[20.10 - закрываем набор!] Онлайн-практикум «Интерактивные рабочие тетради в Liveworksheets» Записаться→
Конкурс разработок «Пять с плюсом» октябрь 2020
Добавляйте свои материалы в библиотеку и получайте ценные подарки
Конкурс проводится с 1 октября по 31 октября

разработка урока "силикатная промышленность"

что представляет собой силикатная промышленность? виды силикатной промышленности, история развития силикатной промышленности.
Просмотр
содержимого документа

.                    Силикатная промышленность.

Цель урока: выработка умений самостоятельно применять знания  о силикатной промышленности, о производстве стекла, керамики, цемента; осуществлять их перенос в новые условия.

Задачи:

 

Развивающие: развитие внимания и мышления, познавательного интереса к химии, логического мышления, навыков составления уравнений реакций, умения работы с техническим текстом и наглядными средствами. способствовать развитию   познавательных и аналитических  компетенций учащихся, их способностей к самообучению и творчеству;

Научить учащихся анализировать свойства изделий силикатной промышленности и предсказывать на основе этого анализа отрасли их применения

Воспитательные: продолжить формирование научного мировоззрения учащихся, культуры общения, совершенствовать навыки коллективной работы, наблюдательности, научить созданию творческой и демократической обстановки, исключающей равнодушие на уроке.

 

Образовательные: познакомить учащихся с терминами «силикатная                  промышленность», «керамика», «цемент», рассмотреть технологии производства стекла, керамики, цемента. , используя межпредметные связи с географией, КРК (национально-региональный компонент).

   воспитывать у учащихся бережное отношение к стеклу, уважительное отношение к труду стеклодува, рабочего силикатной промышленности.

  • развивать творческие способности, речь учащихся, умение работать с дополнительной литературой; развивать интерес к декоративно- прикладному искусству (керамика, фарфор, художественное стекло).

Оборудование: различные изделия из стекла, керамики, цемента,

 коллекция «Стекло», мультимедиапроектор, коллекция посуды из различного сорта стекла.

 Метод:, беседа с активизацией учащихся, самостоятельный поиск учащихся информации при направляющей роли преподавателя.

Структура урока:

  1. Мотивационный этап.
  2. Информационно-поисковый этап:
  • стекло (производство стекла; сорта стекла);
  • керамика (фаянс; фарфор);
  • цемент.
  1. Обобщение и систематизация.
  2. Домашнее задание.

Ход урока

  1. Мотивационный этап.

На протяжении многих уроков мы изучаем неметаллы, на прошлом уроке мы изучали кремний и его соединения. На дом вам был §30-32 до применения кремния, упр. 4.). Выяснить, почему эта промышленность называется силикатной? Узнать о родине фарфора, цемента из сообщений, посмотреть презентации, составленные обучающимися (записывают тему урока)  

 

Ход урока.

                   Организационный момент.

I.        Актуализация знаний

Фронтальный опрос:

1.     В каком виде находится в природе кремний? Приведите примеры.

2. Какие аллотропные видоизменения кремния вы знаете? Расскажите о них.

      3.  назовите формулы наиболее распространенных соединений кремния. Дайте им названия.

    4.. Какова кристаллическая решетка оксида кремния (IV)? Каковы его физические свойства в связи с этим?

5.     Почему углерод называют основным элементом живой природы, а кремний – основным элементом неживой природы?

.6.    Какие растения являются рекордсменами по содержанию в них кремния?

7..      Назовите области применения кремния и его соединений в промышленности.

 Применение кремния. Вы уже знаете, что кремний применяют для получения полупроводниковых материалов, а также кислотоупорных сплавов. При сплавлении кварцевого песка с углем при высоких температурах образуется карбид кремния SiC, который по твердости уступает только алмазу. Поэтому его используют для затачивания резцов металлорежущих станков и шлифовки драгоценных камней.
Все сказанное вами подводит нас к более детальному ознакомлению применения соединений кремния в промышленности.

Попробуйте предположить на основе известных вам свойств, где могут использоваться соединения  кремния?

Какова же цель сегодняшнего урока? (слайд цель урока)

И так, тема нашего урока «Силикатная промышленность» (слайд)

Цель урока формируют учащиеся.

