Урок химии в 9 классе по теме «Кремний и его соединения»

Тема урока

Кремний и его соединения

9 класс

Цели урока:

1. Повторить и закрепить материал, пройденный на предыдущем уроке.

2. Сформировать знания о кремнии, его соединениях, их свойствах, биологическом значении, получении, применении.

3. Познакомить учащихся со способами получения и применения кремния.

Тип урока: комбинированный (урок + презентация).

Задачи урока:

Образовательная - рассмотреть понятие, классификацию, номенклатуру, физические и химические свойства кремния, его оксидов.

Воспитательная - воспитывать трудолюбие, умение работать в коллективе, культуру общения. способствовать формированию у учащихся логического мышления.

Методы обучения:

частично-поисковый – самостоятельная работа в группах, беседа с целью ответа на

ИКТ (на протяжении всего урока используется презентация).

Оборудование:

коллекция «Минералы и горные породы», стеклянная пластина и «Шкала твердости», коллекция «Стекло и изделия из стекла».

Ход урока:

I. Организационный момент, актуализация знаний.

Проверка домашнего задания.

Упр.6 стр.178.

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения:

CaCO3 → CaO → Ca(OH)2 → CaCO3 → Ca(HCO3)2 → CaCO3

C → CO2 → CO → CO2 → C

К доске приглашается 2 учащихся, которые решают задание.

1 2 3 4 5

a) CaCO3 → CaO → Ca(OH)2 → CaCO3 → Ca(HCO3)2 → CaCO3

1. CaCO3 → t CaO + CO2↑

2. CaO + H2O → Ca(OH)2 + Н2О

3. Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3

4. CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2

5. Ca(HCO3)2 → t CaCO3 + CO2↑ + H2O

1 2 3 4

б) C → CO2 → CO → CO2 → C

1. C + O2 → t CO2

2. CO2 + C → 2CO

3. 2CO + O2 → 2CO2

4. CO2 + 2Mg → 2MgO + C

В это время остальные учащиеся класса пишут химический диктант (ПРИЛОЖЕНИЕ 1):

Выберите из предложенных утверждений те, которые справедливы

1 вариант – для угарного газа (СО),

2 вариант – для углекислого газа (СО2).

1. Бесцветный газ, без запаха.

2. Тяжелее воздуха.

3. Ядовитый.

4. Хорошо растворим в воде.

5. Плохо растворим в воде.

6. Немного легче воздуха.

7. Проявляет кислотные свойства.

8. Несолеобразующий оксид.

9. Соединяется с гемоглобином крови.

10. Получается разложением карбонатов.

11. При высоком давлении сжижается, образуя «сухой лед».

12. Применяют для получения соды.

13. Используют как газообразное топливо.

14. Используют в производстве фруктовых вод.

15. Используют в органическом синтезе.

О тветы:

1 вариант

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Верные утверждения:1,2,4,7,10,11,12,14

- + - + - - + - - + + + - + -

2 вариант:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Верные утверждения:1,3,5,6,8,9,13,15

- - + - + + - + + - - - + - +

- - НЕТ

+ - ДА Самопроверка. Ответы открыть на доске.

Критерии оценки: (на доске)

7-6 - «5»

5 - «4»

4 – «3»

Менее 4 – «2»

II. Изучение нового материала.

Слайд 1

- Сегодня мы познакомимся с ещё одним неметаллом, значимость которого очень велика, т.к. по распространенности на Земле он второй после кислорода - это кремний.

1.Строение.

Дадим характеристику этому химическому элементу по его положению в ПСХЭ Д.И.Менделеева (Работа одного из обучающихся у доски с периодической системой. Написать сокращенную, полную и графическую электронные формулы химического элемента, определить степени окисления, количество электронов, протонов и нейтронов)

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

Слайд 2

2. Нахождение в природе.

(Рассказ учащегося (ПРИЛОЖЕНИЕ 2). Учитель демонстрирует слайды презентации)

- 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.

Второй тип природных соединений кремния – силикаты. Самые распространённые алюмосиликаты: гранит, различные виды глин, слюды

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).

Кремний придаёт гладкость и прочность костям человека, входит в состав низших живых организмов – диатомовых водорослей и радиолярий (образует их скелеты)

Слайд 4-8

3. Открытие кремния

(Рассказ учащегося (ПРИЛОЖЕНИЕ 3). Учитель демонстрирует слайды презентации)

- Уже в глубокой древности люди широко использовали в своём быту соединения кремния. Кремень, именно этот невзрачный и очень прочный камень, положил начало каменному веку – веку кремневых орудий труда.

Причин две:

- распространенность и доступность кремния;

- способность образовывать при сколе острые режущие края;

В 1825 году шведский химик Йёнс Якоб Берцелиус действием металлического калия на фтористый кремний SiF4 получил чистый элементарный кремний. 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. Русское название «кремний» введено в 1834 году российским химиком Германом Ивановичем Гессом. С греческого языка «кремнос» - утёс, скала.

Слайд 8-9

4. Физические свойства

- 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.). Хотя в истории были отмечены единичные факты нахождения чистого кремния в самородном виде.

Кремний – неметалл, имеет аллотропные модификации.

