高中化学-新课标人教版选修二 第3单元课题1 无机非金属材料 教案.doc

课题1 无机非金属材料 一、 教材分析 ‎ 《无机非金属材料》是人教版高中化学选修二第三单元《化学与材料的发展》第一节的教学内容，主要学习的是一些常见的传统和新型无机非金属材料，重点了解陶瓷、玻璃，水泥，新型陶瓷的特点、用途、应用情况。本章节内容稳合选修二（化学与技术）课程的设置理念，也暗合STS教育理念，新能源，新材料是当今社会发展的一个主旋律。‎ ‎《无机非金属材料》被安排在本章内容的第一节，突出表现出这一节内容在实际生产应用中的重要作用。在必修一中我们重点探究学习过了“无机非金属材料的主角---硅”的知识，了解到一些常见的硅酸盐以及它们的相关知识性质，也初步认识到了几种常见的硅酸盐产品---陶瓷，玻璃及水泥，对新型无机非金属材料也有些雏形的了解。‎ 本节内容，在本章的学习中起着统筹作用，为后面两节内容做了铺垫,学生在学完本节内容后，对于化学与材料就有了一个整体上的把握及感性认知。‎ 二、学情分析 ‎【学生“起点能力”分析】‎ ‎ 学生在重点学习了必修一“无机非金属材料的主角---硅”的内容后，对于常见的硅酸盐材料陶瓷，玻璃及水泥有了一定的认知，并通过实验探究也掌握了Na2SiO3的性质,有了这些基础，学生接触新知识也比较自然顺畅了。‎ ‎【学生“生活概念”分析】‎ ‎ 由于本节内容较多地渗透了化学物质在生活中的应用，联系实际的面较宽，因此要求学生掌握更多的生活概念。学生在预习时已经按照我先前的引导查阅了相关知识,有了一定的生活基础。‎ ‎【学生“认知方式”分析】.‎ ‎ 学生理解能力基本上没问题,但是处理信息能力及对信息联系生活实际加以应用的能力较差，因此在教学中要加强学生这些能力的培养。‎ 三、教学目标 ‎【知识与技能】.‎ ‎1，列举说明我们生活中存在的一些无机非金属材料；‎ ‎2，知道陶瓷、玻璃和水泥的主要化学成分、生产原料及其用途；‎ ‎3，熟悉几种应用广泛的新型陶瓷，掌握高纯度单晶硅的工业制备方法，掌握石墨与金刚石 的性质差异；‎ ‎4，举例说明无机非金属材料的特点。‎ ‎【过程与方法】‎ ‎1，通过幻灯片列举的生活现象，帮助学生直观感受无机非金属材料，让学生认识到无机非 ‎ 金属材料就在我们身边，正在各方面被广泛应用；‎ ‎2，通过引导学生观察、分析实验现象，让学生们体会怎样运用观察法进行实验探究；‎ ‎3，通过观察实验现象，让学生掌握到玻璃等无机非金属材料的主要成分是Na2SiO3和 ‎ ‎ Ca2SiO3。‎ ‎【情感态度与价值观】‎ ‎1，通过创设的问题情境，互动的氛围，培养学生严谨的学习态度，使学生体会探究的乐趣。2，激发学生学习化学的兴趣，使学生认识无机非金属材料的广泛用途，帮助学生养成自主 ‎ ‎ 关注与化学相关的社会问题的习惯。‎ ‎3，通过介绍与无机非金属材料有关的正反两面的社会性新闻，譬如触目惊心“豆腐渣”工 ‎ 程，引导学生树立健全正确的情操观，价值观，人生观，做一个正直的化学人，社会人。‎ 四、教学重难点 ‎【教学重点】‎ ‎1、掌握陶瓷、玻璃和水泥的主要化学成分、生产原料及其用途等；‎ ‎2、掌握几种新型无机非金属材料的特点、用途和发展；‎ ‎3、了解工业上高纯硅的制备方法。‎ ‎【教学难点】‎ ‎1、理解掌握传统无机非金属材料硅氧结构SiO4]4-的特殊性对其物理化学性质的影响；‎ ‎2、通过对新型无机非金属材料的介绍，激发起学生学习积极性，培养学生热爱科学的情感。