硅酸鹽工業(yè)簡述

教學(xué)目標(biāo)

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

                   能力培養(yǎng)：通過對水泥工業(yè)的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和表達(dá)能力。

                   科學(xué)思想：使學(xué)生逐漸形成正確的科學(xué)社會(huì)觀，即使學(xué)生認(rèn)識(shí)到“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”，關(guān)心環(huán)境、資源再生等與現(xiàn)代社會(huì)有關(guān)的化學(xué)問題，具有社會(huì)責(zé)任感。

                   科學(xué)品質(zhì)：通過對玻璃、陶瓷工業(yè)現(xiàn)狀及前景的介紹，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

                   科學(xué)方法：教給學(xué)生自學(xué)閱讀和討論交流的方法。

重點(diǎn)難點(diǎn)

                   普通玻璃的化學(xué)反應(yīng)原理作為知識(shí)目標(biāo)中的重點(diǎn)，但更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的能力及科學(xué)情感和科學(xué)思想。

教學(xué)重點(diǎn) 對“玻璃態(tài)物質(zhì)”的理解。

 

教學(xué)過程

 

 

教    師    活    動(dòng)

學(xué)    生    活    動(dòng)

復(fù)習(xí)

 

 

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(xí)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(chǎn)品的工業(yè)叫硅酸鹽工業(yè)�！�

讓學(xué)生看課本10頁“硅酸鹽工業(yè)”的定義。

寫出其氧化物形式：

Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O

K₂O ·Al₂O₃·6SiO₂

計(jì)算并寫出玻璃組成：

Na₂O·CaO·6SiO₂

看課本第10頁第一自然段并識(shí)記。

板書

 

投影

一、玻璃工業(yè)

1．原料

（見附1）

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

思考：每4個(gè)人為一組，分組討論并回答玻璃工業(yè)原料。

板書

 

 

 

 

設(shè)問

2．反應(yīng)原理

復(fù)雜的物理、化學(xué)變化，主要反應(yīng)是：

Na₂CO₃+SiO₂ Na₂SiO₃+CO₂↑

CaCO₃+SiO₂ CaSiO₃+CO₂↑

這兩個(gè)反應(yīng)是否違反了復(fù)分解反應(yīng)強(qiáng)酸制弱酸的規(guī)律？怎么認(rèn)識(shí)這個(gè)問題呢？

看課本12頁第一自然段，并分析這兩個(gè)反應(yīng)的類型。

在提示下，討論已學(xué)過的復(fù)分解反應(yīng)規(guī)律僅適用于溶液，不能套用于高溫下的反應(yīng)。

展示

演示

玻璃熔爐的掛圖，講述“玻璃態(tài)物質(zhì)”。

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(tài)物質(zhì)”。

觀察現(xiàn)象，理解“玻璃態(tài)物質(zhì)沒有一定的熔點(diǎn)，而是在某一溫度范圍內(nèi)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(lán)玻璃、紅玻璃、化學(xué)儀器玻璃（試管等）、光學(xué)儀器玻璃（放大鏡等）、鋼化玻璃、光纖玻璃。

觀察。

 

教    師    活    動(dòng)

學(xué)    生    活    動(dòng)

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(dǎo)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(jīng)�！苯佑|到玻璃，有時(shí)被人們會(huì)很不經(jīng)意地把一個(gè)空瓶子仍在路上，摔破。這樣做既污染了環(huán)境（玻璃在自然條件下很難被消耗，它會(huì)扎傷輪胎等）又浪費(fèi)了資源（講述玻璃可能再生）”。

分裝投放垃圾的意義，教育學(xué)生自覺做環(huán)境愛護(hù)者。

聽講并思考檢查自己過去的行動(dòng)和決心規(guī)范自己今后的行動(dòng)。

幻燈片

介紹我國幾個(gè)主要玻璃工業(yè)產(chǎn)地：如秦皇島耀華玻璃廠、洛陽玻璃廠等�！叭绻麑�來有一天，需要你作出決策在某一地建一個(gè)玻璃廠，你主要考慮什么因素？”

