Đang tải... (xem toàn văn)
Giáo án Hóa học lớp 11 - Tiết 25: Silic và hợp chất của silic nhằm giúp các em học sinh nêu được vị trí của silic trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học, cấu hình electron nguyên tử; Tính chất vật lí, trạng thái tự nhiên, ứng dụng, điều chế silic;... Mời quý thầy cô và các em cùng tham khảo giáo án.
Ngày soạn: Tiết 25: Chủ đề: SILIC VÀ HỢP CHẤT CỦA SILIC I. Mục tiêu chủ đề 1. Kiến thức, kỹ năng, thái độ Kiến thức Nêu được Vị trí của silic trong bảng tuần hồn các ngun tố hố học, cấu hình electron ngun tử Tính chất vật lí, trạng thái tự nhiên, ứng dụng, điều chế silic Tính chất hố học: Là phi kim hoạt động hố học yếu, ở nhiệt độ cao tác dụng với nhiều chất (oxi, cacbon, dung dịch NaOH, magie) Silic đioxit: Tính chất vật lí (cấu trúc tinh thể, tính tan), tính chất hố học (tác dụng với kiềm đặc, nóng, với dung dịch HF) Axit silixic và muối silicat: Tính chất vật lí (tính tan, trạng thái), tính chất hố học của H2SiO3 (là axit yếu, ít tan trong nước, tan trong kiềm nóng), đa số muối silicat khơng tan (trừ muối của kim loại kiềm) So sánh tính chất vật lí, tính chất hóa học của silic và cacbon Kĩ năng Dự đốn tính chất, kiểm tra, kết luận được về tính chất hố học của silic, silic đioxit, axit silixic và muối silicat Viết phương trình hóa học minh hoạ tính chất hóa học và điều chế Liên hệ một số ứng dụng của silic trong thực tế Giải được một số bài tập liên quan đến silic *Trọng tâm: Silic là phi kim hoạt động yếu, vừa thể hiện tính khử vừa thể hiện tính oxi hóa. Silic có được tính bán dẫn, tan trong kiềm nóng mà cacbon khơng có Thái độ Có tinh thần tích cực, chủ động trong học tập Tin tưởng vào tri thức khoa học, có niềm say mê, hứng thú với mơn học Giáo dục bảo vệ mơi trường và bảo vệ sức khỏe tránh nhiễm bụi silic. 2. Định hướng các năng lực có thể hình thành và phát triển Năng lực tự học Năng lực giải quyết vấn đề thơng qua mơn hóa học Năng lực ngơn ngữ hóa học và giao tiếp Năng lực hợp tác Năng lực thẩm mĩ Năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào cuộc sống II/ Phương pháp và kĩ thuật dạy học 1/ Phương pháp dạy học: Đàm thoại nêu vấn đề Đàm thoại tìm tịi kết hợp thí nghiệm, hình ảnh Phương pháp nhóm Phương pháp trực quan Phương pháp giải quyết vấn đề Phương pháp tìm hiểu mạng 2/ Các kĩ thuật dạy học Hỏi đáp tích cực Dạy học dự án Nhóm nhỏ III. Chuẩn bị của giáo viên và học sinh 1. Giáo viên (GV) SGK, giáo án Slide bài giảng Phiếu học tập 2. Học sinh (HS) SGK Bài cáo cáo dự án: Từ tính chất vật lý đến ứng dụng của silic, trạng thái tự nhiên của silic (kết hợp slide hoặc pano) Ơn bài cũ, đọc trước bài mới IV. Chuỗi các hoạt động học A. Hoạt động trải nghiệm, kết nối (5 phút) Mục tiêu Phương thức tổ chức Thơng qua video + HĐ chung cả lớp: nhằm kích thích nhu GV chiếu video dùng HF khắc chữ lên thủy cầu tìm hiểu kiến tinh. GV giới thiệu trong thủy tinh có chứa hợp thức cách trực chất của silic là SiO2. u cầu HS quan sát, rút quan của HS ra nhận xét và giải thích Tìm hiểu tính (Địa chỉ link: https://www.youtube.com/watch? chất