‎ 五、 教学思路 ‎【总体思路】以学生活动为主体，通过情境设置、教师引导，提出生活中常见的无机非金属材料；以探究学习为基本方法，理论与实际相结合，认知了解无机非金属材料的原料，特点及用途；此外利用好“思考与交流”、“科学史话”、“资料卡片”等栏目。‎ ‎【过程】创设生活情景，引导学生发现——提出问题，引起讨论——实验探究、直观感受——总结深化，交流思考——概括建立无机非金属材料认知体系——实际运用 六、学法指导 直接观察法、讨论探究、合作交流、联系生活实际 等，学生要敢思会思、高效合作、学会交流、乐于探究、善于总结。‎ 七、 教学过程设计 第一课时 教师活动 ‎ 学生活动 ‎ 学生活动 传统硅酸盐材料 ‎【引言】‎ ‎ 陶瓷，玻璃，水泥等材料及它们的制品在我们生活中随处可见，由于这些材料的化学组成大多属于硅酸盐材料，所以一般称为硅酸盐材料。‎ 自然界中的沙石，黏土以及石英、高岭石等矿物的主要成分都是硅酸盐类或硅的氧化物，人们就是以它们为原料制造出了各种多彩炫目的无机非金属材料，广泛应用于生活中，下面就让我们来认识一下它们的世界吧！‎ ‎【展示图片】原始洞穴 ‎ 石头村 ‎ 老北京四合院 ‎【过渡】这些原始简陋朴素的房屋，经过了岁月风雨的洗 ‎ ‎ 礼，依然保留的完好无缺，从这里我们可以看出 ‎ 硅酸盐材料诸如耐腐蚀，稳定性好的特点。‎ ‎【提问】你能举例说明在你自己的生活中有哪些几种常见 ‎ 的无机非金属材料吗？‎ ‎【展示图片】陶瓷（唐三彩、宋钧瓷），陶瓷制作流程 ‎ ‎ 水泥、玻璃、生活中的无机非金属材料 ‎【引导】看到这些图片，是否对无机非金属材料有了全新 ‎ 的认识呢？硅酸盐材料的主要成分是什么呢？‎ ‎【演示实验1】老师演示实验3-1。‎ ‎【操作】将少量玻璃粉末放入试管中，向其中加入少量蒸 ‎ ‎ 馏水，振荡，加入1~2滴酚酞溶液。‎ ‎【组织讨论】让同学们根据实验现象在组内讨论。‎ ‎【提问】通过观察发现玻璃粉部分溶解，溶液逐渐变成淡 ‎ ‎ 红色，结合以前学习过的相关知识，猜测其可能组分？‎ ‎【板书】玻璃粉中可能含有可溶性及难溶性的硅酸盐 ‎【讲述】玻璃的化学性质很稳定，碾成粉末状后经振荡后微溶于水，水解后，溶液呈碱性 ‎【演示实验2】下面我们来探究变色玻璃的原理 联系生活，思考无机非金属材料的原料类型及来源 视觉冲击，形成对无机非金属材料感性认知 积极思考并回答 实验现象：玻璃粉末部分溶解，滴加酚酞后，溶液呈淡红色或红色 讨论交流，配合教师引导，得出结论：‎ 玻璃粉中可能含有可溶性及难溶性的硅酸盐 创设情境导入新课，激发学生的学习积极性和主动性 以展现日常生活中的实例来拉近生活与化学知识的距离 通过回忆以前所学知识让学生有一个心理过渡激发学生的求知欲 培养学生实验操作能力和观察实验现象、分析实验、归纳总结实验的能力。培养学生运用观察法进行实验探究的能力，让学生体会试验方法在化学研究中的作用 ‎【操作1】打开钠光灯，用强光照射变色玻璃（主要成分AgBr，CuO）.‎ ‎【操作2】关闭钠光灯，在黑暗环境中静至一段时间再观察 ‎【组织讨论】让同学们根据实验现象在组内讨论。‎ ‎【提问】玻璃表面呈现暗棕色可能原因是什么？发生了什么样的化学反应？‎ ‎【讲述】‎ ‎1，当强光照射到玻璃上，溴化银分解为银和溴单质，分解出的银原子聚集成银的微小晶粒，使玻璃呈现暗棕色，能挡住大部分光线 ‎2，光线变暗，银和溴在氧化铜的催化作用下，重新生成溴化银。