蘇教版必修1高中化學硅酸鹽礦物、傳統(tǒng)材料與信息材料教案.doc

含硅礦物與信息材料【教學背景】硅是帶來人類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礎知識。本節(jié)內(nèi)容不僅為形成化學的基本觀念提供感性基礎，也為了解化學與生活、化學與社會發(fā)展、化學與技術進步之間的密切關系提供了豐富的素材?！窘虒W目標】知識與技能目標1了解硅、二氧化硅、硅酸、硅酸鹽的存在與性質(zhì)，認識硅及其化合物在生活實際中的重要應用。2 要求學生查閱資料，學會通過查閱資料來獲取知識的學習方法,培養(yǎng)對新舊知識進行歸納比較的邏輯思維能力，培養(yǎng)自主學習和創(chuàng)新能力。過程與方法目標1通過對自然界中存在的含硅化合物的學習，使學生了解硅元素在自然界的存在形式及硅酸鹽的結構復雜性。2通過探究性實驗掌握硅酸鈉的有關知識；學會將硅酸鹽的化學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，使學生了解到硅酸鹽礦物的應用與人類文明的發(fā)展的密切關系。4利用圖片、模型、表格、視頻、實物、實驗及多媒體教學手段等，增強直觀性和形象性。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習，激發(fā)學生學習興趣，增強學生研究、探索、發(fā)現(xiàn)新材料的意識；體會“化學人類進步的關鍵”這句話的思想內(nèi)涵，增強學生學習化學的興趣。2了解我國材料科學發(fā)展的成就、社會及科學技術的發(fā)展對新型材料的要求，激發(fā)學生愛國主義熱情，提高社會責任感?！窘虒W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)的結構?！菊n時安排】兩課時第一課時：硅酸鹽礦物、傳統(tǒng)材料與信息材料的介紹。第二課時：單質(zhì)硅、二氧化硅的結構和性質(zhì)及它們的用途?！窘谭▽W法】（教學方法）探究式教學，多媒體教學法。（學習方法）自主探究學習法，合作學習法。采用“閱讀理解列表比較分析討論、交流歸納總結拓展研究”模式?！窘虒W資源】課前準備教師：1查閱整理：硅酸鹽礦物圖片、硅酸鹽產(chǎn)品的生產(chǎn)和應用及新發(fā)展、信息材料光導纖維的有關知識、集成電路的有關知識、分子篩的知識等。硅酸鹽生產(chǎn)的錄像和光導纖維的錄像。2查閱整理：硅單質(zhì)的結構和彩圖、水晶和石英的結構和有關圖片等。3實物準備：不同標號的水泥袋、各種類型的玻璃、陶瓷、磚瓦、陶土、光導纖維、水晶和石英的制品等。4模型準備：單質(zhì)硅的結構球棍模型和二氧化硅的球棍模型。5演示實驗準備：硅酸鈉試劑、水、玻璃管、稀鹽酸、氫氧化鈉溶液、燒杯、膠頭滴管、導管等。學生：1查閱資料：硅元素在自然界的含量、自然界中存在的主要形式、硅酸鹽產(chǎn)品的生產(chǎn)和應用及新發(fā)展、信息材料光導纖維的有關知識、集成電路的有關知識、硅單質(zhì)和二氧化硅的用途等。1 實物準備：玻璃、水泥、陶瓷、磚瓦、河沙等實物?！窘虒W過程】硅酸鹽礦物、傳統(tǒng)材料與信息材料學習課題教師活動學生活動學習反饋教學設想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、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)學生自學能力；（2）讓學生學會通過查閱資料來學習知識的學習方法。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知識。2硅酸鹽(silicate)的結構（1）多媒體展示：自然界中的一些硅酸鹽的圖片及其化學式；（2）舉例介紹如何將硅酸鹽化學式改寫成氧化物的形式；并要求學生練習后總結書寫規(guī)律。（3）追問：硅酸鹽的結構怎樣？為什么常改寫成氧化物的形式？（1）觀察圖片和化學式，總結；（2）練習硅酸鹽化學式的改寫；（3）分析總結交流討論書寫規(guī)律；（1）硅酸鹽的結構復雜。（2）改寫的規(guī)律：各元素寫成相應的氧化物，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。注意改寫后應與原來化學式中的原子個數(shù)比不變。（3）由于硅酸鹽的結構復雜，為了學習研究的方便，常改寫成氧化物的形式。（1）創(chuàng)設情景，激發(fā)學習興趣；（2）通過訓練，鞏固知識，培養(yǎng)能力；（3）通過主動探索得出規(guī)律，將知識升華，培養(yǎng)學習的主動性，增強探索意識。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，下面我們先來學習它的有關知識。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，總結硅酸鈉的性質(zhì)；（2）書寫有關的化學、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)科學探究能力；（2）讓學生學會掌握：實驗探索分析總結掌握知識的科學學習方法。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)品的有關知識。4硅酸鹽產(chǎn)品（傳統(tǒng)材料）（1）請同學們展示收集的硅酸鹽產(chǎn)品；（2）請同學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）要求學生總結傳統(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)品的應用及新發(fā)展的有關資料和圖片。（1）學生展示收集的硅酸鹽產(chǎn)品；（2）部分學生回答問題；（3）觀看錄像后討論總結回答問題；（4）討論、總結硅酸鹽產(chǎn)品的應用與社會發(fā)展的關系。提出對產(chǎn)品應用的新設想。（1）玻璃、水泥、陶瓷生產(chǎn)的共同點是：都在高溫下，發(fā)生了復雜的物理和化學變化。原料都有含硅元素物質(zhì)，產(chǎn)品都含硅酸鹽，且都是混合物。（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：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)設情景激活學生思維；主動參與體現(xiàn)學習主動性。（2）了解產(chǎn)品的應用和新發(fā)展激發(fā)學習的熱情，增強探索意識，樹立遠大理想，增強努力學習的責任感和使命感。過渡：通過剛才的介紹，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)出了青春活力光導纖維的應用。下面我們一起來了解一下光導纖維的有關知識。5信息材料光導纖維（1）請同學們總結課前查閱的有關信息材料的資料，簡述光導纖維的主要成分和用途；（2）提供有關光導纖維的資料（簡介、制造和作用）；播放光導纖維的介紹錄像。（3）展示實物：展示光導纖維并演示光在其中的傳播實驗。（1）思維、總結、回答；（2）閱讀資料，交流、討論總結；（3）觀察實驗。（4）談談對信息材料的應用的感想。（1）光導纖維的主要成分是：石英玻璃；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，是社會進入信息時代的標志。（1）創(chuàng)造變被動為主動的學習環(huán)境；實物觀察提高對知識的理性認識；（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）提供分子篩的有關資料和圖片；（2）從資料的介紹，要求學生發(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，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