4 Chươngư Nhóm cacbon A Mở đầu I Mục tiêu chơng Về kiến thức HS hiểu : Cấu tạo nguyên tử vị trí nguyên tố nhóm cacbon bảng tuần hoàn  TÝnh chÊt vËt lÝ, ho¸ häc, øng dơng cđa đơn chất số hợp chất cacbon silic Phơng pháp điều chế đơn chất số hợp chất cacbon silic Về kĩ Tiếp tục hình thành củng cố kĩ : Quan sát, tổng hợp, phân tích dự đoán Vận dụng kiến thức để giải thích số tợng tự nhiên Rèn luyện kĩ giải tập định tính định lợng có liên quan đến kiến thức chơng Về tình cảm, thái độ Thông qua nội dung kiến thức chơng, giáo dục cho HS tình cảm biết yêu quý bảo vệ tài nguyên thiên nhiên, có ý thức giữ gìn bảo vệ môi tr ờng đất không khí II Một số điểm cần ý VỊ néi dung  GV cÇn chó ý khai thác kiến thức cấu tạo nguyên tử phân tử, liên kết hoá học để hớng dẫn HS tự khám phá kiến thức GV cần nắm kiến thức HS đà đợc trang bị lớp dới, sâu vào kiến thức trọng tâm chơng HS cần phải hiểu tính chất vật lí, hoá học đơn chất hợp chất cacbon silic Lựa chọn, khai thác thí nghiệm điển hình, tránh trùng lặp với thí nghiệm đà thực lớp dới Cần cho HS thấy đợc mối liên quan gắn bó lí thuyết với thực tiễn Đơn chất hợp chất cacbon silic có ảnh hởng trực tiếp tới đời sống, sinh hoạt ngời Về phơng pháp 116 Vì chơng nghiên cứu chất cụ thể nên GV cần khai thác kiến thức sẵn có HS cấu tạo nguyên tử, phân tử, liên kết hoá học, biến đổi tuần hoàn tính chất đơn chất hợp chất BTH để phát hiện, lí giải tính chất để phát hiện, lí giải tính chất chất Các thí nghiệm đợc dùng thờng để chứng minh cho tính chất đà đợc dự đoán Vì cần đợc đảm bảo tính khoa học, xác thành công GV cÇn cã nhiỊu hiĨu biÕt vỊ thùc tÕ : tợng hiệu ứng nhà kính, sản xuất sođa, gốm, sứ, thuỷ tinh, xi măng Việt Nam để giảng hấp dẫn, phong phú Cần dùng tranh ảnh, mô hình để tăng tính trực quan cho dạy B Dạy học cụ thể Bài 22 (1 tiÕt) kh¸i qu¸t vỊ nhãm cacbon I – Mục tiêu học Mục tiêu học Về kiÕn thøc HS biÕt :  KÝ hiƯu ho¸ häc, tên gọi nguyên tố nhóm cacbon HS hiểu : Tính chất hoá học chung nguyên tố nhóm cacbon Quy luật biến đổi tính chất đơn chất hợp chất Về kĩ Rèn luyện khả so sánh, vận dụng quy luật chung vào nhóm nguyên tố Rèn luyện khả lập luận, tìm đợc mối liên hệ cấu tạo nguyên tử với tính chất hoá học nguyên tố II Mục tiêu học Chuẩn bị GV chuẩn bị : Bảng tuần hoàn ; Bảng 4.1 : Một số tính chất nguyên tố nhóm cacbon HS ôn lại kiến thức : Cấu tạo nguyên tử ; Quy luật biến đổi tính chất đơn chất hợp chất bảng tuần hoàn III Mục tiêu học Gợi ý tổ chức hoạt động dạy học I Vị trí nhóm cacbon Bảng tuần hoàn Hoạt động 117 HS : Dựa vào bảng tuần hoàn tìm vị trí nguyên tố nhóm cacbon gọi tên nguyên tố Viết kí hiệu hoá học chúng GV uốn nắn cách gọi tên, cách viết kí hiệu hoá học cho HS II Tính chất chung nguyên tố nhóm cacbon Cấu hình electron nguyên tử Hoạt động HS : Từ vị trí nguyên tố viết cấu hình electron nguyên tử nguyên tố phân bố electron lớp vào « lỵng tư  NhËn xÐt vỊ sù gièng khác cấu tạo nguyên tử nguyên tố Dự đoán khả hình thành liên kết, số oxi hoá có nguyên tố nhóm cacbon GV : Gợi ý để HS nhớ lại mối liên hệ vị trí nguyên tố bảng tuần hoàn với cấu tạo nguyên