无机非金属材料教案.docx
《无机非金属材料教案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《无机非金属材料教案.docx（11页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
无机非金属材料教案
无机非金属材料教案
第三节无机非金属材料
●教学目标
使学生对硅酸盐工业及一些产品和新型无机非金属材料有大致印象。
使学生认识到化学在社会、生活、生产、科学技术中的重要作用。
用科学的奇妙和威力激发学生学习化学的兴趣。
通过介绍我国材料科学发展的成就，对学生进行爱国主义教育。
通过社会及科学技术的发展对新型材料的要求，培养学生的社会责任感。
●教学重点
水泥、玻璃、陶瓷工业的发展及其在现代国民经济中的主要地位
新型无机非金属材料的特点、用途和发展
●教学难点
激发学生的求知欲
培养学生热爱科学的情感
●课时安排
课时
●教学方法
实物展示、启发诱导、引导归纳、自学、讲述、实验
●教学用具
录像机、投影仪
普通玻璃片、红色玻璃片、蓝色玻璃片各一块，普通玻璃管、被碰损的搪瓷碗或杯，稀盐酸、酒精喷灯、火柴、图片、高压钠灯、光导纤维玩具。
●教学过程
课时
［引言］请同学们看以下一些住宅图，并注意它们各自的构成材料。
［图片展示］图片1：
原始人居住的洞穴
图片2：
用茅草搭起来的房屋
图片3：
用树枝、泥巴盖起来的房子
图片4：
用石头砌起来的石屋，用木棍、木板搭起来的房子
图片5：
用砖、水泥等盖的住宅
图片6：
高楼大厦
图片7：
现代居室
［问］大家看了这些图片以后，想到了什么?
［生］甲：
人类社会是越来越进步的。
乙：
所用材料越来越高级。
丙：
人类智慧的力量是无穷的。
丁：
人类可以在自然条件材料的基础上进行再加工。
戊：
人类加工自然资料的技术越来越高，以至于根本看不出它们的本来面目。
……
［师］大家回答得很好。
以上图片说明这样一个事实，即在人类社会发展的过程中，大自然馈赠予人类的材料，已远远不能满足人类社会发展的需求。
为了人类自身发展的需要，人们总是在大自然的馈赠之外，用自己的聪明才智和勤劳的双手，不断地研制、创造着各种各样的新材料，以满足人类物质文明和科学技术不断发展的需要。
人类使用和制造材料有着悠久的历史，从制造出种材料——陶开始，发展到今天，材料的品种越来越多，各种材料组成了一个庞大的材料家族。
在材料家族中，有一类非常重要的材料叫无机非金属材料。
［板书］第三节无机非金属材料
［引言］请大家看录像机展示的这些物品。
［录像机展示］水泥、住宅玻璃、汽车、火车的车窗玻璃、挡风玻璃、各种颜色的玻璃、光学仪器玻璃、器皿玻璃、缸、罐、茶具、瓷质餐具、卫生设施、艺术饰品。
［师］录像机刚刚展示的这些物品可谓琳琅满目。
大家是否能想到，这些形态不一，用途各异的物品却源自于同一
类物质——含硅物质。
它们都是以含硅物质为原料经加热制成的，这一制造工业叫做硅酸盐工业。
硅酸盐工业的产品即为硅酸盐材料。
本节课我们就来简单了解几种硅酸盐材料。
［板书］一、硅酸盐材料
［师］首先，我们来了解一下水泥的有关知识。
［板书］1.水泥
［师］水泥是一种非常重要的建筑材料。
请大家阅读课本有关内容，并填写下表。
［投影展示］水泥
主要原料主要设备反应条件普通水泥的主要成分主要性质
［学生阅读完课本后，可由学生回答，教师填写上表］
答案：
粘土石灰石适量水泥回转窑高温硅酸三钙：
3cao?
Sio2硅酸二钙：
2cao?
Sio2铝酸三钙：
3cao?
