Конспект урока "Силикатная промышленность" 9 класс
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 -
Al
2
O
3
∙2SiO
2
∙2H
2
Oиспользуется 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 Na
2
O
.
CaO
.
6SiO
2
. 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, Cr
2
O
3
- в изумрудно – зеленый.
Слайд 14.Введение в стекло плавикового шпата CaF
2
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 К
2
СО
3
, а СаСО
3
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
0
С;
Na
2
CO
3
+ SiO
2
= CO
2
+ Na
2
SiO
3
CaCO
3
+ SiO
2
= CaSiO
3
+ CO
2
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(CaCO
3
) 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:
AI
2
O
3
.
2SiO
2
.
2H
2
O = AI
2
O
3
.
2SIO
2
+ 2H
2
O
CaCO
3
=CaO + CO
2
CaO+ SiO
2
= CaSiO
3
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
0
С.
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?
