I. MỤC TIÊU BÀI HỌC 1. Kiến thức
Biết được:
- Vị trí của silic trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học, cấu hình electron nguyên tử.
- Tính chất vật lí (dạng thù hình, cấu trúc tinh thể, màu sắc, chất bán dẫn), trạng thái tự nhiên , ứng dụng (trong kĩ thuật điện), điều chế silic (Mg + SiO2).
- Tính chất hoá học : Là phi kim hoạt động hoá học yếu, ở nhiệt độ cao tác dụng với nhiều chất (oxi, cacbon, dung dịch NaOH, magie).
- SiO2: Tính chất vật lí (cấu trúc tinh thể, tính tan), tính chất hoá học (tác dụng với kiềm đặc, nóng, với dung dịch HF).
- H2SiO 3 : Tính chất vật lí (tính tan, màu) sắc, tính chất hoá học ( là axit yếu, ít tan trong nước, tan trong kiềm nóng).
2. Kĩ năng:
- Viết được các PTHH thể hiện tính chất của silic và các hợp chất của nó.
- Tính % khối lượng SiO2 trong hỗn hợp.
3. Trọng tâm:
- Silic là phi kim hoạt động hóa học yếu, ở nhiệt độ cao tác dụng với nhiều chất (oxi, cacbon, dung dịch NaOH, magie).
- Tính chất hóa học của hợp chất SiO2 (tác dụng với kiềm đặc, nóng, với dung dịch HF).
hợp chất H2SiO 3 (là axit yếu, ít tan trong nước, tan trong kiềm nóng).
4. Thái độ, phẩm chất
- Có thái độ tích cực, chủ động trong tiếp thu kiến thức mới.
- Có tinh thần trách nhiệm trong chuẩn bị bài ở nhà, hoạt động nhóm.
- Tạo cơ sở cho học sinh yêu thích và say mê hóa học.
- Sống yêu thương tự chủ, sống trách nhiệm.
5. Phát triển năng lực * NL chung
- Năng lực tự học.
- Năng lực giao tiếp và hợp tác.
* NL chuyên biệt
- Năng lực giải quyết vấn đề thông qua môn hóa học.
- Năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học.
- Năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn.
- Năng lực tính toán.
II. PHƯƠNG PHÁP
- Phương pháp trực quan.
- Phương pháp thảo luận nhóm - Kĩ thuật đặt câu hỏi
- Phương pháp sử dụng bài tập hóa học.
III. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên:
Thí nghiệm ảo: Viết chữ lên thuỷ tinh bằng dd HF 2. Học sinh: Đọc trước bài mới.
IV. TIẾN TRÌNH LÊN LỚP 1. Ổn định tổ chức:
2. Kiểm tra bài cũ: Xen trong quá trình học bài mới
3. Bài mới:
Hoạt động khởi động: Silic là một trong những thành phần cơ bản nhất trong vũ trụ và thậm chí nó được cho là dấu chỉ của sự sống ngoài Trái Đất không carbon (theo một số giả thuyết). Nó xuất hiện rất phổ biến trong cuộc sống của chúng ta, bao gồm cả vật liệu xây nhà, bộ ly thủy tinh, mặt kính màn hình,… và góp phần quan trọng tạo nên bộ vi xử lý của máy tính. Có thể thấy Silic thật đặc biệt, Vậy, Silic và 1 số hợp chất của Silic có những tính chất và ứng dụng như thế nào? Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu trong bài học ngày hôm nay.
Hoạt động của GV và HS Nội dung Phát triển năng
lực Hoạt động hình thành kiến thức mới
Hoạt động 1
GV sử dụng pp trực quan
GV: Chiếu hình ảnh cho HS quan sát, sau đó rút ra nhận xét.
HS: Trả lời.
GV: Cho HS tham khảo SGK, nêu tính chất vật lí của Si?
Tích hợp giáo dục môi trường
HS hiểu được Silic là một trong những những nguyên tố nhiêu nhất tạo nên vỏ trái đất
Hoạt động 2.
GV sử dụng pp thảo luận nhóm GV: Chia lớp thành 4 nhóm nhỏ, Yêu cầu các nhóm thảo luận, trả lời cho các vấn đề sau:
GV: Yêu cầu HS dựa vào bảng tuần hoàn hãy xác định vị trí của Si trong BTH.
GV: Yêu cầu HS nêu số oxi hóa có thể có của Si từ đó dự đoán tính chất hóa học cơ bản của Si?
GV: Nêu các tính chất của Si khi thể hiện tính oxi hóa và tính khử, lấy ví dụ yêu cầu HS viết PTHH và xác định số oxi hóa của Si trong các phản ứng trên.
HS: Viết các phản ứng minh họa cho tính chất hóa học đó?
