硅酸盐矿物与硅酸盐产品

硅酸盐矿物与硅酸盐产品

学习内容分析:

(1)本课内容的组成:本节内容由三个部分组成,分别是硅酸盐矿物的氧化物表示法、可溶性硅酸钠溶液的相关知识及水泥、陶瓷、玻璃等硅酸盐产品制作及其用途。通过硅酸盐矿物氧化物形式的书写比较,探究归纳出其表示规律及通式,再过渡到对可溶性硅酸钠的介绍,包括其储存、暴露在空气中易变质等,最后介绍水泥,陶瓷,玻璃这些硅酸盐产品的生产原料、设备、反应过程、最后组成等。

(2)在模块中的学习地位和作用:本节内容位于必修一专题3第三单元,在此之前我们已经学习了有关铝、铁、铜等金属及其化合物的学习,我们已经掌握以了一定的学习过程及方法。本小节内容在此起到了承上启下的过度作用,为下一节二氧化硅和硅的学习打下一定的基础。

学习者分析:

(1)学生已有的知识水平和能力基础:1、在本课学习之前,已经学习了很多矿物中提取单质的知识,知道一定的学习规律。2、在学习本课之前,进行了很多探究实验,这节课中虽然不是实验探究,但学生普遍已经具有了一定的探究归纳能力。3、水泥、陶瓷、玻璃是学生经常能够接触到的事物,对其生产过程等也有一定的兴趣。

(2)学生学习本课内容时可能遇到的困难和问题:1、硅酸钠是一全新的物质,接受可能会慢一些。2、水泥、玻璃、陶瓷等生产只是局限于理论知识的介绍,没有直观的观察,缺少一些想象力。

教学重点:硅酸钠水溶液相关知识的学习

教学难点:本节内容是理论性知识,学习较为枯燥,要增强与学生之间的互动,增强学习的趣味性。

教学目标:

知识与技能:1、掌握硅酸盐矿物的氧化物的形式表示方法。2、掌握硅酸钠的相关知识。3、知道常见的硅酸盐产品,能区分其组成。

过程与方法:1、通过对常见硅酸盐矿物的氧化物形式的学习,探究其书写规律,提高学生的科学探究能力。2、在硅酸钠水溶液的学习中,能够联系前面所学习的知识,提高举一反三的思维能力

情感态度与价值观:1、引导学生探究,激发学生的学习热情。2、水泥、陶瓷、玻璃在工业、建筑业等都有一定的应用,让学生知道化学的重要性,激发学生自豪感及对学习化学乐趣。

教学准备:教学PPT

教学过程:

环节一:课前导入,吸引大众

同学们,大家先环顾一下我们的教室,大家说说看到最多的是什么? 答:玻璃、白墙

是的,玻璃、墙在我们这个教室里,我们看到最多的,那么,大家能否猜到他们之间有什么联系吗?

答:没有联系吧,毕竟外观差别太大了,可能生产时的原料有些联系。

对,这位同学很聪明,我们从外观,观察不出它们的联系,联想到他们生产时原料可能相同,现在老师先回答这个问题,墙在粉刷前是粗糙的水泥墙,水泥和玻璃生产时所需原料是不一样的,这一点我们稍后会讲,那么这两者,究竟有什么

联系呢。其实这两者的组成是类似的,都是硅酸盐产品。这就是我们这节课要学习的“硅酸盐矿物与硅酸盐产品”。

环节二:开门见山,切入正题

大家看一下PPT,除了水泥、玻璃是硅酸盐产品外,图片中展示的宝石、家用的陶瓷茶具这些组成都是硅酸盐。关于盐,我们都知道是由阳离子和阴离子组成的化合物,组成都比较简单,比如氯化钠、硫酸盐等,但我们今天要学习的硅酸盐,组成相当复杂,为了更直观,人们通常以氧化物的形式来表示它们的组成。

