Giáo án Hóa học Lớp 11 - Bài 17: Silic và hợp chất của Silic - Nguyễn Văn Tăng

TIẾT 25 Bài 17: SILIC VÀ HỢP CHẤT CỦA SILIC A-MỤC TIÊU BÀI HỌC 1) Kiến thức Hs biết:-Tính chất vật lý và hóa học của silic, các hợp chất silic. -Phương pháp điều chế và ứng dụng của các đơn chất vá của các hợp chất silic 2) Kĩ năng -Dự đóan tính chất hóa học của silic và hợp chất, so sánh với cacbon. -Viết PTHH của phản ứng chứng minh tính chất của silic và một số hợp chất của silic. B-CHUẨN BỊ CỦA GIAO VIÊN VÀ HỌC SINH 1)Giáo viên -Chuẩn bị các hình ảnh về Si và hợp chất. -Chuẩn bị phiếu học tập 2)Học sinh -Học lại bài cacbon và hợp chất. C-TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động của Thầy và Trò Nội dung Ổn định lớp và giới thiệu bài học: (2p) Hoạt động 1:(4p) GV: Các em quan sát hình ảnh và tài liệu nêu cho thầy tính chất vật lí của silic? ai trả lời được giơ tay. (Chiếu slede 1) (Sau 1 phút gọi) HS: (HĐ cá nhân-lần 1) -Silic có hai dạng thù hình là silic tinh thể và silic vô định hình. +Si tinh thể có cấu trúc tinh thể giống kim cương, màu xám, có ánh kim, có tính bán dẫn. +Si vô định hình là chất bột màu nâu. GV: (Nhấn enter để về màn hình xanh) Thực tế nếu dùng kính hiển vi để soi thì ở dạng bột vô định hình cũng gồm các tinh thể nhỏ silic. (Các em vào phần tiếp theo là tính chất hóa học Giáo viên viết II-Tính chất hóa học lên bảng) A-Silic I-Tính chất vật lí Tinh thể: màu xám, có ánh kim, có tính bán dẫn. *Si Vô định hình: bột màu nâu. Hoạt động 2:(4p) GV: -Để tìm hiểu phần này các em đến với câu hỏi số 1. (Nhấn enter để vào slede 2) Cho biết các số oxi hóa của nguyên tố Si? So sánh với số oxi hóa của C? Từ đó cho biết tính chất hóa học của Si? -Các em suy nghĩ để tìm câu trả lời. (HĐ cá nhân-lần 2) (Sau 1 nghĩ học sinh trả lời) HS: Si có các số oxi hóa -4, 0, +2, +4 tương tự như cacbon. Và cũng như cacbon Si có tính khử và tính oxi hóa. GV: (Nhận xét câu trả lời của học sinh, nhấn enter để qua slede 2) -Về khả năng phản ứng thì Si vô định hình hoạt động hơn silic tinh thể. (Viết nội dung lên bảng) (Chúng ta tìm hiểu tính khử của Si, viết 1)tính khử lên trên bảng-kẻ chân tính khử màu vàng) II-Tính chất hóa học *Si có các số oxi hóa -4, 0, (+2), +4. khử (Si0→Si+4+4e) * Si có tính oxi hóa (Si0+4e→Si-4) Hoạt động 3:(4p) GV: +Để tìm hiểu khả năng thể hiện tính khử của Si với phi kim các em đến với câu hỏi 2. Chiếu slede 3 Các em suy nghĩ để tìm câu trả lời. (HĐ cá nhân-lần 3) -Cho biết khả năng phản ứng của Si với các phi kim? -Viết phản ứng của Si với F2, O2 đồng thời xác định số oxi hóa của Si và gọi tên sản phẩm? (Sau 2 phút) HS: Si phản ứng trực tiếp với F2 ở nhiệt độ thường; Với O2 và halogen khác phải đun nóng; Với N2, S, C phải ở nhiệt độ rất