Giáo án phát triển năng lực Hóa học Lớp 11 theo CV3280 - Bài 17: Silic và hợp chất của Silic

Nội dung text: Giáo án phát triển năng lực Hóa học Lớp 11 theo CV3280 - Bài 17: Silic và hợp chất của Silic

1. Ngày soạn: Tiết 25: Chủ đề: SILIC VÀ HỢP CHẤT CỦA SILIC I. Mục tiêu chủ đề 1. Kiến thức, kỹ năng, thái độ Kiến thức Nêu được - Vị trí của silic trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học, cấu hình electron nguyên tử. - Tính chất vật lí, trạng thái tự nhiên, ứng dụng, điều chế silic. - Tính chất hoá học: Là phi kim hoạt động hoá học yếu, ở nhiệt độ cao tác dụng với nhiều chất (oxi, cacbon, dung dịch NaOH, magie). - Silic đioxit: Tính chất vật lí (cấu trúc tinh thể, tính tan), tính chất hoá học (tác dụng với kiềm đặc, nóng, với dung dịch HF). - Axit silixic và muối silicat: Tính chất vật lí (tính tan, trạng thái), tính chất hoá học của H 2SiO3 (là axit yếu, ít tan trong nước, tan trong kiềm nóng), đa số muối silicat không tan (trừ muối của kim loại kiềm). So sánh tính chất vật lí, tính chất hóa học của silic và cacbon. Kĩ năng - Dự đoán tính chất, kiểm tra, kết luận được về tính chất hoá học của silic, silic đioxit, axit silixic và muối silicat. - Viết phương trình hóa học minh hoạ tính chất hóa học và điều chế. - Liên hệ một số ứng dụng của silic trong thực tế. - Giải được một số bài tập liên quan đến silic. *Trọng tâm: Silic là phi kim hoạt động yếu, vừa thể hiện tính khử vừa thể hiện tính oxi hóa. Silic có được tính bán dẫn, tan trong kiềm nóng mà cacbon không có. Thái độ - Có tinh thần tích cực, chủ động trong học tập. - Tin tưởng vào tri thức khoa học, có niềm say mê, hứng thú với môn học. - Giáo dục bảo vệ môi trường và bảo vệ sức khỏe tránh nhiễm bụi silic. 2. Định hướng các năng lực có thể hình thành và phát triển - Năng lực tự học. - Năng lực giải quyết vấn đề thông qua môn hóa học. - Năng lực ngôn ngữ hóa học và giao tiếp. - Năng lực hợp tác. - Năng lực thẩm mĩ. - Năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào cuộc sống. II/ Phương pháp và kĩ thuật dạy học 1/ Phương pháp dạy học: - Đàm thoại nêu vấn đề. -Đàm thoại tìm tòi kết hợp thí nghiệm, hình ảnh.
2. - Phương pháp nhóm. - Phương pháp trực quan. - Phương pháp giải quyết vấn đề. - Phương pháp tìm hiểu mạng. 2/ Các kĩ thuật dạy học - Hỏi đáp tích cực. - Dạy học dự án. - Nhóm nhỏ. III. Chuẩn bị của giáo viên và học sinh 1. Giáo viên (GV) - SGK, giáo án. - Slide bài giảng. - Phiếu học tập. 2. Học sinh (HS) - SGK. - Bài cáo cáo dự án: Từ tính chất vật lý đến ứng dụng của silic, trạng thái tự nhiên của silic (kết hợp slide hoặc pano). - Ôn bài cũ, đọc trước bài mới. IV. Chuỗi các hoạt động học
3. A. Hoạt động trải nghiệm, kết nối (5 phút) Mục tiêu Phương thức tổ chức Kết quả Đánh giá - Thông qua video + HĐ chung cả lớp: + Hiện tượng: thủy tinh bị ăn mòn. + Qua quan sát: GV theo nhằm kích thích nhu - GV chiếu video dùng HF khắc chữ lên thủy tinh. + Giải thích: HS đã học về halogen, dõi khả năng phân tích, cầu tìm hiểu kiến thức GV giới thiệu trong thủy tinh có chứa hợp chất nên HS có thể giải thích bằng giải thích và viết PTHH một cách trực quan của silic là SiO2. Yêu cầu HS quan sát, rút ra nhận PTHH: của HS. của HS. xét và giải thích. CaF2 + H2SO4 → CaSO4 + 2HF + Qua phát biểu của HS, - Tìm hiểu về tính (Địa chỉ link: SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H2O GV biết được các em đã chất hóa học của silic => Silic đioxit có tính chất đặc biệt có được những kiến thức bằng kiến thức cũ và - GV mời một HS phát biểu, các em còn lại góp ý, mà cacbon đioxit không có. Trên cơ nào, những kiến thức nào bổ túc kiến thức mới. bổ sung. sở đó, dự đoán silic cũng sẽ có cần phải điều chỉnh, bổ - Rèn năng lực năng - GV yêu cầu HS so sánh với tính chất của CO 2. những tính chất đặc trưng. sung ở các hoạt động tiếp lực sử dụng ngôn Silic có những tính chất đặc biệt mà những theo. ngữ: diễn đạt, trình nguyên tử nguyên tố cùng nhóm IVA không có. bày ý kiến, nhận định Vậy silic và hợp chất silic có những tính chất nào, của bản thân. HS tiến hành nghiên cứu bài học mới. - GV chuyển sang hoạt động tiếp theo: HĐ hình thành kiến thức. B. Hoạt động hình thành kiến thức Hoạt động 1: Tìm hiểu vị trí, cấu hình electron nguyên tử, tính chất vật lý và ứng dụng của silic (8 phút) Mục tiêu Phương thức tổ chức Kết quả Đánh giá - Viết được cấu hình + HĐ chung cả lớp: lần lượt mời các em học sinh viết + Vị trí và cấu tạo: + Thông qua quan electron nguyên tử, từ đó cấu hình của silic, xác định vị trí, số electron lớp ngoài - Cấu hình e: 1s22s22p63s23p2, sát mức độ và nêu được vị trí của silic cùng và khả năng liên kết. Các em lắng nghe, nhận xét lớp ngoài cùng có 4e. hiệu quả tham gia trong bảng HTTH. và GV chốt lại kiến thức. - Silic thuộc ô 14, chu kì 3, vào hoạt động của - Nêu được một số TCVL + HĐ nhóm: GV tổ chức cho 2 nhóm học sinh báo cáo nhóm IVA. học sinh. và ứng dụng của silic. kết quả hoạt động nhóm về tính chất vật lí và ứng dụng - Silic tạo tối đa 4 liên kết + Thông qua HĐ - Rèn năng lực hợp tác, của silic mà em tìm hiểu được (đã giao về nhà trước CHT. chung của cả lớp năng lực tự học, năng lực đó). + Tính chất vật lí: SGK và HĐ nhóm, GV thẩm mĩ và năng lực sử - Đối với TCVL, yêu cầu HS xác định dạng thù hình, Si có nhiệt độ sôi và nhiệt độ hướng dẫn HS cấu trúc tinh thể, màu sắc, trình bày về tính bán dẫn của dụng ngôn ngữ: diễn đạt, nóng chảy cao giống C. Si có tính thực hiện các yêu silic. Cho biết silic có những tính chất nào giống và trình bày ý kiến, nhận định khác cacbon. Đồng thời, yêu cầu các nhóm còn lại lắng bán dẫn khác C. cầu và điều chỉnh. của bản thân. nghe, bổ sung theo sự chuẩn bị của nhóm mình. + Ứng dụng: SGK
4. Hoạt động 2: Tìm hiểu về tính chất hóa học của silic (12 phút) Mục tiêu Phương thức tổ chức Kết quả Đánh giá - Nêu được các số + HĐ chung cả lớp: + Tính chất hóa học: + Thông qua quan oxh của silic; silic - Nhắc lại cho HS silic cũng là nguyên - Số oxh của Si: –4, 0, +2, +4 (giống C). sát mức độ và hiệu vừa có tính oxi tố nhóm IVA như cacbon. Yêu cầu HS - Silic vừa có tính khử, vừa có tính oxy hoá. quả tham gia vào hóa, vừa có tính nêu các số oxh của silic. Từ đó dự 1/ Tính khử: hoạt động của học khử. đoán TCHH. a/ Tác dụng với phi kim: sinh. - So sánh TCHH - GV gợi ý HS dựa vào độ âm điện - Với Flo ở đk thường: Si + 2F2 → SiF4 + Thông qua HĐ của silic và cacbon, cho biết silic thể hiện tính khử, tính o chung của cả lớp, - Với halogen, O2: ở t cao viết PTHH minh oxh trong những phản ứng với đơn o GV hướng dẫn HS Si + 2Cl 500 C SiCl họa. chất, hợp chất nào. Mời HS viết một 2 4 thực hiện các yêu 600oC - Rèn năng lực sử số PTHH minh