1、硅酸盐组成的介绍

大家看PPT上展示的几张图片,分别是锆石、红柱石、钙铝石榴子石、镁橄榄石。大家也可以看到,书本上也有这几类硅酸盐矿物的展示图。我们来分别写出他们的氧化物形式。分别是:ZrO2 SiO2 Al2O3 SiO2 3CaO Al2O3 3SiO2 2MgO SiO2。大家来探究一下,硅酸盐在书写的时候,有没有什么规律,同时也希望大家能够总结出一通式来。

这位同学来回答一下,哎,这位同学回答的很好,这位同学说书写规律是金属氧化物+ SiO2。这位同学回答得很好。那么如果前面是两种金属氧化物呢,这排序有没有什么规律。我们也让一位同学来回答一下。请这位同学来回答一下,哦,很可惜,这位同学说没有找到什么规律。其实让我们来观察一下钙铝石榴子石的氧化物形式,是不是Ca的氧化物在前,Al的氧化物在后,其实Ca是+2,Al是+3。所以啊,这在书写时,是低价氧化物写在前,高价氧化物写在后。如果是在等价的情况下,同学们注意了,活泼的金属写在前面,不活泼的则写在后面。

2、硅酸纳溶液介绍

大家都知道,我们开采出来的硅酸盐矿物都是固体,在海洋等中,很少存在硅酸盐,那是因为硅酸盐一般是不溶于水的,但也有一例是例外,他就是硅酸纳,硅酸纳可以溶于水,我们一般将硅酸纳的水溶液俗称“水玻璃”是建筑行业经常使用的一种粘合剂。那么我们如何得到,硅酸纳溶液呢。大家发散一下自己的思维,思考一下,盐可以通过什么反应来得到。大家前后组成四人小组,讨论一下,再来告诉老师。

好,我们来请一组同学来回答一下。我们之前学习过可以通过以下反应来得到盐:酸和碱反应、酸和盐反应、碱和盐反应、碱和氧化物反应。对这位同学回答得很好,我们可以通过酸和碱反应、酸和盐反应、碱和盐反应、碱和氧化物反应来得到我们需要的盐,在硅酸盐的制备中,我们就应用了其中一种,就是碱和氧化物反应,用氢氧化钠和二氧化硅反应,可以制得硅酸纳溶液。同学们来写一下化学反应方程式:2NaOH +SiO2==Na2SiO3 + H2O。所以,所配得的水玻璃中往往含有过量的NaOH。所以硅酸纳溶液在储存中,不能用玻璃塞,因为玻璃的主要成分是SiO2,会与溶液中过多的氢氧化钠反应,最后生成硅酸纳溶液,之前说过,硅酸纳溶液是很好的黏合剂,所以塞子和试剂瓶会紧密得黏合在一起,不易取出。同样,我还要说一下,硅酸纳溶液暴露在空气中,容易变质,大家来想一想,这是为什么?请这位同学来回答一下。嗯,这位同学回答得很好,会与空气中的某种物质发生化学反应,那么参与反应的物质是什么呢?空气中有CO2、N2等气体。CO2气体较活泼,会参与很多反应。同样硅酸纳溶液变质也是因为CO2在作怪。那么,大家能写出反应的方程式吗?NaSiO3 +CO2 +HO2==H2SiO( + Na2CO3。 3沉淀)