cao. Phản ứng: +4 Si0 + 2F20 → SiF4 (silic tetraflorua) +4 Si0 + O20 SiO2 (silic đioxit) GV: Nhận xét câu trả lời của học sinh và cho qua slede 3 đến màn hình xanh. Sau đó viết các nội dung này lên bảng. 1. Tính khử a)Tác dụng với phi kim +F2 *Si +O2, halogen khác +N2, S, C Hoạt động 4:(4p) GV: -Để tìm hiểu khả năng thể hiện tính khử của Si với hợp chất chúng ta đến với câu hỏi thứ 3. (Nháy slede 4) -Dựa vào tài liệu cho biết Si tác dụng được với những hợp chất nào ở nhiệt độ thường? -Viết phản ứng của Si với dung dịch NaOH đồng thời xác định số oxi hóa của Si? (HĐ-nhóm L1) -Các em trao đổi theo nhóm để tìm câu trả lời, nhóm nào có câu trả lời trước cử người đại diện giơ tay phát biểu. (Sau 2 phút) HS: Si tác dụng được với dung dịch OH- và dung dịch hỗn hợp HF+HNO3. Phản ứng: 0 +4 Si+2NaOH+H2O→Na2SiO3+2H2↑ (natri silicat) b)Tác dụng với hợp chất Si VD: 0 +4 Si+2NaOH+H2O→Na2SiO3+2H2↑ (Si+2OH-+H2O→SiO32-+2H2↑) Hoạt động 5:(7p) GV: (Phiếu học tập) (HĐ-nhóm L2) Các em thảo luận theo nhóm để hoàn thành các phản ứng sau đây (nếu có), xác định số oxi hóa của C, Si, gọi tên sản phẩm. Mg+C Mg+Si C+H2 Si+H2 HS: Học sinh viết vào phiếu học tập: Mg+CMg2C (magie cacbua) Mg+SiMg2Si (magie silixua) C+H2CH4 (metan) Si+H2Không GV: Thu phiếu học tập của hai nhóm chiếu lên máy chiếu để chữa. Hỏi học sinh, qua các phản ứng đã viết em rút ra điều gì? HS: Qua các phản ứng đã viết em nhận thấy rằng tính oxh của Si tương tự như C nhưng C phản ứng trực tiếp với H2 còn Si thì không. GV: Đúng rồi Và viết lên bảng 2)Tính oxi hóa Tương tự cacbon. Viết: SiSilixua GV: +Thầy nói thêm rằng: các silixua của kim loại kiềm, kiềm thổ bị thủy phân chậm trong nước và phản ứng nhanh với dung dịch axit loãng. Các silixua còn lại thì bền với nước và axit loãng. 2. Tính oxi hóa SiSilixua Hoạt động 6:(4p) GV: Những tiết trước các bạn nhóm 1 đã được nhận nhiệm vụ về tìm hiểu về sự tồn tại của Si trong tự nhiên và tìm phương pháp điều chế Si. Hôm nay mời một bạn của đại diện cho nhóm lên báo cáo trước lớp kết quả. HS: *Kính thưa các thầy cô, thưa toàn thể các bạn. Tôi xin thay mặt cho các bạn nhóm 1 báo cáo kết quả về nhiệm vụ được giao. +Trong tự nhiên Si là nguyên tố phổ biến thứ hai sau nguyên tố oxi, Si chiếm 29,5% khối lượng vỏ trái đất. Trong tự nhiên không có Si ở trạng thái tự do mà chỉ gặp ở dạng hợp chất: silic đioxit, thạch anh, mica, cao lanh (Chiếu slede 1, 2) *Chính vì vậy: Si được điều chế bằng cách dùng chất khử mạnh: Mg, Al, C khử SiO2 ở nhiệt độ cao. +Học sinh viết phản ứng điều chế: 2Mg+SiO2 Si+2MgO *Thực ra còn nhiều phương pháp khác nữa, như là nhiệt phân SiH4 ở nhiệt độ cao hay cho SiO2 nung với CaC2, hay cho Zn phản ứng với SiCl4nhưng ở trên là phương pháp phổ biến nhất mà hiện