高中化學(xué)第4章材料家族中的元素第1節(jié)硅無機非金屬材料(第2課時)教學(xué)設(shè)計2化學(xué)教案

【第4章資料家族中的元素第1節(jié)硅無機非金屬資料第2課時】之小船創(chuàng)作【教課目的】1．知識技術(shù)目標掌握硅、二氧化硅的物理化學(xué)性質(zhì)，粗硅的制法。認識硅、二氧化硅作為無機非金屬資料的特征及其用途，認識硅酸鹽等無機非金屬資料的基本構(gòu)成、性能、用途。2．方法與過程目標學(xué)習(xí)從不一樣的角度出發(fā)對常有資料進行分類的方法，能依據(jù)同一類型不一樣物質(zhì)的性質(zhì)歸納出該類物質(zhì)的通性，并能運用通性簡單展望其余物質(zhì)的性質(zhì)。3．感情態(tài)度與價值觀目標經(jīng)過對作為計算機、光通信等高科技重點資料的硅、二氧化硅等無機非金屬資料的學(xué)習(xí)，利用學(xué)生對高科技的濃郁興趣，激發(fā)學(xué)生對化學(xué)的興趣，經(jīng)過對我國古往今來，從燒制陶瓷到現(xiàn)代科技成就的介紹，培育學(xué)生的民族驕傲感?！窘陶n過程】發(fā)問：1.玻璃刀的刀頭是什么資料制作的？（人造金剛石）；機械腕表上的“19鉆”字樣是什么意思？（人造紅寶石的數(shù)量）；氣爐中電子打火用的是什么資料？（壓電陶瓷）；在的長途電話信號是經(jīng)過什么傳輸?shù)模浚ü鈱?dǎo)纖維）一、硅酸與硅酸鈉硅酸白色難溶于水的粘性固體，酸性比碳酸還弱得多硅酸鈉：（1）其水溶液俗稱水玻璃，粘性極強，可用作礦物膠（2）向其水溶液中通入二氧化碳可析出硅酸白色積淀CO+NaSiO+HO==H2SiO3+NaCO2232233）實驗室里寄存氫氧化鈉溶液的試劑瓶的瓶塞不可以用玻璃塞，原由就是防備玻璃中的二氧化硅與氫氧化鈉反響生成粘性硅酸鈉進而使瓶塞很難翻開二、硅酸鹽與無機非金屬資料1、玻璃1）成分：硅酸鈉、硅酸鈣、二氧化硅2）性質(zhì)：無必定熔點，在必定溫度范圍內(nèi)融化，融化時可制成各樣形狀3）制備原料：碳酸鈉、碳酸鈣、二氧化硅4）制備過程中的主要化學(xué)反響：Na