họa TCHH. GV theo Si + O2  SiO2 cầu và điều chỉnh. dụng ngôn ngữ hóa dõi, điều chỉnh và chốt lại PTHH cũng - Với C, N, S: ở to rất cao o học: Diễn đạt, trình như nhấn mạnh điều kiện phản ứng. Si + C 2000C SiC bày ý kiến, nhận - GV yêu cầu HS thảo luận so sánh b/ Tác dụng với hợp chất: định của bản thân. TCHH của silic và cacbon. Si + 2NaOH + H2O → Na2SiO3 + 2H2 2/ Tính oxy hoá: o Si + Kim loại t Silixua kim loại 800 - 900oC Si + 2Mg  Mg2Si (Magie silixua) + So sánh Si với C: Giống nhau: đều thể hiện tính khử và tính oxi hóa. Khác nhau: Si có thể tan trong dung dịch kiềm, Si là phi kim hoạt động kém hơn C (tham gia phản ứng ở nhiệt độ cao). Hoạt động 3: Tìm hiểu về trạng thái tự nhiên và điều chế (4 phút) Mục tiêu Phương thức tổ chức Kết quả Đánh giá - Nêu được trạng thái tự - HĐ nhóm: GV tổ chức cho 1 nhóm + Trạng thái tự nhiên: SGK + Thông qua quan sát mức nhiên của Si, nguyên tắc và học sinh báo cáo kết quả hoạt động + Điều chế: độ và hiệu quả tham gia viết PTHH điều chế Si. nhóm về sự phổ biến cũng như các Nguyên tắc: Dùng các chất khử mạnh vào hoạt động của HS. - Rèn năng lực hợp tác, trạng thái tự nhiên của Si (đã giao về như Mg, Al, C để khử SiO 2 ở nhiệt độ + Thông qua HĐ nhóm và
5. năng lực tự học, năng lực nhà trước đó). cao. HĐ chung của cả lớp, GV thẩm mĩ và năng lực sử - HĐ chung cả lớp: GV giới thiệu to hướng dẫn HS thực hiện SiO2 + 2Mg  Si + 2MgO dụng ngôn ngữ: Diễn đạt, nguyên tắc điều chế silic và yêu cầu các yêu cầu và điều chỉnh. trình bày ý kiến, nhận định HS hoàn thành PTHH. của bản thân. Hoạt động 4: Tìm hiểu về tính chất silic đioxit, axit silixic và muối silicat (8 phút) Mục tiêu Phương thức tổ chức Kết quả Đánh giá - Nêu được tính - HĐ nhóm: GV giới thiệu các hợp chất của silic: oxit axit SiO 2, + Silic đioxit (SiO2) + Thông chất vật lý, tính axit H2SiO3 và muối silicat. Yêu cầu HS tham khảo SGK, thảo luận 1/ TCVL: SGK qua quan chất hóa học của nhóm và hoàn thành phiếu học tập số 1. 2/ TCHH: sát mức độ silic đioxit, axit và hiệu quả Phiếu học tập - SiO2 tác dụng với oxit bazo và kiềm silicxic và muối (Phiếu này được dùng để ghi nội dung bài học thay cho vở) đặc nóng hoặc nóng chảy. tham gia silicat. to vào hoạt SiO2 + CaO  CaSiO3 - Rèn năng lực 1/ Silic đioxit động của to hợp tác, năng - Cấu trúc tinh thể: SiO2 + 2NaOH  Na2SiO3 + HS. lực giải quyết - Tính tan: H2O. + Thông vấn đề thông - Tính chất của oxit axit (tác dụng với oxit bazo, với kiềm đặc): - SiO2 tan được trong HF => khắc chữ qua HĐ qua môn hóa lên thủy tinh chung của học, năng lực sử SiO + 4HF SiF + 2H O cả lớp, GV - Tác dụng với HF: 2 4 2 dụng ngôn ngữ: + Axít silixic (H SiO ) hướng dẫn - Trạng thái: 2 3 diễn đạt, trình 2/ Axit silixic - Kết tủa keo: không tan trong nước. HS thực bày ý kiến, nhận - Trạng thái: - Dễ mất nước khi đun nóng: hiện các định của bản - Tính tan: to yêu cầu và H2SiO3  SiO2 + H2O thân. - Silicagen: điều chỉnh. - Là axit yếu, yếu hơn cả H2CO3 - Tính axit yếu, so sánh với H2CO3: Na2SiO3+CO2+H2O→H2SiO3  +Na2C O3 3/ Muối silicat + Muối silicat: - Tính tan: - Đa số muối silicat không tan (trừ muối của kim loại kiềm). - Thủy tinh lỏng: - Thủy tinh lỏng: hỗn hợp dung dịch đậm đặc Na2CO3 và K2CO3. - HĐ chung cả lớp: GV mời 3 nhóm báo cáo 4 yêu cầu trong PHT, các nhóm khác tham gia phản biện. GV chốt lại kiến thức.
