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1、專題3 從礦物質(zhì)到基礎(chǔ)材料
第三單元 含硅礦物與信息材料
【教學(xué)目標(biāo)】
知識(shí)與技能目標(biāo)
1.了解硅、二氧化硅、硅酸、硅酸鹽的存在與性質(zhì),認(rèn)識(shí)硅及其化合物在生活實(shí)際中的重要應(yīng)用。
2. 要求學(xué)生查閱資料,學(xué)會(huì)通過(guò)查閱資料來(lái)獲取知識(shí)的學(xué)習(xí)方法,培養(yǎng)對(duì)新舊知識(shí)進(jìn)行歸納比較的邏輯思維能力,培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力?!?
過(guò)程與方法目標(biāo)
1.通過(guò)對(duì)自然界中存在的含硅化合物的學(xué)習(xí),使學(xué)生了解硅元素在自然界的存在形式及硅酸鹽的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性。
2.通過(guò)探究性實(shí)驗(yàn)掌握硅酸鈉的有關(guān)知識(shí);學(xué)會(huì)將硅酸鹽的化學(xué)式書寫氧化物的形式的方法和技巧。
3.通過(guò)對(duì)硅酸鹽工業(yè)產(chǎn)品的了解,使學(xué)生
2、了解到硅酸鹽礦物的應(yīng)用與人類文明的發(fā)展的密切關(guān)系。
4.利用圖片、模型、表格、視頻、實(shí)物、實(shí)驗(yàn)及多媒體教學(xué)手段等,增強(qiáng)直觀性和形象性。
情感態(tài)度與價(jià)值觀目的
1. 從傳統(tǒng)材料到信息材料的學(xué)習(xí),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)學(xué)生研究、探索、發(fā)現(xiàn)新材料的意識(shí);體會(huì)“化學(xué)――人類進(jìn)步的關(guān)鍵”這句話的思想內(nèi)涵,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。
2.了解我國(guó)材料科學(xué)發(fā)展的成就、社會(huì)及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對(duì)新型材料的要求,激發(fā)學(xué)生愛(ài)國(guó)主義熱情,提高社會(huì)責(zé)任感。
【教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)】
重點(diǎn):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
3、化物形式的書寫。
難點(diǎn):?jiǎn)钨|(zhì)硅(silicon)和二氧化硅(silica)的結(jié)構(gòu)。
【教學(xué)過(guò)程】
第一課時(shí) 硅酸鹽礦物、傳統(tǒng)材料與信息材料
學(xué)習(xí)課題
教師活動(dòng)
學(xué)生活動(dòng)
學(xué)習(xí)反饋
教學(xué)設(shè)想
1.課前查閱資料,提問(wèn)引入新課
提問(wèn):(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(xué)、歸納、交流、討論回答問(wèn)題。
(1)地殼中硅元素的含量?jī)H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(xué)生自學(xué)能力;
(2)讓學(xué)生學(xué)會(huì)通過(guò)查閱資料來(lái)學(xué)習(xí)知識(shí)的學(xué)習(xí)
4、方法。
過(guò)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(lái)了解硅酸鹽的有關(guān)知識(shí)。
2.硅酸鹽(silicate)的結(jié)構(gòu)
(1)多媒體展示:自然界中的一些硅酸鹽的圖片及其化學(xué)式;
(2)舉例介紹如何將硅酸鹽化學(xué)式改寫成氧化物的形式;并要求學(xué)生練習(xí)后總結(jié)書寫規(guī)律。
(3)追問(wèn):硅酸鹽的結(jié)構(gòu)怎樣?為什么常改寫成氧化物的形式?
(1)觀察圖片和化學(xué)式,總結(jié);
(2)練習(xí)硅酸鹽化學(xué)式的改寫;
(3)分析總結(jié)交流討論書寫規(guī)律;
(1)硅酸鹽的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
(2)改寫的規(guī)律:①各元素寫成相應(yīng)的氧化物,元素的價(jià)態(tài)保持不變。②順序按先
5、金屬后非金屬,金屬元素中按金屬活動(dòng)順序表依次排列,中間用“?”間隔。③注意改寫后應(yīng)與原來(lái)化學(xué)式中的原子個(gè)數(shù)比不變。
(3)由于硅酸鹽的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,為了學(xué)習(xí)研究的方便,常改寫成氧化物的形式。
(1)創(chuàng)設(shè)情景,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣;
(2)通過(guò)訓(xùn)練,鞏固知識(shí),培養(yǎng)能力;
(3)通過(guò)主動(dòng)探索得出規(guī)律,將知識(shí)升華,培養(yǎng)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,增強(qiáng)探索意識(shí)。
過(guò)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(lái)學(xué)習(xí)它的有關(guān)知識(shí)。
3.硅酸鈉(sodium silicate)的知識(shí)
(1)展示硅酸鈉試劑;
(2)探究實(shí)驗(yàn):硅酸鈉的性質(zhì)①加水溶解;并檢驗(yàn)其溶液酸堿性;②向溶液中通二氧化
6、碳或滴加稀鹽酸;③再向②中滴加氫氧化鈉溶液。(師生共同完成實(shí)驗(yàn),部分實(shí)驗(yàn)由學(xué)生來(lái)探究演示。)
(3)說(shuō)說(shuō)硅酸鈉的用途。
(1)動(dòng)手參與、探索實(shí)驗(yàn),觀察、分析、思考實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,總結(jié)硅酸鈉的性質(zhì);
(2)書寫有關(guān)的化學(xué)、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↓+Na2CO3
Na2SiO3 + 2HCl + H2O == H4SiO4↓+ 2NaCl
在沉淀中加入氫氧化鈉溶液,沉淀溶解:H4SiO4 +
7、 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(guò)實(shí)驗(yàn)探索,培養(yǎng)科學(xué)探究能力;
(2)讓學(xué)生學(xué)會(huì)掌握:實(shí)驗(yàn)探索――分析總結(jié)――掌握知識(shí)的科學(xué)學(xué)習(xí)方法。
過(guò)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(lái)了解傳統(tǒng)的硅酸鹽產(chǎn)品的有關(guān)知識(shí)。
4.硅酸鹽產(chǎn)品(傳統(tǒng)材料)
(1)請(qǐng)同學(xué)們展示收集的硅酸鹽產(chǎn)品;
(2)請(qǐng)同學(xué)們簡(jiǎn)單說(shuō)說(shuō)它們是如何生產(chǎn)的?有什么共同點(diǎn)?