hóa học của v=l5_nLefcDcE) silic kiến thức GV mời một HS phát biểu, các em cịn lại góp cũ bổ túc kiến ý, bổ sung thức mới GV u cầu HS so sánh với tính chất của CO 2. Rèn năng lực năng Silic có tính chất đặc biệt mà những lực sử dụng ngơn ngun tử ngun tố cùng nhóm IVA khơng có. ngữ: diễn đạt, trình Vậy silic và hợp chất silic có những tính chất bày ý kiến, nhận định nào, HS tiến hành nghiên cứu bài học mới. của bản thân GV chuyển sang hoạt động tiếp theo: HĐ hình thành kiến thức Kết quả + Hiện tượng: thủy tinh bị ăn mịn. + Giải thích: HS đã học về halogen, nên HS có thể giải thích bằng PTHH: CaF2 + H2SO4 → CaSO4 + 2HF SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H2O => Silic đioxit có tính chất đặc biệt mà cacbon đioxit khơng có. Trên cơ sở đó, dự đốn silic cũng sẽ có những tính chất đặc trưng Đánh giá + Qua quan sát: GV theo dõi khả phân tích, giải thích và viết PTHH của HS + Qua phát biểu của HS, GV biết được các em đã có được những kiến thức nào, những kiến thức nào cần phải điều chỉnh, bổ sung hoạt động tiếp theo B. Hoạt động hình thành kiến thức Hoạt động 1: Tìm hiểu vị trí, cấu hình electron ngun tử, tính chất vật lý và ứng dụng của silic (8 phút) Mục tiêu Viết cấu hình electron ngun tử, từ đó nêu vị trí silic trong bảng HTTH Nêu được một số TCVL và ứng dụng của silic Rèn lực hợp tác, năng lực tự học, năng lực thẩm mĩ lực sử dụng ngơn ngữ: diễn đạt, trình bày ý kiến, nhận Phương thức tổ chức + HĐ chung cả lớp: lần lượt mời các em học sinh viết cấu hình của silic, xác định vị trí, số electron lớp ngồi cùng và khả năng liên kết. Các em lắng nghe, nhận xét và GV chốt lại kiến thức + HĐ nhóm: GV tổ chức cho 2 nhóm học sinh báo cáo kết quả hoạt động nhóm về tính chất vật lí và ứng dụng của silic mà em tìm hiểu được (đã giao về nhà trước đó). Đối với TCVL, u cầu HS xác định dạng thù hình, cấu trúc tinh thể, màu sắc, trình bày về tính bán dẫn của silic. Cho biết silic có những tính chất nào giống Kết quả + Vị trí và cấu tạo: Cấu hình e: 1s22s22p63s23p2, lớp ngồi cùng có 4e Silic thuộc ơ 14, chu kì 3, nhóm IVA Silic tạo tối đa 4 liên kết CHT + Tính chất vật lí: SGK Si có nhiệt độ sơi nhiệt độ nóng chảy cao giống C Si có Đánh giá + Thông qua quan sát mức độ và hiệu tham gia vào hoạt động học sinh + Thơng qua HĐ chung của cả lớp và HĐ nhóm, GV hướng dẫn HS thực hiện các u định của bản thân và khác cacbon. Đồng thời, u cầu các nhóm cịn lại tính bán dẫn khác C lắng nghe, bổ sung theo sự chuẩn bị của nhóm mình + Ứng dụng: SGK cầu điều chỉnh Hoạt động 2: Tìm hiểu về tính chất hóa học của silic (12 phút) Mục tiêu Nêu được các số oxh của silic; silic vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử So sánh TCHH silic và cacbon, viết PTHH minh họa Rèn năng lực sử dụng ngơn ngữ hóa học: Diễn đạt, trình bày ý kiến, nhận định của bản thân Phương thức tổ chức + HĐ chung cả lớp: Nhắc lại cho HS silic là nguyên tố nhóm IVA cacbon. u cầu HS nêu các số oxh của silic Từ đó dự đốn TCHH. GV gợi ý HS dựa vào độ âm điện cho biết silic thể hiện tính khử, tính oxh trong những phản ứng với