Конспект урока "Кремний и его соединения" 9 класс


Тема: Кремний и его соединения.
Цели урока:
ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:
обеспечить в ходе урока усвоение химических и физических
свойств кремния его соединений, их получение,
распространение в природе, их значение для человека.
выработка умений и навыков: обращения с лабораторным
оборудованием, текстом учебника, дополнительной
литературой; проводить наблюдения, систематизировать и
обобщать знания, делать выводы.
ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ
всестороннее развитие личности: формирование умений
ставить цели, выделять главное, планирование своей
деятельности при работе в группе; осуществлять
самоконтроль, подводить итоги, работать в оптимальном
темпе, беречь время;
воспитание эмоционально – ценностного отношения к миру.
РАЗВИВАЮЩАЯ
обеспечить условия для развития познавательного интереса
и интеллектуальных способностей, развития творческих
способностей детей;
Средства обучения: периодическая система химических элементов Д. И.
Менделеева, схемы, коллекции, «Природные силикаты», «Стекло и изделия
из стекла», дополнительная литература, лабораторное оборудование,
презентация к уроку, химические реактивы: раствор соляной кислоты,
раствор карбоната натрия, раствор силикатного клея; штативы с пробирками;
образцы природных соединений кремния ( гранит, горный хрусталь, кварц и
др.), образцы изделий из стекла, фаянса, фарфора, керамики.
Ход урока:
1.Организационный момент.
-Здравствуйте, ребята! Садитесь. Сегодня у нас открытый урок и у нас на
уроке присутствуют гости. Давайте мы им улыбнемся и пожелаем доброго
дня. На уроке мы с вами повторим пройденный материал, познакомимся с
темой «Кремний и его соединения», решим задачи, проведем опыты.
2. Повторение пройденной темы.
-На предыдущих уроках мы с вами познакомились с углеродом и с его
соединениями. Давайте, мы с вами повторим. Для этого выполним задания
ГИА.
Задание № 1. (А)
Число электронов во внешнем электронном слое атома с зарядом ядра +6
равно:
1) 6 2) 3 3) 4 4) 2
Задание № 2
Кислотным оксидом является:
1) CO2 2)Al2 O3 3) Na 2O 4) NO
Задание № 3
Оксид углерода (IV) взаимодействует с
1) NaCl 2) P2 O5 3) Ca(OH)2 4) HNO3
Задание № 4 (В 1)
В ряду химических элементов Ge Si C
1) увеличиваются радиусы атомов
2) увеличивается электроотрицательность
3) усиливаются кислотные свойства их высших оксидов
4) возрастает значение высшей степени окисления
5) увеличивается число электронов во внешнем электронном слое атомов
Задание № 5 (С2)
К избытку карбоната кальция добавили 146 г раствора с массовой долей
соляной кислоты 5 %. Вычислите объем (н.у.) выделившегося газа.
Ответ: 2,24 л.
Молодцы, ребята!
3.Новая тема.
- Сегодня мы познакомимся с ещё одним неметаллом, значимость которого
очень велика, т.к. по распространенности на Земле он второй после
кислорода, - это кремний.
Дадим характеристику этому химическому элементу: (Слайд) (сообщение
одного из обучающихся, работа с периодической системой)
1.Строение.
Кремний – элемент IV группы и 3-го периода, порядковый номер 14, А=28,
14 протонов и 14 нейтронов, 14 электронов. Строение его электронной
оболочки следующая: 14 Si 2e 8e 4e
2. Нахождение в природе.
(материал по этому вопросу может быть подготовлен и освещён
обучающимися)
- Земная кора на одну четверть состоит из соединений кремния. Наиболее
распространённым является оксид кремния (IV) кремнезём. В природе он
образует минерал кварц и многие другие разновидности: горный хрусталь,
аметист, агат, опал, яшма, халцедон, сердолик (полудрагоценные
камни), а также обычный кварцевый песок .
Именно кремень положил начало каменному веку. Причин этому две:
доступность и распространённость, а также способность образовывать на
сколе острые режущие края.
Второй тип природных соединений кремния – силикаты. Самые
распространённые алюмосиликаты: гранит, различные виды глин, слюды
(слайд 7)
Не содержащий алюминия силикат – асбест ( из него изготавливают
огнестойкие ткани)
Оксид кремния (IV) необходим и растениям, и животным. Он придаёт
прочность стеблям растений и покровам животных ( камыши твёрдо стоят,
осока режет, как лезвие, чешуя рыб, панцири насекомых, крылья бабочек,
перья птиц, шерсть животных содержат оксид кремния (IV). ( слайд 8)
Кремний придаёт гладкость и прочность костям человека, входит в состав
низших живых организмов – диатомовых водорослей и радиолярий (образует
их скелеты) ( слайд 9)
3. Открытие кремния.