tử chúng Sự phân bố electron vào ô lợng tử trạng thái kích thích Liên kết đợc hình thành nhờ electron độc thân Sự biến đổi tính chất đơn chất Hoạt động HS : Nghiên cứu bảng 4.1 để phát quy luật biến đổi tính chất đơn chất Giải thích Bán kính nguyên tử tăng Độ âm điện, lợng ion hoá thứ nói chung giảm Hoàn toàn phù hợp với quy luật : Trong nhóm A theo chiều điện tích hạt nhân tăng, tính phi kim giảm Thực tế đà chứng minh điều (SGK) GV : Yêu cầu HS vËn dơng quy lt biÕn ®ỉi mét chu kì để so sánh tính phi kim cacbon với nitơ, silic với photpho Bổ sung : Do đặc điểm tính chất nguyên tố nh vậy, ta nghiên cứu đơn chất hợp chất vô cacbon silic Các nguyên tố lại Ge, Sn, Pb tách thành nhóm riêng gọi nhóm gecmani, đợc nghiên cứu vào dịp khác Sự biến đổi tính chất hợp chất Hoạt động HS : Viết công thức hợp chất với hiđro công thức oxit 118 Quy luật biến đổi tính bền nhiệt, tính khử hợp chÊt víi hi®ro  Quy lt biÕn ®ỉi tÝnh axit bazơ oxit GV gợi ý : Liên hệ với nhóm nguyên tố đà đợc học nh dÃy hiđro halogenua HX H2O, H2S để viết công thức phân tử độ bền nhiệt hợp chất với hiđro nguyên tố nhóm cacbon Dựa vào hoá trị có nguyên tố để viết công thức oxit Dựa vào quy luật biến đổi tính axit-bazơ oxit nhóm A để hiểu đợc CO2, SiO2 oxit axit oxit GeO 2, SnO2, PbO2 hiđroxit tơng ứng chúng hợp chất lỡng tính GV cần nhấn mạnh đặc điểm : Các nguyên tử cacbon, liên kết trực tiếp với tạo thành mạch Khả giảm nhanh từ cacbon đến chì Hoạt động GV lựa chọn tập (SGK) biên soạn tập có nội dung t ơng tự để củng cố kiến thức trọng tâm IV Hớng dẫn giải tập SGK (SGK) a : Cấu hình electron trạng thái b, c, d : cấu hình electron trạng thái kích thích Cấu hình electron trạng thái cho nguyên tố có số hiệu nguyên tử 32 (Ge) B Hợp chất cacbon cã sè oxi ho¸  : CH4, cã sè oxi ho¸ +2 : CO, cã sè oxi ho¸ +4 : CO2 Bµi 23 (1 tiÕt) Cacbon I – Mục tiêu học Mục tiêu học Về kiến thức Biết cấu trúc dạng thù hình cacbon Hiểu đợc tính chất vật lí, hoá häc cđa cacbon  Vai trß quan träng cđa cacbon ®èi víi ®êi sèng vµ kÜ tht VỊ kÜ Vận dụng đợc tính chất vật lí, hoá học cacbon để giải tập có liên quan Biết sử dụng dạng thù hình cacbon mục đích khác 119 II Mục tiêu học Chuẩn bị GV chuẩn bị : Mô hình than chì, kim cơng ; Mẩu than gỗ, mồ hóng HS : Xem lại kiến thức cÊu tróc tinh thĨ kim c¬ng (líp 10) ; TÝnh chÊt ho¸ häc cđa cacbon (líp 9) III – Mơc tiêu học Gợi ý tổ chức hoạt động dạy học Đây nghiên cứu chất cụ thể, kiến thức HS đà đ ợc học có liên quan gồm : Cấu tạo nguyên tử cacbon Tính chất hoá học cacbon : Phản ứng với oxi, khử oxit kim loại để phát hiện, lí giải tính chất củađà học lớp GV cần khai thác kiến thức đà biết HS cấu tạo nguyên tử để giúp HS phán đoán giải thích tính chất vật lí, hoá học cacbon I Tính chất vật lí Hoạt động HS : Quan sát mô hình mẫu vật để tìm hiểu cấu trúc dạng thù hình cacbon  Dùa vµo SGK vµ tõ kiÕn thøc thùc tế trình bày tính chất vật lí dạng thù hình cacbon GV : Thiết kế bảng để HS điền vào cho dễ so sánh đối chiếu Thí dụ : Kim cơng Than chì Cacbon vô định hình Cấu trúc Tứ diện Đều đặn Cấu trúc lớp Các líp liªn kÕt u víi