đơn chất, hợp chất nào. Mời HS viết một số PTHH minh họa TCHH. GV theo dõi, điều chỉnh chốt lại PTHH cũng như nhấn mạnh điều kiện phản ứng GV u cầu HS thảo luận so sánh TCHH của silic và cacbon Kết quả + Tính chất hóa học: Số oxh của Si: –4, 0, +2, +4 (giống C) Silic vừa có tính khử, vừa có tính oxy hố 1/ Tính khử : a/ Tác dụng với phi kim: Với Flo ở đk thường: Si + 2F2 → SiF4 Với halogen, O2: ở to cao Si + 2Cl2 SiCl4 500o C Si + O2 600oC SiO2 Với C, N, S: ở to rất cao Si + C 2000oC SiC b/ Tác dụng với hợp chất: Si + 2NaOH + H2O → Na2SiO3 + 2H2 2/ Tính oxy hố: Si + Kim loại Si + 2Mg to 800 900o C Silixua kim loại Mg2Si (Magie silixua) + So sánh Si với C: Giống nhau: đều thể hiện tính khử và tính oxi hóa Khác nhau: Si có thể tan trong dung dịch kiềm, Si là phi kim hoạt động kém hơn C (tham gia phản ứng ở nhiệt độ cao) Hoạt động 3: Tìm hiểu về trạng thái tự nhiên và điều chế (4 phút) Đánh giá + Thơng qua quan sát mức độ và hiệu quả tham gia vào hoạt động của học sinh + Thông qua HĐ chung của cả lớp, GV hướng dẫn HS thực hiện các yêu cầu điều chỉnh Mục tiêu Nêu trạng thái tự nhiên Si, nguyên tắc và viết PTHH điều chế Si Rèn lực hợp tác, năng lực tự học, năng lực thẩm mĩ lực sử dụng ngơn ngữ: Diễn đạt, trình bày ý kiến, nhận định của bản thân Phương thức tổ chức HĐ nhóm: GV tổ chức cho 1 nhóm học sinh báo cáo kết quả hoạt động nhóm phổ biến cũng các trạng thái tự nhiên của Si (đã giao về nhà trước đó). HĐ chung lớp: GV giới thiệu nguyên tắc điều chế silic và yêu cầu HS hoàn thành PTHH Kết quả + Trạng thái tự nhiên: SGK + Điều chế: Nguyên tắc: Dùng các chất khử mạnh Mg, Al, C để khử SiO2 nhiệt độ cao SiO2 + 2Mg to Si + 2MgO Đánh giá + Thông qua quan sát mức độ hiệu tham gia vào hoạt động của HS + Thơng qua HĐ nhóm và HĐ chung của cả lớp, GV hướng dẫn HS thực hiện các u cầu và điều chỉnh Hoạt động 4: Tìm hiểu về tính chất silic đioxit, axit silixic và muối silicat (8 phút) Mục tiêu Phương thức tổ chức Nêu được HĐ nhóm: GV giới thiệu các hợp chất của silic: oxit axit SiO 2, tính chất vật axit H2SiO3 và muối silicat. Yêu cầu HS tham khảo SGK, thảo lý, tính chất luận nhóm và hồn thành phiếu học tập số 1 hóa học của silic đioxit, axit silicxic và muối silicat Rèn năng lực hợp tác, lực giải vấn đề thơng qua mơn hóa học, năng lực sử dụng ngơn ngữ: diễn đạt, trình bày ý kiến, nhận định của bản thân Kết quả + Silic đioxit (SiO2) 1/ TCVL : SGK 2/ TCHH : SiO2 tác dụng với oxit bazo và kiềm đặc nóng hoặc nóng chảy Đánh giá + Thông qua quan sát mức độ và hiệu quả tham gia o SiO2 + CaO t CaSiO3 vào hoạt o SiO2 + 2NaOH t Na2SiO3 + H2O động của SiO2 tan được trong HF => khắc chữ HS lên thủy tinh + Thông qua HĐ SiO2 + 4HF SiF4 + 2H2O chung của + Axít silixic (H2SiO3) lớp, Kết tủa keo: khơng tan trong nước GV Dễ mất nước khi đun nóng: hướng o H2SiO3 t SiO2 + H2O dẫn HS Là axit yếu, yếu hơn cả H2CO3 thực hiện Na2SiO3+CO2+H2O→H2SiO3 +Na2CO3 yêu + Muối silicat: cầu và Đa số muối silicat không tan (trừ muối điều Phiếu học tập (Phiếu này được dùng để ghi nội dung bài học thay cho vở) của kim loại kiềm) chỉnh