Giáo án Hóa học Lớp 11 - Tuần 13 - Lê Hồng Phước

Tuần : 13 Ngày soạn: 05/11/2012 Tiết : 25 Ngày dạy: 12/11/2012 HỢP CHẤT CỦA CACBON. I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức Biết được : - Vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron nguyên tử, các dạng thù hình của cacbon ; Tính chất vật lí (cấu trúc tinh thể, độ cứng, độ dẫn điện) và ứng dụng của nó. - Tính chất vật lí của CO và CO2. Hiểu được : - Cacbon có tính phi kim yếu (oxi hoá hiđro và kim loại canxi), tính khử (khử oxi, oxit kim loại). Trong một số hợp chất, cacbon thường có số oxi hoá +2 hoặc +4. - CO có tính khử (tác dụng với oxit kim loại), CO2 là một oxit axit, có tính oxi hoá yếu (tác dụng với Mg, C). Biết được : - Tính chất vật lí, tính chất hoá học của muối cacbonat (nhiệt phân, tác dụng với axit). - Cách nhận biết muối cacbonat bằng phương pháp hoá học. 2. Kĩ năng - Viết các phương trình hoá học minh hoạ tính chất hoá học của C, CO, CO2, muối cacbonat. - Tính thành phần phần trăm về khối lượng của muối cacbonat trong hỗn hợp ; Tính thành phần phần trăm về khối lượng oxit kim loại trong hỗn hợp phản ứng với CO ; Tính thành phần phần trăm về thể tích CO và CO2 trong hỗn hợp khí. 3. Tình cảm, thái độ: - Rèn luyện thái độ làm việc khoa học, nghiêm túc. - Xây dựng tính tích cực, chủ động, hợp tác, có kế hoạch . 4. Phương pháp: Chứng minh và diễn giải. II. CHUẨN BỊ 1. Chuẩn bị của giáo viên: Các dd Ca(OH)2 , HCl,CaCO3 và dụng cụ thí nghiệm. 2. Chuẩn bị của học sinh: học bài cacbon và xem trước bài mới. III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY 1.Ổn định lớp 2. Kiểm tra bài cũ : Nêu các dạng thù hình của C và tính chất hóa học của C ? Cho ví dụ ? 3. Bài mới: HOẠT ĐỘNG GV HOẠT ĐỘNG HS NỘI DUNG A.CACBONMONOOXIT: Hoạt động 1. Tính chất vật lí GV: Nêu các tính chất vật lí của CO ? Hoạt động 2. Tính chất hóa học GV: Viết CTCT của CO, nêu tính chất hóa học cơ bản của nó ? GV: Viết các phản ứng thể hiện tính chất hóa học đó của CO ? Hoạt động 3:Điều chế GV: Tham khảo SGK, nêu các cách điều chế CO trong PTN và trong CN ? B. CACBON ĐIOXIT: Hoạt động 4: Tính chất vật lí. GV: Viết CTCT của CO2 và nêu các tính chất của nó qua cấu tạo ? GV: Tại sao không dùng CO2 chữa các đám cháy kim loại mạnh ? Viết phản ứng minh họa ? Hoạt động 5. Tính chất hóa học GV: Thí nghiệm : Thổi CO2 vào dd Ca(OH)2 đến dư, quan sát, giải thích và viết phản ứng? Hoạt động 6. Điều chế: GV: Thí nghiệm : Cho dd HCl vào ống nghiệm chứa đá vôi, quan sát, giải thích và viết phản ứng ? C. AXIT CACBONIC VÀ MUỐI CACBONAT: Hoạt động 7. Axit cacbonic GV: Viết CTCT của H2CO3 và phương trình điện li khi tan trong nước ? Từ đó cho biết nó có thể tạo những loại muối gì ? GV: Nêu tính chất hóa học chung của muối