Al2o3水硬性
［师］由上表可以看出，水泥最主要的性质是水硬性。
即跟水混合搅拌并静置后，很容易凝固变硬，由于水泥具有这一优良特性，被用作建筑材料。
又由于它在水中也能硬化，因此是水下工程必不可少的材料。
［问］建筑用粘合剂——水泥沙浆的成分是什么？
［生］是水泥、沙子和水的混合物。
［问］混凝土又是由什么做成的呢？
［生］是由水泥、沙子和碎石混合而成。
［师］目前，我国已成为世界上生产和使用水泥制品最多的国家。
大家知道吗？
解放前我国的水泥曾被称为“洋灰”，就是现在，也仍然还能听到这种叫法。
叫“洋灰”的原因是什么呢？
同学们能否从下面的图表得到启示呢？
［投影展示］
49~1998年我国水泥年产量示意图
［学生看图后回答］因为解放前我国的水泥产量小，所使用的水泥主要靠外国进口。
［师］很正确。
希望同学们现在能好好学习，将来在各个领域有很好的作为，以使这个“洋”字在我国越来越少，最后消失。
［过渡］水泥的知识我们就了解这些。
下面我们就来学习在我们工作和生活中随处可见的物质——玻璃。
［板书］2.玻璃
［师］请大家阅读课本P150有关玻璃的内容，并填写下表。
［投影展示］玻璃
主要用料反应条件玻璃窑中发生的主要反应成分
［学生阅读完课本后，由学生回答，教师填写上表］
纯碱
石灰石
石英高温Na2co3+Sio2Na2Sio3+co2↑
caco3+Sio2caSio3+co2↑
Na2Sio3
caSio3
Sio2
［师］上表所反映的是制造普通玻璃时所用的原料、主要反应及普通玻璃的主要成分。
［问题探究］据强酸制弱酸的规律，上述玻璃窑中发生的反应，能否证明硅酸的酸性比碳酸强呢？
［生甲］能
［生乙］不能。
强酸制弱酸的规律仅适用于溶液中进行的反应，而且，从碳和硅在周期表中的位置推断，应该是碳酸酸性强于硅酸。
［师］生乙回答的很准确。
二氧化硅能与碳酸钙和碳酸钠反应生成二氧化碳，是由于该反应的反应物均为固体，在高温下发生反应时，生成的二氧化碳气体脱离反应体系使反应得以进行，但这不能说明硅酸的酸性比碳酸强，酸性强弱的本质是酸电离出氢离子的难易程度。
我们已学的复分解反应的规律，仅是适用于溶液里的反应，不能套用高温条件下物质之间的反应。
［问题探究］有关氢氟酸的反应可否在玻璃容器中进
行？
［生］不能。
玻璃中含有Sio2，Sio2能与氢氟酸反应，而使玻璃被腐蚀。
［展示一小块普通玻璃］
［问］大家看，这是一块普通玻璃，当我们把若干块普通玻璃叠加，或从侧面看这块玻璃时，它都是绿色的。
为什么？
［生］因为原料中混有二价铁的缘故。
［展示一块红色玻璃，一块蓝色玻璃］
［问］它们和我刚才取的那块普通玻璃的颜色不一样，是什么造成了它们的这种差别呢？
［生］是因为在制造玻璃的过程当中，加入了金属氧化物。
在红色玻璃中加的是氧化亚铜，在蓝色玻璃中加的是氧化钴。
［师］很好。
也就是说在制造玻璃的过程中，当我们加入某些金属氧化物时，会使玻璃呈现不同的颜色。
［问］请大家根据生活经验，说一下普通玻璃的优点和缺点是什么？
［生甲］玻璃的透光性能好，但易碎，并且易伤人。
［生乙］玻璃的透明度高，比如可以让我们看见试管里或烧瓶里的反应，还可以看见商店橱窗里的东西。
［生丙］用玻璃制成的物品美观，但就是不结实，如窗
户上的玻璃，很容易被打破。
［生丁］玻璃不耐热，开水都能把它炸裂。
……
［师］大家说得都很好。
也正是为了让玻璃“弃恶扬善”，玻璃专家们进行了深入的研究，并不断地制成有各种各样性能的特种玻璃。
如石英玻璃、光学玻璃、玻璃纤维、钢化玻璃等。
［投影展示］
