硅碳族元素的化学教案

一。教学目的要求

运用物质结构和元素周期律的知识，掌握碳族元素的特点和一些重要性质的递变规律。

二。教学重点

碳族元素的性质及其递变规律。

[教学过程]

名称：碳C硅Si锗Ge锡Sn铅Pb

位于易失电子和易得电子的主族元素中间，容易生成共价化合物。

最外层电子层电子数4个，据此可以推测化合价最高正价+4，有时也显正二价。

最高正价氧化物为RO2，水化物分子式为H2RO3或R(OH)2，气态氧化物分子式为RH4，其稳定性随原子的增加而减小，第四主族元素的非金属性比氮、氧、卤素的弱，锗的金属性比非金属性强，锡、铅为金属。

在本族中，C、Si、Ge、Sn以+4价为主，Pb以+2为主，除H2CO3和H2SiO3显酸性外，Ge、Sn、Pb的二价和四价氢氧化物都显二性。

R(OH)2以碱性为主，R(OH)2以酸性为主。

第二节硅及其重要化合价

一、教学的目的要求

1·认识硅和SiO2的结构性质用途。

2·了解原硅酸、硅酸的组成和性质。

初步了解几种硅酸盐的组成和用途。

二、教学重点

硅和二氧化硅的晶体结构和性质。

三、教学过程

(硅和二氧化硅的晶体结构和性质。)

指导学生看书P100~104

提问：

1·为什么硅和金刚石的硬度较大?熔沸点较高?

2·为什么晶体硅在硬度、熔沸点方面都不如金刚石?

3·二氧化碳和二氧化硅在性质上、结构上有什么不同?

[讲]一、硅

(一)硅和金刚石都属于原子晶体，但是它们的硬度和熔沸点又不同。

投影：键能熔点沸点硬度

金刚石C-C83千卡/摩尔3350℃4828℃10

晶体硅Si-Si43千卡/摩尔1410℃2355℃7

从表中数据可以看出，金刚石比晶体硅的键能大，因此金刚石的熔沸点比晶体硅的熔沸点高，金刚石的硬度比晶体硅的硬度大。

(二)化学性质

1。碳、硅能和氧气反应

C+O2=CO2

Si+O2=SiO2

2。硅和强碱反应

Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2

3。碳和硅反应生成碳化硅SiC

SiC是原子晶体，硬度大。

(三)纯硅的制取

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，得到结论：

(二)化学性质：

1。和碱性氧化物反应

SiO2+CaO=CaSiO3

2。和碱反应

SiO2+2NaOH=NaSiO3+H2O

3。和HF反应

SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O玻璃绘图

提问：如何用实验证明石灰石中混有石英?

如何除去石灰石中的石英?

三、硅酸、硅酸盐

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。硅酸盐

Na2SiO3水玻璃无色粘稠的液体

介绍用氧化物形式表示硅酸盐的方法

硅酸钠：Na2SiO3(Na2O·SiO2)

镁橄榄石：Mg2SiO4(2MgO·SiO2)

高岭石：Al2(SiO5)·(OH)4

(Al2O3·2SiO2·2H2O)

第三节、硅酸盐工业简述

教学目的：

使学生初步了解水泥、玻璃的主要成分和生产水泥、玻璃的简单原理。

教学重点：

水泥、玻璃的主要成分和制造普通玻璃的化学反应原理。

教学过程：

指导学生看书，学生回答。板书如下：

1。水泥

1〉普通水泥的主要原料

石灰石CaCO3

粘土Al2O3·2SiO2·2H2O

2〉生产过程：

先磨，后烧，再磨(二磨一烧)

发生复杂的物理化学变化。

3〉主要成分：

硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙

3CaO·SiO22CaO·SiO23CaO·Al2O3

2。玻璃

1〉普通玻璃的主要原料

纯碱(Na2CO3)石灰石(CaCO3)

硅石(SiO2)

2〉主要反应

Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2↑

CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2↑

3〉普通玻璃的主要成分

Na2SiO3CaSiO3SiO2

几种常见玻璃的组成、用途和有色玻璃的形成。

加金属氧化物Ca2O3呈蓝白色

Ca2O呈红色

二氧化碳二氧化硅

结构分子晶体190千卡/mol原子晶体88千卡/mol

色态无色白色

物理熔点-57℃1723℃

性质沸点-79℃升华2230℃

硬度08

溶解性微溶难溶