Giáo án Hóa học Lớp 11 - Chương 3: Cacbon. Silic - Tiết 24, Bài 17: Silic và hợp chất của Silic - Trương Văn Hưởng

TiÕt 24. Bµi 17 silic vµ hỵp chÊt cđa silic Ngµy so¹n: ...... / ...... / 20 ...... Gi¶ng ë c¸c líp: Líp Ngµy d¹y Häc sinh v¾ng mỈt Ghi chĩ 11 I. Mơc tiªu bµi häc: 1. KiÕn thøc: HS biết: - Tính chất hoá học của silic ( tính khử, tính oxi hoá, ứng dụng và điểu chế silic; Tính chất vật lí, trạng thái tự nhiên và ứng dụng của silic) - Một số tính chất của SiO2, H2SiO3; SiO2 tác dụng với kiềm; H2SiO3 là chất ở dạng kết tủa keo, không tan trong nước, dễ tan trong kiềm và là axit yếu. - Muôi silicat: Chỉ có silicat kim loại kềm tan trong nước. - Một số ứng dụng của silic trong ngành kĩ thuật như luyện kim, bán dẫn, điện tử 2. Kü n¨ng: Dự đoán tính chất hoá học của silicvà so sánh với cacbon; Viết các PTHH của phản ứng chứng minh tính chất hoá học của silic và tính chất của một số hợ chất của silic. 3. T­ t­ëng: II. Ph­¬ng ph¸p: §µm tho¹i kÕt hỵp khÐo lÐo víi thuyÕt tr×nh. III. §å dïng d¹y häc: Nếu có điều kiện, GV và HS chuẩn bị một số mẫu vật, thực hiện một số thí nghiệm nghiên cứu tính chất của SiO2, H2SiO3; bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học IV. TiÕn tr×nh bµi gi¶ng: 1. ỉn ®Þnh tỉ chøc líp: (1') 2. KiĨm tra bµi cị: (5') a/ Nêu tính chát hoá học cơ bản của Khí CO và CO2. Cho các ví dụ minh hoạ. b/ Nêu tính chất hoá học của axit cabonic và muối cacbonat? Cho các ví dụ minh hoạ. 3. Gi¶ng bµi míi: Thêi gian Ho¹t ®éng cđa Gi¸o viªn Ho¹t ®éng cđa Häc sinh Néi dung 10' * Ho¹t ®éng 1: - ChiÕu BTH cho HS quan s¸t vµ hái: + C¸c em h·y cho biÕt vÞ trÝ cđa Si trong BTH? + T­¬ng tù nh­ C, b©y giõo 1 em lªn b¶ng viÕt CHe cđa Si giĩp thµy? - ChiÕu h×nh m« pháng cÊu t¹o vá nguyªn tư Si - Tõ CHe cđa Si ta thÊy Si co m¸y e ngoµi cïng? Si lµ KL hay PK? - Quan s¸t vµ tr¶ lêi + Si thuéc « 14, CK3 nhãm IVA trong BTH. + 1s2 2s2 2p6 3s23p2 - Quan s¸t - Cã 4e ngoµi cïng. Si kh«ng lµ KL cịng ko lµ PK mµ lµ ¸ kim. A- SILIC: (Si; M=28) Cấu hình electron của Si 1s2 2s2 2p6 3s23p2 → Si lµ ¸ kim. - ChiÕu h×nh ¶nh 2 d¹ng thï h×nh cđa Si lªn b¶ng vµ Y/C HS cho biÕt: Si cã mÊy d¹ng thï h×nh? §Ỉc ®iĨm cđa tõng d¹ng thï hißnh ®ã? - H·y so s¸nh tÝnh chÊt vËt lý cđa Si vµ C? - Si Có hai dạng thù hình : Tinh thể và vô định hình . + Silic tinh thể có cấu trúc giống kim cương , màu xám có ánh kim, dẫn điện , t0n/c= 14200C , t0s= 26200C . Có tính bán dẫn . + Silic vô định hình là chất bột màu nâu . - So s¸nh: + Kh¸c: Si cã 2 d¹ng thï h×nh cßn C cã nhiỊu d¹ng thï h×nh trong ®ã cã 3 d¹ng hay gỈp lµ Kim c­¬ng, than ch× vµ fuleren. Si cã tÝnh b¸n dÉn cßn C cã th× kh«ng. + Gièng: Si tinh thĨ gièng Kim c­¬ng, Si vµ C ®Ịu cã d¹ng v« ®Þnh h×nh ... I – TÍNH CHẤT VẬT LÍ Si Có hai dạng thù hình: Si tinh thể và Si vô định hình (SGK) - GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK Si có tính chất hoá học giống và khác nhau như thế nào so với C ? - Si thĨ hiƯn tÝnh khư, tÝnh oxi ho¸ khi nµo? - GV yêu cầu HS lấy phản ứng minh hoa tÝnh khư cu¶ Siï, chỉ rõ vai trò các chất trong phản ứng. - GV yêu cầu HS lấy phản ứng minh hoa tÝnh OXH cu¶ Siï, chỉ rõ vai trò các chất trong phản ứng. - Nh­ vËy: Si tác dụng với kim loại: (Ca, Mg, Fe . . .) ở nhiệt độ cao t¹o ra silixua kim lo¹i. - Dựa vào hợp chất tạo thành phát hiện sự khác nhau giữa C và Si? - Si gièng C: Cã 4 e ngoµi cïngvµ cã c¸c sè oxi ho¸ lµ -4, 0, +2 (Ýt ®Ỉc tr­ng) vµ +4 nªn cã c¶ tÝnh khư vµ tÝnh oxi ho¸. - Si thĨ hiƯn tÝnh khư khi t¸c dơng víi chÊt OXH, thĨ hiƯn tÝnh OXH khi t¸c dơng víi chÊt khư. - HS lấy phản ứng minh hoa và sau đó rút ra kết luận về tính khư của Si. - HS lấy phản ứng minh hoa và sau đó rút ra kết luận về tính OXH của Si. - Ghi TT. - Trong các phản ứng số oxi hóa tăng từ 0 ® + 4 Si có tính khử mạnh hơn C Tính oxi hóa giống cacbon và Si cũng có số oxi hoá -4 trong hợp chất tạo thành. II – TÍNH CHẤT HOÁ HỌC Cã 4 e ngoµi cïngvµ cã c¸c sè oxi ho¸ lµ -4, 0, +2 (Ýt ®Ỉc tr­ng) vµ +4 nªn cã c¶ tÝnh khư vµ tÝnh oxi ho¸: 1. Tính khử : a. Tác dụng với phi kim : Ở nhiệt độ thường : với flo Si0 + 2F2 ® F4 (silic tetraflorua) Khi đun nóng với Cl2, Br2, I2, C, Si0 + O2 O2 (silic đioxit) Si0 + C C (silic cacbua). b. Tác dụng với hợp chất : Si0+2NaOH+H2O®Na2O3+ 2H2­ (C kh«ng Cã p­ nµy) → KL: Si thĨ hiƯn tÝnh khư khi t¸c dơng víi chÊt OXH hoỈc hỵp chÊt cã tÝnh OXH. 2. Tính oxi hóa : 2Mg + Si0 Mg2 (magie silixua) → KL: Si thĨ hiƯn tÝnh OXH khi t¸c dơng víi chÊt khư. * NhËn xÐt: + Trong các phản ứng số oxi hóa tăng từ 0 ® + 4 Si có tính khử mạnh hơn C + Tính oxi hóa giống cacbon và Si cũng có số oxi hoá -4 trong hợp chất tạo thành. 10' * Ho¹t ®éng 2: - GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK và cho biết: Trong tự nhiên Si tồn tại ở dạng nào, ở đâu trong tự nhiên ø? - ChiÕu c¸c h×nh ¶nh c¸c hỵp chÊt chøa Si lªn b¶ng. - Silic chiếm gần 29,5% khối lượng vỏ trái đất (oxi: 49,52%), tồn tại ở dạng hợp chất (cát , khoáng vật silicat , aluminosilicat ) Silic còn có trong cơ thể người và thực vật (t¶o c¸t ë biĨn ...). - Quan s¸t. III- TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN - Si chØ tån t¹i ë d¹ng hỵp chÊt. - VD: - GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK và cho biết: Si có những ứng dụng quan trọng nào ? ứng dụng đó có liên quan tới tính chất nào của silic ? - ChiÕu h×nh ¶nh øng dơng cđa Si lªn b¶ng. - Si có tính bán dẫn: được dùng trong các linh kiện kĩ thuật điện tử, vô tuyến Luyện kim, chế tạo thép chịu axit - Quan s¸t. IV- ỨNG DỤNG: (SGK) GVGV yêu cầu HS nghiên cứu SGK và cho biết: Si ®­ỵc ®iỊu chÕ theo nguyªn t¾c nµo? Si được điều chế bằng nh÷ng cách nào? Nguyªn t¾c: Cho SiO2 (c¸t nghiỊn mÞn) + chất