CHỦ ĐỀ: CACBON-SILIC

Gửi lên: 24/11/2019 03:40, Người gửi: hoahoc, Đã xem: 866

Ngày soạn: 16/11/2019
Tiết 22,23,24,25,26: CHỦ ĐỀ: CACBON-SILIC

I. MỤC TIÊU :
1. Kieán thöùc:
- Bieát caáu truùc caùc daïng thuø hình cuûa caùcbon , silic.
- Hieåu ñöôïc tính chaát vaät lyù , hoùa hoïc cuûa cacbon và silic.
-Sự giống nhau và khác nhau về cấu hình eletron nguyên tử , tính chất của cacbon và silic
- Tính chất vật lý và hóa học của CO và CO₂
- Các phương pháp điều chế và ứng dụng của CO và CO_2.
- Tính chất vật lý và hóa học của axit cacbonic và muối cacbonat
- Vai troø quan troïng cuûa cacbon và silic ñoái vôùi ñôøi soáng kyõ thuaät .
- Phương pháp điều chế và ứng dụng các đơn chất C, Si và hợp chất của chúng.
2. Kyõ naêng:
-Vận dụng những tính chất vật lí, hóa học của cacbon và silic để giải các bài tập có liên quan và giải thích một số vấn đề trong thực tế đời sống.
II. CHUẨN BỊ
1. Chuẩn bị của GV:
- Moâ hình than chì , kim cöông , maãu than goã , moà hoùng .
- Caáu truùc tinh theå kim cöông , than chì vaø cacbon voâ ñònh hình
- Mẫu vật cát, thạch anh, mảnh vải bông, dung dịch Na₂SiO₃, HCl, cốc, ống nghiệm, đũa thủy tinh.
- Hệ thống câu hỏi.
2. Chuẩn bị của HS: Nghiên cứu trước bài ở nhà
III. ỔN ĐỊNH LƠP:
IV.HỆ THỐNG BÀI TẬP:
1.Bảng mô tả các mức yêu cầu cần đạt cho chủ đề

Nội dung	Loại câu hỏi	Nhận biết	Thông hiểu	Vận dụng thấp	Vận dụng cao
	Câu hỏi / bài tập định tính	-Nêu được tính chất vật lí của C,Si, CO, CO₂, SiO₂ -Nắm được tính tan của muối cacbonat, muối silicat -Nắm được ứng dụng các dạng thù hình của cacbon, silic. -Nêu được các phương pháp điều chế cacbon và silic trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp	-Nắm được tính chất hóa học của C, Si, CO, CO₂, SiO₂, muối cacbonnat -So sánh được tính chất hóa học của C với Si, CO với CO₂, CO₂ với SiO₂.	-Vận dụng các kiến thức đã học viết các phương trình phản ứng , hoàn thành dãy chuyển hóa,	-Vận dụng các kiến thức đã học để giải các bài tập
	Bài tập định lượng			-Làm các bài tập tính toán đơn giản về CO, CO₂.	-Giải các dạng bài tập nâng cao về tính khử của CO, tính oxit axit của CO₂
	Bài tập thực hành/ Thí nghiệm	Mô tả và nhận biết các hiện tương thí nghiệm	Giải thích được các hiện tượng thí nghiệm	Giải thích được một số hiện tượng TN liên quan đén thực tiễn	Phát hiện được một số hiện tượng trong thực tiễn và sử dụng các kiến thức đã học để giải thích.