(3)播放一段錄像(玻璃(glass)、水泥(cement)、陶瓷(china)的生產(chǎn)簡(jiǎn)介)。展示一些硅酸鹽產(chǎn)品。
(4)要求學(xué)生總結(jié)傳
8、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(yīng)用及新發(fā)展的有關(guān)資料和圖片。
(1)學(xué)生展示收集的硅酸鹽產(chǎn)品;
(2)部分學(xué)生回答問(wèn)題;
(3)觀看錄像后討論總結(jié)回答問(wèn)題;
(4)討論、總結(jié)硅酸鹽產(chǎn)品的應(yīng)用與社會(huì)發(fā)展的關(guān)系。提出對(duì)產(chǎn)品應(yīng)用的新設(shè)想。
(1)玻璃、水泥、陶瓷生產(chǎn)的共同點(diǎn)是:都在高溫下,發(fā)生了復(fù)雜的物理和化學(xué)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(Ca
9、O):n(SiO2)=1:1:6。
兩個(gè)主要反應(yīng):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(shè)情景激活學(xué)生思維;主動(dòng)參與體現(xiàn)學(xué)習(xí)主動(dòng)性。
(2)了解產(chǎn)品的應(yīng)用和新發(fā)展激發(fā)學(xué)習(xí)的熱情,增強(qiáng)探索意識(shí),樹立遠(yuǎn)大理想,增強(qiáng)努力學(xué)習(xí)的責(zé)任感和使命感。
過(guò)渡:通過(guò)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(huì)進(jìn)步的歷程中,起到了很大的推動(dòng)作用;但是隨著科技的發(fā)展,這些傳統(tǒng)材料又有了新
10、的用途,如玻璃“老爺爺”又煥發(fā)出了青春活力――光導(dǎo)纖維的應(yīng)用。下面我們一起來(lái)了解一下光導(dǎo)纖維的有關(guān)知識(shí)。
5.信息材料――光導(dǎo)纖維
(1)請(qǐng)同學(xué)們總結(jié)課前查閱的有關(guān)信息材料的資料,簡(jiǎn)述光導(dǎo)纖維的主要成分和用途;
(2)提供有關(guān)光導(dǎo)纖維的資料(簡(jiǎn)介、制造和作用);播放光導(dǎo)纖維的介紹錄像。
(3)展示實(shí)物:展示光導(dǎo)纖維并演示光在其中的傳播實(shí)驗(yàn)。
(1)思維、總結(jié)、回答;
(2)閱讀資料,交流、討論總結(jié);
(3)觀察實(shí)驗(yàn)。
(4)談?wù)剬?duì)信息材料的應(yīng)用的感想。
(1)光導(dǎo)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(guó)防方面、工業(yè)生產(chǎn)中等等
11、。
(2)信息材料的使用,使社會(huì)的發(fā)展步伐大大加快,是社會(huì)進(jìn)入信息時(shí)代的標(biāo)志。
(1)創(chuàng)造變被動(dòng)為主動(dòng)的學(xué)習(xí)環(huán)境;實(shí)物觀察提高對(duì)知識(shí)的理性認(rèn)識(shí);
(2)通過(guò)資料的閱讀,拓寬視野,激發(fā)研究、探索的意識(shí)。
[高考資源網(wǎng)KS5U.COM]
過(guò)渡:硅酸鹽除了上面的一些作用外,它還可以用來(lái)篩分分子。
6.分子篩
(molecular sieve)
(1)提供分子篩的有關(guān)資料和圖片;
(2)從資料的介紹,要求學(xué)生發(fā)揮想象,推測(cè)它又哪些方面的用途。
(1)閱讀資料;
(2)思維、想象、推測(cè)總結(jié),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。
(1)創(chuàng)設(shè)情景,讓學(xué)生主動(dòng)參與;發(fā)揮思維想象力。
(2)激發(fā)學(xué)生研究、探索意識(shí)。[高考資源網(wǎng)]
本課總結(jié):通過(guò)以上內(nèi)容的學(xué)習(xí)、了解、思維、探索,我們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到硅這古老而具有青春活力的元素,伴隨著人類歷史發(fā)展的腳步,從傳統(tǒng)材料到信息材料,為社會(huì)的發(fā)展創(chuàng)造了一個(gè)又一個(gè)的奇跡。同時(shí)我們也相信隨著科技的發(fā)展,它們會(huì)創(chuàng)造更多的奇跡。
有關(guān)硅單質(zhì)和二氧化硅的知識(shí)我們將在下節(jié)課一起討論學(xué)習(xí)。
【作業(yè)】p82. 1、2、6