3、硅酸盐产品介绍

人们在挖掘、开发出硅酸盐矿物后,又对其进行了加工,使其成为对我们有帮助的硅酸盐产品。在课开始前,我们已经说过了水泥、玻璃都是硅酸盐产品,

还有古人很早就对硅酸盐开始进行工艺加工的陶瓷,他们都是硅酸盐的产品。我们将这三类物质,结合课本及课外知识,对其原料、加工设备、过程反应、最后组成、用途等,就是这张表格进行填写。大家在下面思考一下,把答案先写在纸上,老师将表格画在黑板上,等下叫三位同学,分别来概括一下。好,老师的表格画好了,我们请三位同学,将自己的答案填入表格中。嗯,同学们都填写好了,我们来核对一下,水泥是当今建筑行业的基础材料,工业上以黏土(主要成分是铝硅酸盐)、石灰石为原料,在水泥回转窑中高温煅烧,再加入适量的石膏,磨成细粉,进行物理上和化学上的反应,最后得到普通的硅酸盐水泥。陶瓷是我们人类最早进行的硅酸盐加工工艺,也是人类最早从事的化学工艺之一,陶瓷以黏土为原料,在陶瓷窑中进行化学和物理反应,最后得到产品。在生活、农业生产、化工生产、电子工业等方面都有很好的运用。最后玻璃,普通玻璃是将石灰石、纯碱、石英在玻璃融炉中高温熔融制得的。其组成一般为Na2OCaO6SiO2。随着我们人类的不断研究,在不同的场合出现了不同的玻璃。比如钢化玻璃、有色玻璃等。

环节三:收放自如,总结陈词

大家这节学习内容的很多,对硅酸盐的组成的氧化物形式表达、硅酸纳及硅酸盐的产品都一定的学习,希望大家课后好好复习,今天的课就到这里。 教学评价:

1、 硅酸纳溶液的制备。

2、 硅酸纳于空气中易变质的原理。

板书设计:

硅酸盐矿物与硅酸盐产品

一、 组成

锆石 红柱石 钙铝石榴子石 镁橄榄石

ZrO2 SiO2 Al2O3 SiO2 3CaO Al2O3 3SiO2 2MgO SiO2

规律:低价金属氧化物写在前面,高价金属氧化物写在后面

活泼金属氧化物写在前面,不活泼金属氧化物写在后面

通式:金属氧化物SiO2HO2

二、 硅酸纳 俗称“水玻璃”

a、制备:2NaOH +SiO2==Na2SiO3 + H2O

b、储存:不能用玻璃瓶塞

c、于空气中易变质:NaSiO3 +CO2 +HO2==H2SiO3(沉淀) + Na2CO3

硅酸盐矿物与硅酸盐产品

学习内容分析:

(1)本课内容的组成:本节内容由三个部分组成,分别是硅酸盐矿物的氧化物表示法、可溶性硅酸钠溶液的相关知识及水泥、陶瓷、玻璃等硅酸盐产品制作及其用途。通过硅酸盐矿物氧化物形式的书写比较,探究归纳出其表示规律及通式,再过渡到对可溶性硅酸钠的介绍,包括其储存、暴露在空气中易变质等,最后介绍水泥,陶瓷,玻璃这些硅酸盐产品的生产原料、设备、反应过程、最后组成等。

(2)在模块中的学习地位和作用:本节内容位于必修一专题3第三单元,在此之前我们已经学习了有关铝、铁、铜等金属及其化合物的学习,我们已经掌握以了一定的学习过程及方法。本小节内容在此起到了承上启下的过度作用,为下一节二氧化硅和硅的学习打下一定的基础。

学习者分析:

(1)学生已有的知识水平和能力基础:1、在本课学习之前,已经学习了很多矿物中提取单质的知识,知道一定的学习规律。2、在学习本课之前,进行了很多探究实验,这节课中虽然不是实验探究,但学生普遍已经具有了一定的探究归纳能力。3、水泥、陶瓷、玻璃是学生经常能够接触到的事物,对其生产过程等也有一定的兴趣。

(2)学生学习本课内容时可能遇到的困难和问题:1、硅酸钠是一全新的物质,接受可能会慢一些。2、水泥、玻璃、陶瓷等生产只是局限于理论知识的介绍,没有直观的观察,缺少一些想象力。

教学重点:硅酸钠水溶液相关知识的学习

教学难点:本节内容是理论性知识,学习较为枯燥,要增强与学生之间的互动,增强学习的趣味性。

教学目标:

