无机非金属材料教案Word下载.docx
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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:
用茅草搭起的房屋
图片3:
用树枝、泥巴盖起的房子
图片4:
用石头砌起的石屋,用木棍、木板搭起的房子
图片:
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:
人类社会是越越进步的。
乙:
所用材料越越高级。
丙:
人类智慧的力量是无穷的。
丁:
人类可以在自然条材料的基础上进行再加工。
戊:
人类加工自然资料的技术越越高,以至于根本看不出它们的本面目。
……
[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。
本节我们就简单了解几种硅酸盐材料。
[板书]一、硅酸盐材料
[师]首先,我们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普通水泥的主要成分主要性质[学生阅读完本后,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:
3a&
#8226;
Si2硅酸二钙:
2a&
Si2铝酸三钙:
Al23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,将在各个领域有很好的作为,以使这个“洋”字在我国越越少,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]请大家阅读本P10有关玻璃的内容,并填写下表。
[投影展示]玻璃
主要用料反应条玻璃窑中发生的主要反应成分[学生阅读完本后,由学生回答,教师填写上表]
纯碱
石灰石
石英高温Na23+Si2Na2Si3+2↑
a3+Si2aSi3+2↑
Na2Si3
aSi3
Si2
[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Si2,Si2能与氢氟酸反应(4HF+Si2====SiF4↑+2H2),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(u2),在蓝色玻璃中加的是氧化钴(23)。
[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”。
即从小范围看,它有一定的晶型排列;
从整体看,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种类性能[上表可由学生阅读本后回答,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。
瓷器是中华明的象征。
在许多拉丁语系国家中,“瓷器”和“中国”都以“HINA”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