6. C. Hoạt động luyện tập (5 phút) Mục tiêu Phương thức tổ chức Kết quả Đánh giá - Củng cố, khắc sâu - HĐ chung cả lớp: GV chia lớp thành 2 đội tham gia trò chơi “Nhanh như Kết quả + GV quan sát và đánh kiến thức đã học chớp” bằng cách giơ tay trả lời một số câu hỏi trên silde. Ghi 1 điểm cho đội trả lời các giá hoạt động cá nhân, trong bài về vị trí, trả lời đúng. câu hoạt động nhóm của cấu tạo nguyên tử, Các câu hỏi: hỏi/bài HS. Giúp HS tìm tính chất vật lí, tính Câu 1: Chọn câu trả lời đúng: Trong phản ứng hoá học, silic tập trên hướng giải quyết những chất hóa học, điều A. chỉ thể hiện tính khử. slide. khó khăn trong quá chế và ứng dụng của B. vừa thể hiện tính khử vừa thể hiện tính oxi hóa. trình hoạt động. silic và hợp chất của C. chỉ thể hiện tính oxi hoá. + GV hướng dẫn HS silic. D. không thể hiện tính khử và tính oxi hoá. tổng hợp, điều chỉnh - Tiếp tục phát triển Câu 2: “Thuỷ tinh lỏng” là kiến thức để hoàn thiện năng lực: tính toán, A. silic đioxit nóng chảy. nội dung bài học. sáng tạo, giải quyết + Ghi điểm cho nhóm B. dung dịch đặc của Na SiO và K SiO . các vấn đề thực tiễn 2 3 2 3 hoạt động tốt hơn. C. dung dịch bão hoà của axit silixic. thông qua kiến thức D. thạch anh nóng chảy. môn học, vận dụng Câu 3: Trong các phản ứng hoá học sau, phản ứng nào sai? kiến thức hóa học A. SiO + 4HF → SiF + 2H O vào cuộc sống. 2 4 2 B. SiO2 + 4HCl → SiCl4 + 2H2O Nội dung HĐ: hoàn 0 t thành các câu hỏi/bài C. SiO2 + 2C Si + 2CO 0 tập trong phiếu học t D. SiO2 + 2Mg  2MgO + Si tập. Câu 4: Người ta thường dùng cát (SiO2) làm khuôn đúc kim loại. Để làm sạch hoàn toàn những hạt cát bám trên bề mặt vật dụng làm bằng kim loại có thể dùng dung dịch nào sau đây? A. Dung dịch HCl. B. Dung dịch HF. C. Dung dịch NaOH loãng. D. Dung dịch H 2SO4. Câu 5: Nguyên tố phổ biến thứ hai ở vỏ trái đất là A. oxi. B. cacbon. C. silic. D. sắt. Câu 6: Natri silicat có thể được tạo thành bằng cách A. Đun SiO2 với NaOH nóng chảy. B. Cho SiO2 tác dụng với dung dịch NaOH loãng C. Cho dung dịch K2SiO3 tác dụng với dung dịch NaHCO3.
