高中化学必修一教案-3.3　含硅矿物与信息材料8-苏教版

硅酸盐矿物与硅酸盐产品 一、教学设计思路 根据教学设计中 STS 等教学理念，结合新课改中以学生为主体，和高中化学课程标准 中对本节内容的具体要求，制定“硅酸盐矿物与硅酸盐产品”教案。对于本节内容主要采用 在教师的指导下，学生自主学习，主动进行知识的构建，掌握方法和规律的学习。再进行知 识的反馈。最后师生一起总结，并通过一些随堂练习加强巩固所学知识。 二、学习内容分析 “硅酸盐矿物与硅酸盐产品”选自苏教版化学必修 1 专题三第三单元，为本单元的第 一课时。教材以硅元素与人类文明和历史发展的联系为情境创设，引出硅酸盐产品的广泛存 在，然后着重介绍了水泥、陶瓷、玻璃三大重要的硅酸盐产品以及它们在日常生活中的应用。 还介绍了如何以氧化物的形式准确表示硅酸盐的组成，最后对分子筛做了简单介绍。通过本 节课的学习，不仅可以让学生充分认识到硅元素与人类文明的密切联系，了解硅酸盐产品的 应用等等，而且对本单元后一课时“二氧化硅与信息材料”教学的顺利开展起到铺垫作用， 带来一定的方便。考试大纲中要求能说出一些日常生活中常见的硅酸盐产品及其原料和准确 表示硅酸盐的组成。 教学重点：日常生活中常见的硅酸盐产品及其原料；准确表示硅酸盐的组成 教学难点：准确表示硅酸盐的组成 三、学习者分析 本课时的教学对象为高一的学生，他们思维比较活跃，易于接受新的知识。这对本节 课教学的顺利开展带来一定的方便。但对本节课教学的新知识点，如何以氧化物的形式准确 表示硅酸盐的组成学习起来可能会有一定的困难，因此将其定为本节课教学的难点。学生的 基础可能参差不齐，因此在教学的讲解过程中要适当的注意把握。 四、教学目标 知识与技能： 1.认识到硅元素与人类文明和历史发展的联系 2.知道水泥、陶瓷、玻璃三大重要的硅酸盐产品及其原料以及它们在日常生活中的应用 3.掌握以氧化物的形式准确表示硅酸盐的组成 过程与方法： 1.在自主学习，主动进行知识的构建中，掌握方法和规律的学习； 2.在硅酸盐的组成学习中掌握正确的书写方法。 情感态度与价值观： 1.在自主学习，培养和树立严谨的治学态度 2.认识到硅元素对人类文明和社会进步所带来的贡献； 五、教学准备 PPT 教学课件；教学媒体；粉笔 六、教学过程 【情境导课】 地壳中含量第二的元素是什么？ 图：地壳中元素含量图 神话故事里，女娲抟土造人、炼石补天，孙悟空是从石头里蹦出来的；远古时期，人类 学会了制造石器工具，掌握制陶技术。现代社会，人类利用硅酸盐制造陶瓷刀、碗盘。 图片展示含硅化合物及产品（图 3-16 随处可见的含硅化合物及产品） 无论是随处可见的沙子，还是稀有的翡翠；不管是多见的瓷瓶，还是少见的假肢——硅 是带来人类文明的重要元素之一，并且伴随着人类社会的发展和历史的进步。 一、硅酸盐矿物 1. 硅酸盐及其组成 硅酸盐存在于地球上的每一个角落，在人类的生产生活中也扮演着非常重要的角色。 图片展示硅酸盐矿物（砖瓦、玻璃、水泥） 硅酸盐的组成相当复杂，通常人们以氧化物的形式来表示它们的组成： （图 3-17 几种常见硅酸盐矿物的组成） 表示方式：活泼金属氧化物·较活泼金属氧化物·二氧化硅·水 用氧化物的形式表示硅酸盐的组成时，书写步骤如下： （1）各元素写成相应的氧化物，元素的价态保持不变； （2）按先金属后非金属的顺序排列，金属元素按金属活动性顺序依次排列，中间用“·” 间隔； （3）注意改写后的化学式与原化学式相比原子个数比不变。 牛刀小试： 钙沸石 Ca(Al2Si3O10)·3H2O；正长石 KAlSi3O8；高岭石 Al2(Si2O5)(OH)4 2. 硅酸钠 俗称“泡花碱”， 可溶于水； 水溶液呈碱性，俗称“水玻璃”，是无机黏合剂，也可作为防腐剂和耐火材料。 Na2SiO3 + CO2 + H2O = Na2CO3 + H2SiO3 ↓ （白色沉淀） 硅酸是难溶于水的弱酸，其酸性比碳酸还弱。 硅酸钠应密封保存，由于硅酸钠具有黏性，因此不能使用带磨口的玻璃瓶保存，否则 容易使瓶口黏住而无法打开。 二、硅酸盐产品 1. 陶瓷 陶瓷是中华民族一项最伟大的创造，具有悠久而辉煌的历史。