Цель нашего урока- ознакомиться с силикатной промышленностью и основными видами строительных материалов; узнать виды сырья, используемые в силикатной промышленности; рассмотреть свойства, способы получения, основные области применения стекла, керамики и цемента

II.. Изучение новой темы.

-Назовите известные керамические материалы?

 ( кирпич, кафель, черепица, канализационные трубы, облицовочные плиты, предметы быта (фаянсовая и фарфоровая посуда, глиняная посуда, статуэтки)).(слайд)

Истоки силикатной промышленности лежат в глубокой древности, когда человек умелый научился изготавливать простейшие орудия труда, позволяющие ему выжить в суровые времена. Первые орудия древние люди изготовили из соединений кремния, состоящих из халцедона, кварца, опала. Позднее для этого стали использовать яшмы, горный хрусталь, агаты, вулканическое стекло.

Посмотрим, что служит сырьм       для современной силикатной промышленности.(слайд)

  1. Это природные соединения- глина (Aj2O3*2SiO2*nH2O), песок (SiO2),известняк,  CaCO3 , доломит  MgCO3*CaCO3.
  2. Искусственно полученные вещества – сода ; бура сульфат натрия
  3. Отходы от других отраслей промышленности- доменный шлак, нефелиновый шлам, сланцевая зола.

                                   Силикатная промышленность

 

Керамика                                  стекло                               цемент

Каждая группа получила задание представить свою отрасль в силикатной промышленности.

По ходу выступлений своих товарищей , вы должны заполнить таблицу, результаты заполнения мы обсудим позднее.

Отрасль силикатной промышленности

Сырье

Уравнение химических реакций

Виды изделий

Область применения

стекло

 

 

 

 

керамика

 

 

 

 

цемент

 

 

 

 

 

Производство цемента

 

                    о чем сейчас пойдет речь?

 

Сырая пыль в воду нырь,

Потом на мастерок – готов домок. /Цемент/

И так, слово группе учащихся, которые представляют цемент

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

Сырье: Известняк CaCO3

                           Глина  Al2O3*2SiO2*2H2O

. Его получают спеканием глины и известняка в специальных вращающихся печах. Если порошок цемента смешать с водой, то образуется цементное тесто, или, как его называют строители, «раствор», который постепенно затвердевает. При добавлении к цементу песка или щебня в качестве наполнителя получают бетон. Прочность бетона возрастает, если в него вводится железный каркас, — получается железобетон, из которого готовят стеновые панели, блоки перекрытий, фермы мостов и т. д.

 

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

Основными строительными материалами является цемент, бетон, шлакобетон, железобетон.

Бетон – смесь щебня, песка, цемента.

Цемент применяется для получения бетона, а также для скрепления кирпичей при строительстве. Наиболее широко применяемой разновидностью цемента является портландцемент.
Портландцемент - важнейший гидравлический вяжущий материал, имеющий широкое применение в строительстве. Портландцементом называется продукт тонкого помола цементного клинкёра, который получают обжигом до спекания искусственной смеси (известняка, мела, глины, и др.) или природного сырья надлежащего состава, обеспечивающих в цементе преобладанием силикатов кальция. При измельчении клинкёра вводят добавки: 1.5-3.5% гипса (в перерасчете на ангидрид серной кислоты SO3) для регулирования сроков схватывания, до 15% активных минеральных добавок - для улучшения некоторых свойств и снижения стоимости цемента.
К основным техническим свойствам портландцемента относят - плотность и объёмную насыпную массу, тонкость помола, сроки схватывания, равномерность изменения объёма цемен С повышением температуры схватывания цементного теста ускоряется, с понижением - замедляется.
За период схватывания, которое завершается относительно быстро (несколько часов), следует продолжительный процесс превращения цементного теста в цементный камень.
цементного теста и прочность затвердевшего цементного раствора.

Учитель. Итак, что же является сырьем для производства цемента?(известняк и глина)

На каких свойствах цемента основано его широкое применение в строительстве?( это вяжущие материалы, употребляемые в строительстве для скрепления между собой твердых предметов.)

