Bài 16 - 19

Bài 16 Hợp chất của cacbon I - Mục tiêu bài học 1. Về kiến thức -Biết cấu tạo phân tử.tính chát vật lí và hoá học của CO và CO 2 . -Các phơng pháp điều chế, ứng dụng của CO và CO 2 . -Tính chất vật lí, hoá học của axit cacbonic và muối cacbonat. 2. Về kĩ năng -Củng cố kiến thức về liên kết hoá học. -Vận dụng kiến thức để giải thích các tính chất và ứng dụng của các oxit của cacbon trong đời sống và kĩ thuật. -Rèn luyện kĩ năng giải bài tập lí thuyết và tính tóan có liên quan. 3. Về tình cảm và thái độ -Có ý thức yêu quí và bảo vệ môi trờng khí quyển trong sạch. II - Chuẩn bị HS: -Ôn lại cách viết cấu hình electron và cách phân bố e vào các ô lợng tử. -Xem lại cấu tạo phân tử CO 2 . III Các hoạt động dạy học Hot ng 1 Vit cu hình e ca C & O, phân b v o ô lng t TTCB, nhn xet kh nng hình th nh liên k t gia nguyên t C & O. Hot ng 2 HS nghiên cu SGK v cho bi t: - Tính cht vt lí ca CO? - So sánh vi khí N 2 Hot ng 3 HS da v o c im cu to phân t d oán tính cht hoá hc ca CO. GV b sung: - Co l oxit không t o mui, có nhiu ng dng trong k thut nh òung l m nhiên liu kói, lm cht kh trong luyn kim. - CO rt c, him ho nhim c thng xy ra trongô tô, xe tng, tu chin. I - CACBON MONOOXIT (CO) 1. C u t o phân t - trng thái c bn: : C == O : 2.Tính ch t v t li - L ch t khí không m u, không mùi, nh h không khi, it tan trong nc. - t 0 sôi, t 0 hoá rn thp. Hoá lng -191,5 0 C, hoá rn -205,2 0 C. - Rt bn vi nhit . - Rt c. 3.Tinh ch t hoá h c a - Có liên kt ba ging N 2 nên CO rt kém hot ng k thng, hot ng hn khi nóng. CO l oxit không t o mui. b - CO l ch t kh mnh: *CO cháy trong KK, cho ngn la m u xanh lam, to nhiu nhit - dùng l m nhiên li u khí. 2CO (k) + O 2 (k) --> 2CO 2 (k) *Khi có than h/t tính xt, CO kt hơp c v Cl: CO + Cl 2 --> COCl 2 ( photgen) *Khí CO có th kh nhiu oxit kim loi Hoạt động 4 HS: Nªu c¸ch điều chế trong CN? Viết pt. Sản phẩm phụ l g×? Loà ại chóng ra khỏi CO ntn? GV chỉ cho HS thấy bản chất của phản ứng l dà ựa v o tÝnh khà ử của C ở nhiệt độ cao. Hoạt động 5 Nhận xÐt cấu tạo của ph©n tử CO 2. Nghiªn cứu SGK v rót ra tÝnh chà ất vật lý của CO 2 Hoạt động 6 CO 2 cã những tÝnh chất ho¸ học g×? Viết phương tr×nh phản ứng minh hoạ? CO 2 được điều chế ntn? H 2 CO 3 l axit rà ất yếu, kÐm bền, tồn tại trong dung dịch lo·ng, dễ ph©n huỷ th nh COà 2 và H 2 O. GV giải thÝch thªm: Số oxi ho¸ +4 của C kh¸ bền. Tuy nhiªn khi gặp chất khử mạnh nã thể hiện l chà ất oxi ho¸. cao: CO + CuO --> Cu + CO 2 4. Đ i ề u ch ế a - Trong c«ng nghiệp *Cho hơi nước đi qua than nãng đỏ: C + H 2 O ↔ CO + H 2 (≈ 1050 0 C) Hỗn hợp khÝ tạo th nh l khÝ than à à ướt ch 44% CO, 45% H 2 , 5% H 2 O, 6% N 2 . *Thổi kh«ng khÝ qua than nung đỏ trong lß ga. C + O 2 -- > CO 2 CO 2 + C -- > 2CO hh khÝ thu được l khÝ lß ga chà ứa trung b×nh 25% CO, 70% N 2 , 4% CO 2 , 1% c¸c khÝ kh¸c. KhÝ than