Министерство образования и науки РБ

МБОУ «Улюнская СОШ»

Конспект урока по теме:

«Кремний и его соединения»

Составил: учитель химии

Бадмаева Лариса Васильевна

2012 г


Конспект урока по теме:

«Кремний и его соединения»

Цель урока:
Изучение свойств кремния и его соединений
Образовательные задачи:
1. Изучить особенности строения атома кремния в сравнении с углеродом 2. Рассмотреть природные соединения кремния: кремнезем, полудрагоцен- ные камни и выявить причины их широкого распространения. 3. Изучить различия оксида углерода и оксида кремния с точки зрения их кристаллических решеток 4. Исследовать химические свойства кремниевой кислоты и силикатов. 5. Ознакомить с практическим применением соединений кремния (жидких кристаллах в современной технике, солнечных батареях, канцелярском клее, несгораемых тканях, силикагеле)
Развивающие задачи:
1.Развитие предметных компетенций: умения анализировать явления окружающего мира в химических терминах, способность говорить и думать на химическом языке 2. развитие и совершенствование практических навыков исследования 3. развитие учебно-познавательных компетенций: целеполагания, планирования, самооценки, добывания знаний непосредственно из реальности, владение приемами действий в нестандартных ситуациях
Воспитательные

задачи
: Воспитание навыков сотрудничества, воспитание доминанты самосовершенствования – установка на осознанное и целенаправленное улучшение личностью самой себя
Тип урока
– урок формирования новых знаний и способов деятельности.
Форма урока
– Способ подачи – проблемный урок
Методы обучения и активизации
: - побуждение к учебной деятельности через создание проблемных ситуаций. - метод эвристических вопросов - Осознание практической значимости изучаемых явлений: демонстрация работы солнечной батареи - Частично-поисковый метод – лабораторный опыт: получение геля, изучение свойств стекла на примере получения пипетки. - Словесные методы – беседа, защита реферата,
Форма организации
– фронтальная работа.
Средства обучения
:
1.
использование ИКТ
2.
Использование таблиц периодической таблицы Д.И. Менделеева, таблицы растворимости
3.
Применение лабораторного оборудования: , солнечные кремниевые батареи пробирки, , подставки для пробирок, стеклянные трубочки, спички,
4.
Использование реактивов: канцелярский клей – силикат натрия, соляная кисло- та; просушенная ткань, пропитанная канцелярским клеем.
5.

Планирование урока:

1.
Организационный момент – 3 мин
2.
Мотивационно-ориентировочная деятельность- изучение строения кремния и его оксида (создание проблемной ситуации) - 7 мин (сравнение оксида кремния и оксида углерода)

3.
аналитическая деятельность (сравнение атома кремния и оксида кремния с уг- леродом и оксидом углерода (IV)– 10 мин
4.
изучение свойств соединений кремния – кремниевой кислоты и силикатов.13 мин
5.
лабораторная работа: изготовление пипеток. 10 мин
6.
Контрольно-оценочный этап - 2 мин Ход урока
Деятельность учителя

Деятельность учащихся

1этап. Организационный момент
. (3 мин) Ознакомление с темой урока «Кремний и его соединения» Оформление доски. Цель урока – должны вывести после просмотра презентации, изучения коллекции минера лов и демонст рации р а б о т ы солнечных батарей 2 .
Мотивационно-ориентировочная

деятельность (7 мин)
Демонстрация полудрагоценных камней на экране: аметиста, яшмы, аметрина, горного хрусталя, граната, дымчатого кварца, жадеита, оникса, опала, сердолика, цитрина, содержащих кремний Изучение коллекций минералов и горных пород: Кремень, яшма, кварц, песок. - Обратите внимание на края кремния. - Когда начали впервые использовать этот камень? - Почему выбрали именно этот камень? - сообщение ученика о работе солнечных батарей - Что объединяет эти вещества? - Какова цель нашего урока? - по какому плану необходимо начинать изучение? Рассматривают полудрагоценные камни , обращают внимание на формулы веществ. Изучают физические свойства камей: цвет и другие индивидуальные свойства - В каменном веке, орудие первобытного человека. - Кремень имеет острые края для обработки и повсеместно распространен Лабораторный опыт, проводимый докладчиком. Наблюдают за действием электрического мотора и лампочки работающих от солнечной кремниевой батареи - Все указанные вещества имеют в своем составе кремний - Изучить строение атома кремния и свойства его соединений - состав и строение атома кремния Физические и химические свойства кремния Свойства соединений кремния и применение на основе свойств
- составьте формулы
высшего оксида крем-

