Урок химии в 9 классе по теме "Кремний"

Урок. 9 класс.

«Свои способности человек может узнать, только попытавшись приложить их»

Сенека Младший

Тема: Кремний и его соединения.

Цель: изучить свойства кремния и его соединений, совершенствовать знания о строении атомов, о свойствах кислотных оксидов.
Задачи:

• образовательные: познакомить с кремнием и его соединениями, как необходимым элементом для жизни растений, животных и человека.

• воспитательные: формировать компетентности в сфере самостоятельной познавательной деятельности.

• развивающие: развивать умение анализировать, выделять главное, устанавливать причинно-следственные связи, исходя из строения и свойств, умение владеть химической терминологией, чётко формулировать и высказывать мысли, интерес к предмету, эрудицию, формировать коммуникативную компетентность.

Тип урока: урок формирования новых знаний

Ход урока

Организационный момент. (1-2 мин) Приветствие класса

Изучение нового материала.

Компетентностно-ориентированное задание (КОЗ)
Представьте себе - встает человек утром с постели, подходит к зеркалу, а вместо него - пустая рамка, ищет очки, а от них лишь одна оправа; вдруг он ощущает порывы ветра, так как в доме нет ни одного окна; от ужаса человек хочет выпить глоток воды, но не может найти ни одной чашки, стакана - вообще нет никакой в доме посуды - все бесследно исчезло! И это только начало ужаса:
Далее треск, грохот - рушатся потолок, стены, они летят и рассыпаются, превращаясь в пыль и песок: Параллельно с этим выделяется огромное количество кислорода, который меняет состав воздуха, то есть земной атмосферы!
А самое страшное, что впоследствии почти целиком исчезает земная кора, испаряются океаны и не существует больше жизнь на Земле:
Что это за элемент и почему его исчезновение могло вызвать такие катастрофические изменения? Чтобы ответить на этот вопрос и сформулировать тему этого урока, вам надо справиться со следующим заданием:
Закончите предложения, начиная каждый новый ответ заглавной буквой с красной строки. Напоминаю, что “красная строка” означает то же самое, что и “новый абзац”. Это название осталось нам от переписчиков тех времён, когда ещё не было книгопечатания. В старинных рукописях текст писали обычными чернилами, а начальные буквы абзацев разукрашивали киноварью (красной краской). Эти буквы, а по ним и все первые строки абзацев стали называть “красными”. Химический состав минерала киноварь HgS - сульфид ртути (II). Заглавная буква – до появления типографий так называлась первая буква слова.

Выделив только заглавную букву слов - ответов, составьте из этих букв слово

1. Положительно заряженный ион

2. Элемент 5 периода периодической системы химических элементов, щелочной металл

3. Лантаноид, в ядре его атома 63 протона

4. Автор периодического закона

5. Химические элементы, у которых на последнем энергетическом уровне от 4 до 8 электронов.

6. Разновидность атомов элементов с одинаковым зарядом ядра

7. Твердое вещество серого цвета, галоген

Ответы. Это слово – кремний.

1. Катион

2. Рубидий

3. Европий

4. Менделеев

5. Неметаллы

6. Изотопы

7. Йод

Запишите тему урока в центральной ячейке нашего опорного конспекта.

Тема: Кремний и его соединения.

Давайте сформулируем цели нашего урока.

Знать характеристику химического элемента и простого вещества кремния, его важнейших соединений, области их применения.

Уметь записывать уравнения химических реакций, характеризующих химические свойства кремния и его соединений, в молекулярном и ионном виде.

1. Характеристика химического элемента.(работа с ПСХЭ) (3-4 минуты)

1. Название, химический знак, относительная атомная масса, порядковый номер.

2. Положение в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева:

А) период, Б) группа, В) подгруппа, Г) ряд.

3. Строение атома:

- заряд ядра,

- число электронов, протонов, нейтронов,

- электронно-графическая схема распределения электронов в атоме,

- число валентных электронов.

4. Валентные возможности атома химического элемента, степени окисления.

5. Элемент: не металл, металл, амфотерный.

6. Соединения образованные элементом:

А) высший оксид (формула), его характер,

Б) гидроксид (формула), его характер,

В) летучее водородное соединение (формула).

7. Нахождение в природе.

2. Происхождение названия. (работа с текстом) (3-4 минуты)

Происхождение названия кремния. Название этого элемента произошло от латинского “ляпис креманс”, что значит – камень, дающий огонь. Так назывался твердый камень, дававший при ударе искру и долгое время служивший человеку вместо спичек для получения огня.
Открыт Ж. Гей-Люссаком и Л. Тенаром в 1811г.
В 1825 году шведский химик Йёнс Якоб Берцелиус действием металлического калия на фторид кремния 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 с греческого kremnos – “утес, гора ”.

ЗАДАНИЕ: Запишите происхождение слова от латинского и греческого названия, заполнив соответствующий кластер.

3.Получение кремния. (работа с текстом) работа в парах по вариантам (4 мин)

Получение кремния в чистом виде - процесс достаточно затратный экономически. Кроме того, в силу его свойств любой способ дает лишь на 90-99 % чистый продукт, в то время как примеси в виде металлов и углерода остаются все равно. Поэтому просто получить вещество недостаточно. Его следует еще и качественно очистить от посторонних элементов.

В целом же производство кремния осуществляется двумя основными путями:

1. Из белого песка, который представляет собой чистый оксид кремния SiO₂. При прокаливании его с активными металлами (чаще всего с магнием) происходит образование свободного элемента в виде аморфной модификации. Чистота такого способа высока, продукт получается с 99,9-процентным выходом.