Gåm tinh thĨ rÊt nhá cã cÊu tróc v« trËt tù TÝnh chÊt Kh«ng màu Không dẫn điện Không dẫn nhiệt Rất cứng Xám đen Có ánh kim Dẫn điện tốt (kém kim loại) Các lớp dễ tách khỏi Màu đen xốp Có khả hấp phụ chất khí, chất tan Hớng dẫn HS dựa vào đặc điểm cấu trúc tinh thể dạng thù hình giải thích dạng thù hình cacbon có tính chất vật lí trái ng ợc II Tính chất hoá học Hoạt động HS : Dự đoán tính chất hoá học cacbon dựa vào cấu trúc nguyên tử trạng thái số oxi hoá cã thĨ cã cđa cacbon : Cacbon cã tÝnh khư tính oxi hoá 120 Viết phơng trình phản ứng chứng minh tính chất hoá học cacbon GV : Chốt lại kiến thức quan trọng tính chất hoá học cacbon Trong dạng thù hình cacbon cacbon vô định hình hoạt động Tuy nhiên nhiệt độ thờng trơ Khi đun nóng phản ứng đợc với nhiều chất để phát hiện, lí giải tính chÊt cđa TÝnh khư  T¸c dơng víi oxi Tác dụng với hợp chất Chú ý : Cacbon khử đợc nhiều oxit kim loại trừ oxit kim loại từ Al trở đầu dÃy hoạt động hoá học kim loại Tính oxi hoá Tác dụng với hiđro Tác dụng với kim loại GV nhắc HS cần lu ý đến điều kiện phản ứng Thí dụ : nhiệt độ 900C, sản phẩm cháy C chủ yếu CO ; Còn dới 450C sản phẩm chủ yếu CO III ứng dụng Hoạt động GV gợi ý cho HS dựa vào đặc điểm cấu trúc tính chất vật lí, hoá học cacbon để hiểu đợc chúng đợc sử dụng nh Thí dụ : Tại kim cơng lại đợc dùng làm đồ trang sức, làm dao cắt thuỷ tinh, mũi khoan khai thác dầu mỏ ? Tại than chì dùng làm điện cực ? để phát hiện, lí giải tính chất IV Trạng thái thiên nhiên điều chế Hoạt động HS : Dựa vào SGK kiến thức thực tế thân để trình bày vấn đề trạng thái thiên nhiên điều chế dạng thù hình cacbon GV cần bổ sung thêm kiến thức thực tế để häc thªm hÊp dÉn, phong phó ThÝ dơ :  Nếu nung kim cơng lên đến 800 C điều kiện không khí, kim cơng chuyển thành than chì Muốn chuyển than chì thành kim cơng thiết phải dùng đến áp suất lớn áp suất lớn đạt đợc cách cho than chì vào sắt silicat nung chảy 121 làm lạnh đột ngột Than chì nằm lòng khối nung chảy chịu tác dụng áp suất lớn, kết tủa lại dới dạng kim cơng, nhiên biến đổi cha có kết hoàn hảo GV lu ý HS phơng pháp điều chế dạng thù hình khác cacbon : Than cốc, than gỗ, than muội Hoạt động GV thiết kế phiếu tập để củng cố nội dung dạng thù hình cacbon tính chất vật lí, hoá học cacbon IV Hớng dẫn giải tập SGK a) (SGK) b) Kim cơng than chì hai dạng thù hình nguyên tố cacbon nung nóng có không khí, kim cơng than chì phản ứng với oxi, tạo thành khí cacbon đioxit : o C + O2  t CO2 a) HÇu hÕt hợp chất cacbon hợp chất cộng hoá trị cacbon phi kim yếu, khả nhờng nhận electron yếu Trong hợp chất, cacbon thờng có khả tạo thành cặp electron chung b) (SGK) C B D Cân : C(r) + CO2 (k) 2CO(k) Ban đầu : 0,2 Lóc c©n b»ng : (1  a) 2a (a : sè mol CO2 tham gia ph¶n øng) Vì cân hệ dị thể nên ý ®Õn nång ®é chÊt khÝ  2a   22,4   CO   K K   0,002 1 a  CO2   22,4  4a 0,002(1  a)  4a + 0,0448a  0,0448 =  22,4 (22,4) Gi¶i phơng trình bậc : a = 0,1 Vậy trạng thái cân : nCO = 0,1 = 0,2 (mol) n CO2 =  0,1 = 0,9 (mol) nC = 0,2  0,1 = 0,1 (mol) 122 Bài 24 (2 tiết) Hợp chất cacbon I Mục tiêu học Mục tiêu học Về kiến