第4章材料家族中的元素第1节硅无机非金属材料第2课时教学设计2【教学目标】知识技能目标掌握硅、二氧化硅的物理化学性质，粗硅的制法。认识硅、二氧化硅作为无机非金属材料的特性及其用途，了解硅酸盐等无机非金属材料的基本组成、性能、用途。方法与过程目标学习从不同的角度出发对常见材料进行分类的方法，能根据同一类别不同物质的性质归纳出该类物质的通性，并能运用通性简单预测其他物质的性质。情感态度与价值观目标通过对作为计算机、光通信等高科技关键材料的硅、二氧化硅等无机非金属材料的学习，利用学生对高科技的浓烈兴趣，激发学生对化学的兴趣，通过对我国从古到今，从烧制陶瓷到现代科技成就的介绍，培养学生的民族自豪感。【教学过程】提问：1.玻璃刀的刀头是什么材料制作的？（人造金刚石）；2.机械手表上的“19钻”字样是什么意思？（人造红宝石的数目）；3.气炉中电子打火用的是什么材料？（压电陶瓷）；4.在的长途电话信号是通过什么传输的？（光导纤维）一、硅酸与硅酸钠1.硅酸白色难溶于水的粘性固体，酸性比碳酸还弱得多2.硅酸钠：（1）其水溶液俗称水玻璃，粘性极强，可用作矿物胶（2）向其水溶液中通入二氧化碳可析出硅酸白色沉淀CO2+Na2SiO3+H2O==H2SiO3+Na2CO3（3）实验室里存放氢氧化钠溶液的试剂瓶的瓶塞不能用玻璃塞，原因就是防止玻璃中的二氧化硅与氢氧化钠反应生成粘性硅酸钠从而使瓶塞很难打开二、硅酸盐与无机非金属材料1、玻璃（1）成分：硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅（2）性质：无一定熔点，在一定温度范围内软化，软化时可制成各种形状（3）制备原料：碳酸钠、碳酸钙、二氧化硅（4）制备过程中的主要化学反应：Na2CO3+SiO2CO2+Na2SiO3CaCO3+SiO2CO2+CaSiO32.水泥（1）成分：硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙（2）性质：水硬性（3）用途：建筑材料（4）制备原料：石灰石、粘土3.陶瓷（1）制备原料：粘土等（2）陶器特点：粗松多空，有吸水性，常用作盆罐等器皿（3）瓷器特点：组织致密，几乎不吸水，耐酸碱侵蚀，主要用作装饰、建筑等材料三、传统无机非金属材料：如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料对比。产品水泥玻璃陶瓷设备水泥回转窑玻璃窑---原料石灰石、黏土纯碱、石灰石、石英黏土反应原理复杂的物理化学变化Na2CO3＋SiO2eq\o(=====,\s\up7(高温))Na2SiO3＋CO2↑、CaCO3＋SiO2eq\o(=====,\s\up7(高温))CaSiO3＋CO2↑。复杂的物理化学变化主要成分3CaO·SiO22CaO·SiO23CaO·Al2O3Na2SiO3、CaSiO3、SiO2---性质特点水硬性无固定熔点，不属于晶体---四、新型无机非金属材料新型无机非金属材料很多，现列举几种：压电材料；磁性材料；导体陶瓷；激光材料，光导纤维；超硬材料（氮化硼）；高温结构陶瓷；生物陶瓷（人造骨头、人造血管）等等1.高温结构陶瓷（1）氧化铝陶瓷例如：高压钠灯。外罩是玻璃，里面的灯管是氧化铝陶瓷，是一种高温结构材料。高压钠灯内温度高达1400℃，同时钠蒸气具有很强的腐蚀性。展示：坩埚、高温炉管。让学生概括出氧化铝陶瓷的主要性能和用途。可以看书、交流。讲解：性能：熔点高、硬度大、透明、耐高温；用途：坩埚、高温炉管、刚玉球磨机、高压钠灯管管（2）氮化硅陶瓷例如陶瓷柴油机说明：氮化硅陶瓷也是一种高温结构陶瓷，我国等少数先进国家，已经用它制造出来陶瓷柴油机。其优点：超硬物质，具有润滑性，耐磨性抗腐蚀性强，高温也能抗氧化。当然，还有其他高温结构材料，如碳化硼陶瓷等等。2.新型无机非金属材料有哪些特性？（1）承受高温，强度高；（2）具有光学特性；（3）具有电学特性；（4）具有生物功能。五、检测题1.下列说法中，正确的是()A.硅晶体是一种重要的半导体材料，在常温下，单质硅易与氧气反应，所以自然界中不存在游离态的硅。石墨烯作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，最有潜力的应用是成为硅的替代品用来生产未来的超级计算机B.电解水制氢比光催化还原水制氢更节能环保、更经济C.为迎接G20峰会，全温州市努力植树造林，节能减排防治PM2.5，PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5纳米的可吸入颗粒物D.某些铝硅酸盐形成的分子筛中有许多笼状空穴和通道，常用于分离、提纯气体或液体混合物，还可作干燥剂、离子交换剂、催化剂及催化剂载体等2.下列说法不正确的是()A.单晶硅是石英的主要成分B.钠钾合金可用于快中子反应堆的热交换剂C.小苏打可用于焙制糕点D.水玻璃暴露在空气中会发生变质3.下