Урок химии в 9
классе. «____»_______________ 20___
г.
Силикатная
промышленность.
Цель. Создать условия для
ознакомления учащихся со свойствами и производством изделий на основе
соединений кремния.
Задачи.
Образовательные: познакомить
учащихся с многообразием природных соединений кремний кремния, сформировать
представления о силикатной промышленности, о производстве керамики,
стекла и цемента. Показать применение соединений кремния для нужд
человечества.
Развивающие: содействовать
развитию умения применять знания теории на практике, умения сравнивать,
анализировать и самостоятельно делать выводы, содействовать развитию
познавательной активности.
Воспитательные: расширить
кругозор, экономическое и эстетическое воспитание;
профориентационную направленность.
Оборудование. Кварц, полевой шпат,
каолинит для лабораторной работы, проектор, экран, презентация к уроку.
Ход урока.
1.
Орг. момент.
2.
Повторение изученного материала.
Слайд 2 Найдите
и исправьте 6 ошибок в ответе учащегося:
«Графит и кремний – твердые,
химически неактивные вещества, реагирующие с другими веществами только при
нагревании, оба реагируют с кислородом, водородом, металлами. Их высшие оксиды
также сходны: имеют одинаковое агрегатное состояние, тип кристаллической
решетки и химические свойства. Оба оксида растворяются в воде, щелочах. Им
соответствуют слабые кислоты, причем угольная кислота слабее кремневой».
3.
Изучение новой темы.
Изучив тему « Кремний и его
соединения» мы познакомились с природными веществами, содержащими кремний. Это
глина и песок. Их называют природными силикатами. Глина и песок самый доступный
природный материал, т.к. встречается повсеместно. Ещё в древние времена человек
оценил возможности этих материалов и стал использовать в изготовлении строительных
материалов и предметов быта.
Слайд 3 Рассмотрим свами некоторые природные
силикаты.
Лабораторная работа «Ознакомление с природными соединениями кремния».
Цель: Ознакомиться с образцами природных соединений.
Оборудование: кварц, полевой шпат, каолинит.
Ход работы.
1.
Рассмотрите выданные образцы природных силикатов.
2.
Заполните таблицу.
Название минерала
|
Формула и название основной
составной части
|
Внешний вид
|
Применение.
|
Кварц
|
|
|
|
Полевой шпат
|
|
|
|
Каолинит
|
|
|
|
Слайд 4. (Силикатная промышленность занимается переработкой природных соединений кремния. К ней относится
производство стекла (Слайд 4.1) , цемента (Слайд 4.2) и керамики
(Слайд 4.3)
В ходе изучения новой темы учащиеся
должны заполнить таблицу.
Слайд
5. Силикатная промышленность
Основные
направления силикатной промышленности
|
Сырье
|
Этапы
производства
|
Виды
промышленной продукции и ее применение
|
Строительные
материалы
|
Изделия быта
|
Керамика
|
|
|
|
|
Стекло
|
|
|
|
|
Цемент
|
|
|
|
|
Слайд 6. Керамика - это общее название многочисленных материалов, полученных при спекании
глин с различными минеральными добавками.
Сырьем для
производства керамики является глина. Очень чистая глина каолин - Al2O3∙2SiO2∙2H2Oиспользуется
для изготовления фарфора и фаянса. Глина, которая идет для изготовления
кирпичей, содержит много железа. Эти соединения и придают кирпичам их специфическую
красную окраску.
Слайд 7,
8 Стадии
производства керамических изделий: обработка сырья, приготовление керамической
массы, формование изделий и их сушка, обжиг, отделка.
Слайд 9. Строительные
материалы на основе керамики - в эту группу изделий входят глиняные кирпичи и
камни, черепица, глазурованные облицовочные плитки, плитки для полов и
санитарно-технические изделия. Сырьем для изготовления керамических
строительных материалов служат глинистые материалы (каолин и глины), в качестве
добавок применяют кварц, шлаки.
Глиняные
кирпичи используются для возведения стен и перегородок. Они бывают
обыкновенными и пустотелыми. Обыкновенный кирпич (масса до 1900г) используют
для кладки фундаментов, а пустотелый (масса – 1450г) - нет, так как механическая
прочность его меньше. Глиняный кирпич стоек и не разрушается почвенными
растворами. Черепицу глиняную используют для устройства кровли, она бывает в
зависимости от назначения: рядовая, пазовая, концевая для замыкания рядов.
Кровля, с использованием черепицы имеет очень красивый вид и срок службы ее
достаточно высок.
Для
внутренней и наружной облицовки стен используют облицовочные плитки:
глазурованные и неглазурованные. Глазурованные плитки украшают различными
рисунками и глазурями. Для наружной облицовки чаще всего используют
одноцветные плитки. Для пола используют метлахскую плитку, используют также и
глазурованную плитку.
Слайд
10.
Фарфор –
керамический материал, состоящий из глины, кварца и полевого шпата. Этот
материал характеризуют такие свойства, как белый цвет, отсутствие пористости,
высокая прочность, химическая и термическая стойкость, просвечиваемость
Слайд 11. На
основе керамики изготовляют и санитарно-техническое оборудование: мойки,
умывальники (фарфор, фаянс) и другие санитарно-технические изделия.
Слайд 12. Стекло
–
это твердый силикатный материал, основным свойством которого является
прозрачность и химическая стойкость. Стекло не является индивидуальным
веществом, а представляет собой сплав нескольких веществ. Примерный состав
обычного оконного стекла можно выразить формулой Na2O . CaO.