và viết phản ứng minh họa đối với muối cacbonat ? Hoạt động 8. Ứng dụng GV: Trong thực tế, muối cacbonat có những ứng dụng gì ? HS: - Chất khí, không màu, không mùi, không vị, hơi nhẹ hơn không khí. - Rất ít tan trong nước, bền nhiệt và rất độc. - Hóa lỏng ở -191,50C, rắn ở -205,20C. HS: Không tác dụng với nước, axit, bazơ ở điều kiện thường. Có tính khả. HS: viết pư, giải thích, giáo viên bổ sung thêm. HS: Học sinh nêu, giáo viên giải thích thêm. HS: viết, nêu các tính chất vật lí và hóa học cơ bản, giáo viên bổ sung thêm. HS: Do CO2 có tính oxi hóa nên có thể cháy trong kim loại mạnh như Mg... CO2 + Mg MgO + CO. HS: Lúc đầu thấy dd vẫn đục, sau đó trong suốt. CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 +H2O CO2 dư + CaCO3 + H2O Ca(HCO3)2 HS CaCO3 +2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O được ứng dụng để điều chế CO2 trong PTN. HS: viết, giáo viên kiểm tra lại. Có thể tạo 2 loại muối : muối trung hòa và muối axit. Vd : .... HS: viết và giáo viên kiểm tra lại. HS: - CaCO3: chất độn trong một số nghành CN. - Na2CO3 (xođa) dùng trong CN thủy tinh, gốm, bột giặt, - NaHCO3 : công nghiệp thực phẩm, dược phẩm. A. CACBON MONOOXIT: I. Tính chất vật lí: - Khí, không màu, không mùi vị, nhẹ hơn kk. - Rất ít tan trong nước, bền nhiệt và rất độc. - Hóa lỏng ở -191,50C, rắn ở -205,20C II. Tính chất hóa học: 1. Cacbon monooxit là oxit không tạo muối ( oxit trung tính) 2. Tính khử: Cháy trong oxi (không khí) : lửa lam nhạt và tỏa nhiệt→làm nhiên liệu 2CO + O22CO2. Khử được nhiều oxit kim loại: CO + CuO Cu + CO2. 3CO + Fe2O3 3CO2 + 2Fe → dùng trong luyện kim. III. Điều chế: 1. Trong phòng thí nghiệm: HCOOH CO + H2O. 2. Trong công nghiệp: * Cho hơi nước đi qua than nóng đỏ: C+ H2OCO + H2 Sản phẩm là khí than ướt chứa 44%CO. Sản xuất trong lò gaz : thổi không khí qua than nung đỏ CO2 + C 2CO Khí thu được là khí lò gaz chứa khoảng 25%CO. B. CACBON ĐIOXIT: I. Tính chất vật lí: - Khí không màu, nặng hơn không khí. - Tan ít trong nước. (đkt : 1 lít H2O hòa tan 1 lít CO2) - Ở nhiệt độ thường, <60atm : CO2 hóa lỏng , không màu, linh động. - Ở -760C : CO2 hóa rắn gọi là nước đá khô, dễ thăng hoa → tạo môi trường lạnh không có hơi ẩm. II. Tính chất hóa học: 1. Không cháy và không duy trì sự cháy → làm chất chữa cháy (không phải đám cháy kim loại mạnh) 2. Là một oxit axit : CO2 + H2O H2CO3. CO2 + NaOH→ NaHCO3 (1) CO2 + 2NaOH →Na2CO3 + H2O (2) Nếu k ≤ 1 thì xảy ra phản ứng (1). Nếu 1 < k < 2 thì xảy ra phản ứng (1) và (2). Nếu k ≥ 2 thì xảy ra phản ứng (2). Tác dụng với oxit bazơ (kiềm) CO2 + CaO → CaCO3 III.