Hoạt động 3.
GV: Giới thiệu bằng cách chiếu hình ảnh cho HS quan sát.
GV: bổ sung thêm Silic còn có trong cơ thể động, thực vật với lượng nhỏ.
GV: Viết phản ứng điều chế Si khi đun Al, C, Mg để khử SiO2? Từ đó suy ra
A. SILIC:
I. Tính chất vật lí:
SGK- 76.
II. Tính chất hóa học:
1. Tính khử:
a. Tác dụng với phi kim:
- F2 ở đk thường.
- Cl2, Br2, I2, O2 khi đun nóng.
- C, N, S ở t0 rất cao Vd : Si + 2F2 → SiF4.(silic tetraflorua)
Si + O2 →to SiO2.(silic đioxit)
b. Tác dụng với hợp chất : Si + 2NaOH + H2O → Na2SiO3 + 2H2.
2. Tính oxi hóa:
Tác dụng với Mg, Ca, Fe ở t0 cao.
Vd : Si + 2Ca →to Ca2Si ( Canxi silixua )
III. Trạng thái tự nhiên:
SGK - 77 IV. Ứng dụng:
SGK - 77 V. Điều chế:
1. Trong phòng thí nghiệm:
SiO2 + 2Mg -t0→ Si + 2MgO.
Năng lực tự giải quyết vấn đề Năng lực tự học
Năng lực giao tiếp, hợp tác Năng lực giải quyết vấn đề thông qua hóa học
Năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học
Năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào cuộc sống
cách điều chế Si.
Hoạt động 4.
GV: Viết CTCT của SiO2 và nêu các tính chất cơ bản của nó? được ứng dụng để làm gì?
Hoạt động 5.
GV sử dụng pp trực quan
GV: Cho HS xem video thí nghiệm HF ăn mòn thủy tinh.
GV: Bổ sung thêm phần kiến thức cách khắc chữ lên thủy tinh.
GV: Chiếu hình ảnh cho HS quan sát.
GV: Viết CTCT của axit silixic? Nêu các tính chất cơ bản và ứng dụng của axit này?
GV: Chiếu hình ảnh silicagen cho HS quan sát.
Hoạt động 6.
GV sử dụng kĩ thuật đặt câu hỏi GV: Viết và gọi tên một vài muối silicat?
HS: Nêu một số ứng dụng của muối silicat.
GV: Chiếu hình ảnh về thủy tinh lỏng và ứng dụng của thủy tinh lỏng cho HS quan sát.
Tích hợp giáo dục môi trường HS hiểu được SiO2 và muối silicat có trog thành phần chính của cát, đất sét, cao lanh trong tự nhiên. Từ đó có ý thức bảo vệ môi trường biển, môi trường đất.
GV hướng dẫn HS đọc thêm bài: Công nghiệp Silicat.
2. Trong công nghiệp:
SiO2 + 2C →to Si + 2CO B. HỢP CHẤT CỦA SILIC I. Silic đioxit:(SiO2)
- Tan dễ trong kiềm nóng chảy:
SiO2 + 2NaOH →to Na2SiO3 + H2O
SiO2 + Na2CO3 →to Na2SiO3 + CO2
- Tan được trong dd HF:
SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H2O.
→ dùng để khắc chữ và hình lên thủy tinh.
II. Axit Silixic: (H2SiO3)
- Tồn tại dạng keo, không tan trong H2O.
- Khi sấy khô, axit silixic mất nước, tạo thành vật liệu xốp là silicagen.
H2SiO3 →to SiO2+H2O - Là một axit rất yếu (yếu hơn H2CO3)
Na2SiO3 + H2O + CO2 → H2SiO3 + Na2CO3
III. Muối silicat:
- Axit Silixic dễ tan trong dd kiềm, tạo thành muối silicat.
- Trong dd, silicat của kim loại kiềm bị thủy phân mạnh tạo ra môi trường kiềm.
Na2SiO3 + 2H2O ↔ 2NaOH + H2SiO3
- dd đậm đặc của Na2SiO3, K2SiO3
gọi là thủy tinh lỏng.
IV. Công nghiệp Silicat 1. Thủy tinh
a/ Thành phần hóa học và tính chất của thủy tinh
- Thành phần: Là sản phẩm nấu nóng chảy hỗn hợp của Na2SiO3, CaSiO3
và SiO2 ( còn viết là: Na2O. K2O.
6SiO2), chủ yếu là SiO2.
Năng lực giao tiếp, hợp tác
Năng lực giải quyết vấn đề thông qua hóa học
Năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học
Năng lực giải quyết vấn đề thông qua hóa học
Năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học
Năng lực tự học
- Cấu trúc vô định hình, nhiệt độ nóng chảy không xác định.
