一名优秀的教师在教学方面无论做什么事都有计划和准备，作为教师就要精心准备好合适的教案。教案可以让学生们能够更好的找到学习的乐趣，帮助教师能够井然有序的进行教学。教案的内容具体要怎样写呢？为了让您在使用时更加简单方便，下面是小编整理的“第15讲　碳族元素无机非金属材料”，仅供参考，欢迎大家阅读。

第15讲　碳族元素无机非金属材料
考点1碳族元素
1．碳族元素的化合价
碳族元素常见化合价为+2和+4，其中碳、硅、锗、锡的价化合物较稳定，而铅的价化合物稳定。由氧化还原反应的化合价升降来研究碳族元素的物质，其性质规律如下：
（1）碳族元素的单质以为主，如碳、硅都被氧气氧化。碳作还原剂，温度越高，还原性，高温时碳可还原氧化铜。锡、铅都能与盐酸反应置换出氢气等。
（2）价化合物有还原性。如CO高温时能还原某些金属氧化物（Fe2O3、CuO等）。
（3）价化合物有氧化性。如CO2和碳高温下反应生成CO，PbO2在化学反应中是强氧化剂等。
2．除去CO、CO2气体中混有的杂质（括号内为杂质）
（1）CO(CO2)：通过盛有的洗气瓶。
（2）CO2(CO)：通过盛放的硬质玻璃官。
（3）CO2(O2)：通过盛放的硬质玻璃管。
（4）CO2(SO2)：通过或。
（5）CO2(HCl)：通过。
（6）CO2(H2S)：通过。
[例1]（2007年山东）下图所示为常见气体制备、分离、干爆和性质验证的部分仪器装置（加热设备及夹持固定装置均略去），请根据要求完成下列各题（仪器装置可任意选用，必要时可重复选择，a、b为活塞）。
（1）若气体入口通入CO和CO2的混合气体，E内放置CuO，选择装置获得纯净干燥的CO，并验证其还原性及氧化产物，所选装置的连接顺序为（填代号）。能验证CO氧化产物的现象是。
（2）停止CO和CO2混合气体的通入，E内放置Na2O2，按A→E→D→B→H装置顺序制取纯净干燥的O2，并用O2氧化乙醇。此时，活塞a应，活塞b应。需要加热的仪器装置有（填代号），m中反应的化学方程式为。
（3）若气体入口改通空气，分液漏斗内改改加浓氨水，圆地烧瓶内改加NaOH固体，E内装有铂铹合金网，按A→G→E→D装置程序制取干燥氧气，并验证氨的某些性质。
①装置A中能产生氨气的原因有：。
②实验中观察到E内有红棕色气体现出，证明氨气具有性。
[解析]（1）根据实验要求，A装置中通入的气体为CO和CO2的混合气，在A中，CO2被氢氧化钠吸收，若要获得纯净干燥的CO，需要选取装置C，证明CO2被除尽，然后通过盛有浓硫酸的B除去水蒸气，要验证CO的还原性，需要装有CuO的装置E，验证CO的氧化产物CO2，还需要装置C，最后需要F除去为反应的CO。所选装置的连接顺序是ACBECF，能验证CO的氧化产物的实验现象是：AB之间的C装置中溶液保持澄清，EF之间的C装置中溶液变浑浊。
（2）停止通入CO和CO2的混合气体，需要关闭活塞a，然后打开活塞b，此时稀硫酸与碳酸钠溶液（CO2与NaOH反应生成的）反应，反应生成的CO2气体进入E中，并与与Na2O2反应产生氧气，氧气通过D除去可能存在的CO2，通过B除去水蒸气，得到纯净干燥的氧气，氧气氧化乙醇的条件是需要加热且有铜做催化剂，因此需要加热k使乙醇挥发，并且加热m，使氧气与乙醇蒸气反应，反应的化学方程式是：2CH3CH2OH+O2
2CH3CHO+2H2O。
（3）氢氧化钠固体易吸水并且在溶于水时放出大量的热，氢氧化钠溶于水后溶液中的OH—的浓度增大，这些因素均能浓氨水中的化学平衡：NH3＋H2ONH3H2ONH4+＋OH-向逆反应方向移动，使浓氨水中的氨气放出。根据常识可以判断出在E中出现的红棕色气体应该是NO2，由氨气和NO2中氮元素的化合价可以判断氨气被氧化生成NO2氨气体现出的是还原性。
【答案】（1）ACBECFAB之间的C装置中溶液保持澄清，EF之同的C装置中溶液变浑浊（2）关闭打开km2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O
（3）①氢氧化钠溶于水放出大量热，温度升高，使氨的溶解度减小而放出；氧氧化钠吸水，促使氨放出；氢氧化钠电离出的OH-增大了氨水中OH-浓度，促使氨水电离平衡左移，导致氨气放出。②还原
【方法技巧】本题得分的关键是应明确实验目的：证明混合气体中有CO和H2。要想达到目的，只能利用它们的还原性将之转化为CO2和H2O来检验，同时又要防止CO2和水蒸气的干扰，所以，用CO和H2还原CuO之前，必须首先除去CO2和水蒸气。本题应先解决第（4）问。
考点2碳酸盐性质的一般规律
1．溶解性规律：碱金属的正盐溶解度酸式盐（如：Na2CO3NaHCO3）；碱土金属（第ⅡA族）的正盐溶解度酸式盐〔如：CaCO3Ca(HCO3)2〕。
2．稳定性：难溶性的碳酸盐、(NH4)2CO3及酸式盐受热；可溶性的碳酸盐较稳定，受热；一般来说：稳定性大小顺序为正盐酸式盐。
3．酸式盐与碱反应时的产物要根据相对用量判断。如在Ca(HCO3)2溶液中滴加NaOH溶液：Ca(HCO3)2+NaOH（NaOH少量）
Ca(HCO3)2+2NaOH（NaOH过量）