6SiO2. Стекла не
имеют определенной температуры плавления и затвердевают постепенно, образуя
сначала вязкую массу. Благодаря этому свойству стекло подвергается формовке – в
разогретом состоянии ему можно придать любую форму. Для формовки стеклянных
изделий применяют выдувание (бутылки, электролампы), прессование (пуговицы),
прокатку (зеркальное стекло), вытягивание (листовое стекло, стеклянные трубки и
палочки). Основой обычных стекол являются силикаты натрия, калия и кальция.
Исходными веществами для получения стекла служит сода, известняк и песок.
Слайд 13. В стекло
часто вводят различные добавки, которые улучшают и изменяют свойства обычного
стекла. Например, добавки кобальта окрашивают стекло в синий цвет, марганца – в
фиолетовый, Cr2O3- в
изумрудно – зеленый.
Слайд 14.Введение в
стекло плавикового шпата CaF2 делает
его непрозрачным, из такого стекла изготавливают светильники (молочного цвета).
Добавки оксидов кальция, бария, магния повышают механическую прочность стекла.
Стекла с добавлением оксида свинца используются для защиты от рентгеновских
лучей. Заменой соды на К2СО3, а СаСО3 на РbО,
получают хрусталь, широко используемый для изготовления художественной посуды.
Слайд 15.Кварцевое
стекло – получают из чистого песка. Расплавленный песок, остывая, образует
стекловидную массу. В отличие от обычного стекла кварцевое стекло мало
изменяется в объеме при изменении температуры. Посуду, изготовленную из него,
можно накалить добела, бросить в холодную воду, и она не трескается. Из
кварцевого стекла делают лабораторную посуду. Другое его специфическое
свойство – это способность пропускать ультрафиолетовые лучи, поэтому из него
изготовляют так называемые кварцевые лампы, используемые в медицине.
Слайд 16 Производство
стеклянных изделий довольно сложный процесс и включает в себя следующие этапы:
(Слайд 16.1)
1.Подготовка сырья (измельчение, просеивание, перемешивание);
(Слайд 16.2). 2.
Варка стекломассы при 1500 0С;
Na2CO3+ SiO2 = CO2 + Na2SiO3
CaCO3 + SiO2 = CaSiO3
+ CO2
Образовавшиеся
при этом силикаты натрия и кальция сплавляются с песком, который берут в
избытке.
(Слайд 17.1;2.) 3.
Формование стеклянных изделий;
(Слайд 17.3; 4.) 4.
Обработка;
(Слайд 17.5.) 5.
Украшение стеклянных изделий;
Слайд 18.
– 1,2,3 и Слайд 19 - 1,2,3,4,5 – области применения стекла.
Слайд 20. Цемент
известен
как широко применяемый строительный материал, его вяжущие свойства используются
для скрепления между собой твердых предметов.
Основным
сырьём для производства цемента являются известняк(CaCO3) и глина,
содержащая оксид кремния (IV).
Слайд 21. 1.Эти вещества тщательно перемешиваются.
2.
Эта смесь обжигается в наклонных цилиндрических печах, длина которых достигает
200м, а в поперечнике – около 5м. В процессе обжига печь медленно вращается и
исходные материалы постепенно движутся навстречу потоку раскалённых газов –
продуктов сгорания поступающего топлива.
При
повышенной температуре между глиной и известняком происходят сложные химические
реакции. Простейшими из них являются обезвоживание каолина, разложение
известняка и образование силикатов и алюмосиликатов кальция:
AI2O3.2SiO2.2H2O
= AI2O3. 2SIO2 + 2H2O
CaCO3=CaO
+ CO2
CaO+ SiO2
= CaSiO3
3.Образовавшиеся
в результате реакций вещества спекаются в виде отдельных кусков. После
охлаждения их размалывают до тонкого порошка.
В зависимости от
состава изготавливают разные сорта цемента: быстротвердеющий расширяющийся,
морозостойкий, жаропрочный.
Слайд 22. Основными строительными
материалами является цемент, бетон, шлакобетон, железобетон. На основе цемента
получают бетон - смесь щебня, песка, цемента. Если в бетон закладывают каркас
из железных стержней, то получают железобетон.
4.
Закрепление.
Слайд 23. Из предложенных утверждений выберите
правильные.
1.
Силикатная промышленность включает в себя
производство стека, керамики, фарфора и фаянса.
2.
Сырьем для производства обычного стекла
служат чистый кварцевый песок, сода и известняк.
3.
Если в качестве сырья берут поташ, оксид
свинца (II) и песок, то получают хрустальное
стекло.
4.
Керамику изготавливают на основе песка с
добавлением соды и известняка.
5.
Основным строительным материалом являются
цемент, бетон и железобетон.
6.
Оксид кремния имеет невысокую температуру плавления,
поэтому производство стекла ведут при температуре 150 0С.
7.
У стекла нет постоянной температуры затвердевания, и
загустевающему, вязкому стеклу можно придать любую форму.
8.
Кварцевое стекло используют для изготовления
лабораторного оборудования.
9.
Печи кладут из силикатного кирпича.
10.
Для
приготовления цветных стекол к сырью добавляют хлориды соответствующих
металлов.
Слайд 24 – ответы.
5.
Домашнее задание. Слайд 25.
Стр. 182- 185 сообщение «Влияние
силикатной промышленности на окружающую среду».
. 6. Рефлексия.
Понравилось ли вам
сегодняшнее занятие?
Что из услышанного и
увиденного сегодня особенно удивило?
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.