- Tính chất: giòn, hệ số nở nhiệt lớn.
b/ Một số loại thủy tinh - Thuỷ tinh thường:
- Thuỷ tinh kali.
- Thuỷ tinh phalê.
- Thuỷ tinh thạch anh.
- Thuỷ tinh đổi màu.
2. Đồ gốm a/ Gạch, ngói
Đất sét thường + cát + nước và nhào thành khối dẻo, tạo hình sấy khô và nung ở 900 – 10000C.
b/ Sành, sứ 3. Xi măng
a/ Thành phần hóa học
- Can xi silicat: 3CaO. SiO2
2CaO. SiO2
- Can xi aluminat: 3CaO. Al2O3
b/ Phương pháp sản xuất
- Đá vôi + đất sét chứa nhiều SiO2 + ít quặng sắt →0
Lò quay hoặc lò đứng
1400-1600 C để nguội
clanhkenghiền →+ 5% thạch cao + Chất phụ gia khác xi măng.
c/ Quá trình đông cứng của xi măng Xi măng nhào nước để lâu cứng.
Là do sự kết hợp các chất trong xi măng với nước tạo thành những tinh thể hiđrat hoá đan xen vào nhau thành khối cứng và bền.
3CaO. SiO2 + 5H2O Ca2SiO4. 4H2O + Ca(OH)2
2CaO. SiO2 + 4H2O Ca2SiO4. 4H2O
3CaO. Al2O3 + 6H2O Ca3(AlO3)2. 6H2O
Hoạt động luyện tập GV sử dụng bài tập hóa học
GV yêu cuầ HS hoàn thành BT sau:
Bài 1. Một loại thủy tinh chịu lực có thaànhphần theo khối lượng của các oxit như sau: 13% Na2O; 11,7%CaO và 75,3% SiO2. Thành phần của loại thủy tinh này được biểu diễn dưới dạng công thức nào?
Bài 1:
Hướng dẫn: Xét 100 gam thủy tinh có: 13 gam Na2O; 11,7gam CaO và 75,3 gam SiO2
Gọi công thức tổng quát của thủy tinh là xNa2O.yCaO.zSiO2
Lập tỉ lệ: x:y:z = 62 13 :
56 7 , 11 :
60 3 , 75
=1:1:6
Vậy công thức của thủy tinh là
Năng lực giải quyết vấn đề thông qua hóa học
Năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học
Năng lực tính toán.
Bài 2:
Thành phần chính của một loại cao lanh (đất sét) chứa Al2O3, SiO2 và H2O với tỉ lệ khối lượng 0,3953: 0,4651:
0,1395. Xác đinh công thức hóa học đúng của loại cao lanh này.
Na2O.CaO.6SiO2
Bài 2:
Đáp án: Al2O3.2SiO2.2H2O
Hoạt động vận dụng:
1. Tại sao không dùng bình thủy tinh đựng dung dịch HF ?
Tuy dung dịch axit HF là một axit yếu nhưng nó có khả năng đặc biệt là ăn mòn thủy tinh. Do thành phần chủ yếu của thủy tinh là silic đioxit SiO2 nên khi cho dung dịch HF và thì có phản ứng xảy ra:
SiO2 + 4HF → SiF4↑ + 2H2O
2. Làm thế nào có thể khắc được thủy tinh ?
Muốn khắc thủy tinh người ta nhúng thủy tinh vào sáp nóng chảy, nhấc ra cho nguội, dùng vật nhọn khắc hình ảnh cần khắc nhờ lớp sáp mất đi, rồi nhỏ dung dịch HF vào thì thủy tinh sẽ bị ăn mòn ở những chổ lớp sáp bị cào đi
SiO2 + 4HF → SiF4↑ + 2H2O
Nếu không có dung dịch HF thì thay bằng dung dịch H2SO4 đặc và bột CaF2. Làm tương tự như trên nhưng ta cho bột CaF2 vào chổ cần khắc,sau đó cho thêm H2SO4 đặc vào và lấy tấm kính khác đặt trên chổ cần khắc. Sau một thời gian, thủy tinh cũng sẽ bị ăn mòn ở những nơi cạo sáp.
CaF2 + 2H2SO4 → CaSO4 + 2HF↑ ( dùng tấm kính che lại) Sau đó SiO2 + 4HF → SiF4↑ + 2H2O
4. Củng cố:
Hoàn thành dãy chuyển hoá sau:
(1) (2) (3) (4)
2 2 3 2 3 2
Si→SiO →Na SiO →H SiO →SiO 5. Hướng dẫn về nhà:
- Học bài, làm bài tập 2,4,5,6/79SGK - Chuẩn bị bài “Luyện tập”
Rút kinh nghiệm giờ
dạy: ...
...
...
...
...
Tiết 26: LUYỆN TẬP