Урок на тему «Силикатная промышленность» - Приложения

Цели урока. Обобщить и систематизировать знания учащихся о технологии керамического, стекольного, цементного производств, их истории; о научных принципах данных производств; о природных соединениях кремния как основе силикатной промышленности. Углубить знания учащихся, полученные из курса географии о силикатной промышленности в целом, об осадочных горных породах, о комплексном использовании сырья, о продукции предприятий силикатной промышленности Смоленской области, а также о решении вопроса защиты окружающей среды от отходов предприятий силикатной промышленности г. Смоленска и области. Развивать самостоятельность учащихся в работе с учебником, энциклопедическими словарями, краеведческой и научно-популярной литературой. Развивать познавательную активность учеников, применяя нестандартные игровые формы учебной деятельности. Способствовать выработке навыков наблюдения, умения делать выводы.

Оборудование и реактивы. Изделия из керамики, стекла, цемента. Схема 1 «Продукция силикатной промышленности», схема 2 «Сырье для силикатной промышленности». Индивидуальные задания для трех групп, рекламные щиты стекольного, керамического, цементного заводов. Выставка книг из школьной библиотеки по теме урока. Пословицы, загадки. Эпиграф «Поставь перед собой сто учителей — они окажутся бессильными, если ты не можешь сам заставить себя и сам требовать от себя». В. А. Сухомлинский.

Форма урока. Урок-игра «Счастливый случай».

Вступительное слово учителя

Урок начинается вступительным словом учителя: «Я держу в руках сборник загадок. Их здесь очень много, и поэтому хочу предложить вам следующие:

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)

Сырая пыль в воду нырь, потом на

мастерок — и готов домок.

(Цемент)

Многие старинные загадки имеют в качестве отгадок те или иные химические явления, процессы или вещества. 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.

Знаете ли вы, что...

• применение соединений кремния начинается с эпохи каменного века;

• стекловарение с использованием кремнезема известно было за три века до н. э.;

• в России первый стекольный завод начал производить стекло в 1635 г.;

• благодаря соединениям кремния человеку удалось познать микромир (микроскопы) и макромир (телескопы), а также изготовить фото- и киноаппараты;

• в настоящее время готовят ткани из стеклянных нитей, которые в двадцать раз тоньше человеческого волоса, причем стеклянные ткани хорошо окрашиваются.

Продукция и сырье силикатной промышленности

После такого вступления учитель сообщает учащимся тему и задачи урока-игры.

Затем учащиеся-экскурсоводы проводят экскурсию по «залам музеев стекла, керамики, цемента».

Следующий этап урока — объяснение учителя. Совместно с учащимися он формулирует определение силикатной промышленности и демонстрирует схему 1 «Продукция силикатной промышленности».

Схема 1

Так как силикатная промышленность основана на переработке природных соединений кремния, то и основным сырьем для нее служат природные силикаты.

В ходе фронтальной беседы учащиеся вспоминают из курса географии известные им природные соединения кремния: глину, песок, полевой шпат, — указывают, что в силикатной промышленности используют также известняк, доломит, мергель (осадочная горная порода, содержащая известняк и глину), искусственно полученные вещества — соду, буру, сульфат натрия, отходы других отраслей промышленности. Таким образом, имеет место комплексное использование сырья.

Через графопроектор учитель демонстрирует обобщающую схему 2.

Схема 2. Сырье силикатной промышленности

Основы технологии силикатной промышленности

С целью актуализации знаний учащихся учитель предлагает задание: дайте толкование лексического значения терминов — «технология», «химическая технология», «технологическая схема», «сырье» и перечислите основные технологические принципы.

Следующий этап урока — работа в группах. Учитель представляет классу инженеров-технологов и их помощников. Они рассказывают членам каждой группы о технологии керамического, стекольного, цементного производства, их истории, демонстрируют образцы продукции предприятий силикатной промышленности Смоленской области, задают вопросы для первичного закрепления материала. На изучение каждого производства отводится по 15 мин. По сигналу учителя группы учащихся (кроме инженеров и их помощников) переходят от стола к столу.

Итог работы каждого ученика — заполненная в процессе работы таблица «Силикатная промышленность».

Силикатная промышленность

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

Познакомившись с очередным производством, каждая группа учащихся составляет несколько вопросов по изученному материалу для следующей группы.

По окончании работы в группах учащиеся оценивают работу инженеров-технологов и их помощников с помощью цветных жетонов, которые они наклеивают на лист с фамилиями учащихся, игравших эти роли. Если объяснение понравилось — наклеивают зеленые жетоны, было неплохим — желтые, а если есть замечания — красные.

