Конспект урока по химии "Силикатная промышленность", 9 класс

Тема урока: «Силикатная промышленность».

Тип урока: урок  изучения нового материала

Цель урока: 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.

Задачи урока:

1. Образовательные: способствовать углублению знаний учащихся о свойствах и применении соединений кремния, создать условия для ознакомления учащихся со свойствами и производством керамических изделий, их значением в жизни общества.

2. Развивающие: содействовать развитию умения применять знания теории на практике, умения сравнивать, анализировать и самостоятельно делать выводы, содействовать развитию познавательной активности.

3. Воспитательные: способствовать развитию навыков групповой формы работы, толерантности и взаимопонимания.

Комплексно-методическое  обеспечение:

1.      На столах учащихся: учебники  О.С. Габриелян  «Химия» 9 класс..

2.      Мультимедийное оборудование, компьютерная презентация по теме «Силикатная промышленность».

Ход урока:

1. Организационный момент.

    Деятельность учителя: приветствие учащихся, проверка готовности учащихся к уроку, отметить отсутствующих в классе  учащихся.

2. Актуализация знаний и умений

Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить превращения:

Вариант №1: Si ® SiO₂ ® Na₂SiO₃®H₂SiO₃ ® SiO₂

Вариант №2: SiO₂ ® Si ® Mg₂Si ® SH₄ ® SiO₂

3. Целеполагание и мотивация

            Несколько последних уроков мы посвятили кремнию и его соединениям. А сегодня у нас не совсем обычный урок. У нас сегодня урок - виртуальная экскурсия в виртуальный музей «Силикатной промышленности». Тема сегодняшнего урока «Силикатная промышленность». (Учащиеся записывают тему урока в тетрадь).

            Для облегчения восприятия, уяснения главного в теме урока и организации самостоятельного оформления записей в тетрадях по ходу экскурсии учащиеся заполняют таблицу

4. Изучение нового материала

1) Общее понятие силикатной промышленности:

            Силикатная промышленность занимается переработкой природных соединений кремния. К ней относится производство керамики, стекла и цемента.

2) Керамика:

            Заглянем в первый зал музея. Все экспонаты представленные на выставке получены из природного соединения содержащего кремний – из глины!    

            - Это общее название многочисленных материалов, полученных при спекании глин с различными минеральными добавками, (греч."керамон"-глина). Отсюда название всего производства - керамика.

            - Типы керамических изделий: строительные и декоративные (кирпич, пустотелые блоки для стен, перегородок, перекрытий, облицовочные плитки; изразцы; терракотовые и майоликовые детали в архитектуре; канализационные и дренажные трубы), огнеупорные (огнеупорный кирпич), химически стойкие (керамика для химической промышленности), тонкая керамика (фарфор, фаянс).

            - Сырьем для производства керамики является глина. Очень чистая глина каолин - Al2O3*2SiO2*2H2O используется для изготовления фарфора и фаянса.       Глина, которая идет для изготовления кирпичей, содержит много железа. Эти соединения и придают кирпичам их специфическую красную окраску.

- Стадии производства керамических изделий: обработка сырья, приготовление керамической массы, формование изделий и их сушка, обжиг, отделка.

- 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.

            Родина фарфора – Китай, где он был известен уже в 220 г. до н.э. Китайский фарфор был тонким, почти невесомым, стенки его были полупрозрач­ными. Изготовление такого фарфора передавалось только по нас­ледству и хранилось в большом секрете.

            В России изготовление фарфора было разработано Д.И. Виноградовым в 1746 г и налажено его производство на императорском заводе под Санкт-Петербургом (ныне он носит имя М.В.Ломоносова)

            В Европу изделия из китайского фарфора попали много позднее, в XI веке. А до этого в Европе изготовляли изделия из Фаянса и майолики (своё название майолика получила от названия острова Майорка). Фаянс и майолика, в отличие от фарфоровых изде­лий, не имеют просвечивающихся стенок, они более плотные, пористые.