(материал по этому вопросу может быть подготовлен и освещён
обучающимися)
- Уже в глубокой древности люди широко использовали в своём быту
соединения кремния. Вспомните древних людей. Из чего были изготовлены
их орудия труда? Но сам кремний впервые был получен в 1824 г. Шведским
химиком И.Я. Берцелиусом. Однако, за 12 лет до него кремний получили Ж.
Гей-Люссак и Л. Тенар, но он был очень загрязнён примесями.
Латинское название «силициум» берёт своё начало от латинского «силекс» -
камень. С греческого языка «кремнос» - утёс, скала.
4. Физические свойства (слайд 12)
(материал по этому вопросу может быть подготовлен и освещён учащимися)
- Вы обратили внимание, что когда мы говорим о содержании в природных
условиях элемента кремния, то упоминаем только его соединения, но не
простое вещество.
Кремний в свободном виде в природе не встречается в отличие от
углерода (алмаз, графит, аморфный С и т.д.)
кремний – неметалл, существует в кристаллическом и аморфном виде.
Кристаллический кремний серовато-стального цвета с металлическим
блеском, твёрдый (7 баллов по шкале Мооса), но хрупкий,
малореакционноспособный; полупроводник, (с повышением температуры
электропроводность повышается), и с нарушением правильности структуры.
Такие свойства обусловлены строением кристаллов, аналогичным структуре
алмаза.
Физические константы: g = 2,33 г/см
3
; t пл.= 1415
0
С; t кип.= 3500
0
С
Аморфный кремний представляет собой белый порошок.
5. Получение кремния (слайд 13)
- Способы получения кремния основаны в основном на восстановлении
оксида кремния (IV) сильными восстановителями – активными металлами
(Mg, Al) и углеродом.
Лабораторный способ: SiO
2
+ 2Mg = 2MgO + Si
Промышленный способ:
1900
oC
SiO
2
+ 2C 2CO + Si
SiCi
4
+ 2Zn = 2ZnCi
2
+ Si
6. Химические свойства (слайд 14)
а) кремний - восстановитель
Все реакции протекают при нагревании!
1) Si + O
2
= SiO
2
(оксид кремния (IV))
Si
0
4e
-
Si
+4
восстановитель
O
2
+ 4e
-
2O
-2
окислитель
2) Si + 2Cl
2
= SiCl
4
(хлорид кремния)
3) Si + 2S = SiS
2
(сульфид кремния)
2000
0
C
4) Si + C Si
+4
C
-4
(карбид кремния или карборунд, по твёрдости
близок к алмазу)
5) Si + 2H
2
O(пар) = SiO
2
+ H
2
6) Si + 2NaOH(конц.) + H
2
O = Na
2
SiO
3
+ 2H
2
б) кремний – окислитель
Si + 2Ca = Ca
2
Si (силицид кальция)
Вывод: свойства кремния и углерода похожи. Оба неметалла
взаимодействуют с кислородом, галогенами, серой, металлами. Но в
отличие от углерода кремний напрямую не соединяется с водородом.
7. Соединения кремния
Свойства кремнезёма (слайд15,16)
Учитель подробно рассматривает свойства оксида кремния (IV) и
проводит сравнительный анализ двух оксидов – SiO
2
и CO
2
. результаты
обсуждения в виде таблицы выводятся на экран.
Обратите внимание на одно важное свойство оксида кремния:
SiO
2
+ 4HF = 2H
2
O + SiF
4
Оксид кремния входит в состав стекла, поэтому плавиковую кислоту нельзя
хранить в стеклянной посуде.
Вывод: физические свойства оксидов резко отличаются, т.к. они образуют
разные кристаллические решётки – молекулярную (CO
2
) и атомную (SiO
2
),
но химические свойства схожи. Отличие состоит в различном отношении к
воде.
Силан SiH
4
(слайд 17)
-Силан получают косвенно, действуя на силициды металлов водой или
кислотами:
Mg
2
Si + 4H
2
O = 2Mg(OH)
2
+ SiH
4
Силан – бесцветный газ, самовоспламеняющийся на воздухе и сгорающий с
образованием оксида кремния и воды:
SiH
4
+ 2O
2
= SiO2 + 2H
2
O
Кремниевая кислота и её соли (слайд 18)
-кремниевая кислота H
2
SiO
3
-единственная нерастворимая неорганическая
кислота, - двухосновная,
- слабая H
2
SiO
3
H
2
O +SiO
2
При высыхании образует силикагель, используемый в качестве адсорбента.
Получить кремниевую кислоту можно только из её солей.
Проведение лабораторного опыта и составление уравнения реакции
получения кремниевой кислоты (самостоятельно, на доске)
Na
2
SiO
3
+ 2HCl = 2NaCl + H
2
SiO
3
SiO
3
2-
+
+
= H
2
SiO
3