Соединения кремния. Силикатная промышленность
Тема урока: « Соединения кремния. Силикатная промышленность».
Учитель: Мастюхина Анна Александровна
МОУ «СОШ имени генерала Захаркина И.Г.»
Задачи урока:
1.Дидактическая: дать понятие о силикатной промышленности, изучить производство строительных материалов и стекла. Дать понятие о составе различных сортов стекла, их практическом значении и применении; составе керамики, фарфора, цемента, его применении. Рассмотреть историческое развитие силикатной промышленности, показать роль М.В.Ломоносова в развитии производства стекла.
2.Развивающая: в целях развития познавательного интереса развить интерес к декоративно- прикладному искусству (керамика, фарфор, художественное стекло),заполнив таблицу и выполнить тест « Силикатная промышленность». Для развития навыков практического труда заполнить таблицу «Сравнение оксида углерода (IV) и оксида кремния (IV)».
3.Воспитательная: в целях развития научного мировоззрения, доказать учащимся важность силикатной промышленности и применения силикатных материалов в сельском хозяйстве.
Ф.О.У.Д.: урок.
Тип урока: изучение нового материала.
Вид урока: с презентацией «Соединения кремния. Силикатная промышленность».
Оборудование: презентация «Соединения кремния. Силикатная промышленность»,компьютер, экран.
Ход урока:
Методы и методические приемы:
I. Мобилизирующее начало:
Что мы изучили на прошлом уроке?
Cтроение атома, характерные соединения.
+14Si ) ) )
2 8 4
неметалл
SiO2 – кислотный оксид
H2SiO3 – кислотный гидроксид
SiH4 – летучее водородное соединение
Аллотропные модификации :
Аморфный Кристаллический
бурый порошок, кристаллическая
не имеет определенной решетка – атомная, температуры плавления. аналогична алмазу,
но менее прочная, полупроводник,
темно-серого цвета,
с металлическим блеском, тугоплавок.
Заполним таблицу
«Сравнение оксида углерода (IV) и оксида кремния (IV)»:
Признаки сравнения
Оксид
углерода (IV)
Оксид кремния
Формула
СО2
SiO2
Крист. решетка
молекулярная
Атомная
Физ.свойства
Хим.свойства
Газ, без цвета, без запаха
а) с водой
СО2 + H2O = Н2СO3
б) с оксидом кальция
СО2 + СаО= СаСО3
в) с известковой водой (качественная реакция)
СО2 + Са(ОН)2 =
СаСО3 + H2O
Прочный, тугоплавкий, не растворим в воде
а) со щелочами,
б) с магнием
SiO2 + 2Mg Si + 2MgO
в) с углеродом
SiO2 + 2C Si + 2CO
г) с карбонатами
SiO2 + СаСО3 СаSiO3 + СО2
д) с плавиковой кислотой (особое)
SiO2 + 4HF SiF4 + 2H2O.
II. Формирование знаний, умений и навыков:
Тема урока: « Соединения кремния. Силикатная промышленность».
Кремний проявляет восстановительные свойства:
1. Реагирует с простыми веществами – неметаллами
а) с галогенами:
Si +2F2 = SiF4 Si + 2Cl2 = SiCl4 Si + 2Br2 = SiBr4
б) с кислородом (при t°)
Si + O2 = SiO2
2. Взаимодействует со сложными веществами
а) кислотами:
3Si + 12HF + 4HNO3 = 3SiF4 + 4NO + 8H2O
б) щелочами:
Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2
Проявляет окислительные свойства:
а) с металлами:
Si + 2Mg = Mg2Si.
Сосед углерода привык к работе, Замену ему нигде не найдете. Если бы этот пропал элемент, Где бы мы взяли кирпич и цемент, Чем бы стеклили окно, и куда Делись бы кварц, и фарфор, и слюда? Пляжи песчаные, толщи подземные - Где бы все это было без кремния?
Походу моего рассказа заполним таблицу:
Силикатная промышленность
Керамика
Стекло
цемент
1.Сырье
2.Виды промышленной продукции.
В природе кремний встречается исключительно в виде кислородных соединений: кремнезема и силикатов.
Природные кремнеземы, силикаты и глина – сырье для силикатной промышленности . Главными продуктами ее являются керамика, стекло и цемент. С производством некоторых из них познакомимся подробнее.
Керамика.
