Bài giảng Tiết 38–Bài 30: Silic, công nghiệp silicat

TUẦN 20 Ngày dạy: / 01 / 2013 Tiết 38–Bài 30: u MỤC TIÊU 1.1 Kiến thức: HS biết được: - Silic là phi kim hoạt động hóa học yếu ( tác dụng được với oxi, khơng phản ứng trực tiếp với hidro ). Silic là chất bán dẫn. - Silic đioxit là chất có nhiều trong thiên nhiên ở dưới dạng đất sét, cao lanh, thạch anh… silic đioxit là một oxit axit ( tác dụng với kiềm, muối cacbonat kim loại kiềm ở nhiệt độ cao ) - Một số ứng dụng quan trọng của silic, silic đioxit, và muối silicat - Sơ lược về thành phần và các cơng đoạn chính sản xuất thủy tinh, đồ gốm, xi măng. 1.2 Kỹ năng: - Đọc để thu được thông tin về silic, silic đioxit, và công nghiệp silicat. - Viết được các phương trình hĩa học minh họa cho tính chất của Si, SiO2, muối silicat 1.3 Thái độ: Hứng thú với công nghiệp hóa học vNỢI DUNG BÀI HỌC Si, SiO2 và sơ lược về đồ gốm, sứ, xi măng, thủy tinh. w CHUẨN BỊ 3.1 GV: các mẩu vật:đồ gốm sứ, thủy tinh, xi măng, sơ đồ lò quay clanhke. 3.2 HS: - Xem bài 30:” Silic và công nghiệp silicat” SGK / 92 và trả lời theo nội dung sau: Em biết gì về nguyên tố silic. Silic đioxit có tính chất hóa học như thế nào? Kể tên các sản phẩm của ngành công nghiệp silicat. x TỞ CHỨC CÁC HOẠT ĐỢNG HỌC TẬP 4.1 Ổn định tổ chức & kiểm diện 4.2 Kiểm tra miệng Câu hỏi: Câu 1:Dãy gồm các chất đều bị nhiệt phân hủy là: (9Đ) A. Na2CO3 ; MgCO3 ; K2CO3 B. CaCO3 ; K2CO3 ; NaHCO3 C. K2CO3 ; Ca(HCO3)2 ; CaCO3 D. CaCO3 ; MgCO3 ; NaHCO3 Hãy viết PTHH xảy ra. Câu 2:Dãy gồm các chất đều tác dụng với dd CaCl2 là: A. CaCO3 ; Na2CO3. B. NaHCO3 ; MgCO3 ; C. Na2CO3, K2CO3. D. Na2CO3 ; Ca(HCO3)2 Hãy viết PTHH xảy ra (8đ) Trả lời: GV: gọi 2 HS làm bài. HS1: Câu 1: chọn D.(9Đ) PTHH: CaCO3 CaO + CO2 MgCO3 MgO + CO2 2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O HS2: Câu 2 : Chọn C. (8Đ) PTHH: Na2CO3 + CaCl2 " CaCO3 $ + 2NaC l K2CO3 + CaCl2 " CaCO3 $ + 2KC l GV: gọi 1 HS khác ở lớp nhận xét, đánh giá và sửa sai nếu có – kết luận chấm điểm. 4.3 Tiến trình bài học HOẠT ĐỢNG 1: 10 phút Silic (1) Mục tiêu: Kiến thức: trạng thái tự nhiện, tính chất ( Silic là phi kim hoạt động hóa học yếu : tác dụng được với oxi, khơng phản ứng trực tiếp với hidro . Silic là chất bán dẫn.)và ứng dụng của silic. Kĩ năng: phân biệt được tính chất của Si với các PK đã học (2) Phương pháp, phương tiện dạy học: Phương pháp: vấn đáp – tìm tòi Phương tiện dạy học: khơng (3) Các bước của hoạt đợng HOẠT ĐỘNG CỦA GV -HS NỘI DUNG BÀI HỌC Bước 1: Tìm hiểu tạng thái tự nhiên Silic GV: Trong tự nhiên silic có ở đâu? HS: silic tồn tại ở dạng hợp chất có trong cát trắng, đất sét ( cao lanh) Bước 2: Tìm hiểu tính chất silic GV: em hãy giới thiệu tính chất vật lý của nguyên tố này. HS: là chất rắn, màu xám, khó nóng chảy, có vẻ sáng của kim loại, dẫn điện kém. GV: giới thiệu thêm: tinh thể silic tinh khiết là chất bán dẫn. Vậy làm thế nào để thu được tinh thể silic tinh khiết? HS:đọc “ em có biết ?” SGK /95 Phần 1. GV: nguyên tố silic có tính chất hóa học của một nguyên tố phi kim không? GV: silic hoạt động hóa học yếu hơn cả C nên chỉ tác dụng với O2 ở nhiệt độ cao tạo ra silic đioxit. HS: viết PTHH: Si + O2 SiO2 (r) (k) (r) Silic đioxit GV: silic có ứng dụng gì? HS:được dùng làm vật liệu bán dẫn trong kỹ thuật điện tử và dùng để chế tạo pin mặt trời. I. Silic: (Si = 28 đ.v.C) 1. Trạng thái tự nhiên: - Silic chiếm khoảng ¼ khối lượng vỏ Trái Đất. - Silic tồn tại ở dạng hợp chất có trong cát trắng, đất sét ( cao lanh) 2. Tính chất: - Là chất rắn, màu xám, khó nóng chảy, có vẻ sáng của kim loại, dẫn điện kém, tinh thể silic tinh khiết là chất bán dẫn. - Silic hoạt động hóa học yếu hơn cả C nên chỉ tác dụng với O2 ở nhiệt độ cao tạo ra silic đioxit. PTHH: Si + O2 SiO2 (r) (k) (r) Silic đioxit - Được dùng làm vật liệu bán dẫn trong kỹ thuật điện tử và dùng để chế tạo pin mặt trời. HOẠT ĐỢNG 2: 10 phút II.Silic đioxit Mục tiêu: Kiến thức: tính chất hoá học của silic đioxit silic đioxit là một oxit axit ( tác dụng với kiềm, muối cacbonat kim loại kiềm ở nhiệt độ cao ) Silic đioxit là chất có nhiều trong thiên nhiên ở dưới dạng đất sét, cao lanh, thạch anh… Kĩ năng: viết PTHH và gọi tên Phương pháp, phương tiện dạy học: Phương pháp: nêu vấn đề – giải quyết vấn đề Phương tiện dạy học: khơng Các bước của hoạt đợng HOẠT ĐỢNG CỦA GV VÀ HS NỢI DUNG BÀI HỌC Bước 1: giới thiệu sự tờn tại silic đioxit trong tự nhiên. GV:Silic đioxit là chất có nhiều trong thiên nhiên ở dưới dạng đất sét, cao lanh, thạch anh… Bước 2: Tìm hiểu TCHH của silic đioxit GV: silic đioxit là thuợc loại hợp chất vô cơ gì ? Nó có tính chất hóa học như thế nào? HS: SiO2 là oxit axit nên có tính chất hóa học của oxit axit. GV: em hãy dẫn chứng điều đó? HS:tác dụng với kiềm, với bazơ và với nước. GV: nhấn mạnh: SiO2 không phản ứng được với nước, nó chỉ tác dụng với dd bazơ, và oxit bazơ ở nhiệt độ cao. HS: viết PTHH: SiO2 + 2NaOH Na2SiO3 + H2O (r) (r) (r) (h) Natri silicat SiO2 + CaO CaSiO3 (r) (r) (r) Canxi silicat GV: gọi HS nhận xét và sau đó đọc tên sản phẩm II. Silic đioxit (SiO2 ) Silic đioxit là oxit axit, tác dụng được với với dd bazơ, và