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高中一年级第一册化学第七章教案:无机非金属材料

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2015-11-13

[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(4HF+SiO2====SiF4↑+2H2O),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(Cu2O),在蓝色玻璃中加的是氧化钴(Co2O3)。

[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(如二氧化锰、二氧化锡等),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](手取一根玻璃管)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(当然,构成晶体的那个最小的单元是我们肉眼看不见的),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(主要成分是硅酸盐)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(呈褐色)。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(g)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(g)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(第一课时)

一、硅酸盐材料

1.水泥

2.玻璃

3.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(展示的资料很容易得到,且可不拘一格)、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。

精品小编为大家提供的高中一年级第一册化学第七章教案,大家仔细阅读了吗?最后祝同学们学习进步。

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