2013-2014学年高一化学苏教版必修一教案3.3.2二氧化硅与信息材料教案3

专题3从矿物质到基础材料第三单元含硅矿物与信息材料【教学背景】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的重要基础知识。本节内容不仅为形成化学的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。【教学目标】知识与技能目标1．了解硅、二氧化硅、硅酸、硅酸盐的存在与性质，认识硅及其化合物在生活实际中的重要应用。2．要求学生查阅资料，学会通过查阅资料来获取知识的学习方法,培养对新旧知识进行归纳比较的逻辑思维能力，培养自主学习和创新能力。过程与方法目标1．通过对自然界中存在的含硅化合物的学习，使学生了解硅元素在自然界的存在形式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氧化物的形式的方法和技巧。3．通过对硅酸盐工业产品的了解，使学生了解到硅酸盐矿物的应用与人类文明的发展的密切关系。4．利用图片、模型、表格、视频、实物、实验及多媒体教学手段等，增强直观性和形象性。情感态度与价值观目的1．从传统材料到信息材料的学习，激发学生学习兴趣，增强学生研究、探索、发现新材料的意识；体会“化学――人类进步的关键”这句话的思想内涵，增强学生学习化学的兴趣。2．了解我国材料科学发展的成就、社会及科学技术的发展对新型材料的要求，激发学生爱国主义热情，提高社会责任感。【教学重点、难点】重点：硅酸钠(sodiumsilicate)、单质硅(silicon)、二氧化硅(silica)的性质；硅酸盐(silicate)的氧化物形式的书写。难点：单质硅（silicon）和二氧化硅(silica)的结构。【课时安排】两课时第一课时：硅酸盐矿物、传统材料与信息材料的介绍。第二课时：单质硅、二氧化硅的结构和性质及它们的用途。【教法学法】（教学方法）探究式教学，多媒体教学法。（学习方法）自主探究学习法，合作学习法。采用“阅读理解→列表比较→分析讨论、交流→归纳总结→拓展研究”模式。【教学资源】课前准备教师：1．查阅整理：硅酸盐矿物图片、硅酸盐产品的生产和应用及新发展、信息材料—光导纤维的有关知识、集成电路的有关知识、分子筛的知识等。硅酸盐生产的录像和光导纤维的录像。2．查阅整理：硅单质的结构和彩图、水晶和石英的结构和有关图片等。3．实物准备：不同标号的水泥袋、各种类型的玻璃、陶瓷、砖瓦、陶土、光导纤维、水晶和石英的制品等。4．模型准备：单质硅的结构球棍模型和二氧化硅的球棍模型。5．演示实验准备：硅酸钠试剂、水、玻璃管、稀盐酸、氢氧化钠溶液、烧杯、胶头滴管、导管等。学生：1．查阅资料：硅元素在自然界的含量、自然界中存在的主要形式、硅酸盐产品的生产和应用及新发展、信息材料――光导纤维的有关知识、集成电路的有关知识、硅单质和二氧化硅的用途等。1．实物准备：玻璃、水泥、陶瓷、砖瓦、河沙等实物。【教学过程】第一课时硅酸盐矿物、传统材料与信息材料学习课题教师活动学生活动学习反馈教学设想1．课前查阅资料，提问引入新课提问：（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？自学、归纳、交流、讨论回答问题。（1）地壳中硅元素的含量仅次于氧，约占总质量的四分之一。（2）硅元素在自然界中主要是以硅酸盐和二氧化硅的形式存在。地壳质量的92％是硅酸盐和二氧化硅。（1）培养学生自学能力；（2）让学生学会通过查阅资料来学习知识的学习方法。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。2．硅酸盐(silicate)的结构（1）多媒体展示：自然界中的一些硅酸盐的图片及其化学式；（1）观察图片和化学式，总结；（2）练习硅酸盐（1）硅酸盐的结构复杂。（1）创设情景，激发学习兴趣；（2）举例介绍如何将硅酸盐化学式改写成氧化物的形式；并要求学生练习后总结书写规律。（3）追问：硅酸盐的结构怎样？为什么常改写成氧化物的形式？化学式的改写；（3）分析总结交流讨论书写规律；（2）改写的规律：①各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。（3）由于硅酸盐的结构复杂，为了学习研究的方便，常改写成氧化物的形式。（2）通过训练，巩固知识，培养能力；（3）通过主动探索得出规律，将知识升华，培养学习的主动性，增强探索意识。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。3．