化學教案－硅 碳族元素

硅·碳族元素

第一節 碳族元素 [1]

第二節 硅及其重要化合物 [2]

第三節 硅酸鹽工業簡述 [1]

第一節碳族元素

一。教學目的要求

     運用物質結構和元素周期律的知識，掌握碳族元素的特點和一些重要性質的遞變規律。

二。教學重點

  碳族元素的性質及其遞變規律。

[教學過程 ]

  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，容易生成共價化合物。

  最外層電子層電子數4個，據此可以推測化合價最高正價+4，有時也顯正二   價。

  最高正價氧化物為RO2，水化物分子式為H2RO3或R(OH)2，氣態氧化物分子式為RH4，其穩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，錫、鉛為金屬。

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

  R(OH)2以堿性為主，R(OH)2以酸性為主。

     第二節  硅及其重要化合價

一、教學的目的要求

  1·認識硅和SiO2的結構性質用途。

  2·了解原硅酸、硅酸的組成和性質。

       初步了解幾種硅酸鹽的組成和用途。

二、教學重點

  硅和二氧化硅的晶體結構和性質。

三、教學過程 

  （硅和二氧化硅的晶體結構和性質。）

  指導學生看書P100~104

  提問：

  1·為什么硅和金剛石的硬度較大？熔沸點較高？

  2·為什么晶體硅在硬度、熔沸點方面都不如金剛石？

  3·二氧化碳和二氧化硅在性質上、結構上有什么不同？

[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又不同。

      投影： 鍵能 熔點 沸點 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

從表中數據可以看出，金剛石比晶體硅的鍵能大，因此金剛石的熔沸點比晶體硅的熔沸點高，金剛石的硬度比晶體硅的硬度大。

（二）化學性質

1。碳、硅能和氧氣反應

C＋O2＝CO2

Si＋O2＝SiO2

2。硅和強堿反應

Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2

3。碳和硅反應生成碳化硅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，得到結論：

（二）化學性質：

1。和堿性氧化物反應

SiO2＋CaO＝CaSiO3

2。和堿反應

SiO2＋2NaOH＝NaSiO3＋H2O

3。和HF反應

SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O 玻璃繪圖

提問：如何用實驗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、硅酸鹽工業簡述

教學目的：

使學生初步了解水泥、玻璃的主要成分和生產水泥、玻璃的簡單原理。

教學重點：

水泥、玻璃的主要成分和制造普通玻璃的化學反應原理。

教學過程 ：

指導學生看書，學生回答。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〉生產過程：

先磨，后燒，再磨（二磨一燒）

發生復雜的物理化學變化。

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

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 呈藍白色

        Ca2O   呈紅色