oxit bazơ ở nhiệt độ cao. PTHH: SiO2 + 2NaOH Na2SiO3 + H2O (r) (r) (r) (h) Natri silicat SiO2 + CaO CaSiO3 (r) (r) (r) Canxi silicat ơ Lưu ý: SiO2 không phản ứng được với nước HOẠT ĐỢNG 3: 20phút III.Sơ lược về cơng nghiệp silicat Mục tiêu: Kiến thức: Sơ lược về thành phần và các cơng đoạn chính sản xuất thủy tinh, đồ gốm, xi măng. Kĩ năng: Đọc để thu được thông tin về công nghiệp silicat. Phương pháp, phương tiện dạy học Phương pháp: đàm thoại, thảo luận nhóm (xyz) Phương tiện dạy học: mẩu vật đờ gớm, sứ, thuỷ tinh. Các bước của hoạt đợng HOẠT ĐỢNG CỦA GV VÀ HS NỢI DUNG BÀI HỌC Bước 1: tìm hiểu về ngành cơng nghiệp sản xuất đờ gớm sứ. GV: giới thiệu: công nghiệp silicat gồm sản xuất đồ gốm – sứ, sản xuất xi măng, và sản xuất thủy tinh từ những hợp chất thiên nhiên của silic như: cát, đất sét. Sau đây là một số mẩu vật sản xuất từ ngành công nghiệp silicat. HS: quan sát các mẩu vật. GV: vậy sản xuất đồ gốm- sứ cần những nguyên liệu nào? Các công đoạn sản xuất ra sao? Oå nước ta thì nơi nào sản xuất? HS: thảo luận nhóm khoảng 3 trình bày. Nguyên liệu: Đất sét, thạch anh, fenpat. Các công đoạn chính: Nhào đất sét, thạch anh, fenpat với nước để tạo thành khối dẻo. Tạo hình Sấy khô. Nung ở nhiệt độ cao thích hợp. Cơ sở sản xuất: Bát Tràng ( Hà Nội), Hải Dương. GV: bổ sung (nếu có) GV: giải thích: fenpat là khoáng vật có thành phần gồm các oxit của silic, nhôm, kali, natri, canxi… Bước 2: tìm hiểu về ngành sản xuất si măng GV: giới thiệu: xi măng là nguyên liệu kết dính trong xây dựng. Thành phần chính của xi măng là canxi silicat và canxi aluminat. Vậy, nguyên liệu sản xuất xi măng là gì? Gồm các công đoạn nào? Ơû đâu sản xuất? HS:Nguyên liệu: Đất sét, đá vôi, cát… GV:các em quan sát H3.20 sau đây: - Giới thiệu tranh - Dựa vào tranh giảng các công đoạn sản xuất xi măng. + Nghiền nhỏ hỗn hợp đá vôi, đất sét rồi trộn với cát và nước thành dạng bùn. + Nung hỗn hợp trên lò quay khoảng 1400 – 1500 OC thu được clanhke rắn. + Nghiền clanhke nguội và phụ gia thành bột mịn đó là xi măng. GV: nêu tên một vài cơ sở sản xuất xi măng, một số nhãn hiệu xi măng mà em biết? HS: Hà Tiên, Hải Dương, Hải Phòng… Bước 3: tìm hiểu về ngành sản xuất thuỷ tinh. GV: thành phần chính của thủy tinh là hỗn hợp canxi silicat và natri silicat. Như vậy nguyên liệu dùng để sản xuất thủy tinh là gì? HS:cát thạch anh ( cát trắng), đá vôi, sôđa GV: thuyết trình các công đoạn sản xuất - Trộn hỗn hợp cát, đá vôi, sôđa theo tỉ lệ thích hợp. - Nung trong lò nung khoảng 900OC thành thủy tinh dạng nhão - Làm nguội từ từ, sau