2CO3+SiO

2

CO

2+Na

2SiO3CaCO3+SiO

2

CO

2+CaSiO32.水泥1）成分：硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣2）性質(zhì)：水硬性3）用途：建筑資料4）制備原料：石灰石、黏土陶瓷1）制備原料：黏土等2）陶器特色：粗松多空，有吸水性，常用作盆罐等器皿3）瓷器特色：組織致密，幾乎不吸水，耐酸堿侵害，主要用作裝修、建筑等資料三、傳統(tǒng)無機非金屬資料：如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸鹽材料對照。產(chǎn)品水泥玻璃陶瓷設(shè)施水泥展轉(zhuǎn)窯玻璃窯---原料石灰石、黏土純堿、石灰石、石英黏土反應(yīng)復(fù)雜的物理化學(xué)高溫復(fù)雜的物理化Na2CO＋SiO=====NaSiO＋CO↑、32232原理變化高溫學(xué)變化＋CO2↑。CaCO3＋SiO2=====CaSiO3主要NaSiO、CaSiO、SiO23CaO·SiO2233成分2CaO·SiO2---3CaO·Al2O3性質(zhì)水硬性無固定熔點，不屬于晶體---特色四、新式無機非金屬資料新式無機非金屬資料好多，現(xiàn)列舉幾種：壓電資料；磁性資料；導(dǎo)體陶瓷；激光資料，光導(dǎo)纖維；超硬資料（氮化硼）；高溫構(gòu)造陶瓷；生物陶瓷（人造骨頭、人造血管）等等高溫構(gòu)造陶瓷1）氧化鋁陶瓷比如：高壓鈉燈。外罩是玻璃，里面的燈管是氧化鋁陶瓷，是一種高溫構(gòu)造資料。高壓鈉燈內(nèi)溫度高達1400℃，同時鈉蒸氣擁有很強的腐化性。展現(xiàn)：坩堝、高溫爐管。讓學(xué)生歸納出氧化鋁陶瓷的主要性能和用途。能夠看書、溝通。解說：性能：熔點高、硬度大、透明、耐高溫；用途：坩堝、高溫爐管、剛玉球磨機、高壓鈉燈管管2）氮化硅陶瓷比如陶瓷柴油機說明：氮化硅陶瓷也是一種高溫構(gòu)造陶瓷，我國等少量先進國家，已經(jīng)用它制造出來陶瓷柴油機。其長處：超硬物質(zhì)，擁有潤滑性，耐磨性抗腐化性強，高溫也能抗氧化。自然，還有其余高溫構(gòu)造資料，如碳化硼陶瓷等等。新式無機非金屬資料有哪些特征？1）承受高溫，強度高；2）擁有光學(xué)特征；3）擁有電學(xué)特征；4）擁有生物功能。五、檢測題以下說法中，正確的選項是( )A.硅晶體是一種重要的半導(dǎo)體資料，在常溫下，單質(zhì)硅易與氧氣反響，因此自然界中不存在游離態(tài)的硅。石墨烯作為當前發(fā)現(xiàn)的最薄、強度最大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強的一種新式納米資料，最有潛力的應(yīng)用是成為硅的代替品用來生產(chǎn)將來的超級計算機電解水制氫比光催化復(fù)原水制氫更節(jié)能環(huán)保、更經(jīng)濟C.為迎接G20峰會，全溫州市努力植樹造林，節(jié)能減排防治PM2.5，PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5納米的可吸入顆粒物某些鋁硅酸鹽形成的分子篩中有很多籠狀空穴和通道，常用于分別、提純氣體或液體混淆物，還可作干燥劑、離子互換劑、催化劑及催化劑載體等以下說法不正確的選項是( )單晶硅是石英的主要成分鈉鉀合金可用于快中子反響堆的熱互換劑小蘇打可用于焙制糕點水玻璃裸露在空氣中會發(fā)生變質(zhì)以下說法正確的選項是( )硅資料寬泛應(yīng)用光纖通信工藝師利用鹽酸刻蝕石英制作藝術(shù)品水晶項鏈和餐桌上的瓷盤都是硅酸鹽制品粗硅制備單晶硅不波及氧化復(fù)原反響硅在地殼中的含量較高。硅及其化合物的開發(fā)由來已久，在現(xiàn)代生活中有寬泛應(yīng)用?；卮鹨韵聠栴}：（1）1810年瑞典化學(xué)家貝采利烏斯在加熱石英砂、木炭和鐵時，獲得一種“金屬”。這種“金屬”可能是；（2）陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸鹽資料。此中，生產(chǎn)一般玻璃的主要原料有；3）高純硅是現(xiàn)代信息、半導(dǎo)體和光伏發(fā)電等家產(chǎn)都需要的基礎(chǔ)資料。工業(yè)上提純硅有多種路線，此中一種工藝流程表示圖及主要反響以下：發(fā)生的主要反響電弧爐SiO2+2CSi+2CO↑流化床反響器Si+3HCl

SiHCl3+H2復(fù)原爐SiHCl3+H2Si+3HCl①用石英砂和焦炭在電弧爐中高溫加熱也能夠生產(chǎn)碳化硅，該反響的化學(xué)方程式為

；碳化硅又稱

，其晶體構(gòu)造與

相像。②在流化床反響的產(chǎn)物中，

SiHCl

3大概占

85%，還有

SiCl

4、SiH2Cl2、SiH3Cl

等，相關(guān)物質(zhì)的沸點數(shù)據(jù)以下表，

提純

SiHCl

3的主要工藝操作挨次是沉降、冷凝和；物質(zhì)SiSiCl4SiHCl3SiH2Cl2SiHClHClSiH43沸點/℃235557.631.88.2-30.4-84.9-111.9③SiHCl3極易水解，其完整水解的產(chǎn)物為；（4）氯堿工業(yè)可為上述工藝生產(chǎn)供給部分原料，這些原料是。(1)想一下為何可將陶瓷、玻璃、水泥歸納在一同，然后從所給的

4個詞中選出一個與它們同類的物質(zhì)

