Тема: Кремний и его соединения

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:

    Методы обучения:

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

ИКТ (на протяжение 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

     Рассмотрите процессы окисления-восстановления.

     К доске приглашается учащийся, который решает задачу.

                 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     (о.в.)

     2. CO2 + C → 2CO   (о.в.)

     3. 2CO + O2 → 2CO2   (о.в.)

     4. CO2 + 2Mg → 2MgO + C   (о.в.)

В это время остальные учащиеся класса пишут графический диктант:

     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.

Ответы:

1 вариант:  

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

 

 

2 вариант: 

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

        -  НЕТ

    

         -  ДА          Диктант оформляется в тетради в клетку, проверка – с помощью трафарета.

                       Подобный метод затрудняет возможность списывания.

          

     II. Изучение нового материала.

 

1. Слайд 2. Понятие элемента кремний.

 

     Второй представитель элементов главной подгруппы IV группы Периодической системы Д.И.Менделеева. В природе кремний – второй по распространенности после кислорода химический элемент. Земная кора более чем на четверть состоит из его соединений.

 

    

2. Слайд 3. Историческая справка.

 

     В 1825 году шведский химик Йёнс Якоб Берцелиус действием металлического калия на фтористый кремний SiF4 получил чистый элементарный кремний. Новому элементу было дано название «силиций» (от лат. silex — кремень). Русское название «кремний» введено в 1834 году российским химиком Германом Ивановичем Гессом. В переводе c др.-греч. κρημνός — «утёс, гора».    

 

3. Слайд 4. Нахождение в природе.

 

     Содержание кремния в земной коре составляет по разным данным 27,6 – 29,5% по массе. Таким образом, по распространенности в земной коре кремний занимает второе место после кислорода. Концентрация в морской воде – 3 мг/л.

     Чаще всего в природе кремний встречается в виде кремнезема – соединений на основе диоксида кремния (IV) SiO2 (около 12% массы земной коры). Основные минералы и горные породы, образуемые диоксидом кремния – это песок (речной и кварцевый), кварц и кварциты, кремень, полевые шпаты. Вторую по распространенности в природе группу соединений кремний составляют силикаты и алюмосиликаты.

      Были отмечены единичные факты нахождения чистого кремния в самородном виде.

 

4. Слайд 5. Физические свойства.

 

    Кремний – полупроводник. Кремний существует в двух модификациях: аморфной и кристаллической. Аморфный кремний – порошок бурого цвета, плотностью 2,33 г/см3, растворяется в расплавах металлов. Кристаллический кремний – кристаллы темно-серого цвета, обладающие стальным блеском, твердый и хрупкий, плотностью 2,4 г/см3. Кремний состоит из трех изотопов: Si (28), Si (29), Si (30). В отличие от металлов электропроводность кремния с повышением температуры увеличивается.  

 

 

5. Слайд 6. Химические свойства.

 

 

    Кремний горит в кислороде, образуя оксид кремния (IV).

    Будучи неметаллом, при нагревании кремний соединяется с металлами с образованием силицидов. Силициды легко разлагаются водой или кислотами, при этом выделяется газообразное водородное соединение кремния – силан. В отличие от углеводородов силан на воздухе самовоспламеняется  и сгорает с образованием оксида кремния (IV) и воды. Кремний взаимодействует с концентрированными водными растворами щелочей, образуя силикат и водород.

 

 

6. Слайд 7. Получение кремния.

 

 

     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.

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.

 

7. Слайды 8-9. Радуга кремнезема.

 

 

                                                             SiO2

 

 

кварцевый песок                 аметист, агат, опал, яшма,                 горный хрусталь

                                        халцедон, сердолик – поделочные,

                                             полудрагоценные камни

Оксид кремния (диоксид кремния, кремнезем) является кислотным оксидом. Однако, в отличие от СО2 имеет не молекулярную, а атомную кристаллическую решетку. Поэтому SiO2твердое и тугоплавкое  вещество.

 

8. Слайды 10-11. Применение кремния.

 

      Кремний применяют для получения полупроводниковых материалов, а также кислотоупорных сплавов. При сплавлении кварцевого песка с углем при высоких температурах образуется карбид кремния SiC, который по твердости уступает только алмазу. Поэтому его используют для затачивания резцов металлорежущих станков и шлифовки драгоценных камней. Из расплавленного кварца изготавливают различную кварцевую химическую посуду, которая может выдерживать высокую температуру и не трескается при резком охлаждении. Соединения кремния служат основой для производства стекла и цемента.

 

      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: яшма, горный хрусталь.

 

Инструкция

1. Рассмотрите образцы природных силикатов.

2. Отметьте их свойства: цвет, твердость и др.

3. Результаты исследований оформите в виде таблицы.

 

Название силиката

Состав силикатов

Свойства

Применение

 

 

 

 

 

 

 

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

Домашнее задание.

     § 31 до стр.182 упр.1,2,3.

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

 

Литература.

     О.С.Габриелян. Химия. 9 класс. Базовый уровень. М. Дрофа. 2013.

     Г.Е.Рудзитис, Ф.Г.Фельдман. Химия. 9 класс. М. Просвещение. 2012.

     Поурочные планы по учебнику «Химия. 9 класс» О.С.Габриеляна. Составитель   С.В.Бочарова. Волгоград. 2007.