于是玻璃的颜色自动变浅，透光性增强。‎ ‎【板书】‎2.3.1‎ 无机非金属材料 一、硅酸盐材料 俗称硅酸盐材料，常见的有陶瓷、玻璃、水泥。‎ 物理性质：硬度大，难溶，绝缘，耐腐蚀，稳定性好 二、硅酸盐材料简介 陶瓷优点：‎ 抗氧化，抗酸碱腐蚀，耐高温，绝缘，易成型等 玻璃制造：‎ CaCO3 +SiO2 CaSiO3 + CO2 ‎ Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2‎ 水泥特点：‎ 在空气和水中易硬化，是非常强的粘合剂。‎ ‎【小结】本堂课运用实验法解决了实际问题及课堂实验，使学生了解无机非金属材料的物理性质，掌握无机非金属材料的化学性质。老师发问，让同学简要概括本节课所学的主要内容。‎ ‎【课堂练习】‎ 1、 无机非金属材料一般被称为_______，常见的无机非金属材料有____、____、____，具备的物理性质包括____、____、____、____、____。‎ ‎2、工业上制造水泥，玻璃时都用的原料是。 （ ） ‎ ‎ A.纯碱 B.石灰 C.石灰石 D.黏土 实验现象：强光照下，玻璃呈现暗棕色；黑暗环境中静至一段时间后，玻璃的颜色自动变浅，透光性增强。‎ 讨论交流，配合教师引导，得出结论：‎ 变色玻璃变色的可能原因是在强光照下，变色玻璃中的AgBr发生了分解；黑暗环境中，银和溴在氧化铜的催化作用下，重新生成溴化银。‎ 学生聆听领悟概括并总结本节课所学主要内容 通过习题加深对常见传统无机非金属材料特点的掌握 通过变色玻璃在光照和黑暗两条件下的实验，让学生意识到控制实验条件（变量）对实验探究的重要性，培养学生观察、分析和对比的能力 培养学生及时反思、小 结、概括的能力，培养良好的学习方法和习惯 第二课时 教师活动 学生活动 设计意图 新型无机非金属材料 ‎【引言】传统无机非金属材料是生产、生活和基本建设所必须的材料，而新型无机非金属材料则为现代高新技术、新兴产业和传统工业技术改造等开辟了更为广阔的前景。‎ ‎【展示图片】新型无机非金属材料、F-117式单座战斗轰炸机、步兵战车、高纯氧化铝透明陶瓷管 ‎【过渡】这些图片展示的是现代的一些高新技术产品，它 们的广泛应用，说明了新型无机非金属材料在现代社会发 展中的占据着重要地位，想想这是因为什么 ？‎ ‎【提问】结构材料，是指利用其强度、硬度、韧性等机械性能制成的各种材料。以往用的最多的结构材料是金属。但现在，它却逐渐让位于高温结构陶瓷，为什么会这样呢？‎ ‎【展示图片】大规模集成电路、太阳能电池、氧化铝陶瓷制品、光学特性生物特性陶瓷 ‎【提问】新型无机非金属与传统的无机非金属材料相比有哪些特性呢？‎ ‎【组织讨论】引导学生仔细阅读教材内容，结合生活中的发现，就此问题展开讨论 ‎【讲述】~【过渡】‎ 随着人类社会和科学技术的发展，新型无机非金属材料的应用将越来越广泛，品种也越来越丰富。