Giáo án chuyên đề Hoá học 12 cánh diều CĐ 1 Bài 4: Tìm hiểu về công nghiệp silicate

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN - HỌC SINH

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

- GV tổ chức cho HS nghiên cứu thông tin trang 24 SCĐ và cho biết: Ngành công nghiệp silicate là gì?

- GV yêu cầu HS liên hệ thực tế và trả lời Câu hỏi 1: Hãy kể một số đồ dùng, dụng cụ được tạo từ nguyên liệu chính là đất sét hoặc cát.

- GV cho HS quan sát hình ảnh một số nguyên liệu chính của ngành công nghiệp silicate.

- GV nêu câu hỏi mở rộng: Đặc điểm của mỗi nguyên liệu chính của ngành công nghiệp silicate là gì?

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS quan sát hình, nghiên cứu thông tin trong sách và trả lời câu hỏi của GV. 

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS khi cần thiết. 

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện 2 – 3 HS trả lời:

* Trả lời câu hỏi của GV (DKSP).

* Trả lời Câu hỏi 1: Một số đồ dùng, dụng cụ được tạo từ nguyên liệu chính là đất sét hoặc cát: bát sứ, đĩa sứ, ly thuỷ tinh, cốc thuỷ tinh, bình hoa bằng thuỷ tinh, chậu cây bằng gốm,…

- Các HS khác lắng nghe, nhận xét, nêu ý kiến bổ sung (nếu có). 

Bước 4: Kết luận, nhận định

- GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức khái quát về công nghiệp silicate và nguyên liệu chính của ngành công nghiệp silicate.  

- GV chuyển sang nội dung mới.

I. Công nghiệp silicate 

1. Khái quát về công nghiệp silicate

- Đất, cát chủ yếu tạo bởi khoáng vật silicate với thành phần chính là muối silicate và silicon dioxide.

- Ngành công nghiệp silicate: ngành sản xuất thủy tinh, xi măng, gốm, sứ từ nguyên liệu chứa khoáng vật silicate và một số nguyên liệu khác.

2. Nguyên liệu chính của ngành công nghiệp silicate

- Nguyên liệu chính được sử dụng trong ngành công nghiệp silicate:

+ Đất sét: mềm, dẻo, chứa nhiều loại khoáng vật silicate, lẫn rất ít chất hữu cơ. Loại đất sét thường được sử dụng là cao lanh (đất sét trắng, tạo bởi khoáng vật kaolinite)

Đất sét

Cao lanh

+ Cát trắng: cát có hàm lượng khoáng vật thạch anh (thành phần chính là SiO₂) cao hơn cát màu.

Cát trắng

+ Đá vôi: đá chứa khoáng vật calcite (thành phần chính là CaCO₃).

Đá vôi

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN - HỌC SINH

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

- GV tổ chức cho HS nghiên cứu thông tin trong SCĐ và cho biết: Thành phần hóa học của thủy tinh là gì?

- GV yêu cầu HS quan sát hình sau.

- GV yêu cầu HS liên hệ thực tiễn, kết hợp thông tin trong SCĐ, trả lời câu hỏi Luyện tập: Quá trình tạo hình cho các sản phẩm thủy tinh dựa trên tính chất vật lí nào của nó?

- GV tổ chức cho HS vận dụng thông tin về tính chất của thủy tinh vừa tìm hiểu để trả lời Câu hỏi 2: Vì sao người ta thường dùng chai, lọ bằng thủy tinh để đựng hóa chất hoặc một số loại gia vị?

- GV chia lớp thành 4 nhóm, yêu cầu các nhóm nghiên cứu thông tin trong SCĐ và thuyết trình về nội dung: Trình bày về quy trình sản xuất thủy tinh thông thường.

- GV cho HS nghiên cứu thông tin mục Em có biết để tìm hiểu thêm về thành phần của một số loại thủy tinh đặc biệt và ứng dụng của chúng.

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS quan sát hình, nghiên cứu thông tin trong sách và trả lời câu hỏi của GV. 

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS khi cần thiết. 

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện 2 – 3 HS trả lời:

* Trả lời câu hỏi của GV (DKSP).

* Trả lời câu hỏi Luyện tập (DKSP).

* Trả lời Câu hỏi 2: Vì thủy tinh không bị oxi hóa, không cháy, không hút ẩm, bền trong môi trường acid (trừ hydrofluoric acid).

- Các HS khác lắng nghe, nhận xét, nêu ý kiến bổ sung (nếu có). 

Bước 4: Kết luận, nhận định

- GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức về thành phần hóa học, tính chất cơ bản, sản xuất thủy tinh. 

- GV chuyển sang nội dung mới.

I. Thủy tinh 

1. Thành phần hóa học của thủy tinh thông thường

- Thành phần hóa học: hỗn hợp muối silicate của sodium, của calcium và silicon dioxide.

