用戶名:  密碼:    

第一節 無機非金屬材料的主角—硅(2)


2015-10-19 15:13:39   來源:   撰稿:董嘯   攝影攝像:    ;  評論:0 點擊:

第一節 無機非金屬材料的主角—硅(2) 三維目標:

第一節  無機非金屬材料的主角—硅(2

三維目標:

 

 

①了解硅酸鹽的主要用途和組成。

知識與技能:

②了解硅的物理性質和重要用途。

 

③掌握硅酸鈉的化學性質。

過程與方法:

 

 

通過自主探究,培養學生自主學習的能力

情感、態度

    學習陶瓷、玻璃和水泥的有關知識,了解中華民族傳統文化,

與價值觀

培養學生的愛國主義情感,激發學生學習化學的興趣。

教學重點:

硅酸鹽的性質和重要用途

教學難點:

硅的晶體結構

教學方法:

閱讀法和比較法相結合

教學準備:

多媒體課件

教學過程:

第一課時

【引言】中國譽稱“瓷國”。陶瓷是我中華民族一項最偉大的創造,具有悠久而輝煌的歷史。原始陶器大約是1萬年前出現在中國。“陶”作為歷史上第一種人造材料成為人類擺脫蒙昧的時代標志,秦兵馬俑的制造展示了當時制陶規模和高超的動手術與藝術水平。瓷器在東漢晚期發明,到寧朝形成了舉世聞名的幾大名窯,其制品工藝之精湛達到青如天薄如紙聲如磬的水平。而陶瓷主要含硅元素。

秦兵馬俑和古陶器的圖片。

      

【板書】三、硅酸鹽

1、硅酸鹽

1)定義:硅酸鹽是由硅、氧和金屬組成的復雜化合物的總稱。

2)物理性質:一般不溶于水。

3)化學性質:性質穩定,不易和別的物質反應。

4)硅酸鹽組成的表示方法:

  硅酸鹽種類繁多,結構復雜,為了方便記憶和計算,常用氧化物的形式表示硅酸鹽的組成。書寫順序為:金屬氧化物、二氧化硅、水。若有兩種金屬氧化,則活潑的在前,較不活潑的在后。用氧化物形式表示下列硅酸鹽:

鎂橄欖石[Mg2SiO4]                     2MgO·SiO2

高嶺土[Al2(Si2O5)(OH)]                 Al2O3·2SiO2·2H2O

正長石[K2Al2Si6O16 ]                            K2O ·Al2O3·6SiO2

請用氧化物的形式表示硅酸鈉[Na2SiO]、鎂橄欖石[Mg2SiO4]、高嶺土[Al2(Si2O5)(OH)4]的組成一學生寫在投影片上。Na2O·SiO2

2MgO·SiO2

2、硅酸鈉

    硅酸鹽種類很多,大多難溶于水,可溶性硅酸鹽,最常見的是Na2SiO3。它的水溶液俗稱水玻璃,又稱泡花堿。

   ①物理性質:水溶液是一種無色粘稠的液體。

化學性質:

Na2SiO3+2HCl=H2SiO3 +2NaCl  Na2SiO3+ H2O+CO2= H2SiO3 + Na2CO3

應用:

可做肥皂填料、木材防火劑及黏膠劑。實驗室里用于制H2SiO3,工業上可制成硅酸凝膠,處理后就得硅膠,硅膠是一種很好的干燥劑和催化劑載體。

    實驗4-2Na2SiO3的防火作用

【過渡】從古到今,人類創造性的生產出了幾大類硅酸鹽產品,它們給人類的生活帶來了巨大的變化。

3、傳統的硅酸鹽材料

1)陶瓷

①制法:陶瓷是以黏土為原料,經高溫燒結而成。

②分類:陶瓷是陶器和瓷器的統稱。陶瓷的種類很多,根據原料、燒制溫度等的不同,主要分為土器、陶器、瓷器和炻器等。

陶器:用一般的粘土制成形體,干燥后在窯內于1000以下的溫度下燒結而成的。陶器表面粗糙,有多孔,容易滲水。為了彌補這一缺陷,常于燒制前在坯體表面涂上一層釉,使成品光滑、不滲水。常用陶器有缸、盆、壇。