thức HS biết : Cấu tạo phân tư cđa CO vµ CO  TÝnh chÊt vËt lí, hoá học CO CO Các phơng pháp điều chế ứng dụng CO CO  TÝnh chÊt vËt lÝ, ho¸ häc cđa axit cacbonic muối cacbonat Về kĩ Củng cố kiến thức liên kết hoá học Vận dụng kiến thức để giải thích tính chất ứng dụng oxit cacbon đời sống kĩ thuật Rèn luyện kĩ giải tập lí thuyết tính toán có liên quan Về tình cảm thái độ Có ý thức yêu quý bảo vệ môi trờng khí II - Chuẩn bị HS : |n tập lại cách viết cấu hình electron phân bố electron vào ô lợng tử Xem lại cấu tạo phân tử CO III Mục tiêu học Gợi ý tổ chức hoạt động dạy học I Cacbon monooxit (CO) Cấu tạo phân tử Hoạt ®éng HS :  ViÕt cÊu h×nh electron cđa C (Z = 6) vµ oxi (Z = 8)  Phân bố electron vào ô lợng tử (ở trạng thái bản) Nhận xét khả hình thành liên kết nguyên tử C O GV : Nguyên tử O có electron độc thân cặp electron p ghép đôi Giữa nguyên tử C O hình thành liên kết cộng hoá trị liên kết cho nhận (oxi cho cặp electron p, C nhận cặp electron vào obitan trống) Chứng tỏ C O liên kết với liên kết ba 123 Công thức cấu t¹o : C   O TÝnh chÊt vËt lí Hoạt động HS nghiên cứu SGK cho biết :  KhÝ cacbon monooxit cã nh÷ng tÝnh chÊt vËt lí ? So sánh với khí nitơ có đặc điểm giống ? Khác ? GV : Nhận xét ý kiến HS bổ sung thêm kiến thức : CO N2 có phân tử khối b»ng  Cacbon monooxit cã nh÷ng tÝnh chÊt vËt lí giống với nitơ : chất khí không màu, không mùi, nhẹ không khí, tan n ớc, nhiệt độ sôi, nhiệt độ hoá rắn thấp Điểm khác cacbon monooxit độc Tính chất hoá học Hoạt động HS : Dựa vào đặc điểm cấu tạo phân tử ®Ĩ dù ®o¸n tÝnh chÊt ho¸ häc cđa CO  CO hoạt động nhiệt độ thờng : phân tử bền nhiệt độ cao CO chất khử mạnh : + Tác dụng với oxi : 2CO + O2  t 2CO2 + T¸c dơng víi nhiỊu oxit kim lo¹i : CO + CuO  Cu + CO2 GV nhËn xÐt ý kiÕn cña HS bổ sung : CO oxit không tạo mi  CO cã nhiỊu øng dơng kÜ tht : + Dùng làm nhiên liệu khí + Dùng làm chÊt khư lun kim  CO rÊt ®éc HiĨm hoạ nhiễm độc CO thờng xảy ô tô, xe tăng, tầu chiến Điều chế Hoạt động Vì CO có nhiều ứng dụng kĩ thuật nên ngời ta điều chế CO công nghiệp HS : Nghiên cứu SGK, cho biết khí CO đợc điều chế công nghiệp nh ? Viết phơng trình phản ứng Sản phẩm phụ phơng pháp loại chúng khỏi CO nh thÕ nµo ? GV : ChØ dÉn cho HS thÊy đợc chất phản ứng dựa vào tính khư cđa cacbon ë nhiƯt ®é cao C  Phơng pháp khí than ớt : C + H2O 1050 CO + H2 124 Phơng pháp khí lß gas : 2C + O  2CO ; CO2 + C  2CO  KhÝ than vµ khí lò gas chủ yếu đợc dùng làm nhiên liệu Trong phòng thí nghiệm CO đợc điều chế cách làm nớc axit fomic II Cacbon đioxit (CO2) axit cacbonic (H 2CO3) Hoạt động Cấu tạo phân tử CO HS đà đợc biết cấu tạo phân tử CO 2, chất liên kết phân tử nên dễ dàng nhận thấy : Liên kết phân tử CO liên kết cộng hoá trị có cực Các nguyên tử liên kết với liên kết đôi Phân tử có cấu tạo thẳng nên không phân cực Tính chất vật lí HS nghiên cøu SGK rót tÝnh chÊt vËt lÝ cđa CO : Khí không màu Nặng không khÝ  Ýt tan níc  DƠ ho¸ láng, dễ hoá rắn Tính chất hoá học điều chế Hoạt động HS : CO2 có tính chất hoá học ? Viết phơng trình phản ứng để minh hoạ CO2 đợc điều chế nh ? GV nhận xét giải