4．CO32-和HCO3-的检验
（1）CO32-的检验方法：向待检溶液中滴加过量的溶液，生成，再加入
，白色沉淀又溶解，且生成无色、无味的气体，则检得溶液中有CO32-。
（2）HCO3-的检验方法：向待检溶液中滴加足量的的可溶性盐溶液，若无明显现象，再向溶液中加入足量的（如等）溶液，溶液中逸出无色、无味的气体，则待检溶液中有HCO3-。
[特别提醒]：①检验CO32-：试剂CaCl2溶液也可用Ca(NO3)2、BaCl2、Ba(NO3)2等的溶液代替，但不可用Ca(OH)2溶液或Ba(OH)2溶液，原因是无法排除HCO3-的干扰。②检验HCO3-：Ca2+或Ba2+的溶液不可用Ca(OH)2溶液或Ba(OH)2溶液，原因是OH-将HCO3-转化为CO32-；加酸后要通过气体的气味排除HSO3-的干扰。
[例2]（2007年上海理综）（1）钟乳石和石笋的主要成分是碳酸钙，其形成过程如右图所示。随着旅游人数的增加，潮湿溶洞中的钟乳石和石笋受到二氧化碳侵蚀，其化学方程式为：__________________________________。
（2）某学生提出一个修复溶洞底部受损石笋的研究方案，由以下五步组成，正确的实验步骤依次是__________。
①将盛有碱溶液的容器置于石笋的上部②配制一定浓度的碱溶液③选择合适的碱④调节碱溶液下滴的速度⑤观察石笋表面复原情况
[解析]从图可见，石笋受损是由于地表水中溶有CO2，CO2可溶解石笋，生成Ca(HCO3)2，而Ca(HCO3)2在受热的情况下会分解生成CaCO3，形成钟乳石和石笋。修复溶洞底部受损的石笋应用能与Ca(HCO3)2反应的碱。故实验的第一步是选择合适的碱，再配制一定浓度的碱溶液后进行修复操作①④⑤。
【答案】（1）CaCO3＋CO2+H2OCa(HCO3)2（2）③②①④⑤
【误区警示】认为应先观察石笋表面复原情况，根据石笋表面复原情况调节碱溶液下滴的速度，易将④和⑤搞反。
考点3硅及其化合物的特性
1．Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si：2C＋SiO2
2．非金属单质跟碱液作用一般无H2放出，但Si却放出H2：Si＋2Na2OH＋H2O＝
3．非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但Si能与HF作用：Si+4HF＝
4．非金属单质一般为非导体，但Si为。
5．SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接将它与水作用制备H2SiO3。
6．非金属氧化物的熔沸点一般较低，但SiO2的熔沸点却。
7．酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能跟HF作用：SiO2＋4HF＝
8．无机酸一般易溶于水，H2SiO3却难溶于水。
9．因碳酸的酸性强于硅酸，所以在Na2SiO3溶液中通入CO2能发生下列反应：Na2SiO3
+CO2+H2O＝，但在高温下2Na2CO3+SiO2也能发生。
10．Na2SiO3的水溶液称水玻璃，但它与玻璃的成分大不相同，硅酸钠水溶液（即水玻璃）俗称，但它却是的溶液，并不是溶液。
[特别提醒]：硅与氢氧化钠溶液反应时，实际上是水被分解了，碱的存在只是起了加速作用，其过程可认为：Si＋3H2O＝H2SiO3＋2H2↑，H2SiO3＋2NaOH＝Na2SiO3＋2H2O。显然，Si失去电子，是还原剂；H2O中的H得到电子，H2O是氧化剂；NaOH既不是氧化剂，又不是还原剂，它只是反应物而已。综合上述两个反应得到总化学方程式：Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑。
[例3]能说明常温下二氧化硅是很坚硬的固体而二氧化碳是气体的原因是（）
A．硅的非金属性比碳的活泼
B．二氧化硅中硅氧键的类型和二氧化碳中碳氧键不同
C．硅氧键的键能比碳氧键的键能大得多
D．二氧化硅晶体类型和二氧化碳晶体不同
[解析]本题比较两种晶体的物理性质，应该从晶体所属类别入手。由于SiO2是一种空间网状结构的原子晶体，而CO2是靠分子间作用力结合在一起的分子晶体，因此SiO2晶体的熔沸点高、硬度大，而二氧化碳的熔沸点低。
【答案】D
【误区警示】对两种晶体结构认识模糊以及对物理性质差异原因的认识不清，而认为SiO2和CO2属于同主族元素的两种化合物，对应的晶体类型相同，性质上的差异应该在于二氧化硅中硅氧键和二氧化碳中碳氧键间类型和键能的差异。从而错选B、C。
考点4无机非金属材料
1．传统无机非金属材料——水泥和玻璃的生产方法
硅酸盐产品水泥玻璃
主要设备水泥回转窑玻璃窑
原料石灰石和粘土纯碱、石灰石、石英(过量)
反应原理复杂的物理-化学变化Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑
CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑

主要成份
反应条件
2．新型无机非金属材料
新开发利用的无机非金属材料主要有氮化硅（Si3N4)、刚玉（Al2O3）等陶瓷，碳化硼、光导纤维(主要成分是SiO2)等，这些材料具有特殊结构、特殊功能。
传统非金属材料具有抗腐蚀、耐高温等许多优点，但质脆，耐热冲击差。
新型非金属材料继承了传统非金属材料的优点，并克服了缺点，主要具有以下特性：①
；②；③；④。
[特别提醒]：复杂硅酸盐可以看成碱性氧化物和酸性氧化物所组成的复杂化合物，因此可以改写为aMxOybSiO2cH2O的方式（具体顺序是：碱性氧化物两性氧化物酸性氧化物水），如硅酸钙：3CaOSiO2、铝酸三钙：3CaOAl2O3；高岭土：Al2O32SiO22H2O。
[例4]（2008届南通市第一次调研测试）汉代器物上的颜料“汉紫”至今尚没有发现其自然存在的记载。20世纪80年代科学家进行超导材料研究时，偶然发现其成分为紫色的硅酸铜钡（化学式：BaCuSi2Ox，Cu为＋2价），下列有关“汉紫”的说法中不正确是（）
A．用盐的形式表示：BaSiO3CuSiO3B．用氧化物形式表示：BaOCuO2SiO2
C．易溶于强酸、强碱D．性质稳定，不易褪色
[解析]根据化合物中正负化合价的代数和等于零可知，A、B正确。硅酸盐只溶于强酸不溶于强碱，C错。从题给信息：汉代器物上的颜料“汉紫”可知“汉紫”性质稳定，不易褪色，D正确。
【答案】C