nay vẫn được dùng. GV: Cảm ơn em. Chúng ta đến với phần tiếp theo, ứng dụng của silic, giáo viên viết IV-Ứng dụng lên bảng và kẻ chân. III-Trạng thái tự nhiên và điều chế Si *Điều chế: SiO2Si VD: 2Mg+SiO2 Si+2MgO Hoạt động 7:(4p) GV: Những tiết trước các bạn nhóm 2 đã được nhận nhiệm vụ về tìm hiểu về những ứng dụng của Si trong đời sống và công nghệ. Hôm nay mời một bạn của đại diện cho nhóm lên báo cáo trước lớp kết quả. HS: *Kính thưa các thầy cô, thưa toàn thể các bạn. Tôi xin thay mặt cho các bạn nhóm 2 báo cáo kết quả về nhiệm vụ được giao. +Ứng dụng thì silic tinh khiết là chất bán dẫn được dùng trong kĩ thuật vô tuyến và điện tử, chế tạo tế bào quang điện, bộ chỉnh lưu, pin mặt trời (Các bạn quan sát các hình ảnh, chiếu slede 1) *Trong luyện kim Si được dùng để tách O ra khỏi kim loại nóng chảy, Si dùng để chế tạo thép chịu axit (Nhấn enter để chiếu slede 2) GV: Như vậy là các em đã tìm hiểu xong phần thứ nhất về silic, bây giờ chúng ta cùng nghiên cứu sang phần thứ hai: Hợp chất của silic, giáo viên viết B-Hợp chất của silic lên bảng và kẻ chân bằng phấn đỏ. IV-Ứng dụng Hoạt động 8:(7p) GV: Bảng phụ (HĐ-nhóm L3) Để tìm hiểu về các hợp chất của silic. Các em thảo luận theo nhóm để điền đầy đủ các thông tin vào các ô còn bỏ trống trong phiếu học tập số 2. HS: Silic đioxit Axit silixic Muối silicat Trạng thái tồn tại và tính tan -Tinh thể -Không tan trong nước -Dạng keo -Không tan trong nước -Tinh thể hoặc dạng bột -Chỉ có silicat của kim loại kiềm tan Tính chất hóa học -Kiềm đặc, nóng -Muối cacbonat của kl kiềm nc -Đặc biệt là phản ứng với d2 HF -Axit rất yếu, yếu hơn axit cacbonic -Phản ứng với d2 kiềm -Có phản ứng trao đổi của muối Ứng dụng -Sản xuất thủy tinh, đồ gốm, đồ sành, đồ sứ -Silicagen dùng làm chất hút ẩm -Thủy tinh lỏng chống cháy cho vải hoặc chế tạo keo dán thủy tinh GV: Thầy thu bài làm của hai nhóm để nhận xét đúng hay sai. Sau đó chiếu đáp án lên để học sinh quan sát. *Chiếu đáp án, nhấn mạnh hình ảnh ứng dụng của thủy tinh, đồ gốm và nói về bảo vệ môi trường (Đây là hình ảnh của nhà máy sản xuất thủy tinh, lò nung đồ gốm mà nhiệt lượng dùng là than. Quá trình sản xuất này đã thải vào không khí rất nhiều CO2, CO, bụilàm ô nhiễm môi trường. Để hạn chế điều này chúng ta cần trồng thêm nhiều cây xanh góp phần cải tạo môi trường) (Dự đoán tình huống) HS: Một học sinh đứng dậy hỏi, thưa thầy em đã nghĩ mãi không hiểu tại sao Si lại tan được trong dung dịch Na2CO3 ở nhiệt độ thường như thầy vừa nói. GV: Giải thích vấn đề. B-Hợp chất của silic +kiềm *SiO2 +muối cacbonat kl kiềm nóng chảy +dung dịch HF *H2SiO3+OH-SiO32- Hoạt động 9:(2p) GV: Củng cố lại hệ thống kiến thức đã học dựa vào bảng tổng kết. Bài tập về nhà: 4, 5, 6(SGK-tr79).