[硅酸盐工业热工基础]硅酸盐工业简述

【jiaoan.jxxyjl.com--高一化学教案】

教学目标 

                   知识技能：初步了解“硅酸盐工业”；初步了解制水泥的主要原料和生产过程、水泥的主要成分和性质； 了解制玻璃的主要原料和主要反应。

                   能力培养：通过对水泥工业的教学，培养学生的自学能力和表达能力。

                   科学思想：使学生逐渐形成正确的科学社会观，即使学生认识到“科学技术是第一生产力”，关心环境、资源再生等与现代社会有关的化学问题，具有社会责任感。

                   科学品质：通过对玻璃、陶瓷工业现状及前景的介绍，激发学生学习兴趣。

                   科学方法：教给学生自学阅读和讨论交流的方法。

重点难点

                   普通玻璃的化学反应原理作为知识目标中的重点，但更重要的是培养学生的能力及科学情感和科学思想。

教学重点 对“玻璃态物质”的理解。

 

教学过程 

 

 

教    师    活    动

学    生    活    动

复习

 

 

投影

 

讲述

用氧化物形式表示下列硅酸盐：

高岭土：Al2(Si2O5)(OH)

正长石：K2Al2Si6O16

第13页习题二，并用氧化物形式表示普通玻璃的组成。

“从组成上看玻璃属于硅酸盐，像制玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐产品的工业叫硅酸盐工业。”

让学生看课本10页“硅酸盐工业”的定义。

写出其氧化物形式：

Al2O3·2SiO2·2H2O

K2O ·Al2O3·6SiO2

计算并写出玻璃组成：

Na2O·CaO·6SiO2

看课本第10页第一自然段并识记。

板书

 

投影

一、玻璃工业

1．原料

（见附1）

提供一些物质：高岭土（粘土）、正长石、石英砂、纯碱、烧碱、石灰石、生石灰及其价格，引导学生从玻璃的组成及原料的价格来考虑原料的选择。

思考：每4个人为一组，分组讨论并回答玻璃工业原料。

板书

 

 

 

 

设问

2．反应原理

复杂的物理、化学变化，主要反应是：

Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑

CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑

这两个反应是否违反了复分解反应强酸制弱酸的规律？怎么认识这个问题呢？

看课本12页第一自然段，并分析这两个反应的类型。

在提示下，讨论已学过的复分解反应规律仅适用于溶液，不能套用于高温下的反应。

展示

演示

玻璃熔炉的挂图，讲述“玻璃态物质”。

用酒精灯加热一段玻璃管使之软化并简单操作“玻璃加工”。

看课本12页第二自然段，并思考什么是“玻璃态物质”。

观察现象，理解“玻璃态物质没有一定的熔点，而是在某一温度范围内逐渐软化”这段文字。

展示

几种玻璃样品：

普通玻璃（因混有铁化合物显浅绿色）、蓝玻璃、红玻璃、化学仪器玻璃（试管等）、光学仪器玻璃（放大镜等）、钢化玻璃、光纤玻璃。

观察。

 

教    师    活    动

学    生    活    动

录像

投影

介绍

放一段玻璃加工的录像。

介绍几种常见玻璃

微晶玻璃光导纤维（资料一，见附5）

饶有兴趣地听讲。

讲解

“我们在日常生活中经常”接触到玻璃，有时被人们会很不经意地把一个空瓶子仍在路上，摔破。这样做既污染了环境（玻璃在自然条件下很难被消耗，它会扎伤轮胎等）又浪费了资源（讲述玻璃可能再生）”。

分装投放垃圾的意义，教育学生自觉做环境爱护者。

听讲并思考检查自己过去的行动和决心规范自己今后的行动。

幻灯片

介绍我国几个主要玻璃工业产地：如秦皇岛耀华玻璃厂、洛阳玻璃厂等。“如果将来有一天，需要你作出决策在某一地建一个玻璃厂，你主要考虑什么因素？”

讨论，得出以下两个结论：①考虑原材料产地、交通便利、劳动力丰富等。②考虑开发研制新品种等。

板书

投影

二、水泥工业

课前给出自学提纲（投影4见附2），要求学生预习并思考提纲中所列的问题。

课前预习并思考提纲中的问题。

讨论

课上将学生分成若干小组进行讨论，并在讨论后让各小组派一名代表上讲台前结合回转窑模型给全班同学讲水泥工业的原料、设备、简单生产过程、反应原理、条件、水泥成分、水泥应用及可能的污染等。一个组代表主讲、其他组补充、完善。

教师小结并写出板书。

讨论、做好准备。

一个学生上讲台前主讲，其他学生听并补充、完善主讲的内容。

 

边看板书边在头脑里将刚才讲座的内容整理、识记。

投影

几种常见的水泥及水泥制品介绍，再介绍一种“新型水泥”。

看投影，并识记“水泥沙浆、混凝土、钢筋混凝土”等名词。

板书

三、陶瓷

简介陶瓷工业原料（粘土），陶瓷是我国古代劳动人民的伟大发明之一，再简介陶瓷工业发展现状及前景。

（资料三，见附5）

听讲、思考。

小结

选派学生讲本节课的收获。

思考并回答。

 

 

随堂检测

1．普通玻璃是____________（混合物、纯净物）。玻璃可在一定温度范围内软化，制成工艺品等。这是因为玻璃不是___________，而是一种____________物质，没有固定_____________。

2．制水泥和玻璃时都需要用的原料是。

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

3．一般不用石英砂作原料来制取的物质是。

     A．耐酸、碱的硼酸盐玻璃           B．普通硅酸盐水泥

     C．折光率强的铅玻璃                   D．不易破碎的钢化玻璃

4．下列说法正确的是。

     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，它在常温下不与NaOH溶液反应

     C．因高温时SiO2与Na2CO3反应放出CO2，所以H2SiO3酸性比H2CO3强

     D．CO2通入水玻璃中可得原硅酸。

答案：

1．混合物、晶体、玻璃态、熔点             2．（C）     3．（B）        4．（D）

 

附1：

物质名称

高岭土（粘土）

正长石

石英砂

纯碱

烧碱

石灰石

生石灰

消石灰

化学成分

Al2O3·2SiO2·2H2O

K2O·Al2O3·6SiO2

SiO2

Na2CO3

NaOH

CaCO3

CaO

Ca(OH)2

工业价格

(元/吨)

 

 

 

1300

2300

32

280

315

附2：

        阅读课本第10~11页，按以下顺序整理思路：

        “原料—设备—生产过程—反应条件—水泥条件—水泥成分—应用”（生料→熟料）

思考以下问题：什么是生料？往回转窑中鼓入空气、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？应用有哪些？为什么可用于建筑，特别是水下工程必不可少的是什么？

 

小资料

    一、玻璃

    1．光导纤维：1964年8月华裔科学家高锟首先提出用玻璃纤维代替金属导线，被誉为“纤维光学之父”。比头发还细的一对光纤上可同时传送3万门电话且中继距离长达20~50Km，保密性能好。

        2．微晶玻璃

    普通玻璃熔炼过程中加入一些金属化合物，如少量Au、Ag、Cu的盐类，这种玻璃就变成了具有特殊功能的微晶玻璃。它耐高温，能经受住温度的急剧变化，能透过微波。它还具有跟照相用的底片一样的功能，能通过仪器将图形印在上面，在常温下图像看不到，但一经加热，图像清楚地显示出来了，广泛地应用于军事技术，航空航天工业。它还耐腐蚀，用在精密仪器的轴承上。

        二、水泥

    现在全世界年产水泥总数超过6亿吨。一种新型水泥——双快水泥（快凝、快硬）问世。它浇注一天后的硬度，相当于普通水泥浇注7~28天后的硬度。

        三、陶瓷

    陶瓷工业发展更加迅速，各种新型陶瓷不断问世，美国“哥伦比亚”号航天飞机的外壳就是铺砌了3.2万块这种的金属陶瓷耐热片。用新型陶瓷材料代替金属材料制发动机，1990年我国第一台无水冷陶瓷发动机试车成功。这是继美、日之后，国际上仅有的几次试验之一。专家们预言：随着新陶瓷技术的发展，人类将“重返”“石器时代，不过是一个全新的石器时代。”

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