Домашнее задание

Домашнее задание учащиеся получают на индивидуальных карточках. Приведем примеры таких карточек.

Индивидуальная карточка № 1

1. В учебнике О. С. Габриеляна «Химия. 9» прочитайте статью «Применение кремния».

2. Проработайте записи в тетради по теме урока.

3. Задача. Определите массовую долю выхода силиката натрия от теоретически возможного, если при сплавлении 5 кг гидроксида натрия с песком получено 6,1 кг продукта.

Индивидуальная карточка № 2

1. Проработайте записи в тетради по теме урока.

2. Составьте развернутый план по статье «Применение кремния» (учебник, с. 151 —153).

3. Задача. Какова масса кремния, получаемого восстановлением 1 кг оксида кремния (IV) алюминием, массовая доля примесей в котором 16,6%?

Индивидуальная карточка № 3

1. Проработайте записи в тетради по теме урока.

2. Вспомните, что такое рубиновое стекло, химическое стекло, кварцевое стекло. Опишите их отличительные свойства и области применения.

3. Задача. Какую минимальную массу соды, известняка и кремнезема (вместе) нужно иметь для получения 1 т обычного стекла?

Или совсем несложные домашние задания.

Индивидуальная карточка № 4

1. В учебнике прочтите статью «Применение кремния».

2. Что такое бетон и железобетон и где они находят применение?

3. В основе получения пеностекла лежит реакция между карбонатом натрия и песком. Составьте уравнение этой реакции и объясните, за счет чего образуются поры в стекле.

Индивидуальное задание 1

Прочитайте внимательно текст. Вставьте пропущенные слова, словосочетания, формулы, закончите уравнения реакций.

Производство стекла

Человеку еще в глубокой древности было известно производство стекла. Обычное оконное стекло состоит из силикатов натрия и кальция, сплавленных с оксидом кремния (IV). Сырьем для получения стекла служат ..., а также .... Эти вещества тщательно перемешивают и подвергают сильному нагреванию (1500 °С) в специальных печах.

В стекловаренной печи происходят следующие процессы:

Если соду заменить поташом (К₂СО₃), то получается тугоплавкое стекло для химической посуды. Примерный состав этого стекла можно выразить формулой: ...

При замене оксидов натрия и кальция на оксиды калия и свинца получают ...

Оксиды некоторых металлов, добавляемые при варке стекла, придают ему различную окраску. Например, при добавлении оксидов кобальта (II) получают ... стекло. Оксид хрома (III) придает стеклу ... цвет. Добавлением небольших количеств мелкодисперсного золота получают ... стекло.

Замечательное свойство стекла — его способность постепенно размягчаться при повышении температуры и переходить в жидкое состояние. На этом свойстве основано формование изделий из стекла.

Производство стекла относится к ... промышленности, перерабатывающей природные соединения ....

Индивидуальное задание 2

Прочитайте внимательно текст. Вставьте пропущенные слова, словосочетания, формулы, закончите уравнения реакции.

Производство цемента

Цемент — важнейший современный стройматериал. Портландцемент представляет собой вяжущее порошкообразное вещество, которое при смешивании с водой затвердевает на воздухе и в воде в камнеподобную массу.

Обычно его получают обжигом (1400—1600 °С) сырьевой смеси, состоящей из ... и ... . Прокаливание проводят в специальных цилиндрических вращающихся печах, длина которых более 200 м, а диаметр — около 5 м. В процессе обжига печь медленно вращается и исходные вещества постепенно движутся к нижней ее части навстречу потоку раскаленных газов — продуктов сгорания поступающего газообразного или твердого пылевидного топлива (принцип ...).

При повышении температуры между ... и ... происходят сложные химические реакции. Простейшие из них — обезвоживание каолинита, разложение известняка и образование силикатов и алюмосиликатов кальция:

Полученная спекшаяся зернистая масса называется .... Его размалывают в мельчайшую пудру, так как вяжущие свойства цемент проявляет только в измельченном виде.

Для повышения прочности изделий и экономии цемента к нему перед употреблением добавляют песок, щебень, воду. После затвердевания получается искусственный камень — Прочность изделий еще более возрастает, если в ... вводят каркас из железных труб, стержней или полосок. Такое сочетание получило название ....

В настоящее время разработаны и изготавливаются ... , в которых в качестве вяжущего материала используют органические полимеры. Это так называемые ....

Производство цемента относится к ... промышленности, перерабатывающей природные соединения ....