知识与技能:1、掌握硅酸盐矿物的氧化物的形式表示方法。2、掌握硅酸钠的相关知识。3、知道常见的硅酸盐产品,能区分其组成。

过程与方法:1、通过对常见硅酸盐矿物的氧化物形式的学习,探究其书写规律,提高学生的科学探究能力。2、在硅酸钠水溶液的学习中,能够联系前面所学习的知识,提高举一反三的思维能力

情感态度与价值观:1、引导学生探究,激发学生的学习热情。2、水泥、陶瓷、玻璃在工业、建筑业等都有一定的应用,让学生知道化学的重要性,激发学生自豪感及对学习化学乐趣。

教学准备:教学PPT

教学过程:

环节一:课前导入,吸引大众

同学们,大家先环顾一下我们的教室,大家说说看到最多的是什么? 答:玻璃、白墙

是的,玻璃、墙在我们这个教室里,我们看到最多的,那么,大家能否猜到他们之间有什么联系吗?

答:没有联系吧,毕竟外观差别太大了,可能生产时的原料有些联系。

对,这位同学很聪明,我们从外观,观察不出它们的联系,联想到他们生产时原料可能相同,现在老师先回答这个问题,墙在粉刷前是粗糙的水泥墙,水泥和玻璃生产时所需原料是不一样的,这一点我们稍后会讲,那么这两者,究竟有什么

联系呢。其实这两者的组成是类似的,都是硅酸盐产品。这就是我们这节课要学习的“硅酸盐矿物与硅酸盐产品”。

环节二:开门见山,切入正题

大家看一下PPT,除了水泥、玻璃是硅酸盐产品外,图片中展示的宝石、家用的陶瓷茶具这些组成都是硅酸盐。关于盐,我们都知道是由阳离子和阴离子组成的化合物,组成都比较简单,比如氯化钠、硫酸盐等,但我们今天要学习的硅酸盐,组成相当复杂,为了更直观,人们通常以氧化物的形式来表示它们的组成。

1、硅酸盐组成的介绍

大家看PPT上展示的几张图片,分别是锆石、红柱石、钙铝石榴子石、镁橄榄石。大家也可以看到,书本上也有这几类硅酸盐矿物的展示图。我们来分别写出他们的氧化物形式。分别是:ZrO2 SiO2 Al2O3 SiO2 3CaO Al2O3 3SiO2 2MgO SiO2。大家来探究一下,硅酸盐在书写的时候,有没有什么规律,同时也希望大家能够总结出一通式来。

这位同学来回答一下,哎,这位同学回答的很好,这位同学说书写规律是金属氧化物+ SiO2。这位同学回答得很好。那么如果前面是两种金属氧化物呢,这排序有没有什么规律。我们也让一位同学来回答一下。请这位同学来回答一下,哦,很可惜,这位同学说没有找到什么规律。其实让我们来观察一下钙铝石榴子石的氧化物形式,是不是Ca的氧化物在前,Al的氧化物在后,其实Ca是+2,Al是+3。所以啊,这在书写时,是低价氧化物写在前,高价氧化物写在后。如果是在等价的情况下,同学们注意了,活泼的金属写在前面,不活泼的则写在后面。

2、硅酸纳溶液介绍

大家都知道,我们开采出来的硅酸盐矿物都是固体,在海洋等中,很少存在硅酸盐,那是因为硅酸盐一般是不溶于水的,但也有一例是例外,他就是硅酸纳,硅酸纳可以溶于水,我们一般将硅酸纳的水溶液俗称“水玻璃”是建筑行业经常使用的一种粘合剂。那么我们如何得到,硅酸纳溶液呢。大家发散一下自己的思维,思考一下,盐可以通过什么反应来得到。大家前后组成四人小组,讨论一下,再来告诉老师。