参考答案
考点1碳族元素
1．+4+2（1）还原性越强（2）＋2（3）+4
2．（1）澄清石灰水（2）灼热CuO（3）灼热铜网（4）饱和NaHCO3溶液酸性KMnO4溶液（5）饱和NaHCO3溶液（6）CuSO4溶液
考点2碳酸盐性质的一般规律
1．大于＞小于＜2．易分解难分解＞
3．CaCO3↓+NaHCO3+H2OCaCO3↓+Na2CO3+2H2O
4．（1）CaCl2白色沉淀稀盐酸或稀硝酸Ca2+或Ba2+酸盐酸、硝酸、醋酸
考点3硅及其化合物的特性
1．Si＋2CO↑2．Na2SiO3＋2H2↑3．SiF4↑+H2↑4．半导体6．很高
7．SiF4↑＋H2O9．Na2CO3+H2SiO3↓Na2SiO3+CO2↑10．泡花碱盐碱
考点4无机非金属材料
1．3CaOSiO2、2CaOSiO2、3CaOAl2O3Na2SiO3、CaSiO3、SiO2高温高温
2．能承受高温具有电学特性具有光学特性具有生物功能
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扩展阅读

新型无机非金属材料

老师工作中的一部分是写教案课件，大家在仔细设想教案课件了。写好教案课件工作计划，我们的工作会变得更加顺利！你们知道适合教案课件的范文有哪些呢？下面是由小编为大家整理的“新型无机非金属材料”，欢迎大家与身边的朋友分享吧！

课题：新型无机非金属材料

教学重点：新型无机非金属材料的特点。

教学过程：

引言：能源、信息、材料是文明的三大支柱。而能源问题的解决和信息社会的飞速发展都是以材料的突破为前提的。材料与我们的生活密切相关，是人类社会生活中不可缺少的物质基础，它们在现代电子、航天航空等尖端科学中应用广泛。人类使用和制造材料有着悠久的历史，制造出的第一种材料是陶。