thích rõ : Số oxi hoá +4 cacbon bền nên phản ứng khó bị thay đổi Tuy nhiên gặp chất khử mạnh thể hiƯn tÝnh oxi ho¸ : CO2 + 2Mg 2MgO + C CO2 không cháy, không trì cháy nên đợc dùng để dập tắt đám cháy Khí CO2 không độc nhng không trì sống CO2 oxit axit Viết phơng trình phản ứng minh hoạ : + Tác dụng với nớc tạo axit hai nấc yếu bền + Tác dụng với dung dịch kiềm tạo hai muối muối axit muối trung hoà + Tác dụng với oxit bazơ tạo thành muối CO2 có nhiều ứng dụng kĩ thuật đời sống : dùng để điều chế sođa, dùng tổng hợp hữu cơ, dùng công nghiệp thực phẩm để phát hiện, lí giải tính chất Vì cần phải điều chế CO với lợng lớn : Đốt than cốc làm khí tạo thành, hoá rắn thành tuyết cacbonic 125 Thu CO2 sản phẩm phụ trình nung vôi Thu từ nguồn tự nhiên, trình lên men Trong phòng thí nghiệm Dïng ph¶n øng : 2HCl + CaCO3  CaCl2 + H2O + CO2 III Muối cacbonat Hoạt động Phân loại muối cacbonat tính chất muối cacbonat HS đà đ ợc học chơng trình hoá học lớp Vì HS dễ dàng biết đợc tÝnh chÊt ho¸ häc cđa mi cacbonat TÝnh chÊt cđa mi cacbonat  TÝnh tan  Tham gia ph¶n ứng trao đổi ion Tham gia phản ứng phân huỷ nhiệt GV yêu cầu HS : Nhận thức chất phản ứng trao đổi ion thông qua ph ơng trình ion rút gọn Đặc điểm muối cacbonat tan (sự thuỷ phân) ion HCO3 vừa có khả nhờng proton vừa có khả nhận proton nên chất lỡng tính Một sè mi cacbonat quan träng T×m hiĨu øng dơng cđa số muối cacbonat : CaCO (đá vôi) ; Na2CO3 (sođa) ; NaHCO3 (natri hiđrocacbonat) Hoạt động Sử dụng tập 2, (SGK) để củng cố học IV Mục tiêu học Hớng dẫn giải bµi tËp SGK ZnO + C  Zn + CO a) Phơng pháp vật lí : Nén díi ¸p st cao, CO ho¸ láng t¸ch khỏi CO b) Phơng pháp hoá học : Hấp thụ CO2 vào dung dịch Ca(OH) d Lọc lấy kết tđa råi cho t¸c dơng víi axit HCl KhÝ CO không bị hấp thụ nên tách a) Làm lạnh hỗn hợp khí nớc để nớc ngng kết sau cho qua dung dịch Ca(OH)2 b) Dùng phản ứng : 126 NaOH    Na CO3 NaHCO3   CO  H O 2 o t       CaCO3 Ca(HCO3)2  CO  H O 2 Dẫn hỗn hợp khí lội qua nớc, HCl tan nhiều nớc đợc dung dịch axit clohiđric Nhỏ dung dịch bạc nitrat vào dung dịch thu đợc thÊy xt hiƯn kÕt tđa tr¾ng HCl + AgNO3 AgCl + HNO3 Dẫn hỗn hợp khí lội qua dung dịch brom thấy dd brom bị nhạt màu : SO2 + Br2 + 2H2O2HBr + H2SO4 Dẫn hỗn hợp khí qua bét ®ång oxit nung nãng, xt hiƯn ®ång kim loại màu đỏ CuO + CO Cu + CO2 B) A K2CO3 : dung dịch làm quỳ tím ngả màu xanh B Ba(NO3)2 : dung dịch không làm thay đổi màu quỳ tím K2CO3 + Ba(NO3)2  BaCO3 + 2KNO3 Ph¶n øng : CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (1) CO + CuO  Cu + CO2 (2) 10 (1)  n CO2  n CaCO3  100  0, (mol) 6,35 (2) n CO  n Cu  64  0,1 (mol) 10 0,25 Do ®ã : n hh  22,  0, 45 (mol)  n N  0,45 100%  55,56% 0,1 %VCO  100%  22,22% ; % VCO2 = 22,22 % 0,45 NÕu ph¶n øng (2) thùc trớc đến phản ứng (1) : (1) n CO2  n(2) CO  n CO  0,  0,  0, (mol) 2  n CaCO3  0,2 (mol) vËy m CaCO3  0, 100  20 (g) Bµi 25 (1 tiết) Silic hợp chất silic I Mục tiêu học Mục tiêu học Về kiÕn thøc HS biÕt : – TÝnh chÊt vËt lÝ, ho¸ häc cđa silic 127  TÝnh chÊt vËt lÝ, hoá học hợp chất silic Phơng pháp điều chế ứng dụng đơn chất hợp chất