ướt, khÝ lß ga -- > nhiªn liệu khÝ. b - Trong phßng thÝ nghiệm Cho H 2 SO 4 đặc v o axit focmic v à à đun nãng: HCOOH --> CO + H 2 O ( cã H 2 SO 4 xt) II - CACBON Đ IOXIT & AXIT CACBONIC 1. C ấ u t ạ o c ủ a ph©n t ử CO 2 C«ng thức cấu tạo của CO 2 l : à O == C == O ph©n tử CO 2 l ph©n tà ử kh«ng cã cực. 2. TÝnh ch ấ t v ậ t lÝ - khÝ k m u, nà ặng gấp 1,5 lần kk, tan Ýt trong nước. Ở đk thường 1 lit H 2 O ho tan 1 l COà - khÝ CO 2 ho¸ lỏng ở 60 at, ho¸ th nh khà rắn khi l m là ạnh đột ngột -76 0 C, trắng, g l nà ước đ¸ kh« . 3. TÝnh ch ấ t ho¸ h ọ c a- KhÝ CO 2 k duy trÝ sự ch¸y dập tắt đ ch¸y. -KL cã tÝnh khử mạnh ch¸y được trong khÝ CO 2 .: CO 2 + 2Mg -- > 2 MgO + C ⇒ Ko dïng CO 2 để dập tắt đ¸m ch¸y Mg , Al. b - CO 2 l mà ột oxit axit ⇒ t/dụng với oxit bazơ hoặc bazơ , nước CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3 Trong dung dịch nã ph©n li theo hai nấc: H 2 CO 3 ↔ HCO 3 - + H + K = 4,5.10 -7 HCO 3 - ↔ CO 3 2- + H + K = 4,8.10 -11 4. Điều chế a - Trong c«ng nghiệp Hoạt động 7 GV yêu cầu HS : - Nhận thức đóng bản chất của phản ứng trao đổi ion . - Nắm được tÝnh tan của muối . - Ion HCO 3 - l ion là ưỡng tÝnh. T×m hiểu ứng dụng của một số muối cacbonat. Hoạt động 8 Sử dụng b i tà ập 2,3 để củng cố b i hà ọc. -Nung đ¸ v«i trong lß nung v«i c«ng nghiệp CaCO 3 (r) CaO (r) + CO 2 -Đốt than cốc rồi l m sà ạch khÝ tạo th nh, ho¸à rắn th nh tuyà ết cacbonic. -Thu từ nguồn tự nhiªn, trong qt lªn men. b - Trong phßng thÝ nghiệm • Cho dd HCl t¸c dụng với đ¸ v«i: CaCO 3 + 2HCl --> CaCl 2 + H 2 O + CO 2 III - MU Ố I CACBONaT 1. TÝnh chất của muối cacbonat a - TÝnh tan - C¸c muối cacbonat trung ho cà ủa klk (tr Li 2 CO 3 ), amoni, c¸c muối hiđro cacbonat (tr NaHCO 3 hơi Ýt tan) ®Òu tan. - C¸c muối cacbonat trung ho cà ủa c¸c kim loại kh¸c kh«ng tan hoặc Ýt tan trong nước. b – T¸c dụng với axit C¸c muối cacbonat t¸c dụng với dd axit gi phãng khÝ CO 2 NaHCO 3 + HCl --> NaCl + CO 2 + H 2 HCO 3 - + H + --> CO 2 + H 2 O Na 2 CO 3 + 2HCl --> 2NaCl + CO 2 + H CO 3 2- + 2H + --> CO 2 + H 2 O c-C¸c muối hiđrocacbonat t/dụng với dd kiềm NaHCO 3 + NaOH --> Na 2 CO 3 + H HCO 3 - + OH - --> CO 3 2- + H 2 O d - Phản ứng nhiệt ph©n - C¸c muối cacbonat trung ho cà ủa kim lo kiềm bền kh«ng bị ph©n huỷ. - C¸c muối cacbonat của kim loại kh¸c, mu hiđrocacbonat, đều bị ph©n huỷ khi đun nãng. MgCO 3 --> MgO + CO 2 NaHCO 3 --> Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O Ca(HCO 3 ) 2 --> CaCO 3 + CO 2 + H 2 O 2. Một số muối quan trọng - CaCO 3 tinh khiết l chà ất bột nhẹ, m uà trắng, dïng l m chà ất độn trong lưu ho¸ cao su v mà ột số ng nh c«ng nghià ệp. - Na 2 CO 3 khan còng gọi lµ s«đa khan l chà bột m u trà ắng tan nhiều trong nước. Khi \k tinh từ dd nã t¸ch ra ở dạng tinh th Na 2 CO 3 .10H 2 O dïng trong c«ng nghiệp thu tinh, đồ gốm, bột giặt. - NaHCO 3 l tinh thà ể m u trà ắng hơi Ýt tan trong nước, được dïng trong c«ng nghiệp th phẩm, dïng l m thuà ốc chữa dau dạ d y trongà y tế ( thuốc muối nabica). Bài 17 Silic và Hợp chất của silic I - Mục tiêu bài học 1. Về kiến thức Tính chất vật lí, hoá học của silic. Tính chất vật lí, hoá học của các hợp chất của silic. Các phơng pháp điều chế, ứng dụng của các đơn chất và hợp chất của silic. 