Конспект урока по химии по теме «Силикатная промышленность»

Цель: формирование личностных и метапредметных компетенций учащихся.

Задачи урока:

1. Сформировать представление об отраслях силикатной промышленности, познакомить с областями применения ее продуктов.

2. Продолжить формирование умений устанавливать зависимость между строением, свойствами веществ и их применением.

3. Использовать интегрированный подход, развивать у учащихся умение находить межпредметный связи и использовать их в своей практической деятельности.

4. Развивать у учащихся умение анализировать и прогнозировать.

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

I. Оргмомент

Урок начнем из формирования трех групп. Входя в кабинет, каждый ученик получает карточку с изображением продукции одной из отрасли силикатной промышленности. В соответствии с полученными карточками учащиеся рассаживаются попарно по столам с надписями: «Производство стекла, «Производство керамики», «Производство цемента». На каждом столе находятся образцы изделий силикатной промышленности. Учитель предлагает учащимся загадки:

На топтале был,

На кружале был,

На пожаре был,

Молод был- людей поил.

(глиняный горшок)

На улице мерзнет

А в доме не мерзнет. (стекло оконное)

Я серый порошок, пока мой дом – мешок,

Но лишь напьюсь воды, в момент

Окаменею. Я … (цемент)

По мере отгадывания загадок учитель прикрепляет к доске таблички: «Керамика», «Стекло», «Цемент». У вас на столах

Вопрос: Что объединяет все эти продукты? (В их состав входят соединения кремния).

В состав этих предметов входят соединения кремния. Все производства, основанные на переработке природных или искусственно полученных соединений кремния относят к силикатной промышленности. И сегодня нам с вами предстоит познакомится с этими производствами и областями ее применения. А помогут нам сегодня различные специалисты: химики, технологи, географы. (записывают тему урока) 

II. Объяснение нового материала.

Объяснение учителя.

Истоки силикатной промышленности лежат в глубокой древности, когда человек умелый научился изготавливать простейшие орудия труда, позволявшие ему выжить в суровые времена.

Первые орудия древние люди изготовляли из соединений кремния, состоящих из халцедона, кварца, опала. Позднее для этого стали использовать яшмы, горный хрусталь, агаты, вулканическое стекло. Применение соединений кремния начинается с эпохи каменного века. Посмотрим, что служит сырьем для современной силикатной промышленности. Так как, силикатная промышленность основана на переработке природных соединений кремния, то и основным сырьем для нее служат природные силикаты, многие из которых вам знакомы с курса географии.

Вопрос: Ребята, вспомните, пожалуйста, где сосредоточены основные залежи природных силикатов в нашей стране? (Урал, Саяны, Забайкалье, Подмосковье, Кольский полуостров)

Давайте обратимся к следующему слайду,

где видно, что сырьем для современной промышленности служат следующие соединения и вещества.

Полную информацию смотрите в файле. 

Интегрированный урок химии и географии в 9 классе «Силикатная промышленность». Ниджляева Е.В., учитель химии.

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение

«Шарнутовская СОШ имени Б.С. Санджарыкова»

Сарпинский район

Республика Калмыкия

Республиканский заочный

конкурс «Формула успеха».

Номинация: Формирование личностных и метапредметных компетенций на уроках химии

с использованием регионального компонента.

Урок химии в 9 классе:

«Силикатная промышленность»

Учитель: Ниджляева Е.В.

Шарнут, 2013

Тип урока: изучение нового материала.

Форма работы: индивидуально-групповая, соответствующая индивидуальным учебным возможностям учащихся ( предварительно выбирают темы сообщений и готовят их).

Оборудование

Изделия из различных видов стекол , из керамики, фарфора, фаянса, хрусталя, образцы глины, цемента, песка, коллекции: «Стекло и изделия из стекла», «Строительные материалы», карта Калмыкии, карта России, компьютер, мультимедиапроектор, экран.

Цель: формирование личностных и метапредметных компетенций учащихся.

Задачи урока:

1.Сформировать представление об отраслях силикатной промышленности, познакомить с областями применения ее продуктов.

2. Продолжить формирование умений устанавливать зависимость между строением, свойствами веществ и их применением.