Điều chế: 1. Trong phòng thí nghiệm: Muối cacbonat + dd HCl 2. Trong công nghiệp: - Thu từ việc đốt hoàn toàn than trong các quá trình sản xuất. - Thu hồi từ quá trình chuyển hóa khí thiên nhiên, các sản phẩm dầu mỏ. - Từ quá trình nung vôi, lên men rượu. C. AXIT CACBONIC VÀ MUỐI CACBONAT: I. Axit cacbonic: Axit cacbonic là axit yếu kém bền. H2CO3 D H+ + HCO3- HCO3- D H+ + CO32 II. Muối cacbonat: 1. Tính chất: a. Tính tan: Muối CO32- kim loại kiềm, NH4+, đa số các muối HCO3- tan dễ trong nước. b. Tác dụng với axit: Vd: CaCO3+2HCl =CaCl2+CO2+H2O NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2↑ HCO3- + H+ →H2O + CO2↑ Na2CO3 + 2HCl →NaCl + CO2 ↑+ H2O CO32- + 2H+ →CO2 ↑+ H2O c. Tác dụng với dd kiềm: Vd: NaHCO3 + NaOH → Na2CO3 +H2O HCO3- + OH- → CO32- + H2O d. Phản ứng nhiệt phân: - Muối CO32- kim loại kiềm bền nhiệt. - Các muối khác kém bền : MgCO3 (r) MgO(r)+ CO2 (k) 2NaHCO3(r) Na2CO3(r) + CO2(k) + H2O(k) 2. Ứng dụng: - CaCO3: chất độn trong một số nghành CN. - Na2CO3 (xođa) dùng trong CN thủy tinh, gốm, bột giặt, NaHCO3 dùng trong công nghiệp thực phẩm, dược phẩm. IV. CỦNG CỐ HƯỚNG DẪN HỌC SINH TỰ HỌC Ở NHÀ. Làm bài tập 3 / 75 SGK. Làm bài tập SGK 4,5,6/ 75 , học bài cũ và đọc bài mới chuẩn bị cho tiết sau. Rút kinh nghiệm Tuần : 13 Ngày soạn: 05/11/2012 Tiết : 26 Ngày dạy: 13/11/2012 SILIC VÀ HỢP CHẤT CỦA SILIC. I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức Biết được : - Vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron của nguyên tử silic. - Tính chất vật lí (dạng thù hình, cấu trúc tinh thể, màu sắc, tính 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, magie, dung dịch NaOH). - SiO2 : Tính chất vật lí (cấu trúc tinh thể, tính tan), tính chất hoá học (tác dụng với kiềm đặc, nóng và với dung dịch HF). - H2SiO3 : Tính chất vật lí (tính tan, màu sắc), tính chất hoá học (là axit yếu, ít tan trong nước, tan trong kiềm nóng). - Công nghiệp silicat : Thành phần hoá học, tính chất, quy trình sản xuất và biện pháp kĩ thuật trong sản xuất gốm, thuỷ tinh, xi măng. 2. Kĩ năng - Viết được các phương trình hoá học thể hiện tính chất của silic và các hợp chất của nó. - Bảo quản, sử dụng được hợp lí, an toàn, hiệu quả vật liệu thuỷ tinh, đồ gốm, xi măng. - Tính thành phần phần trăm về khối lượng SiO2 trong hỗn hợp. 3. Tình cảm, thái độ: - Rèn luyện thái độ làm việc khoa học, nghiêm túc. - Xây dựng tính tích cực, chủ động, hợp tác, có kế hoạch và tạo cơ sở cho các em yêu thích môn hóa học. 4. Phương pháp: Chứng minh và diễn giải. II. Chuẩn bị: 1. Chuẩn bị của giáo viên. Bảng tuần hoàn các nguyên tố. 2. Chuẩn bị của học sinh. Học bài cũ và xem trước bài mới. III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY 1. Ổn định lớp. 2. Kiểm tra bài cũ : Nêu tính chất hóa học của CO, CO2, viết phản ứng minh họa ? Viết các phản ứng thể hiện tính chất của muối cácbonat và nêu ứng dụng ? 