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无机非金属材料的主角—硅2教学设计

常识与技能:

①懂得硅酸盐的主要用途和组成。

②懂得硅的物理性子和紧张用途。

③掌握硅酸钠的化学性子。

历程与措施:

经由过程自立商量,培养门生自立进修的能力

感情、立场 进修陶瓷、玻璃和水泥的有关常识,懂得中华夷易近族传统文化,

与代价不雅培养门生的爱国主义感情,引发门生进修化学的兴趣。

教授教化重点:硅酸盐的性子和紧张用途

教授教化难点:硅的晶体布局

教授教化措施:涉猎法和对照法相结合

教授教化筹备:多媒体课件

教授教化历程:第一课时【小序】中国誉称“瓷国”。陶瓷是我中华夷易近族一项最巨大年夜的创造,具有悠久而辉煌的历史。原始陶器大年夜约是1万年前呈现在中国。“陶”作为历史上第一种人造材料成为人类开脱无知的期间标志,秦兵马俑的制造展示了当时制陶规模和高超的着手术与艺术水平。瓷器在东汉晚期发现,到宁朝形成了环球驰誉的“柴”、“汝”、“哥”、“钧”、“定”、“官”几大年夜名窑,其制品工艺之精湛达到“青如天”、“薄如纸”、“声如磬”的水平。而陶瓷主要含硅元素。

秦兵马俑和古陶器的图片。【板书】三、硅酸盐

1、硅酸盐

(1)定义:硅酸盐是由硅、氧和金属组成的繁杂化合物的总称。

(2)物理性子:一样平常不溶于水。

(3)化学性子:性子稳定,不易和其余物质反映。

(4)硅酸盐组成的表示措施:

硅酸盐种类繁多,布局繁杂,为了方便影象和谋略,常用氧化物的形式表示硅酸盐的组成。书写顺序为:金属氧化物、二氧化硅、水。若有两种金属氧化,则活泼的在前,较不活泼的在后。用氧化物形式表示下列硅酸盐:

镁橄榄石[Mg2SiO4] 2MgOSiO2

高岭土[Al2(Si2O5)(OH)] Al2O32SiO22H2O

正长石[K2Al2Si6O16 ] K2O Al2O36SiO2

请用氧化物的形式表示硅酸钠[Na2SiO3]、镁橄榄石[Mg2SiO4]、高岭土[Al2(Si2O5)(OH)4]的组成,一门生写在投影片上。Na2OSiO2

2MgOSiO2

2、硅酸钠

硅酸盐种类很多,大年夜多灾溶于水,可溶性硅酸盐,最常见的是Na2SiO3。它的水溶液俗称水玻璃,又称泡花碱。

①物理性子:水溶液是一种无色粘稠的液体。

②化学性子:

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

③利用:

可做番笕填料、木材防火剂及黏胶剂。实验室里用于制H2SiO3,工业上可制成硅酸凝胶,处置惩罚后就得硅胶,硅胶是一种很好的干燥剂和催化剂载体。

实验4-2:Na2SiO3的防火感化【过渡】从古到今,人类创造性的临盆出了几大年夜类硅酸盐产品,它们给人类的生活带来了伟大年夜的变更。

3、传统的硅酸盐材料

(1)陶瓷

①制法:陶瓷因此黏土为质料,经高温烧结而成。

②分类:陶瓷是陶器和瓷器的统称。陶瓷的种类很多,根据质料、烧制温度等的不合,主要分为土器、陶器、瓷器和炻器等。

陶器:用一样平常的粘土制成形体,干燥后在窑内于1000℃以下的温度下烧结而成的。陶器外面粗拙,有多孔,轻易渗水。为了增补这一缺陷,常于烧制前在坯体外面涂上一层釉,使成品滑腻、不渗水。常用陶器有缸、盆、坛。

瓷器:是用纯净的粘土加入必然量的石英和长石粉末,制成坯、干燥、上釉,在窑内于1200℃~1400℃的高温下烧结而成的,如瓷壶、瓷杯、瓷碗等。瓷器质地致密,不渗水。

炻器:是介于瓷器和陶器之间的一种陶器制品,如沙锅、水瓮等。

③特点:陶瓷具有抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘好等性子,制作时易加工成型。

(2)玻璃

①主要质料:石英、碳酸钠、石灰石

②临盆道理:

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

③特点:玻璃平日为外面滑腻、致密、硬而脆的固体。

在高温时徐徐软化以致变为液体。高温熔融的液态玻璃能抽成细丝。有的玻璃为无色,有的玻璃有蓝色、绿色或棕色等。无色玻璃透光性好,有色玻璃透光性差。一样平常玻璃不导电,导热性也很弱。

(3)水泥

①主要质料:粘土、石灰石;辅料:石膏

②通俗水泥主要因素:

硅酸三钙(3CaOSiO2) 、硅酸二钙 (2CaOSiO2)、铝酸三钙 (3CaOAl2O3)

③特点:水泥有水硬性。

水硬性是细粉状水泥遇水后变为坚硬、块状固体的性子。与水泥的水硬性相对应的变更叫做水泥的硬化。石膏能延缓水泥的硬化速度。

4、新型硅酸盐材料——具有特殊功能的含硅材料

(1)碳化硅:

具有金刚石的布局,硬度很大年夜,可以用作砂轮、砂纸的.磨料。

(2)硅钢:

含4%硅的硅钢,具有高导磁性——变压器铁芯。

(3)硅橡胶:

人工合成的硅橡胶,在高温或低温下都能维持优越的弹性——制造火箭、导弹、飞机的零件;绝缘材料。

(4)分子筛:

人工制造的分子筛,具有平均微孔布局,主要用作吸附剂和催化剂。【科学视野】门生自己涉猎科学视野,懂得新型陶瓷和土壤胶体。

(5)新型陶瓷:高温布局陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷、超导陶瓷。

5、土壤胶体: 胶体颗粒外面积大年夜,带负电,有保肥感化。【过渡】硅在地壳中的含量为27.72%,仅次于氧居第二位,以是硅的化合物随处可见。人类虽然在一万年前制出了陶器,五千年前古埃及人发现了玻璃。而人类真正熟识硅元素是在1823年由瑞典化学家贝采利乌斯用金属钾还原四氟化硅时得到单质硅的。

四、硅单质

1、硅单质的分类:硅单质分为无定形硅和晶体硅两类。

2、晶体硅的性子

(1)布局:类似金刚石

(2)物理性子:灰玄色固体,有金属光泽;熔点高、硬度大年夜、有脆性,导电性介于导体和绝缘体之间,是紧张的半导体材料,是信息技巧的关键材料。

(3)化学性子:常温下化学性子、不活泼

①硅和氧气反映:Si+O2 SiO2

②硅和强碱反映:Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2

3、制法: 用适量碳还原二氧化硅获得粗硅。将粗硅与氯气在高温下反映,得液态不纯的四氯化硅,经分馏提纯用氢气还原即可得纯硅。

2C+SiO2 Si+2CO↑ Si+2Cl2 SiCl4 SiCl4+2H2 Si↓+4HCl

4、用途:优越的半导体材料——谋略机芯片、光电池(太阳能电池)。

二、硅酸盐

1、硅酸盐概述;

2、硅酸钠;

3、传统的硅酸盐材料

4、新型硅酸盐材料——具有特殊功能的含硅材料

三、硅单质

1、硅单质的分类:分为无定形硅和晶体硅两类。

2、晶体硅的性子;

3、制法:

4、用途:

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