3. Использовать интегрированный подход, развивать у учащихся умение находить межпредметный связи и использовать их в своей практической деятельности.

4. Развивать у учащихся умение анализировать и прогнозировать.

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

I. Оргмомент

Урок начнем из формирования трех групп. Входя в кабинет, каждый ученик получает карточку с изображением продукции одной из отрасли силикатной промышленности. В соответствии с полученными карточками учащиеся рассаживаются попарно по столам с надписями: «Производство стекла, «Производство керамики», «Производство цемента». На каждом столе находятся образцы изделий силикатной промышленности. Учитель предлагает учащимся загадки:

На топтале был,

На кружале был,

На пожаре был,

Молод был- людей поил.

(глиняный горшок)

На улице мерзнет

А в доме не мерзнет. (стекло оконное)

Я серый порошок, пока мой дом – мешок,

Но лишь напьюсь воды, в момент

Окаменею. Я … (цемент)

По мере отгадывания загадок учитель прикрепляет к доске таблички: «Керамика», «Стекло», «Цемент». У вас на столах

Вопрос: Что объединяет все эти продукты? (В их состав входят соединения кремния).

В состав этих предметов входят соединения кремния. Все производства, основанные на переработке природных или искусственно полученных соединений кремния относят к силикатной промышленности. И сегодня нам с вами предстоит познакомится с этими производствами и областями ее применения. А помогут нам сегодня различные специалисты: химики, технологи, географы. (записывают тему урока) 

II. Объяснение нового материала.

Объяснение учителя.

Истоки силикатной промышленности лежат в глубокой древности, когда человек умелый научился изготавливать простейшие орудия труда, позволявшие ему выжить в суровые времена.

Первые орудия древние люди изготовляли из соединений кремния, состоящих из халцедона, кварца, опала. Позднее для этого стали использовать яшмы, горный хрусталь, агаты, вулканическое стекло. Применение соединений кремния начинается с эпохи каменного века. Посмотрим, что служит сырьем для современной силикатной промышленности. Так как, силикатная промышленность основана на переработке природных соединений кремния, то и основным сырьем для нее служат природные силикаты, многие из которых вам знакомы с курса географии.

Вопрос: Ребята, вспомните, пожалуйста, где сосредоточены основные залежи природных силикатов в нашей стране? (Урал, Саяны, Забайкалье, Подмосковье, Кольский полуостров)

Давайте обратимся к следующему слайду,

где видно, что сырьем для современной промышленности служат следующие соединения и вещества.

CЫРЬЕ:

1. Природные соединения - Глина (Al₂O₃* 2SiO₂*nH₂O); Песок (SiO₂); Известняк CaCO₃; Доломит MgCO₃ * CaCO₃

2. Искусственно полученные вещества - Сода Na₂CO₃ ; Бура (Na₂B₄O₇ *10H₂O) ; Сульфат натрия (Na₂SO₄)

3) Отходы других отраслей - Доменный шлак; Нефелиновый шлам; Сланцевая зола

Групповая работа: Предлагается изучить производства керамики, стекла и цемента на основе изученного сырья.

I — производство керамики

II — производство стекла

III - производство цемента.

В каждой группе представляю технологов и их помощников. Они записывают и объясняют на доске уравнения реакций, отбирают образцы сырья, и выставляют их для демонстрации всему классу, рассказывают(по 10 минут) о технологии производств керамического, стекольного, цементного производств, их истории, демонстрируют образцы продукций данных производств. В ходе работы каждый ученик заполняет таблицу:

Каждая группа составляет по изученному материалу несколько вопросов для следующей группы.

Пока идет подготовка, негромко звучит музыка. Таким образом, заслушиваются сообщения учащихся (подготовленные перед уроком). Сообщения учащихся дополняет учитель интересными сведениями.

Сообщения учащихся

Дополнения учителя (после каждого выступления от группы):

Обратимся к истории развития силикатной промышленности нашей Республики Калмыкия.