3. Bài mới: HOẠT ĐỘNG GV HOẠT ĐỘNG HS NỘI DUNG Hoạt động 1. SILIC GV: Tham khảo SGK, nêu tính chất vật lí của Si ? Hoạt động 2. GV: Viết cấu hình electron của Si và nêu tính chất hóa học cơ bản của Si ? GV: Viết các phản ứng minh họa cho tính chất hóa học đó ? Hoạt động 3. Trạng thái tự nhiên GV: Trong tự nhiên Si tồn tại ở đâu ? được ứng dụng để làm gì ? Hoạt động 4: Ứng dụng của Silic Hoạt động 5. Điều chế GV: Viết phản ứng điều chế Si khi đung Al, C, Mg để khử SiO2 ? B.HỢP CHẤT CỦA SILIC: Hoạt động 6. Silic đioxit GV: Viết CTCT của SiO2 và nêu các tính chất cơ bản của nó ? được ứng dụng để làm gì ? Hoạt động 7. Axit Silixic GV: Viết CTCT của axit silixic ? Nêu các tính chất cơ bản và ứng dụng của axit này ? Hoạt động 8. Muối silicat GV: Viết và gọi tên một vài muối silicat ? HS: - Silic tinh thể : cấu trúc giống kim cương, màu xám, có ánh kim, có tính bán dẫn, tnc = 14200C. - Si vô định hình là chất bột màu nâu. HS: Cấu hình:1s22s22p63s23p2. Tương tự C, Si vừa có tính oxi hóa và vừa có tính khử. 0 0 +4 -2 Si + O2 SiO2. Si có số oxi hóa tăng lên sau phản ứng là chất khử. 0 0 +2 -4 Si + Ca Ca2Si . Si có số oxi hóa giảm sau phản ứng là chất oxi hóa. HS: trả lời, giáo viên kiểm tra và bổ sung thêm. SiO2+2Mg Si +2MgO 3SiO2+4Al3Si+2Al2O3 SiO2 + 2C Si + 2CO2 HS: CTCT : O = Si = O. Là một oxit axit nên tan được trong dd kiềm nóng. SiO2 + 2NaOH Na2SiO3 + H2O Đặc biệt tan được trong dd HF nên được ứng dụng để khắc thủy tinh. SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O HS: - Cấu tạo H - O Si có : Si = O hóa trị 4 H - O số oxi hóa +4. - Bị nhiệt phân: H2SiO3SiO2+H2O - Tan được trong dd kiềm... HS: trả lời và giáo viên cùng lớp kiểm tra lại. A. SILIC: I.Tính chất vật lí: Có 2 dạng thù hình - Si tinh thể : cấu trúc giống kim cương, màu xám, có ánh kim, có tính bán dẫn, tnc = 14200C. - Si vô định hình là chất bột màu nâu. II. Tính chất hóa học: 1. Tính khử: a. Với phi kim: Cl2, Br2, I2, O2 ở t0 cao F2 ở t0 thường C, N, S ở t0 rất cao Vd : Si + 2F2→SiF4. Si + O2SiO2. b. Với hợp chất : dd kiềm: Si + 2NaOH + H2O → Na2SiO3 + 3H2. 2. Tính oxi hóa: Mg, Ca, Fe...ở t0 cao. Vd : Si + Ca Ca2Si . Canxi silixua III. Trạng thái tự nhiên: - Chiếm 29,5%(m) vỏ trái đất. - Là nguyên tố phổ biến thứ 2 sau oxi. - Không tồn tại dạng tự do, chủ yếu dạng silic đioxit, khoáng vật silicat, alumino silicat như cao lanh, mica, thạch anh, đá xà vân, fenspat... IV. Ứng dụng: - Si siêu tinh khiết dùng sản xuất chất bán dẫn, dùng trong vô tuyến, điện tử, sản xuất tế bào quang điện, pin mặt trời, bộ chỉnh lưu... - Trong luyện kim : Si dùng để tách oxi ra khỏi kim loại. Fero silic là hợp kim chế thép chịu nhiệt. V. Điều chế: Dùng Mg, Al, C khử SiO2. Vd: SiO2 + 2Mg Si + 2MgO. B.HỢP CHẤT CỦA SILIC: I. Silic đioxit:(SiO2) -Tinh