4-1-2 无机非金属材料的主角--硅

教学

目标 三维目标

（一）知识与能力

1、使学生了解硅及硅酸钠的重要性质和用途；

2、使学生了解硅酸盐产品的性能、用途。

（二）过程与方法：本节课内容属于了解层次,行文浅显易懂,可让学生阅读自学,仔细体会有关知识的内涵,进行归纳总结，培养学生的自学、归纳能力。

（三）情感态度与价值观： 以中国的陶瓷在世界文明中的重要地位为例，感悟我们中华民族的伟大与希望；以晶体硅在高新技术领域里的重要作用为例，体会科学、技术、社会之间的相互关系，使学生真正地认识到硅酸盐工业与人类生产、生活密切相关。 修改与创新 教学重难点 教学重点：硅和硅酸钠的重要性质

教学难点：硅酸盐的丰富性和多样性 教学

过程

【导入】通过水玻璃、硅橡胶、玻璃、陶瓷、水泥等物质中硅的存在形式引入硅酸盐

【板书】一、硅酸盐

（二）合作探究

【学生活动】阅读教材P77中间两自然段，思考硅酸盐的组成和性质。

【板书】1.硅酸盐的定义

【教师讲述】硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，分布极广。硅酸盐一般都不溶于水，化学性质很稳定。最简单的硅酸盐是硅酸钠，可溶于水，其水溶液俗称水玻璃。可用作肥皂的填料、木材防火剂和黏胶剂。

【教师演示】试验4-2

【学生活动】认真观察试验现象并完成表。

用蒸馏水润湿 用硅酸钠润湿 现象 水浸过的滤纸或小木条，当水分蒸发后能(填"能"、"不能")燃烧 硅酸钠溶液浸过的滤纸或小木条，当水分蒸发后不能(填"能"、"不能")燃烧只起泡。 结论 水浸过的木材不防火 浸过水玻璃的木材能够防火 【教师讲述】请大家阅读P77页资料卡片，分析硅酸盐组成的表示方法。

【板书】2.硅酸盐组成的表示方法

【学生活动】阅读P77页资料卡片，分析硅酸盐组成的表示方法。

【教师提问】1：用氧化物表示硅酸盐时，氧化物的书写有什么规律和注意事项？

【学生分析并回答】

【教师讲述】：硅酸盐由于组成复杂，常用氧化物形式来表示。氧化物的顺序一般是：按金属活泼顺序的氧化物→二氧化硅→水

氧化物前系数配平原则：除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置系数。

【强调】注意事项：①氧化物之间以"·"隔开。②系数配置出现分数时应化为整数。

【教师提问】2：怎样理解硅酸盐写成氧化物形式？

【讲述】：由于硅酸盐的组成与结构很复杂，为了简化对硅酸盐组成的表示方法，采用了氧化物法。实际上硅酸盐不是以简单的氧化物形式存在，而是以种种结构复杂的盐的形式存在的。通常用氧化物形式来表示硅酸盐：如硅酸钠写成：Na2O·SiO2、石棉写成：3MgO·CaO·4SiO2、长石写成：K2O·Al2O3·6SiO2。

【学生练习】

通常用氧化物形式来表示硅酸盐：如硅酸钠写成：Na2O·SiO2、石棉写成：3MgO·CaO·4SiO2、长石写成：K2O·Al2O3·6SiO2。

【合作探究】（师生共用）

【教师活动】指导学生阅读P77-78并给出问题：（1） 硅酸盐种类繁多、结构复杂的原因是什么？

（2）为什么土壤具有保肥能力？ （3）中国作为"瓷器故乡"的原因是什么？

【学生活动】阅读P77-78页回答上述问题。

【展示】图4-8 应用广泛的硅酸盐产品

【教师总结】（1）由于Al与Si在元素周期表位置相邻、离子大小相近，Al3+常或多或少地置换硅酸盐中的Si4+而形成铝硅酸盐。为了保持电中性，会伴随引入其他正离子，从而大大增加了硅酸盐的丰富性和复杂性。

（2）硅酸盐岩石长期在水的侵蚀下，风化为黏土，并且形成土壤胶体（硅酸盐与硅酸相似，有形成胶体的性质）。土壤胶体因其表面积巨大且一般带负电，能吸收NH4+、K+等数十种生物所需的营养离子，所以土壤具有保肥能力。

（3）现在出土的各种陶瓷制品、雄伟古建筑上留下的陶瓷砖瓦以及英文"中国"一词又指"瓷器"，等等，所有这些都反映了在西方人眼中中国作为"陶瓷故乡"的形象。

【过渡】陶瓷属于无机非金属材料，现实生活中还有哪些属于这一类呢？

【板书】二、无机非金属材料的分类

【学生阅读】P78-79并填空

1.无机非金属材料的分类：（1） 传统无机非金属材料：陶瓷、玻璃、水泥；（2）新型无机非金属材料：①新型陶瓷：高温结构陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷、超导陶；②具有特殊功能的含硅物质：炭化硅、硅钢、人工合成硅橡胶和分子筛

2.各类新型陶瓷有哪些性质和用途？

品种 主要性能 主要用途 高温结构陶瓷 耐高温、耐氧化、耐腐蚀 耐高温材料如洲际导弹的端头、火箭发动机的尾管、汽车发动机等 压电陶瓷 实现机械能与电能的转化 点火器、电波滤波器、声纳探伤器 透明陶瓷 良好的光学性能、耐高温 制高压钠灯管、防弹玻璃 超导陶瓷 超导性 超导材料 【过渡】虽然硅的化合物随处可见且远古时期人类就已经开始加工和使用陶瓷，但硅的单质直到18世纪上半叶才由科学家制备出来

【板书】三、硅单质： 1.硅的物理性质： 2.硅的化学性质：

【教师活动】指导学生阅读P79并给出知识整理。

　　　　　　 分类 物性 化性 应用 　硅单质 晶体硅 金属光泽的灰黑色固体熔点高，硬度大，由脆性 常温下性质不活泼 半导体材料；硅芯片；光电池 无定形硅 【教师活动】问题：碳原子和硅原子的结构既相似又不同，这就决定了它们的性质既相似又有不同，请列表比较。

【学生活动】分析并填空

化学性质 碳 硅 与单质反应 C+O2CO2 Si+O2SiO2 Si+2F2==SiF4 与氧化物反应 C+2CuOCO2↑+Cu C+SiO22CO↑+Si 与氧化性酸反应 C+4HNO3（浓）CO2↑+4NO2↑+2H2O