7. D. Cho Si tác dụng với dung dịch NaCl Câu 7: Có một hỗn hợp gồm silic và nhôm. Hỗn hợp này phản ứng được với dãy các dung dịch nào sau đây: A. HCl, HFB. NaOH, KOH. C. NaCO3, KHCO3 D. BaCl2, AgNO3 Câu 8: Silic chỉ phản ứng với tất cả các chất trong dãy nào sau đây ? A. CuSO4, SiO2, H2SO4 loãng. B. F2, Mg, NaOH. C. HCl, Fe(NO3)3, CH3COOH. D. Na2SiO3, Na3PO4, NaCl. - HĐ chung cả lớp: GV chiếu một chuỗi chuyển hóa, yêu cầu HS hoàn thành và gọi bất kỳ một HS thực hiện, ghi điểm cộng. SiO2  Si  Na2SiO3 H2SiO3  SiO2  CaSiO3 - GV sử dụng các bài tập phù hợp với đối tượng HS, có mang tính thực tế, có mở rộng và yêu cầu HS vận dụng kiến thức để tìm hiểu và giải quyết vấn đề.
8. D. Hoạt động vận dụng và mở rộng (3 phút) Mục tiêu Phương thức tổ chức Kết quả Đánh giá - Giúp HS có cái - GV bổ sung thêm một số ứng dụng của silic và hợp chất silic (kèm hình ảnh) nếu HS HS lắng nghe, nhìn tổng quát từ chưa trình bày: ghi nhận tính chất đưa đến + Silic đioxit trong dạng cát và đất sét là thành phần quan trọng trong chế tạo bê tông và những thông những ứng dụng gạch cũng như trong sản xuất xi măng Portland. tin mới. của silic và hợp + Silica dạng nhị nguyên tử phân lập từ nước để tạo ra lớp vỏ bảo vệ tế bào. + Gốm/men sứ - Là vật liệu chịu lửa sử dụng trong sản xuất các vật liệu chịu lửa và các chất silic. silicat của nó được sử dụng trong sản xuất men sứ và đồ gốm. - Giáo dục cho + Thép - Silic là thành phần quan trọng trong một số loại thép. HS ý thức bảo vệ + Đồng thau - Phần lớn đồng thau được sản xuất có chứa hợp kim của đồng với silic. môi trường và + Thủy tinh - Silica từ cát là thành phần cơ bản của thủy tinh. bảo vệ sức khỏe + Giấy nhám - Cacbua silic là một trong những vật liệu mài mòn quan trọng nhất. nếu phải tiếp xúc + Vật liệu bán dẫn - Silic siêu tinh khiết có thể trộn thêm asen, bo, gali hay photpho để với bụi silic. làm silic dẫn điện tốt hơn trong các transistor, pin mặt trời. + Vật liệu y tế - Silicon được sử dụng trong các ứng dụng như nâng ngực nhân tạo và lăng kính tiếp giáp (kính úp tròng). + LCD và pin mặt trời - Silic ngậm nước vô định hình được ứng dụng trong điện tử chẳng hạn chế tạo màn hình tinh thể lỏng (LCD), chế tạo pin mặt trời. + Xây dựng - Silica là thành phần quan trọng nhất trong gạch vì tính hoạt hóa thấp của nó. Ngoài ra nó còn là một thành phần của xi măng. - GV chiếu video tổng kết về silic và hợp chất silic, thông qua đó giáo dục HS ý thức bảo vệ môi trường trong lành, hạn chế bụi silic ảnh hưởng đến sức khỏe con người, đặc biệt là lá phổi. (Địa chỉ link: - Dặn dò HS xem lại bài học, chuẩn bị cho tiết Luyện tập. V. Câu hỏi/ bài tập kiểm tra, đánh giá chủ đề theo định hướng phát triển năng lực a. Mức độ nhận biết b. Mức độ thông hiểu c. Mức độ vận dụng d. Mức độ vận dụng cao HẾT VI. HỌC LIỆU - Sách giáo khoa Hóa Học 11 ban cơ bản. - Video thí nghiệm khắc chữ lên thủy tinh bằng axit HF theo địa chỉ link - Video về silic và hợp chất silic theo địa chỉ link