硅酸鹽工業簡述

硅酸鹽工業簡述

教學目標

                   知識技能：初步了解“硅酸鹽工業”；初步了解制水泥的主要原料和生產過程、水泥的主要成分和性質； 了解制玻璃的主要原料和主要反應。

                   能力培養：通過對水泥工業的教學，培養學生的自學能力和表達能力。

                   科學思想：使學生逐漸形成正確的科學社會觀，即使學生認識到“科學技術是第一生產力”，關心環境、資源再生等與現代社會有關的化學問題，具有社會責任感。

                   科學品質：通過對玻璃、陶瓷工業現狀及前景的介紹，激發學生學習興趣。

                   科學方法：教給學生自學閱讀和討論交流的方法。

重點難點

                   普通玻璃的化學反應原理作為知識目標中的重點，但更重要的是培養學生的能力及科學情感和科學思想。

教學重點 對“玻璃態物質”的理解。

 

教學過程

 

 

教    師    活    動

學    生    活    動

復習

 

 

投影

 

講述

用氧化物形式表示下列硅酸鹽：

高嶺土：Al₂(Si₂O₅)(OH)

正長石：K₂Al₂Si₆O₁₆

第13頁習題二，并用氧化物形式表示普通玻璃的組成。

“從組成上看玻璃屬于硅酸鹽，像制玻璃、水泥、陶瓷等硅酸鹽產品的工業叫硅酸鹽工業。”

讓學生看課本10頁“硅酸鹽工業”的定義。

寫出其氧化物形式：

Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O

K₂O ·Al₂O₃·6SiO₂

計算并寫出玻璃組成：

Na₂O·CaO·6SiO₂

看課本第10頁第一自然段并識記。

板書

 

投影

一、玻璃工業

1．原料

（見附1）

提供一些物質：高嶺土（粘土）、正長石、石英砂、純堿、燒堿、石灰石、生石灰及其價格，引導學生從玻璃的組成及原料的價格來考慮原料的選擇。

思考：每4個人為一組，分組討論并回答玻璃工業原料。

板書

 

 

 

 

設問

2．反應原理

復雜的物理、化學變化，主要反應是：

Na₂CO₃+SiO₂ Na₂SiO₃+CO₂↑

CaCO₃+SiO₂ CaSiO₃+CO₂↑

這兩個反應是否違反了復分解反應強酸制弱酸的規律？怎么認識這個問題呢？

看課本12頁第一自然段，并分析這兩個反應的類型。

在提示下，討論已學過的復分解反應規律僅適用于溶液，不能套用于高溫下的反應。

展示

演示

玻璃熔爐的掛圖，講述“玻璃態物質”。

用酒精燈加熱一段玻璃管使之軟化并簡單操作“玻璃加工”。

看課本12頁第二自然段，并思考什么是“玻璃態物質”。

觀察現象，理解“玻璃態物質沒有一定的熔點，而是在某一溫度范圍內逐漸軟化”這段文字。

展示

幾種玻璃樣品：

普通玻璃（因混有鐵化合物顯淺綠色）、藍玻璃、紅玻璃、化學儀器玻璃（試管等）、光學儀器玻璃（放大鏡等）、鋼化玻璃、光纖玻璃。

觀察。

 

教    師    活    動

學    生    活    動

錄像

投影

介紹

放一段玻璃加工的錄像。

介紹幾種常見玻璃

微晶玻璃光導纖維（資料一，見附5）

饒有興趣地聽講。

講解

“我們在日常生活中經常”接觸到玻璃，有時被人們會很不經意地把一個空瓶子仍在路上，摔破。這樣做既污染了環境（玻璃在自然條件下很難被消耗，它會扎傷輪胎等）又浪費了資源（講述玻璃可能再生）”。

分裝投放垃圾的意義，教育學生自覺做環境愛護者。

聽講并思考檢查自己過去的行動和決心規范自己今后的行動。

幻燈片

介紹我國幾個主要玻璃工業產地：如秦皇島耀華玻璃廠、洛陽玻璃廠等。“如果將來有一天，需要你作出決策在某一地建一個玻璃廠，你主要考慮什么因素？”

討論，得出以下兩個結論：①考慮原材料產地、交通便利、勞動力豐富等。②考慮開發研制新品種等。

板書

投影

二、水泥工業

課前給出自學提綱（投影4見附2），要求學生預習并思考提綱中所列的問題。

課前預習并思考提綱中的問題。

討論

課上將學生分成若干小組進行討論，并在討論后讓各小組派一名代表上講臺前結合回轉窯模型給全班同學講水泥工業的原料、設備、簡單生產過程、反應原理、條件、水泥成分、水泥應用及可能的污染等。一個組代表主講、其他組補充、完善。