Что такое бетон?(-смесь щебня и песка с цементом)

Что такое шлакобетон? (смесь шлака с цементом)

Что такое железобетон? (бетон и стальная арматура)

Класс заполняет таблицу по цементу.

 

Следующая группа приготовила сообщения о керамике.

                             Керамика берет свое начало из Греции от слова «keramos»- глиняная посуда.

Если спросите- откуда эта греческая ваза,

И кирпич, и черепица, и кувшин для молока,

Я скажу вам: из оврага; я поведаю вам сразу,

Это все из красной глины, что считают просто грязью,

Всё – от вазы из музея до цветочного горшка…

Добавляя щедро воду, долго месят эту глину;

Лепят разные вещицы (глина мягче пластилина)

Обжигают, чтобы сделать её каменной

И из глины получается … керамика.

 

Состав химически чистой глины Al2O3*2SiO2*2H2O.

Влажная глина мягка и пластична: ей легко можно придать любую форму. После высушивания глина становится твердой, но от воды снова размягчается. Изделия из обожженной глины  пористы и пропускают воду. Поэтому вода в глиняном кувшине всегда прохладнее, чем в стеклянном. Ее молекулы просачиваются наружу и испаряются с поверхности кувшина, охлаждая его.(слайд загадки про кувшин)

Кирпич, кафель, глиняная, фаянсовая посуда — всё это керамика. Сырьём для производства керамических изделий являются глина и минеральные добавки. Глина состоит из минерала каолинита (Al2O3*2SiO2*2H2O). Процесс происходит так:

  • Подготовка сырья
  • Формовка
  • Сушка
  • Обжиг

Подготавливая сырьё, глину смешивают с водой (она получается тестообразной), затем придаётся форма, и в конце изделие сушится и обжигается (после этого изделие становится твёрдым)

Керамическое производство развивается в трёх направлениях: строительная керамика, керамика для быта, техническая керамика, огнеупорная керамика, биокерамика.

  Строительные материалы (канализационные трубы, дренажные трубы, облицовочные плиты, кирпичи). Предметы быта (фаянсовая и фарфоровая посуда, глиняная посуда, статуэтки и др.).

 - Дренажные и канализационные трубы применяются в мелиорации почв, строительстве мостов, дорог. Вы их видели при въезде в Красный Ключ со стороны Бондарева (это хорошо известные детям населенные пункты).

 Облицовочные плиты применяются для облицовки стен кухонь, ванных комнат лицовочные плиты использовали и для облицовки печей во дворцах богатых вельмож.       Кирпич.
         Кирпич является самым древним строительным материалом. Хотя вплоть до нашего времени широчайшее распространение имел во многих странах необожённый кирпич-сырец, часто с добавлением в глину резанной соломы, применение в строительстве обожженного кирпича также восходит к глубокой древности ( постройки в Египте, 3-2-е тысячелетие до н.э. ). Особенно важную роль играл кирпич в зодчестве Месопотамии и Древнего Рима, где из кирпича (45х30х10) выкладывали сложные конструкции, в том числе арки, своды и т.п. Ярким примером использования кирпичного строительства в России времён Иоанна 3 стало строительство стен и храмов Московского Кремля, которым заведовали итальянские мастера. “... и кирпичную печь устроили за Андрониковым монастырём, в Калитникове, в чём ожигать кирпич и как делать, нашего Русскаго кирпича уже да продолговатее и твёрже, когда его нужно ломать, то водой размачивают. Известь же густо мотыками повелели мешать, как на утро засохнет, то и ножем невозможно расколупить.” До 19-го века техника производства кирпича оставалась примитивной и трудоёмкой. Формовали кирпич вручную, сушили только летом, обжигали в напольных печах-времянках, выложенных из высушенного кирпича-сырца. В середине 19-го века были построены кольцевая обжиговая печь и ленточный пресс, обусловившие переворот в технике производства кирпича. В это же время появились глинообрабатывающие машины бегуны, вальцы, глиномялки. В наше время более 80% всего кирпича производят предприятия круглогодичного действия, среди которых имеются крупные механизированные заводы, производительностью свыше 200млн. шт. в год.