thể, tnc= 17130C, không tan/H2O - Tan chậm trong dd kiềm đặc. - Ở t0 cao tan dễ trong kiềm nóng chảy SiO2 + 2NaOH -t0-> Na2SiO3 + H2O - Tan được trong dd HF: SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O. → dùng để khắc thủy tinh, làm sạch bề mặt kim loại. - Trong tự nhiên tồn tại dạng cát và thạch anh. - Là nguyên liệu quan trọng trong sản xuất thủy tinh, đồ gốm. II. Axit Silixic: (H2SiO3) - Tồn tại dạng keo, không tan/ H2O. -Bị nhiệt phân H2SiO3SiO2+H2O → khi sấy khô mất một phần nước,tạo vật liệu xốp là silicagen có khả năng hấp phụ, được dùng làm chất hút ẩm. - Là một axit rất yếu (yếu hơn H2CO3) III. Muối silicat: - Muối của kim loại kiềm tan/H2O. - dd đậm đặc của Na2SiO3, K2SiO3 gọi là thủy tinh lỏng. Thủy tinh lỏng dùng * Tẩm lên vải gỗ : khó nóng chảy. * Sản xuất keo dán thủy tinh, sứ. IV. CỦNG CỐ HƯỚNG DẪN TỰ HỌC Ở NHÀ. Làm bài tập 2, 3 / 79 SGK. Làm bài tập SGK 4,5,6/ 79 , học bài cũ và đọc bài mới chuẩn bị cho tiết sau. Rút kinh nghiệm Tuần : 13 Ngày soạn: 05/11/2012 Tiết : 13 (TC) Ngày dạy: 15/11/2012 LUYỆN TẬP CACBON – SILIC VÀ HỢP CHẤT CỦA CACBON I. MỤC TIÊU: 1. Học sinh biết: Kiến thức đã học 2. Học sinh hiểu: Các tính chất của cacbon, silic và hợp chất cacbon. 3. Học sinh vận dụng: Kiến thức đã học giải bài tập cacbon, silic và các hợp chất của cacbon II. CHUẨN BỊ: GV:Giáo án HS: Ôn tập lí thuyết, làm bài tập các bài cacbon và các hợp chất của cacbon III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY: 1/ Ổn định lớp 2/ Bài cũ: Trình bày tính chất của muối cacbonat 3/ Bài mới Hoạt động GV Hoạt động HS Nội dung Hoạt động 1 GV: Chép đề lên bảng, yêu cầu HS chép đề vào vở. Bài 1: Haáp thuï V lít khí CO2 ño ôû dktc vaøo 2.967 lít dung dòch NaOH 0.89 M thu ñöôïc 140.376 gam 2 muoái NaHCO3 vaø Na2CO3 .Haõy xaùc ñònh khoái löôïng moãi muoái sinh ra ? GV: Yêu cầu HS thảo luận làm bài. GV: Cho HS xung phong lên bảng giải. GV: Gọi HS nhận xét ghi điểm Hoạt động 2 GV: Chép đề lên bảng, yêu cầu HS chép đề vào vở. Bài 2: Haáp thuï V lít khí CO2 ño ôû dktc vaøo 0.285 lít dung dòch KOH 4.65 M thu ñöôïc 105.196 gam 2 muoái KHCO3 vaø K2CO3 .Haõy xaùc ñònh khoái löôïng moãi muoái sinh ra, thể tích khí CO2 ? GV: Gợi ý hướng dần HS cách giải, yêu cầu 1 HS lên bảng trình bày GV: Gọi HS nhận xét, ghi điểm Hoạt động 3 GV: Chép đề lên bảng, yêu cầu HS chép đề vào vở. Bài 3: Haáp thuï 44.419 lít khí SO2 ño ôû ñktc vaøo 1.258 lít dung dòch KOH 5.31 M. Haõy xaùc ñònh muoái sinh ra vaø khoái löôïng muoái sinh ra ? GV: Yêu cầu 1 HS lên bảng trình bày. Các HS còn lại làm và theo dõi bài của bạn GV: Gọi HS nhận xét, ghi điểm Hoạt động 4: GV: Chép đề lên bảng, yêu cầu HS chép đề vào vở. Bài 4: Viết các phương trình hóa học theo sơ đồ sau. Silic đioxit natri