教師小結并寫出板書。

討論、做好準備。

一個學生上講臺前主講，其他學生聽并補充、完善主講的內容。

 

邊看板書邊在頭腦里將剛才講座的內容整理、識記。

投影

幾種常見的水泥及水泥制品介紹，再介紹一種“新型水泥”。

看投影，并識記“水泥沙漿、混凝土、鋼筋混凝土”等名詞。

板書

三、陶瓷

簡介陶瓷工業原料（粘土），陶瓷是我國古代勞動人民的偉大發明之一，再簡介陶瓷工業發展現狀及前景。

（資料三，見附5）

聽講、思考。

小結

選派學生講本節課的收獲。

思考并回答。

 

 

隨堂檢測

1．普通玻璃是____________（混合物、純凈物）。玻璃可在一定溫度范圍內軟化，制成工藝品等。這是因為玻璃不是___________，而是一種____________物質，沒有固定_____________。

2．制水泥和玻璃時都需要用的原料是。

     A．粘土         B．石英           C．石灰石              D．純堿

3．一般不用石英砂作原料來制取的物質是。

     A．耐酸、堿的硼酸鹽玻璃           B．普通硅酸鹽水泥

     C．折光率強的鉛玻璃                   D．不易破碎的鋼化玻璃

4．下列說法正確的是。

     A．SiO₂是酸性氧化物，它不溶于水也不溶于任何酸

     B．SiO₂是制造玻璃的主要原料之一，它在常溫下不與NaOH溶液反應

     C．因高溫時SiO₂與Na₂CO₃反應放出CO₂，所以H₂SiO₃酸性比H₂CO₃強

     D．CO₂通入水玻璃中可得原硅酸。

答案：

1．混合物、晶體、玻璃態、熔點             2．（C）     3．（B）        4．（D）

 

附1：

物質名稱

高嶺土（粘土）

正長石

石英砂

純堿

燒堿

石灰石

生石灰

消石灰

化學成分

Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O

K₂O·Al₂O₃·6SiO₂

SiO₂

Na₂CO₃

NaOH

CaCO₃

CaO

Ca(OH)₂

工業價格

(元/噸)

 

 

 

1300

2300

32

280

315

附2：

        閱讀課本第10~11頁，按以下順序整理思路：

        “原料—設備—生產過程—反應條件—水泥條件—水泥成分—應用”（生料→熟料）

思考以下問題：什么是生料？往回轉窯中鼓入空氣、煤粉的目的是什么？什么是熟料？加入石膏的作用是什么？水泥的成分如何？應用有哪些？為什么可用于建筑，特別是水下工程必不可少的是什么？

 

小資料

    一、玻璃

    1．光導纖維：1964年8月華裔科學家高錕首先提出用玻璃纖維代替金屬導線，被譽為“纖維光學之父”。比頭發還細的一對光纖上可同時傳送3萬門電話且中繼距離長達20~50Km，保密性能好。

        2．微晶玻璃

    普通玻璃熔煉過程中加入一些金屬化合物，如少量Au、Ag、Cu的鹽類，這種玻璃就變成了具有特殊功能的微晶玻璃。它耐高溫，能經受住溫度的急劇變化，能透過微波。它還具有跟照相用的底片一樣的功能，能通過儀器將圖形印在上面，在常溫下圖像看不到，但一經加熱，圖像清楚地顯示出來了，廣泛地應用于軍事技術，航空航天工業。它還耐腐蝕，用在精密儀器的軸承上。

        二、水泥

    現在全世界年產水泥總數超過6億噸。一種新型水泥——雙快水泥（快凝、快硬）問世。它澆注一天后的硬度，相當于普通水泥澆注7~28天后的硬度。

        三、陶瓷

    陶瓷工業發展更加迅速，各種新型陶瓷不斷問世，美國“哥倫比亞”號航天飛機的外殼就是鋪砌了3.2萬塊這種的金屬陶瓷耐熱片。用新型陶瓷材料代替金屬材料制發動機，1990年我國第一臺無水冷陶瓷發動機試車成功。這是繼美、日之后，國際上僅有的幾次試驗之一。專家們預言：隨著新陶瓷技術的發展，人類將“重返”“石器時代，不過是一個全新的石器時代。”

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