化學(xué)教案－硅 碳族元素

硅·碳族元素

第一節(jié) 碳族元素

第二節(jié) 硅及其重要化合物

第三節(jié) 硅酸鹽工業(yè)簡(jiǎn)述

 

第一節(jié)碳族元素

一。教學(xué)目的要求

     運(yùn)用物質(zhì)結(jié)構(gòu)和元素周期律的知識(shí)，掌握碳族元素的特點(diǎn)和一些重要性質(zhì)的遞變規(guī)律。

二。教學(xué)重點(diǎn)

  碳族元素的性質(zhì)及其遞變規(guī)律。

[教學(xué)過程 ]

  名稱：碳    C  硅 Si 鍺 Ge 錫 Sn 鉛 Pb

  位于易失電子和易得電子的主族元素中間，容易生成共價(jià)化合物。

  最外層電子層電子數(shù)4個(gè)，據(jù)此可以推測(cè)化合價(jià)最高正價(jià)+4，有時(shí)也顯正二   價(jià)。

  最高正價(jià)氧化物為RO2，水化物分子式為H2RO3或R(OH)2，氣態(tài)氧化物分子式為RH4，其穩(wěn)定性隨原子的增加而減小，第四主族元素的非金屬性比氮、氧、鹵素的弱，鍺的金屬性比非金屬性強(qiáng)，錫、鉛為金屬。

  在本族中，C、 Si  、 Ge、 Sn以+4價(jià)為主， Pb以+2為主，除H2CO3和H2SiO3顯酸性外， Ge、 Sn、 Pb的二價(jià)和四價(jià)氫氧化物都顯二性。

  R(OH)2以堿性為主，R(OH)2以酸性為主。

 

     第二節(jié)  硅及其重要化合價(jià)

一、教學(xué)的目的要求

  1·認(rèn)識(shí)硅和SiO2的結(jié)構(gòu)性質(zhì)用途。

  2·了解原硅酸、硅酸的組成和性質(zhì)。

       初步了解幾種硅酸鹽的組成和用途。

二、教學(xué)重點(diǎn)

  硅和二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。

三、教學(xué)過程 

  （硅和二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。）

  指導(dǎo)學(xué)生看書P100~104

  提問：

  1·為什么硅和金剛石的硬度較大？熔沸點(diǎn)較高？

  2·為什么晶體硅在硬度、熔沸點(diǎn)方面都不如金剛石？

  3·二氧化碳和二氧化硅在性質(zhì)上、結(jié)構(gòu)上有什么不同？

[講]一、硅

（一）硅和金剛石都屬于原子晶體，但是它們的硬度和熔沸點(diǎn)又不同。

      投影： 鍵能 熔點(diǎn) 沸點(diǎn) 硬度

金剛石 Ｃ－Ｃ ８３千卡／摩爾 ３３５０℃ ４８２８℃ １０

晶體硅 Ｓｉ－Ｓｉ４３千卡／摩爾 １４１０℃ ２３５５℃ ７

從表中數(shù)據(jù)可以看出，金剛石比晶體硅的鍵能大，因此金剛石的熔沸點(diǎn)比晶體硅的熔沸點(diǎn)高，金剛石的硬度比晶體硅的硬度大。

（二）化學(xué)性質(zhì)

１。碳、硅能和氧氣反應(yīng)

Ｃ＋Ｏ2＝ＣＯ2

Ｓi＋Ｏ2＝ＳｉＯ2

２。硅和強(qiáng)堿反應(yīng)

Ｓi＋2ＮaＯＨ＋Ｈ2Ｏ＝Ｎa2ＳiＯ3＋２Ｈ2

３。碳和硅反應(yīng)生成碳化硅ＳiＣ

ＳｉＣ是原子晶體，硬度大。

（三）純硅的制取

ＳiＯ2＋２Ｃ＝Ｓi＋２ＣＯ2↑

粗硅

Ｓi＋２Ｃl2＝ＳiＣl4 四氯化硅

ＳiＣl4＋２Ｈ2＝Ｓi＋４ＨＣl

二、二氧化硅

（一）打出下列投影，得到結(jié)論：

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

（二）化學(xué)性質(zhì)：

１。和堿性氧化物反應(yīng)