设问：提出问题，让学生讨论。

1.玻璃刀能划玻璃靠的是什么材料？（刀头上的金刚石）

2.手表中的"钻"指的是什么材料的多少？（人造红宝石）

3.煤气炉中电子打火靠的是什么材料？（压电陶瓷）

4.信息高速公路是依靠什么材料来铺设的？（光导纤维）

板书：第三节新型无机非金属材料

材料包括很多种，可以把它们分类：投影：

一、材料的分类和特点：

1．材料可分为：无机非金属材料传统无机非金属材料如：水泥、玻璃、陶瓷

新型无机非金属材料如：高温结构陶瓷、光导纤维

金属材料如：Fe、Cu、Al、合金等。

高分子材料如：聚乙烯、聚氯乙烯

讲解：今天，我们主要学习和了解的是新型无机非金属材料。请看课本中的有关内容，可以讨论，交流，也可以起来发言。注意总结出要点。

交流并及时小结：1．传统的硅酸盐材料有什么优、缺点？

优点：抗腐蚀、耐高温；缺点：质脆、经不起热冲击。

2．新型无机非金属材料有哪些特性？

①承受高温，强度高。②具有光学特性。③具有电学特性。④具有生物功能。

板书：二、新型无机非金属材料简介

新型无机非金属材料很多，现列举几种：压电材料；磁性材料；导体陶瓷；激光材料，光导纤维；超硬材料（氮化硼）；高温结构陶瓷；生物陶瓷（人造骨头、人造血管）等等。

今天，我们主要了解其中的两种高温结构陶瓷和光导纤维。

板书：(一)、高温结构陶瓷

1．氧化铝陶瓷

展示：高压钠灯。外罩是玻璃，里面的灯管是氧化铝陶瓷，是一种高温结构材料。

高压钠灯内温度高达1400℃，同时钠蒸气具有很强的腐蚀性。

展示：坩埚、高温炉管。

让学生概括出氧化铝陶瓷的主要性能和用途。可以看书、交流。

讲解：性能：熔点高、硬度大、透明、耐高温；用途：坩埚、高温炉管、刚玉球磨机、高压钠灯管管

2．氮化硅陶瓷

展示：陶瓷柴油机的图片。

说明：氮化硅陶瓷也是一种高温结构陶瓷，我国等少数先进国家，已经用它制造出来陶瓷柴油机。其优点：超硬物质，具有润滑性，耐磨性抗腐蚀性强，高温也能抗氧化。

当然，还有其他高温结构材料，如碳化硼陶瓷等等。

板书：（二）、光导纤维

展示：光缆、光导纤维仪、光导纤维装饰品、玩具等。

上述物品及演示中，可以观察到：光导纤维可以传输光、图像、音乐等。

当然，它的最大用途是，远距离信息传输，构建信息高速公路。还可以用于医学的肠镜、胃镜、心脏等内窥镜。

播放：光导纤维的视频。

学生概括：光导纤维的主要性能和用途：传导光的能力很强，应用于通信。

教师小结：对比光纤光缆和普通电缆。光纤光缆信息量大，每根光缆上理论上可同时通过10亿路电话。而普通电缆8管同轴电缆每条通话1800路；光纤光缆原料来源广（石英玻璃），节约有色金属。而普通光缆资源较少；光纤光缆质量小，每km27g，不怕腐蚀，铺设方便。而普通光缆每km1.6t；光纤光缆成本低，每km10000元左右。而普通光缆每km200000元左右；光纤光缆性能好，抗电磁干扰保密性强，能防窃听，不发生电辐射……

指导阅读：教材中的资料“人造宝石”。

教师展示有关图片并适当讲解。

课堂练习：

1．有关高温结构陶瓷和光导纤维的说法正确的是（）

A．高温结构陶瓷弥补了金属材料的弱点，但是硬度却远远低于金属材料

B．氮化硅陶器是一种重要的结构材料，具有超硬性，它不与任何无机酸反应

C．光导纤维是一种能高质基传导光的玻璃纤维

D．光导纤维的抗干扰性能好，不发生电辐射，通讯质量高，能防窃听

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缺点，但强度比较差

C．高温结构材料具有能受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点

D．新型无机非金属材料特性之一具有电学特性

参考答案：1．C、D2．B

板书设计：第三节新型无机非金属材料

一、材料的分类和特点：

2．新型无机非金属材料有哪些特性？

①承受高温，强度高。②具有光学特性。③具有电学特性。④具有生物功能。

二、新型无机非金属材料简介

(一)、高温结构陶瓷

1．氧化铝陶瓷

性能：熔点高、硬度大、透明、耐高温；用途：坩埚、高温炉管、刚玉球磨机、高压钠灯管管

2．氮化硅陶瓷

其优点：超硬物质，具有润滑性，耐磨性抗腐蚀性强，高温也能抗氧化。

还有其他高温结构材料，如碳化硼陶瓷等等。

（二）、光导纤维

对比光纤光缆和普通电缆

光纤光缆

普通电缆

信息量大，信息量大，每根光缆上理论上可同时通过10亿路电话

8管同轴电缆每条通话1800路

原料来源广（石英玻璃），节约有色金属

资源较少

质量小，每km27g，不怕腐蚀，铺设方便

每km1.6t

成本低，每km10000元左右

普通光缆每km200000元左右

性能好，抗电磁干扰保密性强，能防窃听，不发生电辐射

教学点评：

随着科学技术的迅猛发展和人民生活的不断改善，新型无机非金属材料显得越来越重要了，本节教学从学生身边的事物出发引出问题，并通过展示相关的媒体素材使学生更深刻的认识新型无机非金属材料在科学技术和人民生活中越来越重要。

无机非金属材料教案

一名优秀的教师在教学时都会提前最好准备，高中教师要准备好教案，这是老师职责的一部分。教案可以让学生们能够更好的找到学习的乐趣，帮助高中教师缓解教学的压力，提高教学质量。你知道怎么写具体的高中教案内容吗？以下是小编为大家收集的“无机非金属材料教案”希望能对您有所帮助，请收藏。

第三节无机非金属材料
●教学目标
1.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。
2.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。
3.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。
4.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
2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
第一课时
［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（包括电视机、音响、电脑等）
［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（如泥土、木材、石头等），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，从制造出第一种材料——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（石膏）适量水泥回转窑高温硅酸三钙：3CaOSiO2硅酸二钙：2CaOSiO2铝酸三钙：3CaOAl2O3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］
1949~1998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（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。