討論，得出以下兩個(gè)結(jié)論：①考慮原材料產(chǎn)地、交通便利、勞動(dòng)力豐富等。②考慮開發(fā)研制新品種等。

板書

投影

二、水泥工業(yè)

課前給出自學(xué)提綱（投影4見附2），要求學(xué)生預(yù)習(xí)并思考提綱中所列的問題。

課前預(yù)習(xí)并思考提綱中的問題。

討論

課上將學(xué)生分成若干小組進(jìn)行討論，并在討論后讓各小組派一名代表上講臺(tái)前結(jié)合回轉(zhuǎn)窯模型給全班同學(xué)講水泥工業(yè)的原料、設(shè)備、簡單生產(chǎn)過程、反應(yīng)原理、條件、水泥成分、水泥應(yīng)用及可能的污染等。一個(gè)組代表主講、其他組補(bǔ)充、完善。

教師小結(jié)并寫出板書。

討論、做好準(zhǔn)備。

一個(gè)學(xué)生上講臺(tái)前主講，其他學(xué)生聽并補(bǔ)充、完善主講的內(nèi)容。

 

邊看板書邊在頭腦里將剛才講座的內(nèi)容整理、識(shí)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(shí)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(yè)原料（粘土），陶瓷是我國古代勞動(dòng)人民的偉大發(fā)明之一，再簡介陶瓷工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及前景。

（資料三，見附5）

聽講、思考。

小結(jié)

選派學(xué)生講本節(jié)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(nèi)軟化，制成工藝品等。這是因?yàn)椴ＡР皇莀__________，而是一種____________物質(zhì)，沒有固定_____________。

2．制水泥和玻璃時(shí)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(zhì)是。

     A．耐酸、堿的硼酸鹽玻璃           B．普通硅酸鹽水泥

     C．折光率強(qiáng)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(yīng)

     C．因高溫時(shí)SiO₂與Na₂CO₃反應(yīng)放出CO₂，所以H₂SiO₃酸性比H₂CO₃強(qiáng)

     D．CO₂通入水玻璃中可得原硅酸。

答案：

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

 

附1：

物質(zhì)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(xué)成分

Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O

K₂O·Al₂O₃·6SiO₂

SiO₂

Na₂CO₃

NaOH

CaCO₃

CaO

Ca(OH)₂

工業(yè)價(jià)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(shè)備—生產(chǎn)過程—反應(yīng)條件—水泥條件—水泥成分—應(yīng)用”（生料→熟料）

思考以下問題：什么是生料？往回轉(zhuǎn)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(yīng)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(dǎo)纖維：1964年8月華裔科學(xué)家高錕首先提出用玻璃纖維代替金屬導(dǎo)線，被譽(yù)為“纖維光學(xué)之父”。比頭發(fā)還細(xì)的一對光纖上可同時(shí)傳送3萬門電話且中繼距離長達(dá)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(jīng)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(jīng)加熱，圖像清楚地顯示出來了，廣泛地應(yīng)用于軍事技術(shù)，航空航天工業(yè)。它還耐腐蝕，用在精密儀器的軸承上。

        二、水泥

    現(xiàn)在全世界年產(chǎn)水泥總數(shù)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(dāng)于普通水泥澆注7~28天后的硬度。

        三、陶瓷

    陶瓷工業(yè)發(fā)展更加迅速，各種新型陶瓷不斷問世，美國“哥倫比亞”號(hào)航天飛機(jī)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(fā)動(dòng)機(jī)，1990年我國第一臺(tái)無水冷陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)試車成功。這是繼美、日之后，國際上僅有的幾次試驗(yàn)之一。專家們預(yù)言：隨著新陶瓷技術(shù)的發(fā)展，人類將“重返”“石器時(shí)代，不過是一個(gè)全新的石器時(shí)代�！�

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