Giáo án phát triển năng lực Hóa học 11 theo CV3280 - Tiết 25: Silic và hợp chất của Silic

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 H2SiO3 (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.
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
A. Hoạt động trải nghiệm, kết nối (5 phút)
Mục tiêu
Phương thức tổ chức
Kết quả
Đánh giá
- Thông qua video nhằm kích thích nhu cầu tìm hiểu kiến thức một cách trực quan của HS.
- Tìm hiểu về tính chất hóa học của silic bằng kiến thức cũ và bổ túc kiến thức mới.
- Rèn năng lực năng lực sử dụng ngôn ngữ: diễn đạt, trình bày ý kiến, nhận định của bản thân.
+ HĐ chung cả lớp: 
- GV chiếu video dùng HF khắc chữ lên thủy tinh. GV giới thiệu trong thủy tinh có chứa hợp chất của silic là SiO2. Yêu cầu HS quan sát, rút ra nhận xét và giải thích.
(Địa chỉ link: https://www.youtube.com/watch?v=l5_nLefcDcE)
- GV mời một HS phát biểu, các em còn lại góp ý, bổ sung.
- GV yêu cầu HS so sánh với tính chất của CO2. Silic có những tính chất đặc biệt mà những nguyên tử nguyên tố cùng nhóm IVA không có. Vậy silic và hợp chất silic có những tính chất nào, HS tiến hành nghiên cứu bài học mới. 
- GV chuyển sang hoạt động tiếp theo: HĐ hình thành kiến thức.
+ Hiện tượng: thủy tinh bị ăn mòn. 
+ Giải thích: HS đã học về halogen, nên HS có thể giải thích bằng PTHH:
CaF2 + H2SO4 → CaSO4 + 2HF
SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H2O
=> Silic đioxit có tính chất đặc biệt mà cacbon đioxit không có. Trên cơ sở đó, dự đoán silic cũng sẽ có những tính chất đặc trưng.
+ Qua quan sát: GV theo dõi khả năng phân tích, giải thích và viết PTHH của HS.
+ Qua phát biểu của HS, GV biết được các em đã có được những kiến thức nào, những kiến thức nào cần phải điều chỉnh, bổ sung ở các hoạt động tiếp theo.
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 electron nguyên tử, từ đó nêu được vị trí của silic trong bảng HTTH.
- Nêu được một số TCVL và ứng dụng của silic.
- Rèn năng lực hợp tác, năng lực tự học, năng lực thẩm mĩ và năng lực sử dụng ngôn ngữ: diễn đạt, trình bày ý kiến, nhận định của bản thân.
+ HĐ chung cả lớp: lần lượt mời các em học sinh viết cấu hình của silic, xác định vị trí, số electron lớp ngoài cùng và khả năng liên kết. Các em lắng nghe, nhận xét và GV chốt lại kiến thức.
+ HĐ nhóm: GV tổ chức cho 2 nhóm học sinh báo cáo kết quả hoạt động nhóm về tính chất vật lí và ứng dụng của silic mà em tìm hiểu được (đã giao về nhà trước đó). 
- Đối với TCVL, yêu cầu HS xác định dạng thù hình, cấu trúc tinh thể, màu sắc, trình bày về tính bán dẫn của silic. Cho biết silic có những tính chất nào giống và khác cacbon. Đồng thời, yêu cầu các nhóm còn lại lắng nghe, bổ sung theo sự chuẩn bị của nhóm mình.
+ Vị trí và cấu tạo:
Cấu hình e: 1s22s22p63s23p2, lớp ngoài cùng có 4e.
Silic thuộc ô 14, chu kì 3, nhóm IVA.
Silic tạo tối đa 4 liên kết CHT.
+ Tính chất vật lí: SGK
Si có nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy cao giống C. Si có tính bán dẫn khác C.
+ Ứng dụng: SGK
+ Thông qua quan sát mức độ và hiệu quả tham gia vào hoạt động của học sinh.
+ Thông qua HĐ chung của cả lớp và HĐ nhóm, GV hướng dẫn HS thực hiện các yêu cầu và điều chỉnh.
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 oxh của silic; silic vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử.
- So sánh TCHH của silic và cacbon, viết PTHH minh họa.
- Rèn năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học: Diễn đạt, trình bày ý kiến, nhận định của bản thân.
+ HĐ chung cả lớp: 
- Nhắc lại cho HS silic cũng là nguyên tố nhóm IVA như cacbon. Yêu cầu HS nêu các số oxh của silic. Từ đó dự đoán TCHH. 