无机非金属材料的主角硅

一、探究目标

（一）知识技能

1.了解硅、二氧化硅的主要性质。

2.认识硅、二氧化硅在生产、信息技术、材料科学等领域的应用。

（二）过程与方法

1.结构决定性质、性质决定用途。

2.了解材料发展的历史与前景。

（三）情感价值观

认识化学在材料科学中的重要地位，了解中华民族的传统文化，激发学习化学的兴趣。

二、探究重点

二氧化硅的结构、性质和用途；硅单质的用途。

三、探究难点

二氧化硅的结构和化学性质。

四、探究过程

阅读与思考

板书第四章非金属及其化合物

请阅读课本第四章引言，对照元素周期表回顾你所知道的非金属及其化合物。

地壳中含量最多的前两种元素：氧和硅，它们构成了地壳的基本骨架；

空气中的含量最多的元素：氮和氧，它们是地球生命的重要基础元素之一；

人类活动产生的影响大气质量的气态氧化物主要是非金属氧化物如：SO2、NO2、CO等。

食盐中的氯元素等。

思考与交流

1.同学们想象一下，所展示的图片，它们之间有什么联系呢？

2.计算机的芯片，传导电话的光缆，化学实验室的玻璃仪器，你能想象得出它们都是以硅或硅的化合物为材料制成的吗？那末，自然界有没有游离的硅？自然界有没有硅的化合物呢？没有的怎样制取？有的怎样利用？请同学阅读课本P.62

板书无机非金属材料的主角—硅

一、二氧化硅（silicondioxide）

1.物理性质：请同学阅读课本P.63内容，将你阅读的内容整理成知识小卡片。

整理归纳

二氧化硅的物理性质：结构与金刚石相似，熔点高；硬度大，不溶于水，是沙子、石英等的主要成分，可用来装饰、制造电子部件和光学仪器。

思考与交流根据SiO2的存在和应用，请你分析以下问题：SiO2具有哪些物理性质？化学稳定性如何？你的根据是什么？SiO2的这些性质是由什么决定的？练习1①实验室中盛放碱液的试剂瓶为什么不用玻璃塞？②实验室盛放氢氟酸的试剂瓶为什么不用玻璃瓶？

①因为玻璃中含有二氧化硅，易与碱液反应生成对应的硅酸盐，将瓶塞与瓶口粘合。

②因为玻璃的主要成分是二氧化硅，氢氟酸与二氧化硅反应：

SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O。

2.化学性质

二氧化硅的化学性质不活泼，是酸性氧化物。

知识迁移：二氧化碳与二氧化硅的化学性质比较相近，请阅读课本，以表格形式将二氧化碳和二氧化硅的化学性质作一个对比。

整理归纳

物质

二氧化碳（CO2）

二氧化硅（SiO2）

与水反应

CO2+H2O==H2CO3

不反应

与酸反应

不反应

SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O

与碱反应

CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O

SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O

与碱性氧化物反应

CO2+Na2O==Na2CO3

高温
SiO2+CaO===CaSiO3

与碳反应

CO2+C==2CO

高温

SiO2+2C==Si+2CO↑

练习2、如何除去下列物质中的杂质?(用化学方程式表示其过程)

SiO2中混有CaCO3CaCO3中混有SiO2

3.用途

二氧化硅用途广，石英表中的压电材料、光导纤维等光纤光缆与普通电缆的比较

光纤光缆

普通光缆

每根光缆可同时通过10亿路电话

8管同轴电缆，每条通话1800路

原料来源广

资源较少

质量轻，不怕腐蚀，铺设方便

质量大，怕腐蚀

抗电磁干扰，保密性好，不发生电辐射

不抗电磁干扰，发生电辐射

二、硅单质

阅读整理

1.硅的用途

晶体管、集成电路、硅整流器、太阳能电池、硅合金等晶体管集成电路

在太阳能方面的利用卫星的翅膀汽车的尾巴

课后查询：请你课后到图书馆或者上网查询有关硅的应用方面以及我国在硅领域方面的发展与潜力方面的资料，补充你的小资料库

2.硅的制取请同学阅读课本P.69SiO2+2C==Si（粗硅）+2CO↑

3.物理性质请同学阅读课本P.68单质硅的内容，将你阅读的内容整理成知识小卡片。

整理归纳

硅的档案：硅元素在地壳中的含量仅次于氧元素，排行老二，储量丰富。自然界没有游离的硅，常见的化合态的硅有二氧化硅和硅酸盐等。单质硅有晶体硅和无定形硅（非晶硅）两种。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。单质硅是良好的半导体材料，广泛应用于各个领域。