н и я
и углерода, укажите их характер, со- ставьте уравнения реакций с водой Разбор ошибок. Вода по песку течет, но кремниевой кислоты не образуется. - Почему оксид кремния в отличие от оксида углерода (IV) с водой не реагирует. - у углекислого газа молекулярная кристал- лическая решетка. Определите по физиче- ским свойствам тип решетки у SiO2: твердое вещество, нерастворимое в воде, температура плавления высокая, ток не проводит, значит …. (Демонтрация различных кристаллических решеток) 4. Изучение свойств соединений кремния Со- единения кремния
– кремниевая кислота
. Проведение демонстрационного опыта: Взаимодействие силиката натрия (канцеляр- ский клей) с соляной кислотой. Составить уравнение в молекулярном и ионном виде. Что выпало в осадок? Как опишите состоя- ние вещества – жидкое и или твердое? (Дер- жу пробирку перевернутой, содержимое не выливается) Образуется коллоидный раствор. Подобное Состояние описано Титом Лукре- цией Кара «…Не столь они легки, чтобы эфир небесес- ный их забрал, Не столь тяжелы - чтобы упасть к низшим мирам» При высыхании используется как силика- гель, используется в качестве адсорбента. Что такое адсорбция?
Силикаты – соли кремниевой кислоты.

Демонстрация опыта
На предыдущем уроке заложен опыт: смочи- ли в канцелярском клее кусочек бинта и вы- сушили. Проверяем горючесть бинта без клея, затем с высушенным клеем. В первом случае бинт ярко вспыхивает, во-втором, бинт не загора- ется. Где можно использовать эти данные? Силикаты входят в состав асбеста, силикат- ного огнеупорного кирпича. Соединения кремния служат основой для производства стекла. - СO2 и SiO2 характер оксидов кислотный - составляют уравнения взаимодействия оксидов с водой. Некоторые ошибочно составляют уравнения с оксидом кремния. - предлагают варианты ответов, что в результате образуется нерастворимая кислота - SiO2 – атомная решетка, а СO2 - молекулярная причины различий в различии кристаллических решеток. - составляют уравнение реакции - кремниевая кислота Напоминает гель, студень. - дают определение адсорбции. - Для изготовления одежды у пожарных
- составьте формулы
высшего оксида крем-

н и я
и углерода, укажите их характер, со- ставьте уравнения реакций с водой Разбор ошибок. Вода по песку течет, но кремниевой кислоты не образуется. - Почему оксид кремния в отличие от оксида углерода (IV) с водой не реагирует. - у углекислого газа молекулярная кристал- лическая решетка. Определите по физиче- ским свойствам тип решетки у SiO2: твердое вещество, нерастворимое в воде, температура плавления высокая, ток не проводит, значит …. (Демонтрация различных кристаллических решеток) 4-
Соединения кремния 13 мин

– кремниевая кислота
. Проведение демонстрационного опыта: Взаимодействие силиката натрия (канцеляр- ский клей) с соляной кислотой. Составить уравнение в молекулярном и ионном виде. Что выпало в осадок? Как опишите состоя- ние вещества – жидкое и или твердое? (Дер- жу пробирку перевернутой, содержимое не выливается) Образуется коллоидный раствор. Подобное Состояние описано Титом Лукре- цией Кара «…Не столь они легки, чтобы эфир небесес- ный их забрал, Не столь тяжелы - чтобы упасть к низшим мирам» При высыхании используется как силика- гель, используется в качестве адсорбента. Что такое адсорбция?
Силикаты – соли кремниевой кислоты.