Месторождения строитель­ного сырья: в 1937 году впервые было описано Чолун Хамурское месторождение известняка — ракушечника, пригодного для производства цемента, в 1939 году разведано Элистинское месторождение глин, в 1940 году Вознесеновское месторождение глин. К 1977 году промышленностью было освоено 7 месторождений глин: Башантинское, Яшалтинское, Каспийское, Элистинское, Тундутовское, Яшкульское и Приютненское. Общая мощность кирпичных (красный кирпич) заводов к тому времени составляла до 90 млн. штук в год. Запас сырья составляет до 100 лет и и более. Однако, сейчас республика ввозит кирпич из соседних областей, так как производство остановлено. Разведаны и освоены два месторождения известняка, пригодного для производства стеновых блоков — Чолун Хамур, Зунда Толга. Широкое применение продукция нашла в сельскохозяйственном строительстве в сельской местности. Пески являются одним из распространенных полезных ископаемых республики. Наиболее полно изучены месторождения стекольных песков Садовое и Ярморочное. Аршанское месторождение пригодно для производства силикатного кирпича. Калмыкия богата месторождениями строительного сырья. Для поднятия и развития стройиндустрии республики разработана целевая программа «Стройиндустрия Калмыкии».

Сейчас предлагаю вашему вниманию коллекции «Стекло и изделия из стекла», «Строительные материалы» ( учитель раздает коллекции)

Рассмотрите образцы.

Вопрос: Чем же представлена силикатная промышленность сегодня?

Продукция С.П. представлена

КЕРАМИКА СТЕКЛО ЦЕМЕНТ

* Строительная (кирпич, черепица, * Кварцевое (кварцевые лампы, * Портландцемент

трубы, кафель) лабораторная посуда) * Строительные растворы

* Техническая (свечи зажигания, * Оконное и бутылочное * Асбестоцементные изделия

изоляторы) * Термостойкое

Бытовая (фаянс, фарфор) * Хрусталь

Огнеупорная (внутренняя обкладка печей) * Цветные стекла

1. Закрепление
   Учащиеся выполняют предложенные задания индивидуально, а затем обсуждают в группах.
   Прочитайте внимательно текст. Вставьте пропущенные слова, словосочетания, формулы, закончите уравнения реакции.
   Производство стекла
   По структуре стекло представляет собой переохлажденную систему. Обычное оконное стекло состоит из силикатов натрия и кальция, сплавленных с оксидом кремния. Сырьем для получения стекла служат…, … и …Эти вещества тщательно перемешивают и подвергают сильному нагреванию в 1500 градусов Цельсия в специальных печах. В стекловаренной печи проходят следующие процессы:
   Na2CO3 + SiO2 - Na2SiO3 + ……
   CaCO3 + SiO2 - …… + CO2 |
   Na2SiO3 + CaSiO3 + 4 SiO2 - Na2O х CaO…..
   Если соду заменить поташем (K2CO3), 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 получают… стекло. Оксид хрома 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 формирование изделий из стекла. Производство стекла относится к ….. промышленности перерабатывающей природные соединения.

Производство цемента
Портланд цемент представляет собой вяжущее порошкообразное вещество, которое при смешивании с водой затвердевает на воздухе и в воде, в камнеподобную массу. Обычно его получают обжигом в 1600 градусов Цельсия сырьевой смеси, состоящий из…. и ….. Прокалывание проводят в специально цилиндрических вращающихся печах, длина которых более двухсот метров, а диаметр около 5 м. В процессе обжига печь медленно вращается, исходные вещества постепенно движутся и нижние его части навстречу потоку раскаленных газо - продуктов сгорания, поступающего газообразного или твердого пылевидного оплыва (принцип…..). При повышенной температуре между….. и ….. происходят сложные химические реакции. Простейшие из них – обезвоживание каолинита, разложение известняка и образование силикатов и алюмосиликатов кальция:
Al2O3 х 2SiO3 х 2Н2О - …+…
… - СаО + СО2 |
CaO + SiO2 |…
Полученная спекшаяся зернистая масса называется…… Его размалывают в мельчайшую пудру, так как вяжущиеся свойства цемент проявляет только в измельченном виде. Для повышения прочности изделий и экономии цемента к нему перед употреблением добавляют песок, в щебень – воду. После затвердевания получается искусственный камень - ……. . Прочность изделий еще больше 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….. .