好,我们来请一组同学来回答一下。我们之前学习过可以通过以下反应来得到盐:酸和碱反应、酸和盐反应、碱和盐反应、碱和氧化物反应。对这位同学回答得很好,我们可以通过酸和碱反应、酸和盐反应、碱和盐反应、碱和氧化物反应来得到我们需要的盐,在硅酸盐的制备中,我们就应用了其中一种,就是碱和氧化物反应,用氢氧化钠和二氧化硅反应,可以制得硅酸纳溶液。同学们来写一下化学反应方程式:2NaOH +SiO2==Na2SiO3 + H2O。所以,所配得的水玻璃中往往含有过量的NaOH。所以硅酸纳溶液在储存中,不能用玻璃塞,因为玻璃的主要成分是SiO2,会与溶液中过多的氢氧化钠反应,最后生成硅酸纳溶液,之前说过,硅酸纳溶液是很好的黏合剂,所以塞子和试剂瓶会紧密得黏合在一起,不易取出。同样,我还要说一下,硅酸纳溶液暴露在空气中,容易变质,大家来想一想,这是为什么?请这位同学来回答一下。嗯,这位同学回答得很好,会与空气中的某种物质发生化学反应,那么参与反应的物质是什么呢?空气中有CO2、N2等气体。CO2气体较活泼,会参与很多反应。同样硅酸纳溶液变质也是因为CO2在作怪。那么,大家能写出反应的方程式吗?NaSiO3 +CO2 +HO2==H2SiO( + Na2CO3。 3沉淀)

3、硅酸盐产品介绍

人们在挖掘、开发出硅酸盐矿物后,又对其进行了加工,使其成为对我们有帮助的硅酸盐产品。在课开始前,我们已经说过了水泥、玻璃都是硅酸盐产品,

还有古人很早就对硅酸盐开始进行工艺加工的陶瓷,他们都是硅酸盐的产品。我们将这三类物质,结合课本及课外知识,对其原料、加工设备、过程反应、最后组成、用途等,就是这张表格进行填写。大家在下面思考一下,把答案先写在纸上,老师将表格画在黑板上,等下叫三位同学,分别来概括一下。好,老师的表格画好了,我们请三位同学,将自己的答案填入表格中。嗯,同学们都填写好了,我们来核对一下,水泥是当今建筑行业的基础材料,工业上以黏土(主要成分是铝硅酸盐)、石灰石为原料,在水泥回转窑中高温煅烧,再加入适量的石膏,磨成细粉,进行物理上和化学上的反应,最后得到普通的硅酸盐水泥。陶瓷是我们人类最早进行的硅酸盐加工工艺,也是人类最早从事的化学工艺之一,陶瓷以黏土为原料,在陶瓷窑中进行化学和物理反应,最后得到产品。在生活、农业生产、化工生产、电子工业等方面都有很好的运用。最后玻璃,普通玻璃是将石灰石、纯碱、石英在玻璃融炉中高温熔融制得的。其组成一般为Na2OCaO6SiO2。随着我们人类的不断研究,在不同的场合出现了不同的玻璃。比如钢化玻璃、有色玻璃等。

环节三:收放自如,总结陈词

大家这节学习内容的很多,对硅酸盐的组成的氧化物形式表达、硅酸纳及硅酸盐的产品都一定的学习,希望大家课后好好复习,今天的课就到这里。 教学评价:

1、 硅酸纳溶液的制备。

2、 硅酸纳于空气中易变质的原理。

板书设计:

硅酸盐矿物与硅酸盐产品

一、 组成

锆石 红柱石 钙铝石榴子石 镁橄榄石

ZrO2 SiO2 Al2O3 SiO2 3CaO Al2O3 3SiO2 2MgO SiO2

规律:低价金属氧化物写在前面,高价金属氧化物写在后面

活泼金属氧化物写在前面,不活泼金属氧化物写在后面

通式:金属氧化物SiO2HO2

二、 硅酸纳 俗称“水玻璃”

a、制备:2NaOH +SiO2==Na2SiO3 + H2O

b、储存:不能用玻璃瓶塞

c、于空气中易变质:NaSiO3 +CO2 +HO2==H2SiO3(沉淀) + Na2CO3


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