silic Về kĩ Vận dụng kiến thức để giải tập có liên quan Vận dụng kiến thức để giải mét sè vÊn ®Ị thùc tÕ ®êi sèng Về tình cảm thái độ Có tình cảm gần gũi với thiên nhiên nên có ý thức bảo vệ môi trờng II Mục tiêu học Chuẩn bị GV : Mẫu vật cát, thạch anh, mảnh vải ; dung dÞch Na 2SiO3, HCl, phenolphtalein ; cèc, èng nghiƯm, đũa thuỷ tinh III Mục tiêu học Gợi ý tổ chức hoạt động dạy học Silic nguyên tè cïng nhãm víi cacbon, GV nªn tỉ chøc cho HS thảo luận, trao đổi so sánh tính chất giống khác hai nguyên tố Si vµ C I  Silic TÝnh chÊt vËt lÝ Hoạt động HS nghiên cứu SGK cho biết tÝnh chÊt vËt lÝ cđa silic  Cã d¹ng thù hình : tinh thể vô định hình (giống cacbon) Nhiệt độ sôi nhiệt độ nóng chảy rÊt cao (gièng cacbon)  Silic tinh thÓ cã tÝnh bán dẫn (khác cacbon) Tính chất hoá học Hoạt ®éng So s¸nh víi cacbon, silic cã tÝnh chÊt hoá học nh ? a) Tính khử Trong phản ứng số oxi hoá Si tăng từ lên đến +4 (không có phản ứng tạo thành hợp chất Si có số oxi hoá +2) Chú ý phản ứng Si tác dụng với kiềm (cacbon phản ứng này) b) Tính oxi hoá Trong phản ứng Si với kim loại, số oxi hoá cđa Si gi¶m tõ xng  (gièng cacbon) Trạng thái thiên nhiên Hoạt động HS : Nghiên cứu SGK cho biết 128 Trong tự nhiên silic tồn dạng có ®©u ? GV nhËn xÐt ý kiÕn cđa HS, bỉ sung cần thiết chốt lại vấn đề quan trọng : Trong tự nhiên silic không tồn dạng đơn chất (khác với cacbon) Hợp chất chủ yếu silic tự nhiên cát (SiO 2) khoáng vật silicat, aluminosilicat, thành phần chủ yếu vỏ trái đất Có thể ngời, thực vật ứng dụng điều chế Hoạt động : HS nghiên cứu SGK cho biết ứng dụng điều chế silic Silic có nhiỊu øng dơng kÜ tht : + KÜ tht vô tuyến điện tử + Dùng luyện kim : ChÕ t¹o thÐp silic  Dïng chÊt khư m¹nh ®Ĩ khư SiO ë nhiƯt ®é cao II  Hợp chất silic Silic đioxit (SiO 2) Hoạt động HS : Quan sát mẫu cát (cát trắng), tinh thể thạch anh cho nhận xét tÝnh chÊt vËt lÝ cđa silic  SiO2 cã nh÷ng tính chất hoá học ? Viết phơng trình phản ứng để chứng minh SiO2 có ứng dụng g× thùc tÕ ? GV NhËn xÐt ý kiÕn HS bổ sung điều cần thiết SiO2 màu trắng, cứng, không tan nớc Khi có lẫn tạp chất thờng có màu Nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy cao Là oxit axit : + Tan đợc dung dịch kiềm đặc cacbonat kim loại kiềm nóng chảy SiO2 + 2NaOH Na2SiO3 + H2O SiO2 + Na2CO3  Na2SiO3 + CO2 (Không đợc chứa kiềm lọ thuỷ tinh) Tính chất đặc biệt : Tan axit HF 129 SiO2 đợc dùng nhiều công nghiệp chế tạo thuỷ tinh, luyện kim, xây dựng để phát hiện, lí giải tính chất axit silixic muối silicat Hoạt ®éng HS nghiªn cøu SGK NÕu cã ®iỊu kiƯn làm thí nghiệm để từ rút tính chÊt a) axit silixic (H2SiO3) ThÝ nghiÖm :  Nhá tõ tõ tõng giät axit HCl vµo cèc ®ùng dung dÞch natri silicat  Khy b»ng ®ịa thủ tinh xuất màu trắng đục ngừng thêm axit Chất cốc nhanh đóng đông lại thành khối đặc quánh Phản ứng : Na2SiO3 + 2HCl  2NaCl + H2SiO3 (axit silixic) H2SiO3 ë d¹ng kết tủa keo, không tan nớc Dễ bị níc ThÝ nghiƯm :  Cho khÝ CO2 léi qua dung dịch Na2SiO3 Sau vài phút dung dịch bị đông lại Phản ứng : Na2SiO3 + CO2 + H2O  Na2CO3 + H2SiO3 (axit silixic) H2SiO3 lµ axit yÕu, yếu axit