几种玻璃的特性和用途
种类特性用途
普通玻璃在较高温度下易软化窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯等
石英玻璃膨胀系数小，耐酸碱，强度大，滤光化学仪器；高压水银灯、紫外灯等的灯壳；光导纤维、压电晶体等
光学玻璃透光性能好，有折光和色散性眼镜片；照相机、显微镜、望远镜用凹凸透镜等光学仪器
玻璃纤维耐腐蚀、不怕烧、不导电、不吸水、隔热、吸声、防虫蛀太空飞行员的衣服、玻璃钢等
钢化玻璃耐高温、耐腐蚀、强度大、质轻、抗震裂运动器材；微波通讯器材；汽车、火车窗玻璃等
［师］大家看，这是由普通玻璃做成的一根玻璃管，现在，我把它放在酒精喷灯上灼烧，请大家看发生的现象。
．
［演示实验］取一根玻璃管，置于燃着的酒精喷灯上，烧软后把玻璃管拉成两支尖嘴管。
［问］大家看到了什么？
［生］玻璃受热、变软，可拉细。
［师］实验室里的胶头滴管就是这样制出来的。
这说明普通玻璃在高温时易软化、变形。
但如果我们在玻璃容器中进行的是高温下的化学反应，普通的玻璃仪器显然是不能满足要求的，这时我们可以用能承受较高温度的石英玻璃容器。
石英玻璃的主要成分是二氧化硅，它的膨胀系数小，不怕温度的骤然变化，而且具有很高的化学稳定性，所以是一种制作高温容器的良好材料。
［讲述］钢化玻璃是将普通玻璃在电炉里加热软化后急速冷却而成的。
其成分与普通玻璃一样，但经这样处理后，玻璃的内应力消失，机械强度增大，不易破碎。
一旦破碎，碎块也没有尖锐的棱角，不易伤人，是一种安全玻璃。
玻璃纤维是由熔融玻璃拉成或吹成的纤维，是玻璃钢中的增强材料。
玻璃钢，是一种复合材料，质轻而坚硬，机械强度可与钢材相比，因此得名。
光学玻璃又称铅玻璃，它与普通玻璃成分不相同，主要由硅酸钾、硅酸铅和石英组成。
生产中对原料纯度要求高、不能含有氧化铁等杂质，熔制过程要严格控制工艺，并采取搅拌等措施，排净气泡，保证料液高度均匀，只有这样，才
能使制成的玻璃质地均匀，有很好的折光性等光学性能。
有关这几种玻璃的特性和用途，请大家参看上面投影。
［问］看起来晶莹透明的玻璃是不是晶体呢？
请大家思考后回答，说出判断的依据。
［生甲］是。
晶体都能反光，玻璃也能反光，所以是。
［生乙］是。
因为玻璃是一个规则的形体，看起来也是亮晶晶的。
［生丙］不是。
晶体都有规则的几何形状，玻璃没有。
［生丁］不是。
晶体都有固定的熔点，而玻璃没有。
……
［师］好。
看来大家都很爱动脑思考。
事实上，玻璃不是晶体。
因为晶体的外表特征是有一定的、整齐的、有规则的几何外形，它有固定的熔点。
而玻璃是介于结晶态和无定形态之间的一种物质状态，我们把它叫做玻璃态。
它的结构特点是：
它的粒子不像晶体那样有严格的空间排列，但又不像无定形体那样无规则排列，而是“短程有序、远程无序”。
即从小范围来看，它有一定的晶型排列；从整体来看，却像无定形的物质那样是无晶形的排列规律。
所以玻璃态物质没有一定的熔点，而是在某一温度范围内逐渐软化变为液态。
［过渡］上面我们学了水泥和玻璃。
下面我们再来了解一下由粘土做原料制成的产品——陶瓷。
．
［2板书］3.陶瓷
［师］请同学们阅读教材上“陶瓷”这一部分内容，并了解以下知识。
［投影展示］陶瓷
主要原料生产过程反应条件种类性能
［上表可由学生阅读课本后回答，教师填写］
粘土①混合②成型③干燥④烧结⑤冷却高温土器、陶器炻器、瓷器抗氧化、抗酸碱腐蚀耐高温、绝缘、易成型
［问］我国最为著名的陶器产地在什么地方？
有什么之称？
［生］江苏宜兴。
有陶都之称。