IV. TIẾN TRÌNH GIẢNG DẠY:
Tiết 22:

Hoạt động của GV	Hoạt động của HS
*Hoạt động 1:* Tổ chức tình huống học tập: -Tên gọi , kí hiệu các nguyên tố trong nhóm cacbon? - Caáu hình chung cuûa nhoùm cacbon ? - Öùng vôùi n = 2,3 laø caáu hình cuûa những nguyên tử của các nguyeân toá naøo ?	I- Vị trí và cấu hình eletron nguyên tử của cacbon và silic trong bảng tuần hoàn. -Nhóm cacbon gồm các nguyên tố: Cacbon(C), Silic(Si), Gecmani(Ge), Thiếc(Sn), Chì(Pb) -Cấu hình electron chung: -ns²np² Với n=2: 1s²2s²2p² là của C Với n=3: 1s²2s²2p⁶3s²3p² là của Si
*Hoạt động 2:* Tìm hiểu tính chất vật lí của cacbon và silic - Cho biết một số dạng thù hình của cacbon? Silic? Yêu cầu HS nghiên cứu SGK làm phiếu học tập:một nhóm đại diện trình bày.	II- Tính chất vật lí Cacbon có một số dạng thù hình: Kim cương, than chì, cacbon vô định hình… Silic có 2 dạng thù hình: Si tinh thể và silic vô định hình.
*Hoạt động 3:* Tìm hiểu ứng dụng của cacbon và của silic. -HS tìm hiểu và hoàn thành phiếu học tập số 2 -GV dùng máy chiếu cho HS xem các ứng dụng của cacbon và silic trong cuộc sống.	III- Ứng dụng: A. Ứng dụng của cacbon: *1 . Kim cương:* Dùng làm đồ trang sức, chế tạo mũi khoan, dao cắt thủy tinh và bột mài. *2 Than chì:* Làm điện cực, bút chì đen, chế chất bôi trơn, làm nồi chén để nấu chảy các hợp kim chịu nhiệt. *3. Than cốc:* Làm chất khử trong lò luyện kim. *4. Than gỗ:* Dùng để chế thuốc súng đen, thuốc pháo chất hấp phụ. Than hoạt tính được dùng nhiều trong mặt nạ phòng độc và trong công nghiệp hóa chất. *5. Than muội:* được dùng làm chất độn khi lưu hóa cao su, sản xuất mực in, xi đánh giầy,. . B. Ứng dụng của silic : - Có nhiều ứng dụng trong kỹ thuật (kỹ thuật vô tuyến và điện tử, pin mặt trời, luyện kim).
*Hoạt động 4:* Tìm hiểu các phương pháp điều chế C, Si ?	IV. Điều chế: A. Điều chế cacbon: - Kim cương nhân tạo đ/c từ than chì, bằng cách nung ở 3000⁰C và áp suất 70 – 100 nghìn atm trong thời gian dài - Than chì: nung than cốc ở 2500 – 3000⁰C trong lò điện không có không khí. - Than cốc: Nung than mỡ ở 1000 – 1250⁰C, trong lò điện, không có không khí. - Than gỗ: Khi đốt cháy gỗ trong điều kiện thiếu không khí. - Than muội: CH₄ ® C + 2H₂ -Than mỏ: Khai thác trực tiếp từ các vỉa than B. Điều chế silic: Trong phòng thí nghiệm: SiO₂ + 2Mg ® Si + 2MgO. Trong công nghiệp: t⁰ SiO₂ + 2C ® Si + 2CO

IV. Củng cố:
Một số bài tập củng cố:
Bài tập 1:Nêu các dạng thù hình thường gặp của cacbon. Tại sao kim cương và than chì lại có các tính chất vật lí khác nhau?

V. Hướng dẫn bài tập: Phiếu học tập số 1:

Hoàn thành bảng sau :

Dạng thù hình	Cấu trúc	Tính chất
Kim cương
Than chì
Fuleren
Cacbon vô định hình

Phiếu học tập số 2:

	ỨNG DỤNG
Kim cương
Than chì
Furelen
Cacbon vô định hình
Silic

Phiếu học tập số 3

	Điều chế
Kim cương
Than chì
Than cốc
Than gỗ
Muội than
Than mỏ
Silic

Tiết 23: TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA CACBON VÀ SILIC

Hoạt động của GV	Hoạt động của HS
*Hoạt động 1:* Tìm hiểu tính chất hóa học của cacbon, silic. ? Xác định số oxi hóa của C, Si trong các hợp chất sau: CH₄, CO, CO₂, CaCO₃, SiO₂, Na₂SiO₃,Mg₂Si. Từ đó hãy dự đoán tính chất hóa học của C, Si.	V. Tính chất hóa học Các số oxi hóa của cacbon: -4, 0, +2, +4 của silic: -4,0, +4 Cacbon, silic vừa thể hiện tính oxi hóa vừa thể hiện tính khử
*Hoạt động 2:* Tìm hiểu tính khử của cacbon, silic. ? Cacbon thể hiện tính khử như thế nào? Lấy các ví dụ minh họa? -HS hoạt động theo nhóm và hoàn thành phiếu học tập số 1 -So sánh tính khử của cacbon và silic	1.Tính khử: 1.1 Tính khử của cacbon a. Tác dụng với oxi: C + O₂ ® O₂ b. Tác dụng với hợp chất: - Ở nhiệt độ cao có thể khử được nhiều oxit: Fe₂O₃ + 3C⁰ ® 2Fe +3O C + 4HNO₃ ® CO₂ + 4NO₂ + 2H₂O SiO₂ + 2C⁰ ® Si +2O Cacbon không tác dụng trực tiếp với halogen 1.2 Tính khử của silic: - Tác dụng với phi kim: Ở nhiệt độ thường: Si⁰ + 2F₂ ® F₄ (silic tetraflorua) Khi đun nóng: Si⁰ + O₂ ® O₂ (silic đioxit) Si⁰ + C ® C (silic cacbua). - Tác dụng với hợp chất: Si⁰+ 2NaOH+ H₂O®Na₂O₃+ 2H₂
*Hoạt động 3:* Tìm hiểu tính oxi hóa. ? Cacbon, silic thể hiện tính oxi hoa như thế nào? Lấy các ví dụ minh họa? -Hoạt động theo nhóm và hoàn thành phiếu học tập số 2.	*2 . Tính oxi hóa* 2.1 Tính oxi hóa của cacbon: a. Tác dụng với hiđro: Ở nhiệt độ cao và có xúc tác: C⁰ + 2H₂ ® H₄ b.Tác dụng với kim loại: Ở nhiệt độ cao Ca + 2C⁰ ® CaC₂^-4 Canxi cacbua 4Al⁰ +3C⁰ ®Al₄C₃Nhôm cacbua 2.2. Tính oxi hóacủa silic Tác dụng với kim loại: ( Ca, Mg, Fe . . .) ở nhiệt độ cao. 2Mg + Si⁰ ® Mg₂(magie silixua)
*Hoạt động 6:* Trạng thái tự nhiên ? Trình bày về trạng thái thiên nhiên các dạng thù hình của cacbon và silic ? GV: Bổ sung các kiến thức thực tế.	V- Trạng thái tự nhiên - Kim cương và than chì là cacbon tự do gần như tinh khiết, ngoài ra còn có trong khoáng vật: SGK . - Silic chiếm gần 29,5% khối lượng vỏ trái đất, tồn tại ở dạng hợp chất (cát, khoáng vật silicat, aluminosilicat) - Silic còn có trong cơ thể người và thực vật.

IV. Củng cố:

Tính oxi hóa của cacbon thể hiện ở phản ứng nào trong các phản ứng sau?

A. C + O₂ ® CO₂                                    B.C + 2CuO® 2Cu + CO₂
C.3C + 4Al® Al₄C₃                               D.C + H₂O ® CO + H₂
2.Hoàn thành các phương trình hóa học sau ( ghi rõ điều kiện phản ứng nếu có):
a. Si + X₂ ( X₂ : F₂, Cl₂, Br₂)
b.Si + KOH + H₂O®
c. Si + Ca ®
V. Hướng dẫn học ở nhà: Bài tập 2,3,4,5(Trang 70)

                                    PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1:

	Phương trình thể hiện tính khử
Cacbon
Silic

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2:

	Phương trình thể hiện tính oxi hóa
Cacbon
Silic

Tiết 24,25: HỢP CHẤT CỦA CACBON-SILIC.

