Урок химии в 9 классе «Силикатная промышленность»

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.

Орг. момент.

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».

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.

Рассмотрите выданные образцы природных силикатов.

Заполните таблицу.

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

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.

Закрепление.

Слайд 23. Из предложенных утверждений выберите правильные.

Силикатная промышленность включает в себя производство стека, керамики, фарфора и фаянса.

Сырьем для производства обычного стекла служат чистый кварцевый песок, сода и известняк.

Если в качестве сырья берут поташ, оксид свинца (II) и песок, то получают хрустальное стекло.

Керамику изготавливают на основе песка с добавлением соды и известняка.

Основным строительным материалом являются цемент, бетон и железобетон.

Оксид кремния имеет невысокую температуру плавления, поэтому производство стекла ведут при температуре 150 0С.

У стекла нет постоянной температуры затвердевания, и загустевающему, вязкому стеклу можно  придать любую форму.

Кварцевое стекло используют для изготовления лабораторного оборудования.

 Печи кладут из силикатного кирпича.

Для приготовления цветных стекол к сырью добавляют хлориды соответствующих металлов.

Слайд 24 – ответы.

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?

Презентация к уроку