4.化学性质

常温下，化学性质不活泼。常温下只与氟气、氢氟酸和强碱反应。硅不跟其他物质，如氧气、氯气、硫酸、硝酸等起反应。请阅读《优化设计》P85

归纳总结：

1.二氧化硅的性质及用途

2.硅单质的用途及性质

作业：《知识方法能力》P45第一、三两题

无机非金属材料的主角——硅

一名优秀的教师在教学时都会提前最好准备，作为教师就要好好准备好一份教案课件。教案可以让讲的知识能够轻松被学生吸收，帮助教师有计划有步骤有质量的完成教学任务。那么怎么才能写出优秀的教案呢？小编特地为大家精心收集和整理了“无机非金属材料的主角——硅”，但愿对您的学习工作带来帮助。

高一化学必修1学案设计
第四章非金属及其化合物
第一节无机非金属材料的主角——硅
第一课时
学习目标：
1．记住硅元素的原子结构特点和存在形式。
２．记住SiO2的存在形态，掌握其化学性质。
３．记住硅酸的组成和性质，了解硅胶的形成和用途。
知识梳理：
一、硅的存在与结构
1．硅的存在
（1）含量：硅在地壳中的含量仅次于。
（2）存在：
硅是一种元素，在自然界中只存在态，主要以及的形式存在。
2．硅的原子结构
原子结构示意图为：C：Si：
最外层均有个电子，其原子既失电子也得到电子，化合物中一般显价。
二、二氧化硅和硅酸
1．二氧化硅（SiO2）
（1）SiO2的存在
存在形态有形和形两大类，石英、玛瑙、沙子的主要成分是。
（2）SiO2的物理性质
熔点，硬度，导电，溶于水。
（3）SiO2的化学性质
①不与水、一般的酸反应。
②酸性氧化物的通性。
与CaO反应的化学方程式为：；
与强碱NaOH溶液反应的化学方程式为：。
思考：实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而为什么不用玻璃塞？（提示：玻璃中含有SiO2）
③特性
与氢氟酸（HF）反应，化学方程式为：。
（5）用途
①是基本的建筑材料。
②纯净的SiO2是现代光学及光纤制品的基本原料，可以制作。
③实验室中使用的。
④和制作饰物和工艺品。
2．硅酸
（1）硅酸的性质
硅酸是一种很弱的酸，酸性比碳酸。
向Na2SiO3溶液中通人CO2，反应的化学方程式为：

课下作业：
1．科学家提出硅是“21世纪的能源”，这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。下列关于硅的说法中错误的是（）
A．自然界硅的贮量丰富
B．自然界中存在大量的单质硅
C．高纯度的硅被用于制作计算机芯片D．光导纤维的主要成分是Si
2．下列说法正确的是（）
A．二氧化硅溶于水显酸性
B．二氧化碳通入硅酸钠溶液中可得硅酸
C．已知高温时有所以硅酸的酸性比碳酸强
D．因为二氧化硅属于酸性氧化物，所以不溶于任何酸
3．能证明碳酸比硅酸酸性强的实验事实是（）。
A．CO2是气体，SiO2是固体
B．高温下能发生反应
C．CO2溶于水生成碳酸，而SiO2却不溶于水
D．CO2通入Na2SiO3溶液中有胶状沉淀生成
4．赏心悦目的雕花玻璃是用下列物质中的一种对玻璃进行刻蚀而制成的。这种物质是（）
A．盐酸B．氢氟酸
C．烧碱D．纯碱
5．空气中久置而不会变质的是（）
A．烧碱B．过氧化钠
C．二氧化硅D．硅
6．下列物质间转化必须加入还原剂才能实现的是（）
A．SiO2→Na2SiO3B．Si→Na2SiO3
C．Si→SiF4D．SiO2→Si

文章来源：http://m.jab88.com/j/72315.html

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