Фарфор  самая благородная  керамика. Это – 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.

Родина фарфора – Китай, где он был известен уже в 220 г. до н.э. Фарфор был изобретен более 2 тыс. лет назад в Китае. Для его по­лучения использовались специальные беложгущиеся глины. Китайский фарфор был тонким, почти невесомым, стенки его были полупрозрач­ными. Изготовление такого фарфора передавалось только по нас­ледству и хранилось в большом секрете.(Слайд )   Первый европейский фарфор был изобретен англ.алхимиком Иоганном Фридрихом Бёргером в 1710г. В России состав фарфоровой массы разработал около 1747 г. Д.И. Виноградов.                                                                                             Различают две основные разновидности фарфора:                                                           1. Твердый фарфор –имеет состав: глина, каолин - 50℅, полевой шпат - 25℅,кварцевый песок - 25℅, обжигаемый при температуре 1380-1460оС.             (Слайд 29)                                                                                                                                    2. Мягкий фарфор –  каолин - 25-40℅, полевой шпат – 3-40℅, кварцевый песок 3-40℅, температура обжига - 1200 оС. К мягкому фарфору относится костяной фарфор, непременной составной частью которого является зола костей крупного рогатого скота. Изготовленные из костяного фарфора изделия характеризуются высокой степенью белизны и просвечиваемости и большой декоративностью. В нашей стране изделия из костяного фарфора высокого качества выпускает фарфоровый завод им. М. В. Ломоносова в Санкт-Петербурге.(Слайд ). Фаянс отличается от фарфора тем, что не просвечивает даже в тонких слоях. Фаянс керамические изделия (облицовочные плитки, архитектурные детали, посуда, умывальника, унитазы и др.), имеющие плотный мелкопористый черепок (обычно белый), покрытые прозрачной или глухой (непрозрачной) глазурью.
Для изготовления фаянса применяются те же материалы, что и для производства фарфора меняется лишь соотношение компонентов, и сходная технология (различия в режиме обжига).
В средние века китайские мастера делали славящиеся на весь мир фарфоровые фонари, которые светились, если внутри зажечь огонь.

 

Вопросы задают учащиеся .

  1. Чем фарфор отличается от фаянса?
  2. Какая страна является родиной фарфора?
  3. Почему в глиняной посуде вода всегда прохладнее, чем  в стекляной?

Слово предоставляется следующей группе.

 

                  «Письма о пользе стекла» Д.И.Менделеева.

 Неправо о вещах те думают, Шувалов,

Которые стекло чтут ниже Минералов,

Приманчивым лучом блистающих в глаза:

Не меньше пользы в нём, не меньше в нем краса…….

 

По долговременном теченье наших дней

Тупеет зрение ослабленных  очей.

Одно стекло в сей бедности отрада!

Оно способствием  искусныя  руки

Подать нам зрение умеет чрез очки!......

 

Но в нынешних веках нам Микроскоп открыл,

Что БОГ в невидимых животных сотворил!

Стеклом познали мы велики чудеса,

Чем он наполнил Понт, и воздух , и леса…..

 

Основой обычного стекла являются силикаты натрия и кальция.  Na2O*CaO*6SiO2.Сырье для его производства сода , известняк  и песок. Исходные вещества нагревают в специальных ваннах до температуры 1500 С и некоторое время выдерживают для удаления газов (CO2, SO2, паров воды). Основные химические процессы…

  •  SiO2 + Na2CO3 = Na2SiO3 + CO2
  • SiO2 + CaCO3 = CaSiO3 + CO2
  • Na2SiO3 + CaSiO3 + 4SiO2 = Na2O*CaO*6SiO2[1]

 

Затем из жидкой массы изготавливают нужные изделия путем выдувания, вытягивания или формовки. У стекла нет постоянной температуры затвердевания, и загустевшую, вязкому стеклу можно придать любую форму.

Вводя различные добавки, можно менять свойство стекла
Из расплавленного кварца изготавливают различную кварцевую химическую посуду, которая может выдерживать высокую температуру и не трескается при резком охлаждении.

Обычное оконное стекло имеет состав, который можно выразить формулой

Nа20 • СаО • 6SiO2

Его получают в специальных стекловаренных печах сплавлением смеси соды, известняка и песка.