Thủy tinh lỏng: hỗn hợp dung dịch đậm đặc Na2CO3 và K2CO3 1/ Silic đioxit Cấu trúc tinh thể: Tính tan: Tính chất của oxit axit (tác dụng với oxit bazo, với kiềm đặc): Tác dụng với HF: Trạng thái: 2/ Axit silixic Trạng thái: Tính tan: Silicagen: Tính axit yếu, so sánh với H2CO3: 3/ Muối silicat Tính tan: Thủy tinh lỏng: HĐ chung cả lớp: GV mời 3 nhóm báo cáo 4 u cầu trong PHT, các nhóm khác tham gia phản biện. GV chốt lại kiến thức C. Hoạt động luyện tập (5 phút) Mục tiêu Phương thức tổ chức Củng cố, khắc sâu HĐ chung cả lớp: GV chia lớp thành 2 đội tham gia trị chơi “Nhanh như kiến thức học chớp” bằng cách giơ tay trả lời một số câu hỏi trên silde. Ghi 1 điểm cho đội vị trí, trả lời đúng cấu tạo nguyên tử, Các câu hỏi: Kết quả Kết quả trả lời câu hỏi/bài Đánh giá + GV quan sát và đánh giá hoạt động cá nhân, hoạt động nhóm của HS Giúp HS tìm tính chất vật lí, tính Câu 1: Chọn câu trả lời đúng: Trong phản ứng hố học, silic tập trên hướng giải quyết chất hóa học, điều slide khó khăn trong A. chỉ thể hiện tính khử chế ứng dụng q trình hoạt động B. vừa thể hiện tính khử vừa thể hiện tính oxi hóa của silic và hợp chất + GV hướng dẫn HS C. chỉ thể hiện tính oxi hố của silic. tổng hợp, điều chỉnh D. khơng thể hiện tính khử và tính oxi hố Tiếp tục phát triển kiến thức để hoàn Câu 2: “Thuỷ tinh lỏng” là lực: tính tốn, thiện nội dung bài học A. silic đioxit nóng chảy sáng tạo, giải quyết + Ghi điểm cho nhóm B. dung dịch đặc của Na2SiO3 và K2SiO3 các vấn đề thực tiễn hoạt động tốt hơn thơng qua kiến thức C. dung dịch bão hồ của axit silixic mơn học, vận dụng D. thạch anh nóng chảy kiến thức hóa học Câu 3: Trong các phản ứng hố học sau, phản ứng nào sai? vào cuộc sống A. SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H2O Nội dung HĐ: hoàn B. SiO2 + 4HCl → SiCl4 + 2H2O thành các câu hỏi/bài t0 C. SiO2 + 2C Si + 2CO tập trong phiếu học t tập D. SiO2 + 2Mg 2MgO + Si Câu 4: Người ta thường dùng cát (SiO2) làm khuôn đúc kim loại. Để làm sạch hồn tồn những hạt cát bám trên bề mặt vật dụng làm bằng kim loại có thể dùng dung dịch nào sau đây? A. Dung dịch HCl. B. Dung dịch HF. C. Dung dịch NaOH lỗng. D. Dung dịch H2SO4 Câu 5: Ngun tố phổ biến thứ hai ở vỏ trái đất là A. oxi B. cacbon C. silic D. sắt Câu 6: Natri silicat có thể được tạo thành bằng cách A. Đun SiO2 với NaOH nóng chảy B. Cho SiO2 tác dụng với dung dịch NaOH lỗng C. Cho dung dịch K2SiO3 tác dụng với dung dịch NaHCO3 D. Cho Si tác dụng với dung dịch NaCl Câu 7: Có một hỗn hợp gồm silic và nhơm. Hỗn hợp này phản ứng được với dãy các dung dịch nào sau đây: A. HCl, HF B. NaOH, KOH C. NaCO3, KHCO3 D. BaCl2, AgNO3 Câu 8: Silic chỉ phản ứng với tất cả các chất trong dãy nào sau đây ? A. CuSO4, SiO2, H2SO4 loãng B. F2, Mg, NaOH C. HCl, Fe(NO3)3, CH3COOH D. Na2SiO3, Na3PO4, NaCl HĐ chung cả lớp: GV chiếu một chuỗi chuyển hóa, u cầu HS hồn thành và gọi bất kỳ một HS thực hiện, ghi điểm cộng SiO2 Si Na2SiO3 H2SiO3 SiO2 CaSiO3 GV sử dụng các bài tập phù hợp với đối tượng HS, có mang tính thực tế, có mở rộng và u cầu HS vận dụng kiến thức để