Урок по теме Силикатная промышленность

Цели.

Обучающие: Обобщить и систематизировать
знания учащихся о технологии стекольного,
керамического и цементного производства, их
истории; о природных соединениях кремния как
основе силикатной промышленности. Углубить
знания учащихся, полученные из курса географии
об осадочных горных породах, о комплексном
использовании сырья.

Развивающие: Развивать самостоятельность
учащихся в работе с учебником, познавательную
активность учеников, используя
исследовательскую работу. Способствовать
выработке навыков наблюдения, умения делать
выводы.

Воспитательные: Воспитание экологической
культуры учащихся, чувства патриотизма.

Оборудование и реактивы: Изделия из керамики,
стекла. Коллекция “Горные породы и минералы”,
жидкое стекло (канцелярский клей), спиртовка,
кусочки обычной ткани и ткани, пропитанной
канцелярским клеем, фенолфталеин.

“Поставь перед собой сто учителейони
окажутся бессильными,
если ты не можешь сам заставить себя и сам
требовать от себя”.
В.А.Сухомлинский

Ход урока

I. Фронтальный опрос.

1. Дать характеристику кремния по его положению
в Периодической системе химических элементов.

2. Охарактеризовать физические свойства
кремния, его нахождение в природе.

3. В чем особенность химических свойств кремния?

4. Что собой представляет оксид кремния, его
нахождение в природе?

II. Актуализация знаний.

Сегодняшний урок мне хотелось бы начать с
загадок. Многие старинные загадки имеют в
качестве отгадок те или иные химические явления,
процессы или вещества.

К реке спустился налегке,
А, став тяжел, домой пошел. (Кувшин)

Из меня посуду тонкую
Нежно-белую и звонкую
Обжигают с древних пор.
Называюсь я… (Фарфор)

На топтале был, на кружале был.
На пожаре был, на базаре был.
Молод был — людей кормил. (Глиняный горшок)

В избе мерзнет, а на дворе не мерзнет.(Оконное
стекло)

Серая пыль в воду нырь, потом на
Мастерок — и готов домок. (Цемент)

Учитель

: Вами названные предметы и материалы
несут в себе химический смысл и имеют общие
особенности: в их состав обязательно входят
соединения кремния-элемента, считающегося царем
мертвой природы, так как без кремния почти нет
горных пород.

(Учитель демонстрирует природные соединения
кремния: глину, песок, полевой шпат, кварц и его
разновидности: яшму, халцедон, агат, сердолик).

Названные вещества с давних времен
используются человеком для производства
строительных материалов, посуды, украшений,
оптических приборов. На сегодняшнем уроке нам
предстоит знакомство химическими процессами и
технологией производства материалов, содержащих
кремний.

(Учитель предлагает самостоятельно
сформулировать тему и цели урока)

Презентация. Cлайд 1, 2

III. Изучение нового материала.

В ходе изучения нового материала учащиеся
заполняют таблицу:

Силикатная промышленность


Отрасли силикатной
промышленности
Сырье Основные химические процессы Особенности технологии Основные продукты
Производство стекла
Производство керамики
Производство цемента

1-й ученик:

Много веков существует варка
стекла — стеклоделие. В Древнем Египте оно
возникло за 3000 лет до н.э. Цилиндр из
светло-голубого стекла, найденный близ Багдада,
изготовлен в середине 3-го тысячелетия до н.э.
Однако техника древнего стеклоделия была
примитивна. Высоких температур получать не
умели. А именно от температуры варки зависит
прозрачность стекла. Плавку вели в небольших
глиняных горшках; стекло получалось
непрозрачным и в очень малых количествах. Чтобы
украсить изделия из такого стекла, к нему
добавляли минеральные красители. Это
имитировало природные полудрагоценные камни. Из
стекла в те времена делали вазы, бусы, серьги,
браслеты…

2-й ученик:

Один из первых стекольных заводов
в России Был построен в 1736 г. вблизи
г.Воскресенска под Москвой. Курировал его работу
М.В.Ломоносов, который прекрасно сказал о стекле
в своих стихах:

“Пою перед тобой в восторге похвалу
Не камням дорогим, не злату, но стеклу!”.

Учитель

:

Существуют разные типы стекла:

- жидкое или растворимое;

- типичное;

- кварцевое;

- органическое.

Жидкое стекло (концентрированные растворы
силикатов натрия и калия) получают сплавлением
песка со щелочами или карбонатами.

На доске записывает уравнение реакции:

SiO2 + Na2 CO3 = Na2 SiO3 + CO2
.

Опыт 1.



Перед вами в пробирках находится
жидкое стекло. Исследуйте реакцию среды жидкого
стекла при помощи фенолфталеина.

Наблюдения показали резко щелочную среду
жидкого стекла. На доске учитель записывает
уравнение гидролиза:

2Na2 SiO3 + H2 O = Na2 Si2 O5
+ 2NaOH

пентаоксодисиликат

Опыт 2.