瓷器:是用純凈的粘土加入一定量的石英和長石粉末,制成坯、干燥、上釉,在窯內于1200~1400的高溫下燒結而成的,如瓷壺、瓷杯、瓷碗等。瓷器質地致密,不滲水。

    炻器:是介于瓷器和陶器之間的一種陶器制品,如沙鍋、水甕等。

③特性:陶瓷具有抗氧化、抗酸堿腐蝕、耐高溫、絕緣好等性質,制作時易加工成型。

2玻璃

 ①主要原料:石英、碳酸鈉、石灰石

生產原理:

SiO2 + Na2CO3 =Na2SiO3 + CO2   SiO2 +CaCO3=CaSiO3 + CO2

③特性:玻璃通常為表面光滑、致密、硬而脆的固體。

在高溫時逐漸軟化甚至變為液體。高溫熔融的液態玻璃能抽成細絲。有的玻璃為無色,有的玻璃有藍色、綠色或棕色等。無色玻璃透光性好,有色玻璃透光性差。一般玻璃不導電,導熱性也很弱。

   3)水泥

   主要原料粘土、石灰石;輔料:石膏

②普通水泥主要成分:

硅酸三鈣(3CaO·SiO2 、硅酸二鈣 2CaO·SiO2)、鋁酸三鈣 3CaO·Al2O3

特性:水泥有水硬性。

水硬性是細粉狀水泥遇水后變為堅硬、塊狀固體的性質。與水泥的水硬性相對應的變化叫做水泥的硬化。石膏能延緩水泥的硬化速率。

4、新型硅酸鹽材料——具有特殊功能的含硅材料

1)碳化硅:

具有金剛石的結構,硬度很大,可以用作砂輪、砂紙的磨料。

2)硅鋼:

4%硅的硅鋼,具有高導磁性——變壓器鐵芯。

3)硅橡膠:

人工合成的硅橡膠,在高溫或低溫下都能保持良好的彈性——制造火箭、導彈、飛機的零件;絕緣材料。

4)分子篩:

人工制造的分子篩,具有均勻微孔結構,主要用作吸附劑和催化劑。

【科學視野】學生自己閱讀科學視野,了解新型陶瓷和土壤膠體。

5)新型陶瓷:高溫結構陶瓷、壓電陶瓷、透明陶瓷、超導陶瓷。

5、土壤膠體: 膠體顆粒表面積大,帶負電,有保肥作用。

【過渡】硅在地殼中的含量為27.72%,僅次于氧居第二位,所以硅的化合物隨處可見。人類雖然在一萬年前制出了陶器,五千年前古埃及人發明了玻璃。而人類真正認識硅元素是在1823年由瑞典化學家貝采利烏斯用金屬鉀還原四氟化硅時獲得單質硅的。

四、硅單質

1、硅單質的分類:硅單質分為無定形硅和晶體硅兩類。

2、晶體硅的性質

1)結構:類似金剛石

2)物理性質:灰黑色固體,有金屬光澤;熔點高、硬度大、有脆性,導電性介于導體和絕緣體之間,是重要的半導體材料,是信息技術的關鍵材料。

3)化學性質:常溫下化學性質、不活潑

①硅和氧氣反應:Si+O2i2

硅和強堿反應:Si2aOH+H2O=Na2i3+2H2

     3、制法: 用適量碳還原二氧化硅得到粗硅。將粗硅與氯氣在高溫下反應,得液態不純的四氯化硅,經分餾提純用氫氣還原即可得純硅。

2C+SiO2Si+2CO↑   Si+2Cl2SiCl4     SiCl4+2H2Si↓+4HCl

4、用途良好的半導體材料——計算機芯片、光電池(太陽能電池)。

〖板書設計〗二、硅酸鹽

1、硅酸鹽概述;2、硅酸鈉;3、傳統的硅酸鹽材料

4、新型硅酸鹽材料——具有特殊功能的含硅材料

三、硅單質

1、硅單質的分類:分為無定形硅和晶體硅兩類。

2、晶體硅的性質; 3、制法:    4、用途:

〖教后記〗 

相關熱詞搜索:非金屬 主角 材料

上一篇:第一節 無機非金屬材料的主角—硅(1)
下一篇:第二節 富集在海水中的元素—氯(1)

分享到: 收藏