- GV gợi ý HS dựa vào độ âm điện cho biết silic thể hiện tính khử, tính oxh trong những phản ứng với đơn chất, hợp chất nào. Mời HS viết một số PTHH minh họa TCHH. GV theo dõi, điều chỉnh và chốt lại PTHH cũng như nhấn mạnh điều kiện phản ứng.
- GV yêu cầu HS thảo luận so sánh TCHH của silic và cacbon.
+ Tính chất hóa học:
- Số oxh của Si: –4, 0, +2, +4 (giống C).
- Silic vừa có tính khử, vừa có tính oxy hoá.
1/ Tính khử:
a/ Tác dụng với phi kim:
- Với Flo ở đk thường: Si + 2F2 → SiF4
- Với halogen, O2: ở to cao
Si + 2Cl2 SiCl4 
Si + O2 SiO2
- Với C, N, S: ở to rất cao
Si + C SiC
b/ Tác dụng với hợp chất:
Si + 2NaOH + H2O → Na2SiO3 + 2H2# 
2/ Tính oxy hoá: 
Si + Kim loại Silixua kim loại
Si + 2MgMg2Si (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).
+ Thông qua quan sát mức độ và hiệu quả tham gia vào hoạt động của học sinh.
+ Thông qua HĐ chung của cả lớp, GV hướng dẫn HS thực hiện các yêu cầu và điều chỉnh.
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 nhiên của Si, nguyên tắc và viết PTHH điều chế Si.
- Rèn năng lực hợp tác, năng lực tự học, năng lực thẩm mĩ và năng lực sử dụng ngôn ngữ: Diễn đạt, trình bày ý kiến, nhận định của bản thân.
- HĐ nhóm: GV tổ chức cho 1 nhóm học sinh báo cáo kết quả hoạt động nhóm về sự phổ biến cũng như các trạng thái tự nhiên của Si (đã giao về nhà trước đó). 
- HĐ chung cả lớp: GV giới thiệu nguyên tắc điều chế silic và yêu cầu HS hoàn thành PTHH.
+ Trạng thái tự nhiên: SGK
+ Điều chế:
Nguyên tắc: Dùng các chất khử mạnh như Mg, Al, C để khử SiO2 ở nhiệt độ cao.
SiO2 + 2Mg Si + 2MgO
+ Thông qua quan sát mức độ và hiệu quả tham gia vào hoạt động của HS.
+ Thông qua HĐ nhóm và HĐ chung của cả lớp, GV hướng dẫn HS thực hiện các yêu cầu và điều chỉnh.
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 chất vật lý, tính chất hóa học của silic đioxit, axit silicxic và muối silicat.
- Rèn năng lực hợp tác, năng lực giải quyết vấn đề thông qua môn hóa học, năng lực sử dụng ngôn ngữ: diễn đạt, trình bày ý kiến, nhận định của bản thân.
- HĐ nhóm: GV giới thiệu các hợp chất của silic: oxit axit SiO2, axit H2SiO3 và muối silicat. Yêu cầu HS tham khảo SGK, thảo luận nhóm và hoàn thành phiếu học tập số 1.
Phiếu học tập
(Phiếu này được dùng để ghi nội dung bài học thay cho vở)
1/ Silic đioxit
- Cấu trúc tinh thể: .....................................................................
- Tính tan: ..................................................................................
- Tính chất của oxit axit (tác dụng với oxit bazo, với kiềm đặc):
.....................................................................................................
.....................................................................................................
- Tác dụng với HF: .....................................................................
- Trạng thái: ................................................................................
2/ Axit silixic
- Trạng thái: ................................................................................
- Tính tan: ...................................................................................
- Silicagen: .................................................................................
- Tính axit yếu, so sánh với H2CO3: ....................................................................................................
....................................................................................................
3/ Muối silicat
- Tính tan: ..................................................................................
....................................................................................................
- Thủy tinh lỏng: .......................................................................
....................................................................................................
- 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.
+ Silic đioxit (SiO2)
1/ TCVL: SGK
2/ TCHH:
- SiO2 tác dụng với oxit bazo và kiềm đặc nóng hoặc nóng chảy.
SiO2 + CaO CaSiO3
SiO2 + 2NaOH Na2SiO3 + H2O.
- SiO2 tan được trong HF => khắc chữ lên thủy tinh
SiO2 + 4HF à SiF4 + 2H2O
+ Axít silixic (H2SiO3)
- Kết tủa keo: không tan trong nước.