Пропитанные жидким стеклом изделия
из дерева и тканей очень трудно загораются,
поэтому им пропитывают материалы, идущие на
изготовление театральных декораций. Внесите в
пламя спиртовки два образца ткани. Что
наблюдаете?

Для предания стеклу нерастворимости в воде в
него вводят третий компонент- известняк (мел) CaCO3
.

Na2 CO3 + CaCO3 + 6SiO2 = 2CO2 +
Na2 O • CaO • 6SiO2 .

3-й ученик:

Стеклу можно придать любой цвет.
Для окрашивания стекла в стекломассу вводят
различные окислы, образующие с SiO2
окрашенные силикаты.

FeO — зеленый цвет;

CoO — синий;

MnO2 – фиолетовый.

Для получения красного стекла служат
соединения золота и меди. Цветное стекло было
главным увлечением М.В.Ломоносова. В первой в
России химической лаборатории он сварил более
четырех тысяч опытных стекол. Эти работы легли в
основу заводских методов получения прозрачных и
непрозрачных цветных стекол. Из своего цветного
стекла Ломоносов вместе с учениками выложил
большую мозаичную картину “Полтавская
баталия”, украшающую и сейчас здание Академии
наук в Санкт-Петербурге.

Приуменьшении содержания оксида кремния до 60% и
введении в шихту соединений свинца получают
хрусталь — стекло. Сильно преломляющее свет и
хорошо полирующееся; красота хрустальных
изделий зависит от мастера и отделки. А для
повышения химической стойкости стекла уменьшают
содержание оксида натрия и добавляют оксиды
бора, алюминия или увеличивают содержание оксида
кремния. На химических заводах трубы для
перекачки кислот, щелочей и других жидкостей
практически везде делают из такого стекла,
намного более химически стойкого и долговечного,
чем специальные стали и обычные пластмассы.

Cлайды 3-11.

Учитель. С древних времен человек научился
использовать другую горную породу- глину или
каолинит Al2 O3 • 2SiO2
2H2 O. Из особой белой глины в Древнем
Китае делали фарфоровую и фаянсовую посуду.
Качество фарфора определяли прозрачностью: если
жидкость, налитая в такую посуду, просвечивалась
сквозь стенки емкости, значит фарфоровое изделие
было хорошего качества. Производство
керамических изделий содержит несколько стадий:
приготовление глиняной массы, формование
изделия, сушка, нанесение глазури, обжиг. Из глины
делают не только посуду. Различают строительную
керамику: кирпичи, черепицу, облицовочную плитку,
сантехнику; технические изделия: изоляторы,
конденсаторы; и огнеупорную керамику (в печах).

Cлайды 12-16

IV. Самостоятельная работа в группах.

Класс делится на две группы.

1-я группа получает задание: используя текст
учебника [1, стр.142], познакомиться с производством
цемента и бетона. Данные занести в таблицу.

2-я группа: Используя текст учебника [1, стр. 139],
подготовить сообщение о роли кремния для живых
организмов.

Учащиеся заполняют таблицу, делают сообщения .

Учитель:

Мы сегодня познакомились с
отраслями силикатной промышленности. Изделия из
стекла, керамики и цемента окружают нас повсюду:
и окна, и посуда, и зеркала, и люстры, и лампочки, и
предметы искусства. А также здания, подземные и
гидротехнические сооружения. Какое влияние
оказывают предприятия силикатной
промышленности на окружающую среду?

Отрицательное влияние:

  • Стекло варят при высокой температуре. Выброс
    отходов горения загрязняет атмосферу.
  • В процессе варки стекла используют щелочь,
    которая может попасть в водную систему
    населенного пункта
  • Скапливаются химические отходы на территории
    предприятия
  • Цементная пыль попадает в атмосферу и
    осаждается в органах дыхания
  • V. Закрепление.

    Учащимся предлагается выполнить тест по
    изученному материалу.

    1. В переводе с греческого слово “кремний”
    означает:

    А) твердый;

    Б) скала;

    В) хрупкий.

    2. Первые стеклянные изделия появились:

    А) в Древнем Риме;

    Б) в Древней Греции;

    В) в Древнем Египте.

    3. Попадая в ткани растений, кремний
    способствует:

    А) фотосинтезу;

    Б) способности расти вверх;

    В) дыханию.

    4. Оксид кремния образует в природе минерал:

    А) кварц;

    Б) известняк;

    В) пирит.

    5. В состав обычного стекла входят:

    А) Na2 O, CaO, SiO2;

    Б) K2 O, CaO, SiO2;

    В) Na2 O, SiO2.

    6. Хрустальное стекло получают, добавляя в шихту
    соединения:

    А) бора;

    Б) алюминия;

    В) свинца.

    7. К какому типу горных пород относится
    природный кремний:

    А) осадочным;

    Б) метаморфическим;

    В) вулканическим.

    VI. Подведение итога урока. Выставление и
    комментирование оценок.




    Следующий: