Chủ đề 2 “Silic – Hợp chất silicat và những ứng dụng trong đời sống, sản xuất”

2.4. Thiết kế một số chủ đề dạy học tích hợp chương Cacbon – Silic – Hóa học

2.4.2. Chủ đề 2 “Silic – Hợp chất silicat và những ứng dụng trong đời sống, sản xuất”

2.4.2.1. Kế hoạch dạy học chủ đề 2

I. Mục tiêu

1. Kiến thức

Qua chủ đề HS có thể:

- Trình bày được tính chất vật lí, tính chất hóa học đặc trưng của Silic và một số hợp chất của nó.

- Trạng thái tồn tại của Silic trong tự nhiên, phương pháp điều chế Silic. - Vai trò của Silic và hợp chất silicat trong đời sống và y học.

- Vai trò của Silic và hợp chất silicat trong công nghiệp.

- Những ảnh hưởng của Silic và hợp chất của nó đối với sức khỏe con người và môi trường, biện pháp khắc phục.

2. Kĩ năng

- Viết PTHH thể hiện tính chất của Silic và một số hợp chất. - Giải được đúng bài tập liên quan đến Silic và một số hợp chất. - Vận dụng kiến thức đã học giải quyết một số vấn đề trong thực tiễn.

- Bảo quản, sử dụng hợp lí, an tồn, hiệu quả các vật liệu thủy tinh, đồ gốm, xi măng. - Tăng cường khả năng hợp tác làm việc theo nhóm, làm việc khoa học.

- Rèn kĩ năng tìm kiếm thơng tin, xử lý thơng tin, sử dụng CNTT. - Rèn kĩ năng thuyết trình.

3. Thái độ

- HS có ý thức học tập tích cực, phát hiện và giải quyết vấn đề một cách khách quan, trung thực, có ý thức vận dụng kiến thức hóa học vào cuộc sống.

- Có ý thức tham gia các hoạt động duy trì và bảo vệ làng nghề truyền thống. - Có ý thức bảo vệ nguồn tài nguyên thiên nhiên và môi trường.

4. Định hướng phát triển năng lực

- Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo. - Năng lực tự học.

- Năng lực hợp tác.

- Năng lực sứ dụng công nghệ thông tin và truyền thơng. - Năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn.

II. Phƣơng pháp dạy học

- Sử dụng phương pháp dạy học WebQuest (PP chính). - Phương pháp đàm thoại, nêu vấn đề.

- Phương pháp giải quyết vấn đề và sáng tạo.

III. Thời gian thực hiện dự án

- Thời gian thực hiện dự án 2 tuần + Thời gian chuẩn bị 1 tuần

+ Thời gian báo cáo sản phẩm: 1 tuần (2 tiết trên lớp)

IV. Chuẩn bị của giáo viên và học sinh

1. Giáo viên

- Nội dung trang Web, tài liệu tham khảo liên quan đến chủ đề “Silic – Hợp chất silicat và những ứng dụng trong đời sống, sản xuất”.

- Hướng dẫn học sinh tìm kiếm tài liệu trên trang web, thiết kế và trình chiếu powerpoint.

- Chia lớp thành 4 nhóm.

2. Học sinh

- Các phương tiện thu thập thơng tin: Máy tính, máy ảnh, máy ghi âm. - Hồn thành cơng việc được phân cơng.

- Bài báo cáo trên powerpoint của nhóm.

V. Tiến trình dạy học

1. Giới thiệu chủ đề

Giáo viên nêu vấn đề: Silic là một ngun tố rất có ích và đặc biệt rất cần thiết trong các ngành công nghiệp, đặc biệt là ngành sản xuất hợp chất silicat (sản xuất thủy tinh, đồ gốm, xi măng,…) ngồi ra nó cịn có vai trị quan trọng trong đời sống và sản xuất đồng thời mang lại những giá trị kinh tế cao nhưng bên cạnh đó nó có thể gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người và gây ô nhiễm môi trường sống nghiêm trọng vì vậy cần có biện pháp bảo vệ môi trường nhằm phát triển xã hội bền vững. Việc nghiên cứu về chủ đề “Silic – Hợp chất silicat và những ứng dụng trong đời sống và sản xuất” sẽ giúp học sinh tích cực học tập và nghiên cứu hơn, HS sẽ hiểu rõ hơn những ứng dụng quan trọng của silic và hợp chất silicat, từ đó HS biết cách vận dụng kiến thức đã học để giải quyết các vấn đề trong thực tiễn.