Отличительная особенность стекла — способность размягчаться и в расплавленном состоянии принимать любую форму, которая сохраняется при застывании стекла. На этом основано производство посуды и других изделий из стекла.

Стекло — одно из древнейших изобретений человечества. Уже 3—4 тыс. лет назад производство стекла было развито в Египте, Сирии, Финикии и Причерноморье. Высокого совершенства в стеклоделии достигли мастера Древнего Рима. Они умели получить цветные стекла и делать из кусочков такого стекла мозаики.
Стекло — это материал не только ремесленников, но и художников. Произведения искусства из стекла являются обязательными атрибутами любого крупного музея. А цветные витражи церквей, мозаичные панно — яркие тому примеры. В одном из помещений Санкт-Петербургского отделения Российской Академии наук находится мозаичный портрет Петра I, выполненный М. В. Ломоносовым.
Дополнительные качества стеклу придают различные добавки. Так, введением оксида свинца получают хрустальное стекло, оксид хрома окрашивает стекло в зеленый цвет, оксид кобальта — в синий и т. д.

Области применения стекла очень обширны. Это оконное, бутылочное, ламповое, зеркальное стекло; стекло оптическое — от стекол очков до стекол фотокамер; линзы бесчисленных оптических приборов — от микроскопов до телескопов.
«Существует предание, - пишет Плиний, - будто бы к устью реки пристал корабль торговцев содой. Рассеявшись по берегу, они готовили обед, и поскольку не оказалось камней, чтобы подставить под котелки, они подложили куски соды; когда эти последние разогрелись и смешались с береговым песком, тогда потекли ручьи новой жидкости, что и явилось началом стекла».
В более поздние времена не раз предпринимались попытки воспроизвести этот опыт, но они оказались безуспешными. Так, «теория» Плиния - всего лишь легенда.
Еще раз внимательно прочитайте рассказ Плиния.
Почему его «теория» оказалась легендой? Время для обсуждения – 1,5 минуты
По мнению Плиния разогретые куски соды смешались с песком.

  1. Фактически при нагревании сначала произошли химические реакции, а не просто разогрев, затем образовалась сложная смесь из расплавленных веществ.
  2. Для получения стекла не достаточно только соды и песка.
  3. Для получения стекла нужен известняк.

Закрепление.

1.Почему промышленность называется силикатной?

2. Что является сырьем для керамических изделий?

3.В каком органе человека содержится больше всего кремнезема?

4.Как будут называть стекло на основе  B2O3,  P2O5,  GeO2

.                 Тест на закрепление

. 1. Отраслями силикатной промышленности являются следующие производства:

а) аммиака; б) цемента; в) азотной кислоты;

г) керамики; д) стекла.

Ответ. б, г, д.

2. Состав оконного стекла:

а) Na2O•MgO•6SiO2;

б) K2O•CaO•6SiO2;

в) Na2OCaO•6SiO2.

Ответ. в.

3. Цемент – это смесь:

а) карбоната магния и песка;

б) алюминатов и силикатов кальция;

в) силиката кальция и песка.

Ответ. б.

4. Тонкая керамика – это производство:

а) бетона;

б) фарфора;

в) кирпича;

г) кафельной плитки.

Ответ. б, г.

5. Бетон – это смесь:

а) цемента, песка, воды;

б) щебня; песка, цемента;

в) щебня, песка, цемента и железная арматура.

Ответ. б.

6. Хрустальное стекло – это:

а) K2O•CaO•6SiO2;

б) PbO•K2O•6SiO2;

в) Li2O•ZnO•H2O.

Ответ. б.

 Химия – удивительная наука, она вводит в мир различных веществ, который окружает нас. Учите химию, и вы добьетесь успеха в жизни

 

Домашнее задание $33 с101 упр.7,8.

Джахангирова Нина Таджаддиновна учитель химии МАОУ СОШ №32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Информация о публикации
Загружено: 18 марта
Просмотров: 2063
Скачиваний: 6
джахангирова нина таджаддиновна
Химия, 9 класс, Уроки
Скачать материал