2. Về kĩ năng Vận dụng kiến thức để giải các bài tập có liên quan. Vận dụng kiến thức để giải quyết một số vấn đề trong thực tế đời sống. 3. Về tình cảm và thái độ Có tình cảm gần gũi với thiên nhiên nên có ý thức bảo vệ môi trờng. II - Chuẩn bị GV: Mẫu vật cát, thạch anh, mảnh vải bông, dung dịch Na 2 SiO 3 , HCl, phenolphtalein, cốc, ống nghiệm, đũa thuỷ tinh. III - tiến trình dạy học Silic là nguyên tố cùng nhóm với cacbon, GV nên tổ chức cho HS thảo luận, trao đổi so sánh những tính chất giống nhau và khác nhau của hai nguyên tố Si và C. Ho t ngc a GV v HS N i dung Hot ng 1 HS nghiờn cu SGK v cho bi t tính cht vt lí ca Si. Hot ng 2 - So sỏnh vi C, Si cú tớnh cht hoỏ hc ntn? I SILIC 1. Tính cht vt lý - Cú 2 dng thù hỡnh: Si tinh th v Si vô nh hình( C) - Silic tinh th có cu trúc ging kim cng: + m u xám, có ánh kim, d n in. + T 0 sôi 2620 0 C v t 0 n/c 1420 0 C rt cao ( C) . + có tính bán dn ( khỏc C): t 0 thng dn i thp, t 0 cao thì dn in tng lờn. - Silic vụ nh hỡnh l ch t bt mu nõu. 2. Tính cht hoá hc - Cng ging nh C, Si có các s oxi hoá -4, 0, +2, +4. - Si vô nh hình phn ng mnh hn Si tinh th. a - Tính kh Tỏc dng vi phi kim: - tỏc dng vi F k thng, vi cỏc PK khỏc t 0 cao. Si + 2F 2 SiF 4 Si + O 2 SiO 2 Si + C SiC Tỏc dng vi hp cht: Si tỏc dng tng i m vi dung dch kim gii phúng H 2 Si + 2 NaOH + H 2 O Na 2 SiO 3 + H 2 Nhn xột: - S oxihoa tng t 0 n +4 ( khụng cú oxi hoỏ +2) Hoạt động 3 HS nghiên cứu SGK v cho bià ết - Trong tự nhiên Si tồn tại ở những dạng n o v có à à ở đâu? Hoạt động 4 HS cho biết ứng dụng v à điều chế Si. Hoạt động 5 - Quan sát mẫu cát sạch, tinh thể thạch anh cho biết t/c vật lí SiO 2 . - Nêu tính chất hoá học?Viết phương trình ? Nêu ứng dụng trong thực tế. Hoạt động 6 GV: L m TN 1à Nhỏ từng giọt HCl v o cà ốc đựng Na 2 SiO 3 v khuà ấy bằng đũa thuỷ tinh đến khi xuất hiện m u trà ắng đục. GV: L m TN2à - Si có tính khử mạnh hơn C.(C ko p/ứng với kiềm). b - Tính oxi hoá • Tác dụng với kim loại: Ở t 0 cao Si tác dụng với Ca, Mg, Fe…tạo th nh hà ợp chất silixua: 2Mg + Si Mg 2 Si Nhận xét: Số oxi hoá của Si giảm từ 0 đến -4 ( ≈C) . 