高中化学人教版 (新课标)选修2 化学与技术课题1 无机非金属材料教案设计

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

【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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

§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。