            - 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.

       На основе керамики изготовляют и санитарно-техническое оборудование: мойки, умывальники (фарфор, фаянс) и другие санитарно-технические изделия.

3)Стекло:

       Прошу Вас пройти, в следующий зал нашего музея. Здесь представлены изделия из стекла. Человек познакомился со стеклом несколько тысяч  лет  тому назад. Вначале это была застывшая лава, вулканическое стекло. За­тем люди научились варить стекло. Мировым центром стеклоделия до XIII века считалась Венеция.  Здесь изготовлялись тонкие  сосуды, получали молочное стекло, филигрань,  т.е.  украшения в виде тон­ких полос.

       В ХV веке в Англии началось широкое изготовление свинцово­го стекла (хрусталя).

       В России стекольное производство начало развиваться в IX-X веках. Основоположником научного стеклоделия в России по праву считается М.В. Ломоносов, который разработал специальную рецепту­ру цветных стекол, разгадал и изготовил стекло под названием "зо­лотой рубин".

       В настоящее время знание структуры стекла позволяет созда­вать различные виды стекол с заданными свойствами. Современной промышленностью стекло производится и используется чрезвычайно широко. Стекло могут различать по составу, свойствам, областям применения. С полным основанием стекло можно назвать окном в мир. В Макромир, во Вселенную вглядываются стеклянные и зеркальные глаза телескопов. В Микромир населенный мельчайшими существами можно заглянуть в глазок микроскопа. Наша выставка стеклянных изделий подтверждает вышесказанное.

            Стекло – твердый силикатный материал, основным свойством которого является прозрачность и химическая стойкость.

            Стекло получают варкой шихты (сырьевая смесь, состоящая из песка SiO2, соды Na2CO3 и известняка CaCO3).

       Производство стеклянных изделий довольно сложный процесс и включает в себя следующие этапы:

1.Подготовка сырья (измельчение, просеивание, перемешивание);

2. Варка стекломассы при 1500 С;

3. Формование стеклянных изделий;

4. Обработка;

5. Украшение стеклянных изделий;

6. Сортировка и упаковка.                                                                                                                      

       Химизм процесса - сплавляют  силикаты натрия и кальция с песком:                                         

SiO2 + Na2CO3 tº= Na2SiO3 + CO2

SiO2 + CaCO3 tº= CaSiO3 + CO2

Na2SiO3 + CaSiO3 + 4Si O2 tº= Na2O · CaO · 6SiO2

Так получают натриевые стекла.  Калиевое стекло получают,  используя вместо соды Na2CO3 поташ - K2CO3.

            Из обыкновенного стекла изготавливают оконное стекло, стаканы, бутылки, банки.

            Существуют разновидности стекол: химическое стекло, хрустальное стекло, цветное стекло, стеклопластика, стекловолокно. Стекловолокно применяется для изоляции. Ткани из этого волокна негорючи, обладают тепло-электро-звукоизолирующими свойствами, химически стойки.

4)Цемент:

- Цемент – это вяжущие материалы, употребляемые в строительстве для скрепления между собой твердых предметов.

- Сырье: известняк CaCO3, глина  Al2O3*2SiO2*2H2O

- В зависимости от состава изготавливают разные сорта цемента: быстротвердеющий расширяющийся, морозостойкий, жаропрочный.

- 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. 

5. Закрепление нового материала и применение полученных знаний

 Осуществить схему превращении веществ: Si → Mg₂Si → SiO₂ →CaSiO₃ 

6. Подведение итогов урока.

            Вот и закончилась наша экскурсия по виртуальному музею Силикатной промышленности. Какие удивительные сведения мы узнали. Как заботливо природа приготовила эти вещества для нас! Будем бережно расходовать эти запасы, они не безграничны! Будем гордиться своей Родиной и ее людьми. И постараемся вырасти достойными  гражданами нашей страны.

 Домашнее задание: §31 стр.182 -184,  цепочки в тетради