3. Trạng thái thiên nhiên - Không tồn tại ở dạng đơn chất (khác C). - Hợp chất chủ yếu của Si trong tự nhiên l SiOà 2 có trong cát v khoáng và ật silicát, aluminosilicat, là th nh phà ần chủ yếu của vỏ trái đất. - Có trong cơ thể người, thực vật. 4. Ứng dụng v à điều chế - Có nhiều ứng dụng trong kĩ thuật: kĩ thuật vô tuy điện tử, luyện kim, chế tạo thép silic. - Dùng chất khử mạnh để khử SiO 2 ở nhiệt độ cao: TPTN: SiO 2 + 2Mg Si + 2MgO TCN : SiO 2 + 2C Si + 2CO II - HỢP CHẤT CỦA SILIC 1. Silic đioxit - Dạng tinh thể ntử, trắng, cứng, k tan trong nướ Trong TN chủ yếu ở dạng khoáng vật thạch anh tinh thể lớn, ko m u, trong suà ốt gọi l phalê thiênà nhiên. - Nhiệt độ sôi, t 0 n/c cao. - L oxit axit.à Tan trong dd kiềm đặc hoặc cacbonat kim loại kiềm n/c. SiO 2 + 2NaOH Na 2 SiO 3 + H 2 O SiO 2 + Na 2 CO 3 Na 2 SiO 3 + CO 2 Chú ý: Không chứa kiềm trong lọ thuỷ tinh. - T/c đặc biệt: Tan trong axit HF kh ắc hình. - Ứng dụng: Dùng trong CN chế tạo thuỷ tinh, luy kin, xây dựng. 2. Axit silixic v muà ối silicat a- Axit Silixic Na 2 SiO 3 + 2HCl 2NaCl + H 2 SiO 3 H 2 SiO 3 ở dạng kết tủa keo không tan trong nước, dễ m nước H 2 SiO 3 H 2 O + SiO 2 Khi sấy khô axit mất một phần nước tạo Silicagen dùng để hút ẩm hoặc hấp phụ nhiều chất L axit yà ếu, yếu hơn cả H 2 CO 3 Na 2 SiO 3 + CO 2 + H 2 O H 2 SiO 3 + Na 2 CO 3 Cho khí CO 2 lội qua Na 2 SiO 3 sau v i phút dd bà ị đông đặc GV: L m TN3à Nhỏ PP v o Naà 2 SiO 3 d có m uà hồng b- Muối Silicat Silicat KL kiềm tan được trong nước. DD đặc của Na 2 SiO 3 , K 2 SiO 3 được gọi l thuà ỷ tinh lỏng dùng để chế keo dán thuỷ tinh v sà ứ Vải v gà ỗ tẩm thuỷ tinh lỏng khó bị cháy IV- Củng cố bµi häc B i tà ập về nh / SGKà Bài 18 Công nghiệp silicat Hoạt động của GV & HS Nội dung I Mục tiêu bài học 1. Về kiến thức Biết thành phần hoá học và tính chất của thuỷ tinh, xi măng, gốm. Biết phơng pháp sản xuất thuỷ tinh, xi măng, gốm từ nguồn nguyên liệu tự nhiên. 2. Về kĩ năng Phân biệt đợc các vật liệu thuỷ tinh, xi măng, gốm dựa vào thành phần và tính chất của chúng. Biết cách sử dụng và bảo quản các sản phẩm làm bằng các vật liệu thuỷ tinh, xi măng, gốm . 3. Về tình cảm và thái độ Biết yêu quí và bảo vệ nguồn tài nguyên thiên nhiên. II - Chuẩn bị GV: Sơ đồ lò quay sản xuất clanke (hình 4.11), mẫu xi măng. HS: Su tầm và tìm kiếm những mẫu vật bằng thuỷ tinh, gốm, sứ. III - tiến trình dạy học Bài học nghiên cứu các chất, sản phẩm rất gần gũi thiết thực với đời sống. GV cần khai thác triệt để vốn kiến thức sẵn có và kinh nghiệm sống của HS để xây dựng bài học. Hoạt động 1 HS nghiên cứu SGK và từ kiến thức thực tế hãy cho biết: - Thuỷ tinh có thành phần hoá học chủ yếu là gì? - Thuỷ tinh chia làm mấy loại? - Hãy kể những vật dụng thờng làm bằng thuỷ tinh. Làm thế nào để bảo vệ đợc những vật làm bằng thuỷ tinh? I - thuỷ tinh - Thành phần: Các oxit kim loại: Na, Mg, Pb, ZnSản phẩm nung chảy các chất này là thuỷ tinh, thành phần chủ yếu là SiO 2 . - Phân loại: tuỳ vào tỉ lệ các chất kim loại, thành phần oxit kim loại: + Thuỷ tinh thờng +Thuỷ tinh phalê +Thuỷ tinh thạch anh +thuỷ tinh đổi màu +Cáp quang - Tính chất: Giòn, hệ số giãn nở nhiệt lớn, nên tránh va trạm