Hoạt động của GV	Hoạt động của HS
*Tiết 24:* *Hoạt động 1:* Tổ chức tình huống học tập: ? Kể tên các hợp chất vô cơ của cacbon, silic ? Các hợp chất đó có những tính chất gì? ứng dụng và tác hại đối với đời sống của con người?	-Các hợp chất của cacbon: CO, CO₂, axit cacbonic, muối cacbonat… -Các hợp chất của silic: SiO₂, H₂SiO₃, muối silicat.
*Hoạt động 2:* Tìm hiểu tính chất của CO ? Cho biết trạng thái, màu sắc, mùi vị, độ tan của CO? ? CO thuộc loại oxit nào đã học? ? Xác định số oxi hóa của cacbon trong CO? Từ đó dự đoán tính chất của CO?	I- Cacbon monooxit (CO) *1. Tính chất vật lí* - Là chất khí không màu, không mùi, không vị, nhẹ hơn không khí ít tan trong nước, t⁰_h/l = -191,5⁰C^, t⁰_h/r = -205,2⁰C. - Rất bền với nhiệt và rất độc *2. Tính chất hóa học* a) CO là oxit trung tính (oxit không tạo muối) b) Tính khử (C⁺²) Cháy trong không khí, cho ngọn lửa màu lam nhạt tỏa nhiệt: 2CO_(k) + O_2(k) ® 2CO_2(k) - Khử nhiều oxit kim loại: CO + CuO ® Cu + CO₂
*Hoạt động 3:* Tìm hiểu cách điều chế CO ? Cho biết CO điều chế trong công nghiệp như thế nào? ? Cách điều chế trong phòng thí nghiệm?	*3. Điều chế* a. Trong công nghiệp: - Cho hơi nước đi qua than nóng đỏ . 1050⁰C C +H₂O D CO + H₂ - Tạo thành khí than ướt: 44% CO, 45%H₂, 5% H₂O và 6% N₂ - Được sản xuất trong các lò ga C + O₂ ® CO C + O₂ ® CO₂ CO₂ + C ® 2 CO - Khí lò ga: 25%CO, 70%N₂, 4%CO₂ và 1% các khí khác. b. Trong phòng thí nghiệm: HCOOH CO + H₂O
*Hoạt động 4:* Tìm hiểu tính chất của CO₂ , SiO₂. GV yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập số 1. - GV nhận xét và giải thích rõ hơn: CO₂ không duy trì sự cháy, số oxi hoá +4 của C tuy bền nhưng khi gặp chất khử mạnh nó cũng phản ứng. -HS hoàn thành phiếu học tập số 2.	II- Cacbon đioxxit (CO₂) và silicđioxit. *1. Tính chất vật lý:(SGK) và liên hệ thực tế.* - Làm lạnh đột ngột ở – 76⁰C CO₂ hóa thành khối rắn gọi “nước đá khô “ có hiện tượng thăng hoa. *2- Tính chất hóa học:* a. CO₂ không cháy, không duy trì sự cháy, có tính oxi hóa khi gặp chất khử mạnh: VD: O₂ +2Mg ® 2MgO + C⁰ - *CO₂ là oxit axit* tác dụng với oxít bazơ và bazơ tạo muối. - Khi tan trong nước: CO₂ + H₂O D H₂CO₃ b.SiO₂ oxit axit, tan chậm trong dung dịch kiềm đặc nóng, tan nhanh trong kiềm nóng chảy hoặc cacbonat trong kim loại kiềm nóng chảy VD: SiO₂ + 2NaOH ® Na₂SiO₃ + H₂O. SiO₂ + Na₂CO₃ ® Na₂SiO₃ + H₂O. -Tan trong axit flohiđric: SiO₂ + 4HF ® SiF₄ + 2H₂O.
*Hoạt động 5:* Cách điều chế CO₂ ? Trong CN và trong PTN CO₂ được điều chế như thế nào?	*3 – Điều chế: a. Trong công nghiệp: Ở nhiệt độ 900 – 1000⁰C: CaCO_3(r)D CaO_(r) + CO_2(k) b. Trong phòng thí nghiệm*: CaCO₃+2HCl ® CaCl₂+ CO₂ + H₂O
*Tiết 26:* *Hoạt động 6:* Tìm hiểu axit cacbonic và axit silicxic. ? So sánh tính chất hóa học của H₂CO₃ và H₂SiO₃	III- Axit cacbonic và axit silicxic *1. Axit cacbonic (H₂CO₃)* Axít H₂CO₃ là axít rất yếu và kém bền: H₂CO₃ D H⁺ +HCO₃^- K_a1= 4,5. 10^-7 HCO₃^- D H⁺+CO₃^2- K_a2= 4,8 . 10^-11 Axit cacbonic tạo ra hai loại muối là muối cacbonat và muối hidrocacbonat *2. Axit silixic(H₂SiO₃)* - Là chất ở dạng kết tủa keo, không tan trong nước, đun nóng dễ mất nước H₂SiO₃ ® SiO₂ + H₂O . - H₂SiO₃ khi sấy khô mất nước tạo silicagen: dùng để hút ẩm và hấp phụ nhiều chất . - H₂SiO₃ là axit rất yếu: Na₂SiO₃+CO₂+H₂O®H₂SiO₃+Na₂CO₃
*Hoạt động 7:* Tìm hiểu muối cacbonat và muối silicat. ? Dựa vào bảng tính tan, xác định độ tan của các muối cacbonat và muối silicat? ? Tính chất hóa học của NaHCO₃? ? Tính bền của muối cacbonat GV yêu cầu HS viết phương trình nhiệt phân của các muối MgCO₃, NaHCO₃, Ca(HCO₃)₂.	*2. Muối cacbonatvà muối silicat.* a. Tính tan: - Muối trung hòa của kim loại kiềm (trừ Li₂CO₃) amoni và các muối hiđrocacbonat dễ tan trong nước (trừ NaHCO₃). - Muối cacbonat trung hòa của các kim loại khác không tan hoặc ít tan trong nước. - Muối silicat của kim loại kiềm tan được trong nước, cho môi trường kiềm b.Tính chất hóa học: -Muối NaHCO₃ thể hiện tính lưỡng tính: NaHCO₃+HCl ® NaCl +CO₂ + H₂O HCO₃^- +H⁺ ® CO₂ +H₂O NaHCO₃+ NaOH ® Na₂CO₃ + H₂O HCO₃^- + OH^- ® CO₃^2- + H₂O . - Phản ứng nhiệt phân: - Muối cacbonat trung hòa của kim loại kiềm đều bền với nhiệt - Các muối khác và muối hiđrocacbonat dễ bị phân hủy khi đun nóng. VD: MgCO₃ ® MgO + CO₂ . 2NaHCO₃ ® Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O Ca(HCO₃)₂ ® CaCO₃ + CO₂ + H₂O - Dung dịch đặc Na₂SiO₃ và K₂SiO₃ gọi là thủy tinh lỏng. - Vải hoặc gỗ tẩm thủy tinh lỏng sẽ khó bị cháy, thủy tinh lỏng được dùng để chế keo dán thủy tinh và sứ.

