Диоксид кремния в природе и жизни человека

Рассыльнова Ольга Николаевна, высшая квалификационная категория
Предмет: химия
Класс: 9.
Тема урока. Диоксид кремния в природе и жизни человека.
Тип урока: урок формирования и совершенствования знаний.
Цели урока: рассмотреть строение, физические и химические свойства диоксида кремния., показать значение диоксида кремния в
природе и жизни человека, дать понятие о силикатной промышленности, о производстве стекла и цемента, показать применение этих
материалов в народном хозяйстве.
Оборудование: коллекция «Стекло и изделия из стекла», образцы изделий из фарфора, керамики, фаянса, стекла и т.д. компьютер,
мультимедийный проектор, учебное электронное издание – химия 9 кл., презентация «Диоксид кремния в природе и жизни человека».
Продолжительность занятия: 45 мин.
Аннотация занятия: Урок «Диоксид кремния в природе и жизни человека» разработан по программе О.С.Габриеляна применительно к
учебнику «Химия 9» автора О.С.Габриеляна и является продолжением ряда уроков по теме «Неметаллы». Объяснение нового материала
проводит учитель с демонстрацией слайдов. Предлагает изучить свойство диоксида кремния, которое позволяет его использовать в
силикатной промышленности. Контроль за усвоением знаний учащихся в течение урока осуществлялся с помощью фронтальной беседы и
теста.
Литература:
1. Габриелян О.С., Остроумов И.Г. Настольная книга учителя. 9 класс
2. Горбунцова С.В. Тесты по основным разделам школьного курса. 8-9 классы
3. Габриелян О.С. Химия 9.
Интернет ресурс – другой источник информации
ЭТАПЫ УРОКА
1. Организационнопсихологический
2. Актуализация знаний
и умений учащихся
3. Этап постановки
темы, цели, задач
урока.
4.
Этап организации
восприятия и
осмысления новой
информации,
усвоение
исходных знаний.
ДЕЙСТВИЯ УЧИТЕЛЯ
Здравствуйте, ребята, меня зовут Ольга Николаевна, я учитель
химии средней общеобразовательной школы №2.
Я рада приветствовать всех, кто пришел сегодня на открытый
урок. Пусть этот урок откроет для каждого из вас что-то новое и
интересное, а посвящен он главному соединению кремния.
Соединение кремния, о котором пойдет речь, упоминается в
высказывании знаменитого отечественного ученого в области
минералогии А.Е.Ферсмана: "Показывают самые разнообразные
предметы: прозрачный шар, сверкающий на Солнце чистотой
холодной ключевой воды, чистый песок на берегу моря, красиво
ограненные груды горного хрусталя, окаменелое дерево,
превращенное в камень, грубо обработанные наконечник стрелы
древнего человека... все это одно и то же соединение...?"
Как вы думаете, о каком соединении кремния идет речь?
Из всех соединений кремния, диоксид кремния (пояснить
происхождение
названия
вещества),
имеет
наибольшее
применение
в
повседневной
жизни
и
химической
промышленности, поэтому мы уделим ему особое внимание,
изучив его строение, свойства и применение.
Тема нашего урока «Диоксид кремния в нашей жизни»
На столах у вас лежит схема, которую мы будем заполнять в
течении урока.
В каком виде встречается диоксид кремния в природе?
На этот вопрос мы получим ответ после просмотра
видеофрагмента и запишем его в схему.
Оксид кремния (VI) в природе встречается в свободном виде:
кварц, песок; входит в состав минералов и горных пород (гранит,
горный хрусталь, раух-топаз, сердолик, аметист). Эти
полудрагоценные камни в основном состоят из диоксида кремния.
Такое богатство цветов и оттенков создают примеси соединений
различных элементов.