mạnh, không nên thay đổi nhiệt độ đột ngột. II- Đồ gốm SGK III - xi măng SGK Hoạt động 2 Tìm hiểu: Thành phần hoá học chủ yếu của đồ gốm là gì? Có mấy loại đồ gốm? Cách sản xuất các đồ gốm đó nh thế nào? Hoạt động 3 Xi măng có thành phần hoá học chủ yếu là gì? Xi măng Pooclămg đợc sản xuất nh thế nào? Quá trình đông cứng xi măng xảy ra nh thế nào? GV mô tả quá trình vận hành của lò clanke. Nói rõ tính chất xi măng và cách bảo quản. Hoạt động 4 GV chuẩn bị nội dung để củng cố kiến thức trọng tâm của bài học. Phân biệt thành phần tính chất, ứng dụng của thuỷ tinh, gốm, ximăng. IV- Cng c bài học Hớng dẫn giải bài tập ttrong SGK B i t p v nh 1-5 Bài 19 Luyện tập tính chất của cacbon, silic và hợp chất của chúng I - Mục tiêu bài học 1. Về kiến thức Tính chất cơ bản của C và Si. Tính chất của các hợp chất CO, CO 2 , H 2 CO 3 , muối cacbonat, axit silicic, muối silicat. 2. Về kĩ năng Vận dụng lí thuyết để giải thích tính chất của các đơn chất và hợp chất của C, Si. Rèn kĩ năng giải bài tập II - Tổ chức hoạt động dạy học A - kiến thức cần nhớ Hoạt động 1: Dùng phơng pháp đối chiếu so sánh. Học sinh dùng phiếu học tập để hệ thống hoá lí thuyết. ( Có thể thiết kế mẫu phiếu học tập nh sau: Để phiếu học tập trống, HS điền dần kiến thức theo sự hớng dẫn của GV) Cacbon Silic Đơn chất Dạng thù hình Tính chất hoá học Kim cơng Than chì Vô định hình Tính khử C + O 2 CO 2 C + 2CuO 2Cu + CO 2 - Tính oxi hoá C + 2 H 2 CH 4 3C + 4Al Al 4 C 3 - Tinh thể - Vô định hình - Tính khử Si + O 2 SiO 2 - Tính oxi hoá Si + 2Mg Mg 2 Si Oxit CO: CO 2 : - Là oxit không tạo muối. - Là chất khử mạnh 4CO + Fe 3 O 4 3 Fe + 4 CO 2 - Là oxit axit CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 CO 2 + 2NaOHNa 2 CO 3 +H 2 O SiO 2 : - Là oxit axit SiO 2 + 2NaOHNa 2 SiO 3 +H 2 O - Là chất oxi hoá; - Tính chất đặc biệt SiO 2 + 4HF SiF 4 + 2H 2 O [...].. .- Là chất oxi hoá; CO2 + 2Mg C + 2MgO Axit Muối Hoạt động 2: B - Bài tập Chữa bài tập SGK H2CO3 - Axit yếu 2 nấc H2CO3 H+ + HCO3HCO 3- H+ + CO3 2- Kém bền H2CO3 CO2 + H2O Cacbonat - Cacbonat trung hoà + Chỉ có cacbonat kim loại kiềm tan đợc + Các cacbonat khác ít tan, dễ bị nhiệt phân CaCO3 CaO + CO2 Cacbonat axit dễ tan, dễ bị nhiệt phân Ca(HCO3)2CaCO3+CO2+ H2O H2SiO3 - Axit rất yếu... kim loại kiềm tan đợc + Các cacbonat khác ít tan, dễ bị nhiệt phân CaCO3 CaO + CO2 Cacbonat axit dễ tan, dễ bị nhiệt phân Ca(HCO3)2CaCO3+CO2+ H2O H2SiO3 - Axit rất yếu Na2SiO3+ CO2+ H2O H2SiO3 + Na2CO3 - Rất ít tan trong nớc Silicat Silicat kim loại kiềm dễ tan . 3 + HCl -- > NaCl + CO 2 + H 2 HCO 3 - + H + -- > CO 2 + H 2 O Na 2 CO 3 + 2HCl -- > 2NaCl + CO 2 + H CO 3 2- + 2H + -- > CO 2 + H 2 O c-C¸c muối. t/dụng với dd kiềm NaHCO 3 + NaOH -- > Na 2 CO 3 + H HCO 3 - + OH - -- & gt; CO 3 2- + H 2 O d - Phản ứng nhiệt ph©n - C¸c muối cacbonat trung ho cà ủa