［师］陶器的产生是人类发展史上的一块里程碑，是人类最早不用大自然的现成材料而制成的器具，制陶技术可以说是最古老的材料技术，是人类材料技术的发端。
因此，恩格斯把陶器的出现作为新石器时代开始的标志。
我国是世界上最早生产陶器的国家。
有黑陶、白陶、彩陶等多个品种。
陕西临潼出土的秦始皇兵马俑，被人们称作“世界奇观”，它们就是在烧成的陶胎上进行彩绘而制成的，称为彩绘陶，其工艺水平令世人叹为观止。
制瓷器的要求比制陶器高，它需要纯净的粘土作原料，烧制温度也相对高一些。
因此，瓷器比陶器瓷体白净，质地致密。
瓷器是中华文明的象征。
在许多拉丁语系国家中，“瓷器”和“中国”都以“cHINA”这同一种字母拼音表示。
［问］我国素有“瓷都”之称的地方在哪里？
［生］江西景德镇。
［师］对。
景德镇所烧制的薄胎瓷器被誉为：
“洁如玉、明如镜、薄如纸、声如磬。
”可见有多么的精致了。
［问］对于一般烧制的陶瓷制品，有什么共同的缺陷呢？
［生甲］表面比较粗糙，而且有不同程度的渗透性。
［生乙］容易碰破而损坏！
［问］怎样弥补？
［生］烧制前在坯体表面涂上一层釉，使成品光滑，不渗水。
［师举起一个搪瓷杯，上有破损］
［师］大家看，这个杯的外壳就是陶瓷，里面是铁，它的陶瓷表面破损后，露出了其庐山真面目——铁。
下面，我往这个杯里加酸，大家看有什么现象。
［演示］在搪瓷杯里加稀盐酸，并使酸接触破损处。
［请坐在前面的同学说一下观察到的现象］
［生］酸遇搪瓷，无现象；当酸接触破损处时有气泡产生。
［问］大家知道这气泡是什么吗？
怎么产生的？
［生］气泡是氢气。
是酸与铁发生了反应而生成的。
［问］这说明陶瓷有什么性质？
起什么作用？
［生］说明陶瓷耐腐蚀，不和酸反应，但比较脆，易被碰损。
在此起保护和装饰作用。
［师］回答得很好。
关于陶瓷，科学家们一直在探索着扬长避短的制作技术，并已取得了很大的进展和突破。
下节课我们将介绍这方面的知识。
思考：
在多年使用的厨房里，久未更换的玻璃往往失去光泽，严重的还会形成白色斑点，这种现象化学上叫做“碱析”，产生碱析的化学方程式为___________________。
解析：
这是一道运用所学知识解释实际问题的题目，经常尝试既有利于掌握化学理论知识，还利于培养自己的实践能力。
玻璃的主要成分有Na2Sio3、caSio3和Sio2。
厨房中co2、H2o浓度相对较高，碳酸酸性强于硅酸，时间长了玻璃中的Na2Sio3将会在co2、H2o的持续作用下析出白色H2Sio3，所以往往失去光泽，严重的会形成白色斑点。
答案：
Na2Sio3+co2+H2o====Na2co3+H2Sio3
［小结］本节课我们以水泥、玻璃、陶瓷为例，简单介绍了硅酸盐材料，它们均是以含硅物质为原料，经过一系列复杂的物理、化学变化而得到的产品。
［布置作业］课本习题：
2、3
●板书设计
第三节无机非金属材料
一、硅酸盐材料
水泥
玻璃
陶瓷
●教学说明
本节课在知识的理解上，并无难点。
难的是如何真正激发学生的学习兴趣，并让其产生强烈的求知欲。
如若单纯地让学生去自学这部分知识，学生很容易读懂，但日后的印象会如过眼烟云；若只是教师讲述，学生会有单调乏味之感。
基于以上考虑，采取录像展示、实物展示、学生自学、归纳、教师激疑引导、实验问答等教学方法，以激活学生思维。
如通过演示酸与搪瓷器具的反应，可让学生对陶瓷具有抗腐蚀性有较深的印象。
另外，在课堂上还补充了一些课外知识，以扩大学生的知识面，让他们愉快地接受知识。
建议教师在平时要注意多搜集资料，以使课堂内容更加丰富、生动。
升级会员 