ДЕЙСТВИЯ УЧЕНИКОВ
Оксид кремния (IV)
SiO2 - кварц, горный хрусталь, аметист, агат,
яшма,опал, кремнозём (основная часть
песка)
Диоксид
кремния также входит в состав растительного и
животного мира. Его содержат стебли некоторых видов овощей и
хлебных злаков. Этим объясняется повышенная прочность стеблей
этих растений. Панцири инфузорий, тела губок, яйца и перья птиц,
шерсть животных, волосы, стекловидное тело глаза также
содержат диоксид кремния.
А теперь рассмотрим свойства диоксида кремния. От чего зависят
свойства веществ?
Свойства любого вещества зависят от строения. Рассмотрим
строение диоксидов кремния
В структуре оксида кремния (IV) каждый атом Si связан с
Заполняют схему
четырьмя атомами кислорода, а каждый атом кислорода – с двумя
атомами кремния. Таким образом, SiO2 имеет полимерное
строение (SiO2)n с кристаллической решеткой атомного типа.
-Si – O – Si – O – Si –
O
O
O
Заполняют схему
-Si – O – Si – O – Si - Охарактеризуйте физические свойства
это твердое, тугоплавкое вещество, не
диоксида кремния (это твердое, тугоплавкое вещество, не
растворимое в воде).
растворимое в воде).
По химическим свойствам SiO2 – кислотный оксид, при
сплавлении взаимодействует с щелочью, оксидами и карбонатами
щелочных и щелочноземельных металлов:
Записывают уравнения реакций
Запишите реакции взаимодействия оксида кремния (IV) с SiO + 2NaOH → Na SiO + H O
2
2
3
2
гидроксидом натрия, оксидом кальция и карбонатом калия.
SiO2 + CaO → CaSiO3
При обычных температурах он может взаимодействовать лишь с SiO2 + K2CO3 → K2SiO3 + CO2↑
фтором, фтороводородом и плавиковой кислотой:
SiO2 + 2 F2 => SiF4 + O2
SiO2 + 4 HF(г) => SiF4 + 2 H2O
С плавиковой кислотой:
SiO2 + 6HF(ж) → H2[SiF6](гексафторкремниевая кислота) + 2H2O
(реакции лежат в основе процесса травления стекла).
Запишите реакции в схему.
Ребята, как вы думаете, такое широкое распространение диоксида
кремния в природе нашло свое применение в жизни человека?
Оксид кремния (IV) служит основой для производства стекла и
цемента. Производством стекла и цемента занимается силикатная
промышленность, которая занимает одно из ведущих мест в
химической промышленности Саратовской области.
ОАО “Саратовстекло” одно из крупнейших в Европе стекольных
производств, существует с 1957 г. Предприятие выпускает стекло
листовое толщиной от 2 до 10 мм, автомобильное стекло на уровне
мировых стандартов, свыше двухсот наименований хрустальных
изделий, разнообразный спектр зеркал различной конфигурации с
нанесением декоративного рисунка, мебель из стекла,
оригинальные светильники.
Как получают на заводах
Обыкновенное стекло (Na2O·СaO ·SiO2)?
Записывают реакции в схему.
Из мела (CaCO3), из песка (SiO2) и соды (Na2CO3)
Стекло давно в наш быт вошло.
Давайте рассмотрим коллекцию «Стекло и изделия из стекла»
Рассматривают коллекцию «Стекло»
В первой коробке находятся вещества которые входят в состав
шихты. Это – кварц, мел, полевой шпат, сода, магнезит, барит. А
также материалы для глушения и окраски стекла.
Во второй коробке представлены образцы стекла и изделия из
стекловолокна.
Запишите формулу стекла
Первые изделия - бусы, сосуды неправильной формы – были
изготовлены еще в Древнем Египте рабами, которые лепили их с
помощью палки и щипцов. А вот оконное стекло появилось в
Европе только при Людовике XIV . Оно было в виде маленьких
цветных стеклышек в свинцовых переплетах окон и дверей замков
и дворцов. В домах бедняков оконные рамы были затянуты
бычьими пузырями, промасленной бумагой или слюдой.
