地列举出你见过的广泛使用的无机非金属材料。
[学生回答、教师总结]常见的无机非金属材料有:天然砂石泥土、水泥、玻璃、陶瓷、搪瓷等
[学生回答、教师总结](略)
[作业]。