H 2CO3 Kết luận : H2SiO3 dạng kết tủa tạo keo, không tan nớc H2SiO3 axit yếu, yếu axit H 2CO3 b) Muèi silicat ThÝ nghiÖm : Nhá vài giọt phenolphtalein vào dung dịch Na 2SiO3 Phenolphtalein chuyển màu hồng muối silicat kim loại bị thuỷ phân cho môi trờng kiềm Chỉ có silicat kim loại kiềm tan nớc Dung dịch đặc Na 2SiO3 gäi lµ thủ tinh láng ThÝ nghiƯm : 130 Nhúng mảnh vải vào dung dịch Na 2SiO3 sấy khô Sau đốt lửa, mảnh vải không bị cháy Điều chứng tỏ vải, gỗ tẩm thủ tinh láng khã ch¸y KÕt ln : ChØ cã silicat kim loại kiềm tan nớc Dung dịch muối silicat kim loại kiềm bị thuỷ phân cho môi trờng kiềm Hoạt động Lựa chọn tập SGK biên soạn tập có nội dung phù hợp để củng cố kiến thức trọng tâm học IV Hớng dẫn giải tập SGK B : Trong hỵp chÊt SiO 2, silic cã sè oxi ho¸ cao nhÊt, b»ng +4 SiO2 + 2NaOH t0   Na2SiO3 + 2HCl  Ph¶n øng : Na2SiO3 + H2O H2SiO3 + 2NaCl t0 H2SiO3   2Mg + SiO2   SiO2 + 2NaOH   SiO2 + H2O t0 Si + 2MgO t0 Na2SiO3 + H2O Na2SiO3 + 2HCl  H2SiO3 + 2NaCl SiO2 + Na2CO3  Na2SiO3 + CO2 Na2SiO3 + CaF2  2NaF + CaSiO3 SiH + O2  SiO2 + 2H2O (1) CH4 + 2O2  CO2 + 2H2O (2) CO2 + 2NaOH  Na2CO3 + H2O (3) 31,  0, (mol) ; n Na 2CO3   0,3 (mol) ; 60 106 (1)  n SiH n SiO2 0,1 (mol) ; n SiO2  (2), (3)  n CH n Na 2CO3 0,3 (mol) 131 %VSiH4  0, 100%  25% ; 0,  0, %VCH4 100% 25% 75% Bài 26 (1 tiết) công nghiệp silicat I Mục tiêu học Mục tiêu học Về kiến thức Biết thành phần hoá học tính chất thuỷ tinh, xi măng, gốm Biết phơng pháp sản xuất vật liệu thuỷ tinh, gốm, xi măng từ nguồn nguyên liệu tự nhiên Về kĩ Phân biệt đợc vật liệu thuỷ tinh, gốm, xi măng dựa vào thành phần tính chất chúng Biết cách sử dụng bảo quản sản phẩm làm vật liệu thuỷ tinh, gốm, xi măng Về tình cảm thái độ Biết yêu quý bảo vệ nguồn tài nguyên thiên nhiên II Mục tiêu học Chuẩn bị GV : Sơ đồ lò quay sản xuất clanke (hình 4.11) ; Mẫu xi măng HS : Su tầm, tìm kiếm mẫu vật thuỷ tinh, gốm, sứ III Mục tiêu học Gợi ý tổ chức hoạt động dạy học Bài học nghiên cứu chất, sản phẩm gần gũi thiết thực với đời sống GV cần khai thác triệt để vốn kiến thức sẵn có kinh nghiệm sống HS để xây dựng học I Thuỷ tinh Hoạt động HS : Nghiên cứu SGK từ kiến thức thực tế hÃy cho biết : Thuỷ tinh có thành phần hoá học chủ yếu ? Thuỷ tinh đợc chia thành loại ? HÃy kể vËt dơng thêng lµm b»ng thủ tinh Lµm thÕ nµo để bảo vệ đợc vật làm thuỷ tinh ? GV : NhËn xÐt c¸c ý kiÕn cđa HS, chèt lại ý kiến trọng tâm, bổ sung kiến thức 132 Thành phần : Thuỷ tinh có thành phần hoá học oxit kim loại nh natri, kali, magie, canxi, chì, kẽm, để phát hiện, lí giải tính chất củavà silic đioxit, bo trioxit, photpho pentaoxit để phát hiện, lí giải tính chất Sản phẩm nung chảy chất thuỷ tinh, thành phần chủ yếu SiO Phân loại : Tuỳ vào tỉ lệ chất kim loại thành phần oxit kim loại mà có loại thuỷ tinh kh¸c : + Thủ tinh thêng : Chđ u gồm Na 2O.CaO.6SiO2 Đợc dùng làm cửa kính, gơng soi để phát hiện, lí giải tính chất + Thuỷ tinh pha lê : Thay Na 2O.CaO K2O.PbO Đợc dùng làm thấu kính, lăng kính + Thuỷ tinh thạch anh + Thuỷ tinh đổi màu : có chứa AgCl AgBr + Cáp quang : thuỷ tinh siêu tinh khiÕt  TÝnh