Производство керамики
Слово «керамика» происходит от греческого слова «керамос»- глина. Основным сырьем для производства керамики служат…. . Если примешать к ней немного воды получается пластичное тесто, способное сохранять приданную ей форму, которая закрепляется при…. Спекшаяся керамическая масса полученная в результате обжига называется….. Процесс изготовления керамических изделий сводится к следующим стадиям. К основному сырью добавляют песок.., полевой шпат…, и замешивают с водой до получения теста. Затем его формуют в нужное изделие, сушат и обжигают. Основную реакцию протекающую при обжиге глины, можно схематически представить уравнением:
3(Al2O3 х 2SiO2 х 2H2O) – 3Al2O3 х 2SiO2 +…+…
Обжиг керамических изделий производят в … печи. После обжига изделия получают пористые и влагопроницаемые, поэтому их снаружи покрывают…лекгоплавкими составами, образующими стекловидный слой на поверхности изделия. К керамическим изделиям относятся: кирпич, облицовочные плиты, черепица, трубы. Из белой глины изготавливают… и … изделия, посуду. Развитие современного керамического производства привело к тому, что появились многие новые области применения керамики, например так называемая тонкая керамика, применяется в авиации, приборостроении, электротехники и радиотехники. Производство керамики относится к … промышленности, перерабатывающей природные соединения.

Вопросы:

1. Почему промышленность называется силикатной? (стекло, цемент, кирпич, бетон бывают, весьма различны, по составу, но их важной составной частью служит кремний).

2. Перечислите способы формовки стеклянных изделий?

3. Каков состав хрустального стекла?

Внимание вопрос на сообразительность!

1. В каком органе человека содержится больше всего кремнезема? (стекловидное тело глаза).

2. На какие группы делятся керамические изделия?

3. Объясните происхождение слова “фаянс”.

4. Чем фарфор отличается от фаянса?

5. Какую марку имеет саксонский фарфор и почему?

Что такое цек старинных фаянсовых изделий? После обсуждения выполненных заданий учитель подводит итоги урока

Заключительное слово учителя.

В будущем применение силикатов станет еще большим. Металлов в земной коре не так уж и много. Углерод, который служит основой органических полимеров и пластмасс, составляет всего 0,1% земной коры по массе. Производство древесины ограничено скоростью прироста леса. А использование силикатов практически не ограничено ничем. По силикатному сырью мы практически ходим. Правда имеет существенный недостаток у силикатных изделий – они обладают большой хрупкостью. Но этот недостаток в принципе преодолим. Ведь изобрели же японцы небьющийся фарфор. А сковородки из мелкокристаллического стекла – ситалла, по прочности близки к чугунным, и бьются значительно меньше, чем обычное стекло. О силикатах можно говорить бесконечно.

Хочется надеяться, что для вас она прошла с пользой, обогатила новыми знаниями, по новому позволила взглянуть на известные вещи.
Будем бережно расходовать эти запасы, они не безграничны!
Будем гордиться своей Родиной и ее людьми. И постараемся вырасти
достойными гражданами нашей страны.

Всех благодарю за работу на уроке.

Домашнее задание:

1. Решите задачу «Сколько потребуется сырья для получения 100 кг стекла?

2. п.30

Использованная литература

1. О. С. Габриелян. Химия 9 класс.

2. Бадмаев С.Б. География Калмыцкой АССР. Элиста, Калмыцкое книжное издательство

3. Илюмжинов К.Н., Максимов КН. Калмыкия на рубеже веков., москва, 1997 г.

4. Кукушкин Ю.Н. Химия вокруг нас: Справочное пособие – М.: Высш.шк.,1992. – 192 с.: ил.

5. Крицман В. А. Книга для чтения по неорганической химии. Ч. II. Учеб. Пособие для учащихся 9 кл./Сост. В. А. Крицман. -2-еизд., перераб., доп. – М.: Просвещение, 1984

6. Манджиев С.В., Клюкин Н.В. Калмыцкая АССР,Элиста, 1979 г.

7. Савина Л.А. Я познаю мир. ООО “Издательство АСТ – ЛТД”, 1997. – 442 с.: ил.

8. Журнал «Химия в школе» № 8, 2009 г.

9. Журнал «Химия все для учителя» № 1, 2012 г

10. Ширшина Н.В. Химия для гуманитариев. Волгоград, 2004 г.

11. Энциклопедический словарь юного химика. Издательство Педагогика 1982 г.