ＳiＯ2＋ＣaＯ＝ＣaＳiＯ3

２。和堿反應(yīng)

ＳiＯ2＋２ＮaＯＨ＝ＮaＳiＯ3＋Ｈ2Ｏ

３。和ＨＦ反應(yīng)

ＳiＯ2＋４ＨＦ＝ＳiＦ4↑＋２Ｈ2Ｏ 玻璃繪圖

提問：如何用實(shí)驗(yàn)證明石灰石中混有石英？

如何除去石灰石中的石英？

三、硅酸、硅酸鹽

１。硅酸不能直接制取

Ｎa2ＳiＯ3＋２ＨＣｌ＝Ｈ4ＳiＯ4↓＋２ＮaＣｌ

Ｈ4ＳiＯ4＝Ｈ2ＳiＯ3＋Ｈ2Ｏ

弱酸，酸性小于碳酸

２。硅酸鹽

Ｎa2ＳiＯ3 水玻璃 無色粘稠的液體

介紹用氧化物形式表示硅酸鹽的方法

硅酸鈉：Ｎa2ＳiＯ3 （Ｎa2Ｏ·ＳiＯ2）

鎂橄欖石：Ｍg2ＳiＯ4（２ＭｇＯ·ＳiＯ2）

高嶺石：Ａｌ2（ＳｉＯ5）·（ＯＨ）4

（Ａｌ2Ｏ3·２ＳｉＯ2·２Ｈ2Ｏ）

第三節(jié)、硅酸鹽工業(yè)簡(jiǎn)述

教學(xué)目的：

使學(xué)生初步了解水泥、玻璃的主要成分和生產(chǎn)水泥、玻璃的簡(jiǎn)單原理。

教學(xué)重點(diǎn)：

水泥、玻璃的主要成分和制造普通玻璃的化學(xué)反應(yīng)原理。

教學(xué)過程 ：

指導(dǎo)學(xué)生看書，學(xué)生回答。板書如下：

１。水泥

１〉普通水泥的主要原料

石灰石 ＣaＣＯ3

粘土 Ａｌ2Ｏ3·２ＳｉＯ2·２Ｈ2Ｏ

２〉生產(chǎn)過程：

先磨，后燒，再磨（二磨一燒）

發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化。

３〉主要成分：

硅酸三鈣、 硅酸二鈣、 鋁酸三鈣

３ＣａＯ·ＳｉＯ2 ２ＣａＯ·ＳｉＯ2 ３ＣａＯ·Ａｌ2Ｏ3

２。玻璃

１〉普通玻璃的主要原料

純堿（Ｎa2ＣＯ3）石灰石（ＣaＣＯ3）

硅石（ＳiＯ2）

２〉主要反應(yīng)

Ｎa2ＣＯ3＋ＳiＯ2＝Ｎa2ＳiＯ3＋ＣＯ2↑

ＣaＣＯ3＋ＳiＯ2＝ＣaＳiＯ3＋ＣＯ2↑

３〉普通玻璃的主要成分

Ｎa2ＳiＯ3  ＣaＳiＯ3   ＳiＯ2

  幾種常見玻璃的組成、用途和有色玻璃的形成。

  加金屬氧化物   Ca2O3 呈藍(lán)白色

        Ca2O   呈紅色

 

 

二氧化碳

二氧化硅

結(jié)構(gòu)

分子晶體190千卡/mol

原子晶體88千卡/mol

 

色態(tài)

無色

白色

物理

熔點(diǎn)

－57℃

1723℃

性質(zhì)

沸點(diǎn)

－79℃ 升華

2230℃

 

硬度

0

8

 

溶解性

微溶

難溶

 

化學(xué)教案－硅 碳族元素

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