Керамика (от греческого слова «керамон» - глина). Основным сырьем для производства керамики служит глина. Если примешать к глине немного воды, получается пластичное тесто, способное сохранять приданную ему форму, которая сохраняется после высыхания и закрепляется при обжиге. Изделия из глины, прошедшие обжиг, называются керамическими. Керамика представляет один из древнейших искусственных и сейчас распространенных материалов в строительстве, повседневном быту и искусстве. Из белой глины изготовляют фарфоровые и фаянсовые изделия, глиняную посуду. Сформированные из глиняного теста изделия доводят обжигом до спекания, а не до плавления. Керамические изделия получаются пористые и влагопроницаемые. Поэтому снаружи их покрывают глазурью – различными легкоплавкими составами, образующими на поверхности керамического изделия тонкий, влагонепроницаемый стекловидный слой.
Керамическое производство долгое время развивалось по двум направлениям – строительная керамика и керамика для быта. Позже появилось третье направление – техническая керамика.
Развитие современного керамического производства привело к тому, что появились новые области применения керамики. На керамической основе делаются некоторые инструментальные материалы. Потребовалось и производство так называемой тонкой керамики для авиации, приборостроения, электротехники, радиотехники.
Процесс изготовления керамики обычно сводится к следующим стадиям: подготовка сырья, приготовление керамической массы, формование изделий, сушка, обжиг.
Основное сырье – разнообразные глины. В состав бытовой керамики добавляют кварцевый песок, полевой шпат, измельченный фарфор или фаянс, доломит или мел, иногда красители.
Изменение состава и структуры керамики позволило получить многочисленные керамические материалы. Одной из главных научных сенсаций конца XX века стало открытие высокотемпературной сверхпроводимости на образцах керамики, составленной из оксидов меди, бария и редкоземельных элементов.
Керамические материалы переживают сегодня как бы второе рождение. От гончарного круга до тончайшей аппаратуры для исследования
В природе встречается тощая и жирная глина. Тощая глина для лепки не годится. Так как в ней много песка. Именно такая глина встречается в нашей местности. Но и из нее кружковцы лепят удивительные игрушки.
Итак, что же является сыреем для производства керамики?
Какие виды промышленной продукции вы отметили?
Стекло.
Открыто стекло очень давно. Еще в IV тысячелетии до н.э. в некоторых странах Востока умели выплавлять стекло. Имя его первооткрывателя, естественно, неизвестно. Популярна легенда о случайности этого открытия: о моряках, обложивших комками соды разведенный на песке костер, и о найденных на этом месте блестящих камушках – каплях, образовавшихся их сплавившихся песка и соды.
Примерный состав обычного оконного стекла можно выразить формулой Na2O CaO 6SiO.
Поэт О. Колычев в стихотворении «Стакан» пишет:
«Когда прозрачный, тонкий, музыкальный
Стакан с водой я подношу ко рту,
Я вижу девушку с завода Гусь – Хрустальный,
Создавшую вот эту красоту.
Она вложила в солнечные грани
Все мастерство нелегкое свое,
И отражаются в простом стакане
Ее улыбка и душа ее».
Какое сырье необходимо для производства стекла?
Сырьем для производства обычного стекла служат чистый кварцевый песок, сода и известняк. Для получения цветных стекол к сырью добавляют оксид соответствующего металла. Если добавить оксид кобальта получается синее стекло, оксид хрома – зеленое стекло, оксид меди – сине-зеленое, а если добавить мелкораздробленное золото – рубиновое.
Цемент.
Цемент относится к важнейшим современным строительным материалам. Основным сырьем для цемента являются известняк и глина. Цемент получают в цилиндрических наклонных медленно вращающихся печах. Смесь загружают в верхний конец печи, и, пересыпаясь, она движется вниз навстречу потоку раскаленных газов – продуктов сгорания вдуваемого через форсунку топлива. При этом из известняка выделяется углекислый газ, из глины – вода, а оставшиеся оксиды кальция, алюминия и кремния образуют между собой соединения – силикаты и алюминаты кальция, составляющие цемент. Его перемалывают в порошок и упаковывают для изоляции от воды. При смешивании цемента с водой получается постепенно затвердевающее цементное тесто.
III.Подведение итогов:
Оценка ставится исходя ответа на вопрос в начале урока в начале урока.
IV. Мониторинг:
Выполним тест. « Силикатная промышленность»
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.
IV.Домашнее задание:
Параграф 30 (выучить), задание 2 и 4 на странице 146.
Вывод по уроку: Сегодня мы с вами побывали на выставке изделий из таких природных материалов как песок, глина, известняк. Увидели всё многообразие окружающих нас предметов, сделанных на основе природных силикатов.
-20*
-вопрос
учителя
-рассказ
учеников
-слайд 1
-слайд 2
-слайд 3
-слайд 4
-15*
-рассказ учителя
-слайд 5
-слайд 6
-слайд 7
-слайд 7
-слайд 8
-слайд 9
-слайд 10
-2*
-5*
-на карточках
-слайд 11
-3*
-слайд 12
-слайд 13
15