原始陶器约 1 万年前出 现在中国。 图片展示考古出土的原始陶器和秦兵马俑。秦兵马俑展示了当时的制陶规模和高超的 手工与艺术水平。 我国被称为“瓷国”，瓷器是中华民族的象征。在许多拉丁语系国家中，“瓷器”和“中 国”都以“CHINA”表示。 我国是陶瓷生产和出口大国，但遗憾的是在这方面的创汇却不如日本等其他国家。原 因是我国的陶瓷生产仍以传统的手工操作为主，在技术上不如日本的机械化生产精确，不仅 在色彩等方面较日本逊色，而且重金属的含量一般超出国际标准，不符合绿色公益的要求。 2. 水泥 1824 年，英国工程师阿斯普丁获得第一份水泥专利，标志着水泥的发明。水泥的发明 为建筑工程的发展提供了物质基础，使其由陆地工程发展到水中、地下工程。水泥始终是用 途最广、用量最多的一种胶凝材料。与此同时，图片展示 工业上以黏土、石灰石为主要原料，在水泥回转窑中高温煅烧后，再加入适量的石膏， 磨成细粉，得到普通硅酸盐水泥。 关于水泥和水泥的标号，大家可以自主阅读课本 79 页的拓展视野部分。 3. 玻璃 据古罗马博物学家普林尼的《自然史》记载，5000 多年前，地中海东岸古国腓尼基的 一艘满载着天然苏打晶体的大商船，在航行中搁浅，船员们便在附近的砂洲上用几块苏打晶 体支锅煮食。当他们拿走锅时，惊奇的发现锅下苏打与砂砾接触处出现了许多透明光滑、晶 莹发亮的珠子。原来，这个砂洲尽是石英砂，天然苏打和石英砂在做饭时的高温下发生化学 反应，形成光洁透明的玻璃珠。聪明的腓尼基人发现这一秘密后，便在特制的炉子里放进石 英砂和苏打，加热熔炼出玻璃液，制成珠状，当作珠宝换取黄金。 玻璃是将石灰石、纯碱、石英在玻璃熔炉中高温熔融制得的。普通玻璃的组成一般为 Na2O·CaO·6SiO2。制造玻璃的主要反应： Na2CO3 + SiO2 高温 Na2SiO3 + CO2 ↑ Ca2CO3 + SiO2 高温 Ca2SiO3 + CO2 ↑ 玻璃被广泛用作窗玻璃、光学仪器玻璃，以及各种化学和生活仪器。（图片展示） 人们做化学上的各种实验，总希望能直接看到容器内的化学反应，这只有玻璃才能胜 任，因为它透明，而且还能抗各种化学物质的腐蚀。一般的金属遇到酸就要发生化学反应， 连最稳定的“金属之王”金子，在遇到由硝酸和盐酸混合成的“王水”时，也被驯服而溶解 了。唯独玻璃不怕盐酸、硫酸、硝酸甚至王水的侵蚀，只有苛性钠才能略微腐蚀玻璃的一层 表皮。因此玻璃成了化学家的宠儿。 4. 分子筛 图片展示：宏观与微观 组成为 Na2O·Al2O3·2SiO2·nH2O 的铝硅酸盐中有许多笼状空穴和通道，这种结构使它很 容易可逆的吸收水及其他的小分子，如二氧化碳、氨、甲醇、乙醇等，但它不能吸收大得不 能进入空穴的分子。分子筛常用于分离提纯气体或液体混合物，还用于作干燥剂、离子交换 剂及催化剂的载体等。 七、形成性练习 1．下列物质中，主要成分不是硅酸盐的是（ ） A.陶瓷 B.大理石 C.玻璃 D.水泥 2．工业上以石灰石、纯碱、石英为原料制取玻璃，在高温条件下，二氧化硅分别于碳 酸钠、碳酸钙反应生成硅酸盐和二氧化碳气体。试写出上述反应的化学方程式。 3“水玻璃”长期暴露在空气中会变质，这是因为“水玻璃”与空气中的二氧化碳接触， 生成了乳白色的凝胶状沉淀（用 H2SiO3 表示）和碳酸钠的缘故。试写出上述反应的化学方 程式。 4．以氧化物的形式表示下列硅酸盐的组成。 玻璃（Na2CaSi6O14）、分子筛（Na2Al2Si2O8） 5．无机实验室中，用软木塞盖盛有氢氧化钠溶液的试剂瓶，想一想这事为什么呢？ 八、板书设计 硅酸盐矿物与硅酸盐产品 一、硅酸盐矿物 1. 硅酸盐及其组成 2. 硅酸钠 Na2SiO3 + CO2 + H2O = Na2CO3 + H2SiO3 ↓ （白色沉淀） 二、硅酸盐产品 1. 陶瓷 2. 水泥 原料：黏土、石灰石、石膏 设备：水泥回转窑 3. 玻璃 原料：石灰石、纯碱、石英 设备：玻璃熔炉 Na2CO3 + SiO2 高温 Na2SiO3 + CO2 ↑ Ca2CO3 + SiO2 高温 Ca2SiO3 + CO2 ↑ 4. 分子筛