‎ ‎【板书】‎2.3.1‎ 无机非金属材料 一、新型陶瓷 应用广泛的有：Al2O3陶瓷，Si3N4陶瓷，SiC陶瓷等 物理性质：熔点高，耐高温高压 耐磨耐腐蚀，硬度大 二、现代信息基础材料－硅 高纯度硅的炼制：高温条件下 SiO2 + ‎2C Si(粗) +2CO↑‎ Si(粗) +3HCl SiHCl3+H2 ↑‎ SiHCl3+ H2 Si(纯) +3HCl 三、金刚石、石墨和C60‎ 金刚石：天然物质，硬度大，耐磨，绝缘体，不易导热 联系生活，思考新型无机非金属材料的视觉冲击，形成对无机非金属材料感性认知 讨论交流，配合教师引导，得出结论：‎ 因为高温结构陶瓷具有能够经受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点，作为高温结构材料是非常合适，而金属材料易受腐蚀，在高温时不耐氧化，不适合在高温时使用。‎ 讨论交流，配合教师引导， 得出结论 新型无机非金属与传统的无机非金属材料两者相比：‎ 新型无机非金属材料的优势 ‎1、能承受更高的高 ‎ 温，强度大 ‎2、具有电学特性 ‎3、具有光学特性 ‎4、具有生物功能 讨论交流，配合教师引导，得出结论 创设情境引入新课，激发学生的积极性和主动性 通过提问的方式，让学生在讨论过程中有一个思维过渡融合，激发学生的求知欲 以社会发展中的实例拉近社会与化学知识的距离 通过回忆以前所学知识让学生有一个心理过渡激发学生的求知欲 石墨：质软，润滑材料，导电体，电极材料。‎ C60：贮氢材料，纳米软件，复合材料。‎ ‎【小结】本堂课运用提问讨论法解决了实际问题，使学生了解新型无机非金属材料的物理性质，掌握了几种应用较为广泛的新型无机非金属材料。老师发问，让同学简要概括本节课所学的主要内容。‎ ‎【课堂练习】‎ ‎1，新型无机非金属材料的特性有      、      、      、      ，目前较广泛使用的高温结构陶瓷有      、      、      等。‎ ‎2．下列有关材料的说法不正确的是 （         ）‎ ‎ （A）传统的无机材料虽有不少优点，但质脆，经不起热冲击 ‎　　（B）新型无机非金属材料虽然克服了传统无机材料的特点，但强度比较差。‎ ‎　　（C）高温结构材料具有耐高温、抗氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损等优点 ‎　　（D）新型无机非金属材料的特性之一是具有电化学特性 学生聆听领悟概括并总结本节课所学主要内容 通过习题加深对新型无机非金属材料的认识及特点的掌握 培养学生及时反思、小 结、概括的能力，培养良好的学习方法和习惯 八，板书设计 ‎§‎2.3.1‎ 无机非金属材料 一、硅酸盐材料 俗称硅酸盐材料，常见的有陶瓷、玻璃、水泥。‎ 物理性质：硬度大，难溶，绝缘，耐腐蚀，稳定性好 二、硅酸盐材料简介 陶瓷优点：‎ 抗氧化，抗酸碱腐蚀，耐高温，绝缘，易成型等 玻璃制造：‎ CaCO3 +SiO2 CaSiO3 + CO2 ‎ Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2‎ 水泥特点：‎ 在空气和水中易硬化，是非常强的粘合剂。‎ ‎ §‎2.3.1‎ 无机非金属材料 一、新型陶瓷 应用广泛的有：Al2O3陶瓷，Si3N4陶瓷，Si陶瓷等 物理性质：熔点高，耐高温高压 耐磨耐腐蚀，硬度大 二、现代信息基础材料－硅 高纯度硅的炼制：高温条件下 SiO2 + ‎2C Si(粗) +2CO↑‎ Si(粗) +3HCl SiHCl3+H2 ↑‎ SiHCl3+ H2 Si(纯) +3HCl 三、金刚石、石墨和C60‎ 金刚石：天然物质，硬度大，耐磨，绝缘体，不易导热 石墨：质软，润滑材料，导电体，电极材料。‎ C60：贮氢材料，纳米软件，复合材料。‎