2. Более широко распространенный способ в промышленных масштабах - это спекание расплава песка с коксом в специализированных термических печах для обжига. Данный способ был разработан русским ученым Бекетовым Н. Н.

Дальнейшая обработка заключается в подвергании продуктов методам очистки. Для этого используются кислоты или галогены (хлор, фтор).

ЗАДАНИЕ: Запишите 2 уравнения реакций, изучив способы получения кремния в промышленности и в лаборатории.

4. Физические свойства кремния. Работа с презентацией.

Аллотропные модификации кремния: кремний аморфный и кремний кристаллический.

5. Химические свойства кремния.

1) Аморфный Si реагирует с фтором: Si + 2F₂ = SiF₄ (фторид кремния)

2) При t реагирует с O₂, Cl₂, Br₂, S: Si + O₂ = SiO₂ (оксид кремния)

3) с металлами: Si + 2Mg = Mg₂Si (силицид магния)

4) с конц. водными р-рами щелочей: Si + 2NaOH + H₂O = Na₂SiO₃ + 2H₂↑

(силикат натрия)

6. Соединения кремния в природе.(сообщение ученика) (4 мин)

На поверхности земли минералы и горные породы постепенно разрушаются. Механическое и химическое разрушение минералов и горных пород под воздействием воды и воздуха называется выветриванием.

Силикаты входят во многие горные породы и их природную эрозию можно показать следующими уравнениями реакции.

Силикаты, входящие в состав минералов (их формулы выражают в виде оксидов), в природных условиях разрушаются под действием воды и оксида углерода (IV):

К₂О • Аl₂O₃ • 6SiO₂ + CO₂ + 2H₂O Аl₂O₃ • 2SiO₂ • 2H₂O+ 4SiO₂ + К₂CO₃

Ортоклаз каолинит кремнезем

Образовавшийся каолинит или глина и кремнезём – песок, образуют залежи глины и песка. Такими полезными ископаемыми богат и наш край.

ЗАДАНИЕ: запишите химические и тривиальные названия природных соединений кремния

в соответствующий кластер. (каолинит глина, кремнезем песок)

Какую роль он выполняет в живых организмах? (Сообщение ученика)

В живых организмах
Как образно заметил знаменитый американский химик кремнийорганик Е.Д. Рохов, в живых земных организмах содержится столько кремния, что для его железнодорожной перевозки в виде кремнезема (SiO2) понадобился бы железнодорожный состав, пять раз опоясывающий земной шар по экватору.

• Кремний находится в осоках, пальмах, хвощах, ,стеблях хлебных злаков, риса посевного . Этим объясняется повышенная прочность стеблей этих растений. Панцири инфузорий, тела губок, яйца и перья птиц, шерсть животных, волосы, стекловидное тело глаза также содержат кремний.

• У человека обнаружен в плотной соединительной ткани, почках, поджелудочной железе.

• Недостаток кремния снижает скорость обменных процессов , т.е. дефицит кремния –одна из причин старения.

• Способствует очищению организма, сорбируя вирусы и микроскопические грибы.

• Кремний отвечает за передачу нервных импульсов от мозга к каждой клетке тела.

7. Получение кремниевой кислоты.(опыт)

Жила в стране химии чудная дева.

В семействе кислот прослыла неумелой.

Была она, в общем, на студень похожа

Хоть кремний служил ей основою тоже.

Своими поступками всех удивляла,

В кислотном ряду исключением стала.

А при нагревании, вот чудеса,

Из неё получились: песок и вода!

Ближайший её сородич и брат,

Строитель известный, герой-силикат.

Узнали «красавицу» кто же она?

Конечно же ………………. (кремниевая кислота)

ЗАДАНИЕ: Запишите формулу кремниевой кислоты. Из каких химических элементов она состоит?

Получение. Кремниевая кислота единственная из неорганических кислот, которую нельзя получить реакцией оксида кремния с водой. Выполните лабораторный опыт по инструктивной карте

Тема опыта: «Получение кремниевой кислоты, изучение её свойств»

Цель опыта: получить в лабораторных условиях кремниевую кислоту из силикатов, изучить её физические свойства.

Прилейте к раствору силиката натрия раствор соляной кислоты. Что наблюдаете? Сделайте вывод о физических свойствах кремниевой кислоты. Составьте уравнение химической реакции в молекулярном и ионном виде.

Оформите опыт в соответствующем кластере.

Способ её получения отличается от способа получения других кислот, так как по строению она является поли – соединением.

Исследуем физические свойства кислоты добавьте воды в пробирку.

Кислота в воде нерастворима , раствор выполнить нельзя, что можно сказать тогда о её химических свойствах?

«Если кислота не растворима, то свойства характерные для других кислот для неё не характерны.»

Соли кремниевой кислоты. (Демонстрация клея и выросших водорослей)

1. VIII. Этап рефлексии.
   
   Цель: обеспечить усвоение учащимися принципов саморегуляции и сотрудничества.
   Незаконченные предложения.
   Мне показалось важным…
   Урок навёл на размышления…
   Я чувствовал…
   Я приобрёл…
   Я могу похвалить себя за…
   Я могу похвалить своих друзей за…
   Домашнее задание Параграф 31 упр. 3, 4

Подготовить презентацию ( на выбор) по теме: «Производство стекла» «Производство керамики и фарфора», « Силикатная промышленность», «Силикон- материал будущего», « Магия камней», « Кремнийорганические соединения в нашей жизни»

Выставление оценок. Прощание. Спасибо за урок.

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение

Губаревская средняя школа

Конспект урока химии

По теме «Кремний и его соединения»

9 класс

Разработал:

Учитель химии Чурсина О.Н.

Губарево 2017