klhử mạnh ( như Al, Mg, C) ở nhiệt độ cao. * Trong phòng thí nghiệm : SiO2 + 2Mg Si + 2MgO. * Trong công nghiệp : SiO2 + 2C Si + 2CO V- ĐIỀU CHẾ *Nguyªn t¾c: Cho SiO2 (c¸t nghiỊn mÞn) + chất klhử mạnh ( như Al, Mg, C) ở nhiệt độ cao. * Trong phòng thí nghiệm : SiO2 + 2Mg Si + 2MgO. * Trong công nghiệp : SiO2 + 2C Si + 2CO. 8' * Ho¹t ®éng 3: - ChiÕu h×nh ¶nh c¸t vµ th¹ch anh lªn b¶ng vµ Y/C HS cho biÕt Tính chất vật lý của silic đioxit ? - Bổ sung : SiO2 có lẫn tạp chất thường có màu. - SiO2 là oxit axit tác dụng với kiềm đặc nóng, kiềm và muối cacbonat nóng chảy. C¸c em nghiªn cøu SGK vµ lªn b¶ng viÕt ptp­ cđa Si víi kiỊm dỈc nãng, kiỊm vµ muèi cacbonat nãng ch¶y? - M« t¶ p­ kh¸c ch÷ lªn thủ tinh vµ y/c HS lªn b¶ng viÕt ptp­ - Chú ý: ® Không chứa kiềm trong lọ thuỷ tinh . - SiO2 có ứng dụng gì trong thực tế ? GV bổ sung : SiO2 là thành phần chính của thuỷ tinh, kính - SiO2 là chất rắn dạng tinh thể, nóng chảy ở 17130C, không tan trong H2O. - Nghe TT. - Dẫn ra các phản ứng minh hoạ tính chất hoá học của SiO2. - Lªn b¶ng. - SiO2 dùng trong công nghiệp chế tạo thủy tinh , luyện kim, xây dựng, sản suất đồ gốm . . . B- HỢP CHẤT CỦA SILIC I- SILIC ĐIOXIT SiO2 1) Tính chất vật lí và trạng thái tự nhiên: (SGK) 2) Tính chất hoá học. SiO2 là oxit axit tác dụng với kiềm đặc nóng, kiềm và muối cacbonat nóng chảy. SiO2+2NaOHNa2SiO3 + H2O. SiO2 + Na2CO3Na2SiO3+ CO2 Dễ tan trong axit flohiđric HF SiO2+ 4HF " SiF4 + 2H2O Dùng phản ứng này để khắc hoạ thuỷ tinh, kinh, gương 3. øng dơng: SiO2 dùng trong công nghiệp chế tạo thủy tinh , luyện kim, xây dựng, sản suất đồ gốm . . . 7' * Ho¹t ®éng 4: - Em h·y cho biÕt TCVL cđa axit silixic? - ChiÕu h×nh ¶nh silicagen lªn b¶ng cho HS quan s¸t. - GV bổ sung: Axit silixic silicagen - Em h·u cho biÕt tÝnh chÊt Ho¸ häc cđa axit silixic? - Em h·u cho biÕt øng dơng cđa silicagen - Kết tủa keo, không tan trong nước, dễ mất nước khi đun nóng. H2SiO2 SiO2 + H2O - Quan s¸t. - HS lªn b¶ng viÕt ptp­. - Silicagen chất làm khô II- AXIT SILIXIC 1. TCVL: Kết tủa keo, không tan trong nước, dễ mất nước khi đun nóng. H2SiO2 SiO2 + H2O 2. TCHH: H2SiO3 là axit yếu, yếu hơn H2CO3 Do đó: Na2SiO3+H2O+CO2"H2SiO3+ Na2CO3. 3. Ứng dụng: Silicagen chất làm khô do cã S bỊ mỈt lín. GV cho HS đọc SGK HS đọc SGK và tóm tắt nội dung bài học III – MUỐI SILICAT * Muối của kim loại kiềm tan được trong nước , cho môi trường kiềm . * Dung dịch đặc Na2SiO3 và K2SiO3 gọi là thủy tinh lỏng . * Vải hoặc gỗ tẩm thủy tinh lỏng sẽ khó bị cháy ,Thủy tinh lỏng được dùng để chế keo dán thủy tinh và sứ 4. Cđng cè bµi gi¶ng: (3') Bµi tËp 1; 2/79 5. H­íng dÉn häc sinh häc vµ lµm bµi tËp vỊ nhµ: (1') Bµi tËp 3, 4, 5, 6 trang 79 SGK V. Tù rĩt kinh nghiƯm sau bµi gi¶ng: ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ chuyªn m«n duyƯt Ngµy ...... / ...... / 20 ......