Очень много для развития русского стеклоделия сделал
М.В.Ломоносов. Он создал первую химическую лабораторию в
России, в которой ставил эксперименты и изучал свойства
веществ, в том числе и стекла. Проделав со стеклом четыре тысячи
опытов, ученый нашел способы улучить его качество. Его перу
принадлежит и большой труд, посвященный стеклу, и поэма о
стекле. Ломоносов собственноручно выполнил мозаичную
большую картину “Полтавская баталия”, на создание которой
использовалась цветная мозаика. Размер картины 42м2. Над ней
Ломоносов работал почти 5 лет. В одном из помещений Санкт-
Записывают формулу стекла Na2O·СaO
·SiO2
Петербургского отделения Российской академии наук находится
мозаичный портрет Петра I.
Есть силикатные заводы,
Где выпускается цемент,
Он со стеклом одной породы –
В них кремний - главный элемент.
Цемент готовится из смеси.
А в смеси - глина (AI2O3 ·2Si O2·H2O).
Известняк (CaCO3).
Нам ход реакции известен,
В печах все происходит так:
Из глины воду удаляют,
И известняк разложат весь:
CaCO3=CaO+CO2.
А в результате получают
Цемент - строительную смесь:
CaO ·AI2O3 ·2SiO2.
ОАО “Вольскцемент”
Предприятие основано в 1897 г. благодаря богатейшим запасам
уникального сырья ОАО “Вольскцемент” производит около 10
видов цемента. Еще XIX в цементники маркировали свою
продукцию гербом России, как товар наивысшего качества.
Качество вольского цемента отмечено наградами . 1995 г. “Золотая звезда”- европейская награда за качество.
1998 и 2000 гг. - дипломом конкурса “100 лучших товаров
России”. Волжский цемент прекрасно зарекомендовал себя в
прошлом: Каскад волжских ГЭС, ВАЗ, КамАЗ, Московское метро.
Заполняют схему
Записывают формулу цемента
CaO ·AI2O3 ·2SiO2
Крупнейшие проекты России: каскад ГЭС в Дагестане, мосты
через Волгу в Саратове и Нижнем Новгороде, метро в Самаре и др.
При добавления к цементу песка или щебня в качестве
наполнителя получают бетон. Прочность бетона возрастает, если в
него вводится железный каркас, - получают железобетон, из
которого изготовляют стеновые панели, блоки перекрытий, мосты
и т.д.
5. Этап обобщения
изученного на
уроке и введение
его в систему
ранее усвоенных
знаний.
Силикатная промышленность также выпускает керамику – кирпич,
фарфор, фаянс и изделия из них
Делается обобщение по всей схеме
Выполняют тест
Выполнение тестовых заданий
1. Оксид кремния (IV) называют:
а) алмаз;
б) кварц;
в) кокс;
г) антрацит.
2. У оксида кремния (IV) кристаллическая решетка:
а) атомная;
б) ионная;
в) молекулярная;
г) металлическая.
3. Оксид кремния (IV) может реагировать со всеми
веществами пары:
а) вода, соляная кислота;
б)оксид серы(IV) и оксид кальция;
в) серная кислота, оксид углерода (IV);
г) оксид и гидроксид натрия.
4. Из какого оксида невозможно получить кислоту,
действую на него водой при обычных условиях:
а) оксида серы (IV);
б) оксид кремния (IV);
в) оксид углерода (IV);
г) оксид азота (IV).
5. Соединение какого элемента придают прочность крыльям
бабочек, панцирям жуков, перьям птиц и гладкость костям
6. Анализ и оценка
итогов работы.
человека:
а) кальция;
б) фосфора
в) кремния;
г) фтора
6. Какой из данных природных минералов не имеет в своем
составе диоксид кремния:
а) аметист;
б) опал;
в) малахит;
г) яшма.
Самопроверка
Урок я хочу закончить словами великого русского ученого
М.В.Ломоносова: «Широко распростирает химия руки свои в
дела человеческие». Спасибо за внимание и плодотворную
работу! Желаю дальнейших успехов!
1
б
2
а
3
г
4
б
5
в
6
в