tìm hiểu và giải quyết vấn đề D. Hoạt động vận dụng và mở rộng (3 phút) Mục tiêu Phương thức tổ chức Giúp HS có cái GV bổ sung thêm một số ứng dụng của silic và hợp chất silic (kèm hình ảnh) nếu nhìn tổng qt từ HS chưa trình bày: tính chất đưa đến + Silic đioxit trong dạng cát và đất sét là thành phần quan trọng trong chế tạo bê tơng ứng dụng và gạch cũng như trong sản xuất xi măng Portland. silic hợp + Silica dạng nhị nguyên tử phân lập từ nước để tạo ra lớp vỏ bảo vệ tế bào. + Gốm/men sứ Là vật liệu chịu lửa sử dụng trong sản xuất các vật liệu chịu lửa và chất silic các silicat của nó được sử dụng trong sản xuất men sứ và đồ gốm Giáo dục cho + Thép Silic là thành phần quan trọng trong một số loại thép HS ý thức bảo + Đồng thau Phần lớn đồng thau được sản xuất có chứa hợp kim của đồng với silic vệ mơi trường và + Thủy tinh Silica từ cát là thành phần cơ bản của thủy tinh. bảo vệ sức khỏe + Giấy nhám Cacbua silic là một trong những vật liệu mài mịn quan trọng nhất phải tiếp + Vật liệu bán dẫn Silic siêu tinh khiết có thể trộn thêm asen, bo, gali hay photpho để xúc với bụi silic làm silic dẫn điện tốt hơn trong các transistor, pin mặt trời + Vật liệu y tế Silicon được sử dụng trong các ứng dụng như nâng ngực nhân tạo và lăng kính tiếp giáp (kính úp trịng) + LCD và pin mặt trời Silic ngậm nước vơ định hình được ứng dụng trong điện tử chẳng hạn chế tạo màn hình tinh thể lỏng (LCD), chế tạo pin mặt trời + Xây dựng Silica là thành phần quan trọng nhất trong gạch vì tính hoạt hóa thấp của nó. Ngồi ra nó cịn là một thành phần của xi măng GV chiếu video tổng kết về silic và hợp chất silic, thơng qua đó giáo dục HS ý thức bảo vệ mơi trường trong lành, hạn chế bụi silic ảnh hưởng đến sức khỏe con người, đặc biệt là lá phổi (Địa chỉ link: https://www.youtube.com/watch?v=9mUP_GfKEDc) Dặn dị HS xem lại bài học, chuẩn bị cho tiết Luyện tập V. Câu hỏi/ bài tập kiểm tra, đánh giá chủ đề theo định hướng phát triển năng lực a. Mức độ nhận biết b. Mức độ thơng hiểu c. Mức độ vận dụng d. Mức độ vận dụng cao HẾT VI. HỌC LIỆU Kết quả HS lắng nghe, ghi nhận thông tin mới Đánh giá Sách giáo khoa Hóa Học 11 ban cơ bản Video thí nghiệm khắc chữ lên thủy tinh bằng axit HF theo địa chỉ link https://www.youtube.com/watch?v=l5_nLefcDcE Video về silic và hợp chất silic theo địa chỉ link https://www.youtube.com/watch?v=9mUP_GfKEDc ... HĐ nhóm: GV giới thiệu các? ?hợp? ?chất? ?của? ?silic: oxit axit SiO 2, tính chất vật axit H2SiO3 và? ?muối silicat. u cầu HS tham khảo SGK, thảo lý, tính chất? ? luận nhóm? ?và? ?hồn thành phiếu? ?học? ?tập số 1 hóa học của? ?... 2/ Các kĩ thuật dạy? ?học Hỏi đáp tích cực Dạy? ?học? ?dự? ?án Nhóm nhỏ III. Chuẩn bị? ?của? ?giáo? ?viên? ?và? ?học? ?sinh 1.? ?Giáo? ?viên (GV) SGK,? ?giáo? ?án Slide bài giảng Phiếu? ?học? ?tập 2.? ?Học? ?sinh (HS) ... gia vào hoạt động? ?của? ?HS + Thơng qua HĐ nhóm? ?và? ? HĐ chung? ?của? ?cả ? ?lớp, GV hướng dẫn HS thực hiện các u cầu? ?và? ?điều chỉnh Hoạt động 4: Tìm hiểu về tính? ?chất? ?silic? ?đioxit, axit silixic? ?và? ?muối silicat (8 phút)