第三節無機非金屬材料學習目標1.了解陶瓷、玻璃、水泥等傳統硅酸鹽材料的生產原料、性能和主要用途,知道普通玻璃的主要成分,感受傳統硅酸鹽材料在城鄉建設中發揮的重要作用。2.了解并掌握硅、二氧化硅的性質,了解二者在生產、生活中的應用。感受新型無機非金屬材料的特殊性能及其在高科技領域所發揮的重要作用。另外,通過對硅及其化合物的學習,培養證據推理與模型認知的化學核心素養。3.結合身邊的生活用品、電子產品、建筑物等用到的無機非金屬材料,感受化學就在身邊,認識材料對生產、生活的影響,以及材料對人類文明的推動作用;認識化學科學對新材料研發的重要作用,感受化學對社會發展和人類生活的巨大貢獻,提升自身“科學態度與社會責任”等學科核心素養。重、難點重點:玻璃、水泥、硅、二氧化硅、新型陶瓷等無機非金屬材料的主要性能和用途,普通玻璃的主要成分。難點:粗硅的提純。學習方法討論法。課堂探究主題學習探究過程提升素養一、硅酸鹽材料根據圖片投影展示的一些著名地標建筑,想一想這些地標建筑可能會用到哪些材料,盡可能列舉出來。將化學與實際生活聯系起來,體會化學在生活中的應用。結合硅氧四面體的結構示意圖,認識理解硅酸鹽結構的一般特點,體會硅酸鹽的結構與性質間的關系。硅酸鹽的組成:、與其他金屬元素結合而成的化合物的總稱。結構:Si和O構成了。性質:硬度、熔點、溶于水、化學性質、耐腐蝕。

能從物質的微觀層面理解其組成、結構和性質的聯系,形成“結構決定性質,性質決定用途”的觀念。認識我國一些著名的陶瓷工藝品,了解制作陶瓷的主要材料及一般過程。知道我國具有悠久的陶瓷制造歷史,了解陶瓷材料在現代生產和生活中的重要應用。了解生產玻璃的主要反應,了解特種玻璃在生產、生活中的廣泛用途。生產玻璃的主要原料:、石灰石和石英砂(主要成分是);

反應原理:、;

玻璃的主要成分:、和SiO2。

觀看以水泥為基礎材料的高樓、大壩、橋梁圖片,了解生產水泥的主要材料及一般過程。拓寬科學視野,贊賞化學對社會發展的重大貢獻。感受身邊的化學,體會硅酸鹽材料在生活以及生產建設中發揮的巨大作用。二、新型無機非金屬材料回顧硅在元素周期表中的位置。討論:根據元素周期表中硅的位置,得出硅能成為應用最為廣泛的半導體材料的原因。硅在元素周期表中的位置:第周期第族,正好處于金屬與非金屬的過渡位置。

單質硅的化學性質,其導電性介于和之間,所以能成為應用廣泛的材料。

強化從物質的微觀層面理解其組成、結構和性質的聯系,形成“結構決定性質,性質決定用途”的觀念;能根據物質的微觀結構預測物質在特定條件下可能具有的性質和可能發生的變化。認識自然界中的硅元素。閱讀教材,了解高純硅的制備流程,寫出相應的化學方程式。Si是一種元素,在自然界主要以硅酸鹽和的形式存在,在自然界中游離態。

高純硅制備的一般工藝流程如下:粗硅提純涉及的主要反應:Ⅰ.;

Ⅱ.;

Ⅲ.。

拓展知識面,強化學生對相關反應化學方程式的掌握。了解硅和二氧化硅的主要性質和用途。了解新型陶瓷在光學、熱學、電學、磁學、生物醫學等方面具有很多新的特性和功能。以課下查閱資料的形式展示碳納米材料的主要功能與應用,了解富勒烯、石墨烯、碳納米管等在能源、信息、醫藥等領域的廣闊應用。拓展自身視野,了解新型陶瓷等無機非金屬材料的主要性能和用途。感知化學發展對技術革新的巨大推動作用,樹立勇于開拓創新的學習精神。課堂總結【回顧】元素——性能——應用思維導圖核心素養專練1.下列關于無機非金屬材料的說法不正確的是()A.傳統無機非金屬材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸鹽材料B.新型無機非金屬材料克服了傳統無機非金屬材料的缺點,具有極大強度C.高溫結構材料具有耐高溫、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等優點D.傳統無機非金屬材料和新型無機非金屬材料的主要成分都是硅酸鹽2.下列關于無機非金屬材料的說法中,不正確的是()A.高純硅可用于制造半導體材料B.氧化鋁陶瓷屬于新型無機非金屬材料,它是生物陶瓷C.氮化硅陶瓷屬于新型無機非金屬材料,可用于制造陶瓷發動機的受熱面D.二氧化硅制成的光導纖維,由于導電能力強而被用于制造光纜3.熔融氫氧化鈉應選用()A.石英坩堝 B.普通玻璃坩堝C.生鐵坩堝 D.陶瓷坩堝4.高純度晶體硅是典型的無機非金屬材料,又稱“半導體”材料,它的發現和使用曾引起計算機的一場“革命”。它可以按下列方法制備:SiO2Si(粗)SiHCl3Si(純)下列說法正確的是()A.步驟①的化學方程式為SiO2+CSi+CO2↑B.步驟①②③中每生成或反應1molSi,各轉移4mol電子C.二氧化硅能與氫氟酸反應,而硅不能與氫氟酸反應D.SiHCl3(沸點為31.8℃)中含有少量的SiCl4(沸點為57.6℃),通過蒸餾可提純SiHCl3參考答案課堂探究一、硅酸鹽材料硅氧硅氧四面體高高難穩定純堿SiO2SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑Na2SiO3CaSiO3SiO2二、新型無機非金屬材料三、ⅣA穩定導體絕緣體半導體親氧氧化物沒有SiO2+2CSi+2CO↑Si+3HClSiHCl3+H2SiHCl3+H2Si+3HCl核心素養專練1.D新型無機非金屬材料不但克服了傳統無機非金屬材料易碎、強度不夠等缺點,而且具有特殊結構、特殊功能;新型無機非金屬材料的主要成分并不一定是硅酸鹽,如氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