4. Củng cố từng phần trong quá trình học bài
5. Hướng dẫn HS học và làm bài ở nhà :

Phiếu học tập số 1.

Hợp chất	Tính chất vật lí
CO₂
SiO₂

Phiếu học tập số 2:
-Hãy lập bảng so sánh tính chất hóa học của CO₂ và SiO₂. Viết phương trình phản ứng minh họa?

Tiết 26: Luyện tập
Hệ thống bài tập:
GV yêu cầu HS hoàn thành các phiếu học tập sau:
Bài tập 1:
PhiÕu häc tËp sè 1:

C¸c tÝnh chÊt	Cacbon	Silic	NhËn xÐt
CÊu h×nh e nguyªn tö
§é ©m ®iÖn
C¸c sè oxi ho¸ cã thÓ cã
C¸c d¹ng thï h×nh
TÝnh khö (T¸c dông víi oxi, halogen)
TÝnh oxi ho¸ + t¸c dông víi hydro + t¸c dông víi kim lo¹i

Bài tập 2:
PhiÕu häc tËp sè 2:

	CO	CO₂	SiO₂	NhËn xÐt
Sè oxi ho¸ cña Cacbon, silic
Tr¹ng th¸i, ®éc tÝnh
T¸c dông víi kiÒm
TÝnh khö
TÝnh oxi ho¸
TÝnh chÊt kh¸c

Bài tập 3:
PhiÕu häc tËp sè 3:

	H₂CO₃	H₂SiO₃	NhËn xÐt
TÝnh bÒn
TÝnh axit

Bài tập 4:

PhiÕu häc tËp sè 4:

	Muèi cacbonat Na₂CO₃ , Ca(HCO₃)₂ , CaCO₃	Muèi silicat Na₂SiO₃ , CaSiO₃	NhËn xÐt
TÝnh tan trong nước
T¸c dông víi axit
T¸c dông bëi nhiÖt

Bài tập 5: Phản ứng hóa học không xảy ra ở những cặp chất nào sau đây ?
a) C và CO                  b)CO₂ và NaOH            c) K₂CO₃ và SiO₂
d)H₂CO₃ và Na₂SiO₃   e)CO và CaO                 g) CO₂ và Mg
h)SiO₂ và HCl              i) Si và NaOH
Bài tập 6:
Cho V lít khí CO₂ (đktc)vào dd chứa 0,2mol Ca(OH)₂ thu được 10g kết tủa.V có giá trị là:
            A.3,36lít/4,48lit                       B.2,24lít /4,48lít          C.3,36lít/6,72 lit                      D.2,24lít / 6,72lít
Bài tập 7: Cho 11,2lít khí CO₂(đktc) tác dụng với V lít dd NaOH 0,2M.Nếu tạo thành 2 muối với tỷ lệ mol là: số mol muối axit:số mol muối trung hoà =1:2 thì V có giá trị là:
A.≈4,5lít                      B.≈4,167lít                 C.≈ 4,25lít                   D.≈5,16lít
Bài tập 8: Cho 1.344 lít khí CO₂ (đktc) hấp thụ hết vào 2 lít dung dịch X chứa NaOH 0.04M và Ca(OH)₂ 0.02M thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là:
            A. 2.00                        B. 4.00                        C. 6.00                        D. 8.00
Bài tập 9:Dung dịch A chứa KOH 1M và Ca(OH)₂ 0,01M. Sục 2,24 lít khí CO₂ vào 400ml dd A, ta thu được kết tủa có khối lượng là:
            A. 10gam                    B. 1,5gam                    C. 4gam                       D. Kết quả khác
Bài tập 10:Hấp thụ hoàn toàn 4,48 lít khí CO₂ (ở đktc) vào 500 ml dung dịch hỗn hợp gồm NaOH 0,1M và Ba(OH)₂ 0,2M, sinh ra m gam kết tủa. Giá trị của m là
A. 19,70.                     B. 17,73.                     C. 9,85.                       D. 11,82

Báo link hỏng