2. Nhiệm vụ

Để hiểu hơn về vai trò và sự ảnh hưởng của silic và hợp chất silicat trong đời sống và sản xuất, các em hãy là những nhà nghiên cứu tìm hiểu các nội dung sau:

Nhóm 1: Tìm hiểu về tính chất đặc trưng, trạng thái tồn tại cuả silic và một số hợp chất.

Nhóm 2: Vai trị của silic và hợp chất silicat trong đời sống. Nhóm 3: Vai trị của silic và hợp chất silicat trong cơng nghiệp

Nhóm 4: Những ảnh hưởng của silic và hợp chất silicat đối với sức khỏe con người và môi trường, biện pháp khắc phục.

3. Nguồn tư liệu

http://hoa.hoctainha.vn/Thu-Vien/Ly-Thuyet/3332/cong-nghiep-silicat Tìm hiểu về thủy tinh

https://vi.wikipedia.org/wiki/Th%E1%BB%A7y_tinh https://www.youtube.com/watch?v=22U7cjmrwOk http://www.hoachatjsc.com/news/333/silicat-va-quy-trinh-san-xuat Tìm hiểu về đồ gốm https://vi.wikipedia.org/wiki/G%E1%BB%91m http://www.bachkhoatrithuc.vn/encyclopedia/112-24- 633325503188525000/Cuoc-song-quanh-ta/Do-gom-la-gi.htm http://www.v-starsgifts.vn/quy-trinh-tao-ra-san-pham-gom-su-my-nghe-bat- trang.html http://www.vanhoaviet.info/nghe%20gom%20Viet.htm http://battrang.info/tin-tuc/san-xuat-gom-su/nguyen-lieu-de-lam-gom-su.html https://www.youtube.com/watch?v=eJbqXqI6k4Q Tìm hiểu về xi măng https://vi.wikipedia.org/wiki/Xi_m%C4%83ng https://vi.wikipedia.org/wiki/Xi_m%C4%83ng_Portland http://thitruongximang.com/xi-mang-viet-nam/phan-loai-xi-mang/xi-mang- portland/176-cau-tao-cua-xi-mang-gom-nhung-thanh-phan-nao-.html https://sites.google.com/site/trinhquocluat/mac-xi-mang

http://e4g.org/ung-dung-chat-thai-cong-nghiep-trong-san-xuat-xi-mang-va- tong-tai-nga/

http://ximangfico.com/tin-tuc/san-xuat-xi-mang/897-san-xuat-xi-mang-va- moi-truong-.html

4. Thực hiện

- Học sinh làm việc theo nhóm, tìm kiếm thơng tin chủ yếu trên trang web đã chỉ dẫn, thu thập, sắp xếp, xử lý và đánh giá thông tin theo chủ đề của nhóm, rút ra những kết luận và quan điểm riêng về chủ đề trên cơ sở xử lý thơng tin tìm được.

- Mỗi nhóm cần xây dựng một bài báo cáo kết quả thực hiện của nhóm bằng powepoint.

5. Các nhóm báo cáo sản phẩm

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh

- GV tổ chức cho HS báo cáo dự án trong thời gian 2 tiết. - Tổ chức cho các nhóm báo cáo trong thời gian 10 - 12 phút.

- Đặt câu hỏi phát vấn liên quan đến chủ đề.

Tiết 1: Nhóm 1,2,3 tiến hành báo cáo nội dung của nhóm.

Tiết 2: Nhóm 4 tiến hành báo cáo, sau đó GV tổng kết nội dung kiến thức trọng tâm của bài học, cuối giờ GV cho HS làm bài kiểm tra trắc nghiệm khách quan.

- Mỗi nhóm có 10-12 phút trình bày bài báo cáo bằng powerpoint.

- Nhận xét trao đổi, trả lời câu hỏi phát vấn của giáo viên và của các nhóm khác (3 phút)

- Giáo viên tổng kết nội dung kiến thức trọng tâm của bài học (5-10 phút).

6. Đánh giá

* Tiêu chí đánh giá nhóm

Giáo viên và học sinh các nhóm cho điểm nhóm khác theo các bảng tiêu chí dưới đây.

4 điểm 3 điểm 2 điểm 1 điểm Thời gian Đúng giờ

quy định

Quá 1 phút Quá 2 phút Quá 3 phút

Tính tổ chức nhóm

Các thành viên trong nhóm đều tham gia vào q trình báo cáo.

Có 1 thành viên trong nhóm khơng tham gia báo cáo.

Có 2 thành viên trong nhóm khơng tham gia báo cáo.

Có 3 thành viên trong nhóm khơng tham gia báo cáo. Thiết kế bài báo cáo bằng powerpoint - Thiết kế đẹp, bố cục hợp lí, đầy đủ nội dung, - Bố cục chưa hợp lí, nội dung đầy đủ. - Bố cục hợp lí nhưng nội dung chưa đầy đủ. - Bố cục chưa hợp lí, nội dung chưa chính xác và đầy đủ. Kĩ năng thuyết trình - Trình bày rõ ràng, mạch lạc, ngắn gọn, tự tin, không phụ thuộc vào tài liệu, gây hứng thú cho người nghe. Nắm bắt được nội dung cần trình bày nhưng thiếu tự tin, nói cịn hay vấp, chưa hứng thú cho người nghe Còn phụ

thuộc vào tài liệu, thiếu tự tin, không gây được hứng thú cho người nghe Phụ thuộc quá nhiều vào tài liệu, tác phong thiếu tự tin, thuyết trình nhàm chán, khơng gây được sự chú ý của người nghe Trả lời câu hỏi phát vấn Nhanh, chính xác. Chậm, nhưng chính xác. Chậm, câu trả lời chưa được hồn chỉnh.

Chậm, trả lời khơng chính xác.

* Đánh giá cá nhân

Mỗi cá nhân tự đánh giá kết quả vận dụng kiến thức vào thực tiễn thơng qua phiếu tự đánh giá.

* Nhóm và cá nhân tự đánh giá

Mỗi nhóm nộp kết quả chấm điểm theo dõi sự tham gia đóng góp của các thành viên trong nhóm.

7. Kết luận

Chúc mừng các em đã hoàn thành nhiệm vụ.

Qua chủ đề này các em đã cùng nhau tìm hiểu về Silic – Hợp chất silicat và những ứng dụng trong đời sống, sản xuất. Từ đó các em có thể vận dụng những kiến thức đã học vào trong đời sống hằng ngày, có ý thức hơn trong việc bảo vệ môi trường.

2.4.2.2. Tổ chức hoạt động dạy học chủ đề 2

Hoạt động 1: Tìm hiểu tính chất đặc trưng và trạng tồn tại của Silic và hợp chất silicat.

Hoạt động của GV và HS Nội dung

Gv: Nghe nhóm 1 báo cáo HS nhóm 1 tiến hành báo cáo: - Tính chất vật lí của Silic. - Tính chất hóa học của Silic. - Trạng thái tự nhiên.

- Một số hợp chất của Silic (SiO2, H2SiO3, muối silicat).

Sau khi nhóm 1 báo cáo xong GV cho HS thảo luận nhận xét, trao đổi.

GV nhận xét phần trình bày của nhóm 1, đặt câu hỏi?

Nhóm 1 lắng nghe lời nhận xét của GV và các HS còn lại, cùng thảo luận và trả lời câu hỏi.

GV và HS tổng kết và đánh giá phần trình bày của nhóm 1. I. Silic 1. Tính chất vật lí - Silic tinh thể: có cấu trúc giống kim cương màu xám, ánh kim, có tính bán dẫn, nóng chảy ở 1420oC.

- Silic vơ định hình: là chất bột màu nâu.

2. Tính chất hóa học của silic

Si vừa có tính khử vừa có tính oxi hóa - Tính khử

Si + O2 t0 SiO2 (silic đioxit) Si + 2NaOH + H2O → Na2SiO3 + 2H2 - Tính oxi hóa

Si + 2Mg t0 Mg2Si (magie silixua)

3. Trạng thái tự nhiên

Silic là nguyên tố phổ biến, tồn tại chủ yếu dưới dạng hợp chất như: SiO2, cao lanh, xecpentin, fenspat.

- SiO2 (tồn tại dưới dạng cát và thạch anh)

- Cao lanh: dùng trong công nghiệp gốm sứ, sơn, giấy, cao su…

II. Hợp chất silicat

1. Silic đioxit (SiO2)

- SiO2 là chất ở dạng tinh thể, khơng tan trong nước, nóng chảy ở 17130C.

- SiO2 là oxit axit

SiO2 + 2NaOH t0 Na2SiO3 + H2O. SiO2 tan trong axit HF

SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H2O.

 dùng dung dịch HF để khắc chữ và hình lên thủy tinh.

2. Axit Silixic (H2SiO3)

- H2SiO3 là chất ở dạng keo, không tan trong nước, dễ mất nước.

- Khi sấy khô, axit silixic mất nước tạo vật liệu xốp gọi là silicagen (dùng để hút ẩm)

Silicagen

- Axit H2SiO3 yếu hơn axit H2CO3.

3. Muối silicat

- Muối silicagen ít tan (trừ muối của kim loại kiềm).

- Dung dịch đậm đặc của Na2SiO3 và K2SiO3 gọi là thủy tinh lỏng.

Hoạt động 2: Vai trò của silic và hợp chất silicat trong đời sống.

Hoạt động của GV và HS Nội dung

GV nghe HS nhóm 2 báo cáo HS nhóm 2 tiến hành báo cáo

- Vai trò của silic và hợp chất silicat trong đời sống?

Hs các nhóm cịn lại lắng nghe, nhận xét, trao đổi bài báo cáo của nhóm 2. GV nhận xét, trao đồi về bài báo cáo của nhóm 2, đặt câu hỏi cho nhóm 2. Hs nhóm 2 lắng nghe những nhận xét của GV và các bạn HS, cùng thảo luận để trả lời các câu hỏi.

* Vai trò của silic và hợp chất silicat trong đời sống.

- Silic trong cơ thể con người: Tác động đến nhiều q trình canxi hóa xương, là thành phần của hợp chất colagen, khi bị giảm Silic trong động mạch chủ, sẽ dẫn đến sơ cứng động mạch.

- Làm phân bón cho cây trồng: Silic là thành phần quan trọng trong phân bón hóa học (là thành phân dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng).

+ Silic giúp tăng cường độ cứng cho cây, ngăn ngừa sâu bệnh gây hại.

+ Tăng cường độ màu mỡ và khả năng giữ nước của đất.

+ Giúp cân bằng nâng cao lượng khoáng chất trong đất, giúp cây dễ hấp thụ.

+ Giúp cho cây trồng, hoa mầu không bị thối hóa giống.

+ Giúp tăng năng suất cây trồng, rau quả vị thơm ngon.

- Silicagen dùng làm chất hút ẩm: silicagen là hợp chất của silic (SiO2.nH2O)

có khả năng hút ẩm cao nên được chứa trong túi nhỏ trong các sản phẩm đóng gói, thiết bị điện tử…

- Dùng trong công nghệ thẩm mỹ: Hợp chất của silic gồm silicon lỏng và silicon dẻo là 2 dạng silicon được dùng trong thẩm mỹ như là chất liệu cấy độn vào cơ thể  giúp da căng mịn, tươi trẻ.

- Silic dùng làm vật liệu bán dẫn.

Pin mặt trời được chế tạo từ silic

- Silic đioxit (thạch anh): dùng làm đồ trang sức, trang trí, y học.

- Cao lanh: dùng trong công nghiệp gốm sứ, vật liệu xây dựng, giấy, sơn, chất dẻo…

- Xecpentin: là chất giải độc hiệu quả, trị chứng đau đầu, ngủ lịm, xương mau liền.

Hoạt động 3: Vai trò của silic và hợp chất silicat trong công nghiệp

Hoạt động của GV và HS Nội dung

GV nghe HS nhóm 3 báo cáo HS nhóm 3 tiến hành báo cáo. Vai trị của silic và hợp chất silicat trong công nghiệp. - Sản xuất thủy tinh. - Sản xuất gốm xứ. - Sản xuất xi măng.

HS các nhóm cịn lại lắng nghe, nhận xét, trao đổi về bài báo cáo của nhóm 3.

GV nhận xét nội dung nhóm 3 báo cáo, đặt câu hỏi cho phát vấn cho nhóm 3.

HS nhóm 3 lắng nghe nhận xét của GV và HS, thảo luận để trả lời các câu hỏi.

GV và HS các nhóm khác nhận xét, đánh giá.

*Vai trò của silic và hợp chất silicat trong công nghiệp.

1. Sản xuất thủy tinh

a. Một số loại thủy tinh cơ bản

Thủy tinh thông thường: là hỗn hợp của natri

silicat, canxi silicat và silic đioxit (Na2O.CaO.6SiO2) được dùng làm cửa kính, chai, lọ…

Thủy tinh kali: thành phần (K2O.CaO.6SiO2)

Có nhiệt độ hóa mềm và nhiệt độ nóng chảy cao hơn. Được dùng làm dụng cụ thí nghiệm, thấu kính, lăng kính…

Thủy tinh pha lê: Chứa nhiều oxit chì, dễ nóng

chảy và trong suốt.

Thủy tinh thạch anh: Sản xuất bằng SiO2 tinh

khiết, có nhiệt độ hóa mềm cao, hệ số nở nhiệt nhỏ, nên không bị nứt khi bị nóng đột ngột. Thủy tinh màu: khi thêm một số oxit kim loại như Cr2O3, CoO.

b. Vai trò của silica trong thủy tinh

- Tạo ra hình dạng đẹp, bóng, bề mặt không thấm nước.

- Chịu được nhiệt độ cao.

Đồ gốm là vật liệu được chế tạo chủ yếu từ đất sét và cao lanh.

- Gạch và ngói (gốm xây dựng)

- Gạch chịu lửa

* Vai trò của Silic trong sản xuất gạch ngói. + Giúp sản phẩm có cường độ cơ học (độ cứng, độ rắn) và độ chịu lửa.

+ Độ bền sỉ tốt, độ giãn nở nhiệt tốt. + Làm giảm độ co khi sấy và nung.

- Sành: là đất sét sau khi nung khoảng 1200- 1300 0C, là vật liệu cứng, gõ kêu, màu xám hoặc nâu.

- Sứ: là vật liệu cứng, xốp, màu trắng, gõ kêu. Được sản xuất từ cao lanh, fenspat, thạch anh và một số oxit kim loại.

* Vai trò của Silic trong sản xuất sành, sứ.

+ Tăng khả năng chịu nhiệt, chịu lửa khi nung ở nhiệt độ cao.

+ Tăng tính dẻo cho đồ gốm, dễ nhào, nặn, tạo hình.

+ Đất sét kết hợp với cao lanh trộn nước có khả năng giữ nguyên hình dạng khi chịu áp lực mà không bị nứt.

- Thành phần chính: gồm canxi silicat và canxi aluminat : Ca3SiO5 (hoặc 3CaO.SiO2),Ca2SiO4 (hoặc 2CaO.SiO2), Ca3(AlO3)2 (hoặc 3CaO.Al2O3).

- Sản xuất : Nghiền nhỏ đá vơi, trộn với đất sét có nhiều SiO2 và 1 ít quặng sắt bằng phương pháp khô hoặc phương pháp ướt rồi nung hỗn hợp trên lò quay hoặc lò đứng ở 1400 – 16000C,