2. Tính chất của thủy tinh thông thường

- Khi đun nóng, thủy tinh mềm dần rồi mới nóng chảy do khi giảm dần nhiệt độ, thủy tinh lỏng chuyển sang dạng mềm trước khi hóa rắn ⇒ Ứng dụng: tạo đồ dụng, dụng cụ có hình dạng khác nhau từ thủy tinh.

- Tính chất: chất rắn không màu, trong suốt, giòn, dễ vỡ dưới tác động của lực hay nhiệt, không bị oxi hóa, không cháy, không hút ẩm, bền trong môi trường acid (trừ hydrofluoric acid).

3. Sản xuất thủy tinh

- Nguyên liệu: Cát trắng, đá vôi, soda.

- Các công đoạn sản xuất thủy tinh thông thường:

+ Nghiền, phối trộn hỗn hợp nguyên liệu.

+ Nung hỗn hợp nguyên liệu đến nóng chảy ở khoảng 1400^oC.

+ Làm nguội thủy tinh nóng chảy kết hợp thổi, uống hoặc cán, ép để tạo hình sản phẩm.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

- GV yêu cầu HS quan sát hình sau.

- GV yêu cầu HS dựa vào hình kết hợp nghiên cứu thông tin trong SCĐ, cho biết: Thành phần hóa học của xi măng là gì.

- GV yêu cầu HS quan sát hình sau:

- GV yêu cầu HS liên hệ thực tế, trả lời câu hỏi: Xi măng có tính chất cơ bản gì?

- GV yêu cầu HS dựa vào tính chất của xi măng để trả lời Câu hỏi 3: Vì sao xi măng cần được bảo quản trong bao bì chống thấm?

- GV tổ chức cho HS làm việc nhóm 4, hoàn thành yêu cầu: Hãy tìm hiểu và trình bày các công đoạn trong quy trình sản xuất xi măng.

- GV cung cấp thông tin cho HS về vai trò của thạch cao trong quá trình sản xuất xi măng.

- GV yêu cầu HS tìm hiểu thông tin về thạch cao và quặng hematite để hoàn thành câu hỏi Luyện tập 2: Cho biết công thức hóa học của các hợp chất là thành phần chính trong thạch cao và trong khoáng vật hematite.

- GV tổ chức cho HS liên hệ thực tế, từ đó trả lời Câu hỏi 4: Công đoạn nào của quá trình sản xuất xi măng dễ gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của người công nhân? Giải thích.

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS lắng nghe GV giảng, đọc SCĐ để tìm câu trả lời.

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS khi cần thiết. 

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời 2 – 3 HS trả lời câu hỏi:

* Trả lời câu hỏi của GV (DKSP).

* Trả lời câu hỏi 3: Xi măng cần được bảo quản trong bao bì chống thấm vì khi bị ẩm hoặc thấm nước xi măng sẽ đông cứng lại, không thể sử dụng được nữa.

* Trả lời câu hỏi Luyện tập 2:

+ Hợp chất là thành phần chính trong thạch cao: CaSO₄;

+ Hợp chất là thành phần chính trong khoáng vật hematite: Fe₂O₃.

* Trả lời Câu hỏi 4: Công đoạn: “Nghiền clinker rồi trộn với bột thạch cao và một số chất phụ gia khác để thu được xi măng Portland màu xám” dễ gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ của người công nhân do công đoạn này phát sinh nhiều bụi mịn.

- Các HS khác lắng nghe, nhận xét, bổ sung. 

Bước 4: Kết luận, nhận định

- GV đánh giá, chuẩn kiến thức về thành phần hóa học, tính chất cơ bản, phương pháp sản xuất xi măng. 

- GV chuyển sang nội dung mới.

III. Xi măng

1. Thành phần hóa học của xi măng Portland 

- Thành phần chính là 3CaO.Al₂O₃ và một số thành phần khác như 2CaO.SiO₂, 3CaO.SiO₂.

2. Tính chất của xi măng Portland

- Có dạng bột mịn, màu lục xám, dễ hút ẩm.

- Khi trộn với nước, xi măng sẽ đông cứng sau vài giờ ⇒ Ứng dụng: Làm vật liệu kết dính trong xây dựng bằng cách trộn với cát, nước,….

3. Sản xuất xi măng Portland 

- Nguyên liệu: Đá vôi, đất sét, quặng sắt, thạch cao, chất phụ gia.

- Các công đoạn trong quy trình sản xuất xi măng Portland: 

+ Nghiền hỗn hợp nguyên liệu gồm đá vôi, đất sét, quặng sắt.

+ Nung hỗn hợp nguyên liệu trong lò ở nhiệt độ khoảng 1400^oC – 1600^oC thu được clinker.

+ Nghiền clinker rồi trộn với bột thạch cao và chất phụ gia khác để thu được xi măng Portland màu xám.

- Vai trò của thạch cao: Tránh sự đông cứng quá nhanh của xi măng.