(

)A．光導(dǎo)纖維

B

．有機陶瓷

C．人造纖維D．磚瓦(2)以下物質(zhì)中，屬于新式無機非金屬資料的是( )A．鋼化玻璃B．碳化硼陶瓷C．光導(dǎo)纖維D．硼酸鹽玻璃人造骨是一種新式無機非金屬資料，它近似于人骨和天然骨的性質(zhì)構(gòu)造，這是利用了這種資料的______特征，人造骨骼能夠依賴從人體體液中增補某些離子形成新骨，可在骨骼界面發(fā)生疏解、汲取、析出等反響，實現(xiàn)骨髓的堅固聯(lián)合。人造骨植入人體內(nèi)需要汲取人體中的______形成新骨。2＋B．Cl－＋3－A．CaC．NaD．PO46.請依據(jù)物質(zhì)的實質(zhì)應(yīng)用填空：（1）常用于制造紅色油漆的原料__________（填“Fe2O3”或“Fe3O4”）2）可用于制備硅膠和木材防火劑的是__________（填“Na2SiO3”或“Na2SO4”）3）將SO2通入紫色石蕊試液中，溶液變紅，說明SO2的水溶液擁有__________________（填“漂白”或“酸”）性。參照答案【分析】A．石墨烯擁有非同平常的導(dǎo)電性能，而硅是半導(dǎo)體，因此石墨烯的應(yīng)用不是成為硅的代替品，但常溫下硅與氧氣不反響，故A錯誤；B．光催化更環(huán)保經(jīng)濟，電解需-9微米=10-6m，2.5耗資大批能源，故B錯誤；C．1nm=10m，1納米遠小于2.5微米，PM2.5不是指直徑小于或等于2.5納米的可吸入顆粒物，是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物，故C錯誤；D．某些鋁硅酸鹽形成的分子篩中有很多籠狀空穴和通道的構(gòu)造，構(gòu)造決定其常用于分別、提純氣體或液體混淆物，還可作干燥劑、離子互換劑、催化劑及催化劑載體等，故D正確；應(yīng)選D?！敬鸢浮緿【分析】A．二氧化硅是石英的主要成分，故A錯誤；B．鈉鉀合金擁有優(yōu)秀的導(dǎo)熱性，可用與快中子反響堆的熱互換劑，故B正確；C．小蘇打不穩(wěn)固，受熱分解生成二氧化碳，因此能夠焙制糕點，故C正確；D．水玻璃裸露在空氣中能夠與二氧化碳反響生成硅酸和碳酸鈉而發(fā)生變質(zhì)，故D正確；應(yīng)選A?！敬鸢浮緼3.【分析】鹽酸和石英不反響；水晶項鏈的主要成分為

SiO2而不是硅酸鹽；粗硅制備單晶硅波及氧化復(fù)原反響，

Si(

粗)＋2Cl2

SiCl

4，SiCl

4＋2H2

Si(

純)

＋4HCl?！敬鸢浮緼【分析】（1）加熱石英砂、木炭和鐵時，獲得的為合金。（2）生產(chǎn)一般玻璃的主要原料為石英、純堿和石灰石。（3）①石英砂和焦炭在電弧爐中高溫中反響生成碳化硅，方程式：SiO2+3CSiC+2CO↑；碳化硅俗稱金剛砂，其晶體構(gòu)造與金剛石近似。②比較SiHCl3、SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl的沸點，可得常溫下SiHCl3、SiCl4為液體、SiH2Cl2、SiH3Cl為氣體，沉降除掉產(chǎn)物中的固體后，冷凝獲得

SiHCl

3、SiCl

4的混淆液體，用蒸餾可分別兩者。③

SiHCl3

極易水解：SiHCl

3+3H2O=H2SiO3+H2+3HCl?！敬鸢浮浚?）含有硅、碳的鐵合金（或硅鐵）英、純堿和石灰石（3）①SiO2+3CSiC+2CO↑金剛砂單晶硅）

（2）石金剛石（或②精餾（或蒸餾）③H4SiO4（或H2SiO3）、H2、HCl4）H2、HCl【分析】(1)傳統(tǒng)無機非金屬資料主假如指硅酸鹽資料，如玻璃、水泥、陶瓷，此中磚瓦是陶的一種，因此選D。新式無機非金屬資料的品種許多，如高溫構(gòu)造陶瓷和光導(dǎo)纖維等，此中氮化硅陶瓷、碳化硼陶瓷等屬于高溫構(gòu)造陶瓷，因此選B、C。新式無機非金屬資料擁有耐高溫特征、電學(xué)特征、光學(xué)特征和生物特征，人造骨是利用了其生物特征。依據(jù)人造骨近似人骨和天然骨的性質(zhì)和構(gòu)造[人骨的主要成分是Ca3(PO4)2]，應(yīng)從人體中汲取2＋3－Ca和PO。4【答案】(1)D(2)BC