chÊt : Nãi chung thủ tinh gißn, hệ số giÃn nở nhiệt lớn nên tránh va chạm mạnh, không thay đổi nhiệt độ đột ngột II Đồ gốmồ gốm Hoạt động HS tìm hiểu : Thành phần hoá học chủ yếu đồ gốm ? Có loại đồ gốm ? Cách sản xuất đồ gốm nh ? GV : Cần khai thác vốn thực tế HS, đặc biệt HS khu vực có sản xuất đồ gốm nh làm gạch, ngói, sành sứ để phát hiện, lí giải tính chất Cùng với HS phân biệt đồ gốm với thuỷ tinh Dựa mẫu vật tìm kiếm đợc để phân loại III Xi măng Hoạt động HS nghiên cứu SGK vµ tõ kiÕn thøc thùc tÕ cho biÕt :  Xi măng có thành phần hoá học chủ yếu ? Xi măng Pooclăng đợc sản xuất nh ? Quá trình đông cứng xi măng xảy nh ? GV : Dùng sơ đồ lò quay sản xuất clanke để mô tả vận hành lò ; Nói rõ tính chất xi măng cách bảo quản xi măng Hoạt động GV chuẩn bị nội dung để củng cố kiến thức trọng tâm học Phân biệt thành phần, tính chất ứng dụng thuỷ tinh, gốm, xi măng IV Mục tiêu học Hớng dẫn giải tập SGK Thành phần chđ u cđa thủ tinh lµ Na 2SiO3 133 Mi bị thuỷ phân cho môi trờng kiềm, làm hồng phenolphtalein Na2SiO3 + 2H2O 2NaOH + H2SiO3 C : Thành phần thuỷ tinh biểu diễn dới dạng oxit lµ Na2O.CaO.6SiO2 A A Na2SiO3 + 6HF  SiF4 + 2NaF + 3H2O CaSiO3 + 6HF  SiF4 + CaF2 + 3H2O Bµi 27 (1 tiÕt) lun tập Tính chất cacbon, silic hợp chất chúng I Mục tiêu học Mục tiêu học Về kiến thức Tính chất cacbon silic Tính chất hợp chÊt CO, CO 2, H2CO3, muèi cacbonat, axit silixic vµ muối silicat Về kĩ Vận dụng lí thuyết để giải thích tính chất đơn chất hợp chất cacbon silic Rèn luyện kĩ giải tập II Gợi ý tổ chức hoạt động dạy học I Kiến thức cần nhớ Hoạt động Dùng phơng pháp đối chiếu, so sánh HS dùng phiếu học tập để hệ thống ho¸ lÝ thut Cã thĨ thiÕt kÕ mÉu phiÕu häc tËp nh sau : (GV chÕ t¹o phiÕu häc tËp trống để HS điền dần kiến thức theo dẫn dắt GV) 134 Cacbon Silic Đơn chất Dạng thù hình Kim cơng Than chì Tinh thể Vô định hình Vô định hình TÝnh chÊt ho¸ häc  TÝnh khư C + O2CO2  TÝnh khö Si + O2  SiO2 C + 2CuO 2Cu + CO2  TÝnh oxi ho¸ C + 2H2 CH4  TÝnh oxi ho¸ Si + Mg  Mg2Si 3C + 4Al  Al4C3 Oxit CO :  Là oxit không tạo muối Là chất khử mạnh 4CO + Fe3O4  3Fe + 4CO2 CO2 : SiO2 :  Lµ oxit axit  Lµ oxit axit : CO2 + H2O  H2CO3 SiO2 + 2NaOH  Na2SiO3 + H2O CO2 + 2NaOHNa2CO3 + H2O  Lµ chÊt oxi hoá : CO2 + 2MgC + 2MgO Là chất oxi hoá Tính chất đặc biệt : SiO2 + 4HFSiF4 + 2H2O Axit H2CO3 : H2SiO3 :  Axit yÕu nÊc :  Axit rÊt yÕu : + H2CO3  H+ + HCO3 Na2SiO3 +CO2 +H2O  + HCO3  H+ + CO32   KÐm bÒn :  H2SiO3 + Na2CO3  RÊt Ýt tan níc H2CO3  H2O + CO2 Muèi Cacbonat : Silicat : 135 ...  100  0, (mol) 6, 35 (2) n CO  n Cu  64  0,1 (mol) 10 0, 25 Do ®ã : n hh  22,  0, 45 (mol)  n N  0, 45 100%  55 ,56 % 0,1 %VCO  100%  22,22% ; % VCO2 = 22,22 % 0, 45 NÕu ph¶n øng (2)... (mol) ; n SiO2  (2), (3)  n CH n Na 2CO3 0,3 (mol) 131 %VSiH4  0, 100%  25% ; 0,  0, %VCH4 100% 25% 75% Bài 26 (1 tiết) công nghiệp silicat I Mục tiêu học Mục tiêu học Về kiến thức... cacbon Dựa vào hoá trị có nguyên tố để viết công thức oxit Dựa vào quy luật biến đổi tính axit-bazơ oxit nhóm A để hiểu đợc CO2, SiO2 oxit axit oxit GeO 2, SnO2, PbO2 hiđroxit tơng ứng chúng