đó ép thổi thủy tinh dẻo thành các đồ vật. PTHH: CaCO3 CaO + CO2 CaO + SiO2 CaSiO3 Na2CO3 + SiO2 Na2SiO3 GV: em hãy cho biết nơi nào sản xuất thủy tinh? HS: Hà Nội, TP HCM, Bắc Ninh… GV: giới thiệu: thủy tinh có thể bị tan ra dưới tác dụng của axit flohidric (HF), cho nên không được dùng thủy tinh để chứa dd axit HF. Ngoài ra, người ta có thể khắc chữ, hoa văn, họa tiết trên vật liệu thủy tinh nhờ axit HF: vì axit HF hòa tan dễ dàng silic đioxit theo phản ứng sau: 4HF + SiO2 " SiF4 + H2O. III. Sơ lược về công nghiệp silicat. 1. Sản xuất đồ gốm, sứ: a) Nguyên liệu: Đất sét, thạch anh, fenpat. b) Các công đoạn chính: - Nhào đất sét, thạch anh, fenpat với nước để tạo thành khối dẻo. - Tạo hình - Sấy khô. - Nung ở nhiệt độ cao thích hợp. c) Cơ sở sản xuất: Bát Tràng ( Hà Nội), Hải Dương… 2. Sản xuất xi măng: a) Nguyên liệu: Đất sét, đá vôi, cát… b) Các công đoạn chính: + Nghiền nhỏ hỗn hợp đá vôi, đất sét rồi trộn với cát và nước thành dạng bùn. + Nung hỗn hợp trên lò quay khoảng 1400 – 1500 OC thu được clanhke rắn. + Nghiền clanhke nguội và phụ gia thành bột mịn đó là xi măng. c) Cơ sở sản xuất: Hà Tiên, Hải Dương, Hải Phòng… 3. Sản xuất thủy tinh: a) Nguyên liệu: cát thạch anh ( cát trắng), đá vôi, sôđa b) Các công đoạn chính: - Trộn hỗn hợp cát, đá vôi, sôđa theo tỉ lệ thích hợp. - Nung trong lò nung khoảng 900OC thành thủy tinh dạng nhão - Làm nguội từ từ, sau đó ép thổi thủy tinh dẻo thành các đồ vật. PTHH: CaCO3 CaO + CO2 CaO + SiO2 CaSiO3 Na2CO3 + SiO2 Na2SiO3 c) Cơ sở sản xuất : Hà Nội, TP HCM, Bắc Ninh… yTỞNG KẾT & HƯỚNG DẪN HỌC TẬP 5.1 Tởng kết : - GV: dùng kĩ thuật” Tia chớp” để củng cố khắc sâu các kiến thức đã học - GV: phát phiếu học tập cho mỗi nhóm HS Bài tập Bài 1: Những cặp chất nào dưới đây có thể tác dụng với nhau? Viết PTHH nếu có: a) SiO2 và CO2 b) SiO2 và NaOH c) SiO2 và CaO d) SiO2 và H2SO4 e) SiO2 và H2O Bài 2: Viết các PTHH thực hiện chuyển đổi hóa học sau đây thành thành phần chính của thủy tinh Na2CO3 + …… " …… + …… …… + SiO2 " …… + ……… 1 Đáp án: Bài 1: PTHH: SiO2 + 2NaOH Na2SiO3 + H2O SiO2 + CaO CaSiO3 Bài 2: Na2CO3 + SiO2 Na2SiO3 CaCO3 + SiO2 CaSiO3 + CO2 5.2 Hướng dẫn học tập Đới với bài học ở tiết học này: - Học bài: silic – công nghiệp silicat - Làm bài tập: 3,4 SGK / 95 Đới với bài học ở tiết học tiếp theo: - Đọc bài 31:” Sơ lược về bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học” SGK / 96 và trả lời theo nội dung sau : Bảng HTTH được sắp xếp theo nguyên tắc nào? Bảng HTTH có cấu tạo như thế nào? Nêu đặc điểm của từng cấu tạo ấy. ‘ PHỤ LỤC