silicat axit silixic silic đioxit silic GV: Yêu cầu HS thảo luận làm bài. GV: Gọi 1 HS lên bảng giải GV: Gọi HS nhận xét ghi điểm HS: Chép đề HS: Thảo luận làm bài HS: Lên bảng trình bày, các HS còn lại lấy nháp làm bài HS: Chép đề HS: Lên bảng trình bày, các HS còn lại lấy nháp làm bài HS: Chép đề HS: Lên bảng trình bày HS: Chép đề HS: Thảo luận làm bài HS: 1 HS lên bảng trình bày, các HS còn lại lấy nháp làm bài Bài 1: Haáp thuï V lít khí CO2 ño ôû dktc vaøo 2.967 lít dung dòch NaOH 0.89 M thu ñöôïc 140.376 gam 2 muoái NaHCO3 vaø Na2CO3 .Haõy xaùc ñònh khoái löôïng moãi muoái sinh ra ? Giải: Goïi x laø soá mol cuûa NaHCO3 , y laø soá mol cuûa Na2CO3 NaOH + CO2 = NaHCO3 (1) x              x               x 2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O (2) 2y              y              y Ta coù : Soá mol NaOH : x + 2y = 2.967 x 0.89 = 2.641 Khoái löôïng hoãn hôïp 2 muoái : 84x + 106y = 140.376 Giaûi ra ta ñöôïc : x = 0.01(mol) , y = 1.314(mol) Khoái löôïng cuûa muoái NaHCO3 = 0.01 x 84 = 1.092 (gam) Khoái löôïng cuûa muoái Na2CO3 = 1.314x106 = 139.284 (gam) Bài 2: Haáp thuï V lít khí CO2 ño ôû dktc vaøo 0.285 lít dung dòch KOH 4.65 M thu ñöôïc 105.196 gam 2 muoái KHCO3 vaø K2CO3 .Haõy xaùc ñònh khoái löôïng moãi muoái sinh ra, thể tích khí CO2 ? Giải Goïi x laø soá mol cuûa KHCO3 , y laø soá mol cuûa K2CO3 KOH + CO2 = KHCO3 (1) x               x              x 2KOH + CO2 = K2CO3 + H2O (2) 2y              y               y Ta coù : Soá mol KOH : x + 2y = 0.285 x 4.65 = 1.326 Khoái löôïng hoãn hôïp 2 muoái : 100x + 138y = 105.196 Giaûi ra ta ñöôïc : x = 0.442(mol) , y = 0.442(mol) Khoái löôïng cuûa muoái KHCO3 = 0.442 x 100 = 44.2 (gam) Khoái löôïng cuûa muoái K2CO3 = 0.442x138 = 60.996 (gam) Bài 3: Haáp thuï 44.419 lít khí SO2 ño ôû ñktc vaøo 1.258 lít dung dòch KOH 5.31 M. Haõy xaùc ñònh muoái sinh ra vaø khoái löôïng muoái sinh ra ? Giải Soá mol SO2 = 44.419/22.4 = 1.983(mol) Soá mol KOH =1.258x5.31 = 6.68(mol) Soá mol KOH/Soá mol SO2 = 3.369 >= 2 =>Coù 1 muoái sinh ra laø : K2SO3 2KOH + SO2 = K2SO3 + H2O Ta coù : Soá mol K2SO3 = soá mol SO2 = 1.983(mol) Khoái löôïng muoái K2SO3 = 1.983x158 = 313.314(gam) Bài 4: Silic đioxit natri silicat axit silixic silic đioxit silic Giải: SiO2 + 2NaOH Na2SiO3 + H2O Na2SiO3 + 2HCl H2SiO3 + 2NaCl H2SiO3 SiO2 + H2O 2Mg + SiO2 Si + 2MgO IV. CỦNG CỐ HƯỚNG DẪN HỌC SINH TỰ HỌC Ở NHÀ 1. Silic phản ứng được với tất cả các chất trong dãy nào sau đây O2, C, F2, Mg, HCl, NaOH B. O2, C, F2, Mg, NaOH O2, C, F2, Mg, HCl, KOH D. O2, C, F2, Mg, HCl, NaOH 2. Haáp thuï 30.49 lít khí CO2 ño ôû ñktc vaøo 2073.156 gam dung dòch KOH 13.56 %. Haõy xaùc ñònh muoái sinh ra vaø khoái löôïng muoái sinh ra ? Chuẩn bị bài Luyện tập Rút kinh nghiệm