Кристаллический кремний – серовато-стального цвета с металлическим блеском, твёрдый (7 баллов по шкале Мооса), но хрупкий, малореакционноспособный; полупроводник, (с повышением температуры электропроводность повышается)

Такие свойства обусловлены строением кристаллов, аналогичным структуре алмаза. Атомная кристаллическая решетка.

Физические константы: t пл.= 1415 0С; t кип.= 3500 0С

Аморфный кремний представляет собой бурый порошок.

Слайд 10

- Сравнить физические свойства кремния и углерода.

5. Получение кремния

- Способы получения кремния основаны в основном на восстановлении оксида кремния (IV) сильными восстановителями – активными металлами (Mg, Al) и углеродом.

Лабораторный способ:

Свободный кремний можно получить прокаливанием с магнием мелкого белого песка, который представляет собой диоксид кремния:

SiO2 + 2Mg → 2MgO + Si

При этом образуется бурый порошок аморфного кремния.

Видеоролик

Промышленный способ:

1900oC

S iO2 + 2C 2CO + Si

В промышленности кремний технической чистоты получают, восстанавливая расплав SiO2 коксом при температуре около 1800оС в руднотермических печах шахтного типа. Чистота полученного таким образом кремния может достигать 99,9% (основные примеси – углерод, металлы). Возможна дальнейшая очистка кремния от примесей.

Слайд 11

6. Химические свойства

а) кремний - восстановитель

Si + O2 = SiO2 (оксид кремния (IV))

S i0 – 4e- Si+4 восстановитель

O2 + 4e- 2O-2 окислитель

Si + 2Cl2 = SiCl4 (хлорид кремния)

Si + 2S = SiS2 (сульфид кремния)

20000C

S i + C Si+4C-4 (карбид кремния или карборунд, по твёрдости близок к алмазу)

S i + 2H2O(пар) = SiO2 + H2

Si + 2NaOH(конц.) + H2O = Na2SiO3 + 2H2

б) кремний – окислитель

Si + 2Ca = Ca2Si (силицид кальция)

- Сравнить химические свойства кремния и углерода.

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.

Слайд 12, 13

III. Закрепление материала.

Лабораторная работа «Ознакомление с природными силикатами»

Цель: рассмотреть и изучить некоторые физические свойства природных разновидностей оксида кремния (IV).

Оборудование: стеклянная пластинка, «шкала твердости»

1 ряд: кварц, песок;

2 ряд: кремнезем, кремень;

3 ряд: полевой шпат, слюда

Пара учащихся (сидящих за одной партой) в каждом ряду оформляет свою таблицу. Затем все обсуждают свои результаты и делают выводы.

IV.Домашнее задание.

§ 31 стр.178- 180, упр.4 (а) Графу «Применение» заполнить дома.

Подготовить сообщения о силикатной промышленности: «Стекло», «Цемент», «Керамика».

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Выберите из предложенных утверждений те, которые справедливы

1 вариант – для угарного газа (СО)

2 вариант – для углекислого газа (СО2)

1. Бесцветный газ, без запаха.

2. Тяжелее воздуха.

3. Ядовитый.

4. Хорошо растворим в воде.

5. Плохо растворим в воде.

6. Немного легче воздуха.

7. Проявляет кислотные свойства.

8. Несолеобразующий оксид.

9. Соединяется с гемоглобином крови.

10. Получается разложением карбонатов.

11. При высоком давлении сжижается, образуя «сухой лед».

12. Применяют для получения соды.

13. Используют как газообразное топливо.

14. Используют в производстве фруктовых вод.

15. Используют в органическом синтезе.

Выберите из предложенных утверждений те, которые справедливы

1 вариант – для угарного газа (СО)

2 вариант – для углекислого газа (СО2)

1. Бесцветный газ, без запаха.

2. Тяжелее воздуха.

3. Ядовитый.

4. Хорошо растворим в воде.

5. Плохо растворим в воде.

6. Немного легче воздуха.

7. Проявляет кислотные свойства.

8. Несолеобразующий оксид.

9. Соединяется с гемоглобином крови.

10. Получается разложением карбонатов.

11. При высоком давлении сжижается, образуя «сухой лед».

12. Применяют для получения соды.

13. Используют как газообразное топливо.

14. Используют в производстве фруктовых вод.

15. Используют в органическом синтезе.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

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.

Второй тип природных соединений кремния – силикаты. Самые распространённые алюмосиликаты: гранит, различные виды глин, слюды

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).

Кремний придаёт гладкость и прочность костям человека, входит в состав низших живых организмов – диатомовых водорослей и радиолярий (образует их скелеты)

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Уже в глубокой древности люди широко использовали в своём быту соединения кремния. Кремень, именно этот невзрачный и очень прочный камень, положил начало каменному веку – веку кремневых орудий труда.

Причин две:

- распространенность и доступность кремния;

- способность образовывать при сколе острые режущие края;

В 1825 году шведский химик Йёнс Якоб Берцелиус действием металлического калия на фтористый кремний SiF4 получил чистый элементарный кремний. 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. Русское название «кремний» введено в 1834 году российским химиком Германом Ивановичем Гессом. С греческого языка «кремнос» - утёс, скала.