2023-2024学年人教版新教材必修第二册 第五章第三节 无机非金属材料（第2课时） 教案

课题第三节无机非金属材料第二课时教学目标课程标准要求1.结合真实情景中的，应用实例了解硅及其重要化合物的主要性质，认识这些物质在生产中的应用。2.结合实例认识非金属硅及其化合物的多样性了解通过化学反应可以探索物质性质，实现物质转化，认识物质及其转化，在促进社会文明进步，自然资源综合利用的重要价值。3.能说明硅元素及其化合物的应用对社会发展的价值。教学目标1.通过自主学习，了解晶体硅、二氧化硅、新型陶瓷、碳纳米材料的性能和用途，感受新型无机非金属材料的奇特性能及在高科技领域所发挥的作用，激发学生学习化学的兴趣。2.通过类比同类物质，掌握硅酸和硅酸钠的化学性质，了解其在日常生活中的用途。教学重点、难点重点：新型无机非金属材料的主要性能和用途，硅酸钠。硅酸、二氧化硅的性质和用途。难点：硅酸、二氧化硅的性质和用途。课前自学问题设计及学情反馈【问题1】根据物质类别写出硅酸和氢氧化钠反应的方程式、硅酸受热分解的反应方程式。【问题2】已知酸性HCl>H2CO3>H2SiO3，试写出硅酸钠和盐酸的反应方程式。试写出向硅酸钠中通入少量的二氧化碳、过量二氧化碳涉及的化学反应方程式。【问题3】碳和硅原子的结构相似，为什么二氧化硅和二氧化碳的物理性质差别很大？化学性质有哪些相同点和不同点？【问题4】阅读课本第22至23页。回答常见的碳纳米管新型陶瓷种类、性能以及用途有哪些？【问题5】完成课本第25页习题二，了解日常生活中含硅元素的各物质的成分？情境问题导入透明小球是硅酸逐渐聚合而形成的胶体-硅酸溶胶，硅酸浓度较大时，则形成软而透明的、胶冻状的硅酸凝胶。硅酸凝胶经干燥脱水就形成硅酸干胶，称为“硅胶”。硅胶常用做实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体。你知道这是为什么吗？【情境导入】任务一：【问题1】根据物质类别写出硅酸和氢氧化钠反应的方程式、硅酸受热分解的反应方程式。【过渡】硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，在自然界分布极广。最简单的硅酸盐是硅酸钠（Na2SiO3)，可溶于水，其水溶液俗称水玻璃，是制备硅胶和木材防火剂等的原料。【问题2】已知酸性HCl>H2CO3>H2SiO3，试写出硅酸钠和盐酸的反应方程式。【过渡】根据反应Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑，能否证明硅酸的酸性比碳酸强？【问题3】该如何设计实验证明碳酸酸性强于硅酸呢？【问题4】试写出向硅酸钠中通入少量的二氧化碳、过量二氧化碳涉及的化学反应方程式。任务二：【问题1】碳和硅原子的结构相似，为什么二氧化硅和二氧化碳的物理性质差别很大？化学性质有哪些相同点和不同点？任务三：【过渡】新型无机非金属材料在组成上不再限于传统的硅酸盐体系，如陶瓷在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功能，进一步拓展了材料的应用领域。【问题1】阅读课本第22至23页。回答常见的碳纳米管新型陶瓷种类、性能以及用途有哪些？【问题2】完成课本第25页习题二，了解日常生活中含硅元素的各物质的成分？课堂检测【训练1】1.下列叙述正确的是（）A.CO2和SiO2都是酸性氧化物，所以两者的物理性质相似B.因为CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸强C.CO2和SiO2都能与碳反应，且都作氧化剂D.SiO2既能和NaOH反应，又能和HF反应，所以二氧化硅属于两性氧化物【答案】C【训练2】化学知识与科技、生产、生活有密切的关系。下列叙述中错误的是（）A．“天宫二号”空间运行的动力源泉——太阳能电池帆板，其核心材料为晶体硅B．“天问一号”火星车使用的保温材料——纳米气凝胶，具有丁达尔效应C．三星堆二号祭祀坑出土商代的铜人铜像填补了我国考古学、青铜文化史上的诸多空白。青铜器的出土表明我国商代已经掌握冶炼铜技术D．“北斗系统”组网成功，北斗芯片中的半导体材料为二氧化硅【答案】D【训练3】硅元素在自然界中主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在。回答下列问题：（1）Si是良好的半导体材料，试写出硅单质的一种用途：。（2）SiO2是玻璃的主要成分之一，烧碱溶液对玻璃有腐蚀性，写出SiO2与烧碱溶液反应的离子方程式：。（3）Na2SiO3溶液俗称，往Na2SiO3溶液中通入足量CO2气体出现的现象是。（4）工业上常用焦炭和二氧化硅在高温条件下制备粗硅，该反应的化学方程式为。【答案】（1）用作计算机的芯片（或硅太阳能电池）（2）SiO2＋2OH－Si＋H2O（3）水玻璃有白色不溶物生成（4）2C＋SiO2Si＋2CO↑【训练4】中国高铁对实现“一带一路”的战略构想有重要的作用。（1）建设高铁轨道需要大量的水泥，生产水泥的主要原材料是黏土和。（2）高铁上的信息传输系统使用了光导纤维，其主要成分是；乘务员使用的无线通话机的芯片材料是。（3）高铁上安装有许多玻璃，氢氟酸可以处理玻璃表面的微裂纹，氢氟酸与玻璃中的二氧化硅反应的化学方程式为。（4）高铁上的卫生间没有任何异味，是由于所使用的马桶、地漏和洗手盆下水口都是纳米硅胶的高科技产品，向硅酸钠溶液中加入稀盐酸可产生硅酸胶体，该反应的离子方程式为。【答案】（1）石灰石（2）SiO2Si（3）SiO2＋4HFSiF4↑＋2H2O（4）Si＋2H＋H2SiO3（胶体）课堂小结回归目标硅酸与碱反应：H2SiO3+2NaOH==Na2SiO3+2H2O受热分解：H2SiO3H2O+SiO2硅酸钠与盐酸反应：Na2SiO3＋2HCl2NaCl＋H2SiO3↓与CO2反应：CO2少量：Na2SiO3＋CO2＋H2ONa2CO3＋H2SiO3↓CO2过量：Na2SiO3＋2CO2＋2H2O