硅酸钠(sodiumsilicate)的知识（1）展示硅酸钠试剂；（2）探究实验：硅酸钠的性质①加水溶解；并检验其溶液酸碱性；②向溶液中通二氧化碳或滴加稀盐酸；③再向②中滴加氢氧化钠溶液。（师生共同完成实验，部分实验由学生来探究演示。）（3）说说硅酸钠的用途。（1）动手参与、探索实验，观察、分析、思考实验现象，总结硅酸钠的性质；（2）书写有关的化学、离子方程式；（3）从性质思考用途。（1）硅酸钠能溶于水；水溶液称水玻璃。水溶液呈碱性。（2）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。Na2SiO3+2H2O+CO2==H4SiO4↓+Na2CO3Na2SiO3+2HCl+H2O==H4SiO4↓+2NaCl在沉淀中加入氢氧化钠溶液，沉淀溶解：H4SiO4+2NaOH==Na2SiO3+3H2O(3)硅酸钠能用于作黏合剂、防腐剂、防火作用等。（1）通过实验探索，培养科学探究能力；（2）让学生学会掌握：实验探索――分析总结――掌握知识的科学学习方法。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。4．硅酸盐产品（传统材料）（1）请同学们展示收集的硅酸盐产品；（2）请同学们简单说说它们是如何生产的？有什么共同点？（3）播放一段录像（玻璃(glass)、水泥(cement)、陶瓷(china)的生产简介）。展示一（1）学生展示收集的硅酸盐产品；（2）部分学生回答问题；（3）观看录像后讨论总结回答问题；（1）玻璃、水泥、陶瓷生产的共同点是：都在高温下，发生了复杂的物理和化学变化。原料都有含硅元素物质，产品都含硅酸盐，且都是混合物。（2）玻璃生产的原料：石英、纯碱、石灰石；产品主要成分：n(Na2SiO3)：n(CaSiO3)：n(SiO2)=1：1：4或n(Na2O):n(CaO):n(SiO2)=1:1:6。（1）创设情景激活学生思维；主动参与体现学习主动性。（2）了解产品的应用和新发展激发学习的些硅酸盐产品。（4）要求学生总结传统的硅酸盐产品即传统材料：玻璃、水泥、陶瓷的生产原料和产品的主要成分。（5）提供传统的硅酸盐产品的应用及新发展的有关资料和图片。（4）讨论、总结硅酸盐产品的应用与社会发展的关系。提出对产品应用的新设想。两个主要反应：SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑,SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑.水泥生产的原料：黏土、石灰石、少量的石膏；产品主要成分：2CaO·SiO2、3CaO·SiO2、3CaO·Al2O3热情，增强探索意识，树立远大理想，增强努力学习的责任感和使命感。过渡：通过刚才的介绍，我们已经了解到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；但是随着科技的发展，这些传统材料又有了新的用途，如玻璃“老爷爷”又焕发出了青春活力――光导纤维的应用。下面我们一起来了解一下光导纤维的有关知识。5．信息材料――光导纤维（1）请同学们总结课前查阅的有关信息材料的资料，简述光导纤维的主要成分和用途；（2）提供有关光导纤维的资料（简介、制造和作用）；播放光导纤维的介绍录像。（3）展示实物：展示光导纤维并演示光在其中的传播实验。（1）思维、总结、回答；（2）阅读资料，交流、讨论总结；（3）观察实验。（4）谈谈对信息材料的应用的感想。（1）光导纤维的主要成分是：石英玻璃；用途非常广泛，如：信息传递（光缆）、光的传递、医生的助手、国防方面、工业生产中等等。（2）信息材料的使用，使社会的发展步伐大大加快，是社会进入信息时代的标志。（1）创造变被动为主动的学习环境；实物观察提高对知识的理性认识；（2）通过资料的阅读，拓宽视野，激发研究、探索的意识。过渡：硅酸盐除了上面的一些作用外，它还可以用来筛分分子。6．分子筛(molecularsieve)（1）提供分子筛的有关资料和图片；（2）从资料的介绍，要求学生发挥想象，推测它又哪些方面的用途。（1）阅读资料；（2）思维、想象、推测总结，回答。分子筛可用于：分离、提纯气体或液体混合物；还可以作干燥剂、离子交换剂、催化剂、催化剂载体、净化水、净化空气、防毒器械、食品保鲜、电子产品处理、石油化工等方面。（1）创设情景，让学生主动参与；发挥思维想象力。（2）激发学生研究、探索意识。本课总结：通过以上内容的学习、了解、思维、探索，我们已经认识到硅这古老而具有青春活力的元素，伴随着人类历史发展的脚步，从传统材料到信息材料，为社会的发展创造了一个又一个的奇迹。同时我们也相信随着科技的发展，它们会创造更多的奇迹。有关硅单质和二氧化硅的知识我们将在下节课一起讨论学习。【作业】p82.1、2、6