- Dễ mất nước khi đun nóng:
H2SiO3 SiO2 + H2O 
- Là axit yếu, yếu hơn cả H2CO3
Na2SiO3+CO2+H2O→H2SiO3+Na2CO3
+ Muối silicat:
- Đa số muối silicat không tan (trừ muối của kim loại kiềm).
- Thủy tinh lỏng: hỗn hợp dung dịch đậm đặc Na2CO3 và K2CO3.
+ Thông qua quan sát mức độ và hiệu quả tham gia vào hoạt động của HS.
+ Thông qua HĐ chung của cả lớp, GV hướng dẫn HS thực hiện các yêu cầu và điều chỉnh.
C. Hoạt động luyện tập (5 phút)
Mục tiêu
Phương thức tổ chức
Kết quả
Đánh giá
- Củng cố, khắc sâu kiến thức đã học trong bài về vị trí, cấu tạo nguyên tử, tính chất vật lí, tính chất hóa học, điều chế và ứng dụng của silic và hợp chất của silic. 
- Tiếp tục phát triển năng lực: tính toán, sáng tạo, giải quyết các vấn đề thực tiễn thông qua kiến thức môn học, vận dụng kiến thức hóa học vào cuộc sống.
Nội dung HĐ: hoàn thành các câu hỏi/bài tập trong phiếu học tập.
- HĐ chung cả lớp: GV chia lớp thành 2 đội tham gia trò chơi “Nhanh như chớp” bằng cách giơ tay trả lời một số câu hỏi trên silde. Ghi 1 điểm cho đội trả lời đúng.
Các câu hỏi:
Câu 1: Chọn câu trả lời đúng: Trong phản ứng hoá học, silic
A. chỉ thể hiện tính khử.	
B. vừa thể hiện tính khử vừa thể hiện tính oxi hóa.
C. chỉ thể hiện tính oxi hoá.	
D. không thể hiện tính khử và tính oxi hoá.
Câu 2: “Thuỷ tinh lỏng” là
A. silic đioxit nóng chảy.	
B. dung dịch đặc của Na2SiO3 và K2SiO3.
C. dung dịch bão hoà của axit silixic.	
D. thạch anh nóng chảy.
Câu 3: Trong các phản ứng hoá học sau, phản ứng nào sai?
A. SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H2O	
B. SiO2 + 4HCl → SiCl4 + 2H2O
C. SiO2 + 2CSi + 2CO
D. SiO2 + 2Mg2MgO + Si
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 H2SO4.
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.	
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, HF	B. 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 D 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.
Kết quả trả lời các câu hỏi/bài tập trên slide.
+ GV quan sát và đánh giá hoạt động cá nhân, hoạt động nhóm của HS. Giúp HS tìm hướng giải quyết những khó khăn trong quá trình hoạt động.
+ GV hướng dẫn HS tổng hợp, điều chỉnh kiến thức để hoàn thiện nội dung bài học.
+ Ghi điểm cho nhóm hoạt động tốt hơn.
D. Hoạt động vận dụng và mở rộng (3 phút)
Mục tiêu
Phương thức tổ chức
Kết quả
Đánh giá
- Giúp HS có cái nhìn tổng quát từ tính chất đưa đến những ứng dụng của silic và hợp chất silic.
- Giáo dục cho HS ý thức bảo vệ môi trường và bảo vệ sức khỏe nếu phải tiếp xúc với bụi silic.
- GV bổ sung thêm một số ứng dụng của silic và hợp chất silic (kèm hình ảnh) nếu HS chưa trình bày:
+ Silic đioxit trong dạng cát và đất sét là thành phần quan trọng trong chế tạo bê tông và gạch cũng như trong sản xuất xi măng Portland. 
+ 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 silicat của nó được sử dụng trong sản xuất men sứ và đồ gốm.
+ Thép - Silic là thành phần quan trọng trong một số loại thép.
+ Đồng thau - Phần lớn đồng thau được sản xuất có chứa hợp kim của đồng với silic.
+ Thủy tinh - Silica từ cát là thành phần cơ bản của thủy tinh. 
+ Giấy nhám - Cacbua silic là một trong những vật liệu mài mòn quan trọng nhất.
+ Vật liệu bán dẫn - Silic siêu tinh khiết có thể trộn thêm asen, bo, gali hay photpho để 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: https://www.youtube.com/watch?v=9mUP_GfKEDc)
- Dặn dò HS xem lại bài học, chuẩn bị cho tiết Luyện tập.
HS lắng nghe, ghi nhận những thông tin mới.
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 https://www.youtube.com/watch?v=l5_nLefcDcE
- Video về silic và hợp chất silic theo địa chỉ link https://www.youtube.com/watch?v=9mUP_GfKEDc