Демонстрация опыта
На предыдущем уроке заложен опыт: смочи- ли в канцелярском клее кусочек бинта и вы- сушили. Проверяем горючесть бинта без клея, затем с высушенным клеем. В первом случае бинт ярко вспыхивает, во-втором, бинт не загора- ется. Где можно использовать эти данные? Силикаты входят в состав асбеста, силикат- ного огнеупорного кирпича. - СO2 и SiO2 характер оксидов кислотный - составляют уравнения взаимодействия оксидов с водой. Некоторые ошибочно составляют уравнения с оксидом кремния. - предлагают варианты ответов, что в результате образуется нерастворимая кислота - SiO2 – атомная решетка, а СO2 - молекулярная причины различий в различии кристаллических решеток. - составляют уравнение реакции - кремниевая кислота Напоминает гель, студень. - дают определение адсорбции. - Для изготовления одежды у пожарных
Соединения кремния служат основой для производства стекла.
5. Лабораторный опыт: 10 мин
. Получение пипеток и газоотводных трубок из стекла. Изучение свойств стекла Опишите свойства стекла - стекло аморфное вещество Подробнее о производстве стекла, цемента и керамических изделий изучим на следущем уроке. -
Домашнее задание

1
. Реферат – силикатная промышленность 2. упр 4б стр 185 Творческое задание • Представьте, что вы менеджер по снабжению в р е с т о р а н е . В а м необходимо закупить чистящие средства для работников кухни. Какие чистящие средства для мытья посуды, в частности стекла, хрусталя, вы приобретете? Почему? • Чистящий порошок «Сорти». Химический состав: Карбонат кальция, сульфат натрия, силикат натрия, сода кальцинированная. • Гель «Сорти». Химиче ский со став: Вода, ПАВ, загуститель, комплексообразователь, регулятор кислотности. • Чистящий порошок «Пемолюкс». Химический состав: Карбонат кальция, сульфат натрия, оксид кремния, силикат натрия, сода. Изготавливают пипетки и изогнутые под углом 90 градусов трубочки. Проверяют качество изготовления с помощью воды.
-
способность размягчаться и принимать любую форму, которая сохраняется при застывании. Преполагаемые ответы: Карбонат кальция нерастворимое вещество – нанесет царапины на стекле. Выбирают гель, нет абразивных средств О к с и д к р е м н и я - и м е е т а т о м н у ю кристаллическую решетку, очень твердый – тоже разрушает стекло.
Литература

1.
Миниэнциклопедия. Драгоценные камни – СПб:ООО «СЗКЭО», 2011. – 64с., ил.
2.
Л.А. Яковишин. Химические опыты с силикатным клеем//Химия в школе №8 2009
3.
А.А. Коровец. Кремний – элемент здоровья и молодости //Химия в школе №2 2010
4.
Л.С. Гузей. Лекции по общей химии/ Я иду на урок химии М.: «Первое сентября» 2000
5.
Н.В. Ширшина Химия 9 класс: Сборник элективных курсов / Сост Н.В. Ширшина. – Волгоград: Учитель, 2005. – 221с.
Литература для учащихся

1.
О.С. Габриелян 9 класс М.: Дрофа. 2010 -270 с
2.
Энциклопедия для детей «Аванта+» Том 17. Химия2002 -640с

Самоанализ урока по теме: «кремний и его соединения»
По следующему плану: 1. Место темы урока в системе других уроков 2. Характеристика класса, в котором проходил урок. Учет особенностей класса при планировании урока 3. Цели и задачи урока 4. Тип урока и его соответствие дидактическим целям. 5. Используемые методы в соответствии с изучаемым материалом. 6. Общие результаты урока.
1. Место темы урока в системе других уроков
Урок был дан в 9 «б» классе. Урок был дан на тему «Кремний и его соединения ». Он занимает 22 место из 25 уроков по теме «Неметаллы». Неметаллы изучают по расположению в периодической системе элементов. Эта тема взаимосвязана с темой «Углерод, и его соединения». Поэтому изучение проходит в сравнении с углеродом, также находящимся в четвертой группе ПСХЭ.
2. Характеристика класса, в котором проходил урок. Учет особенностей класса при

планировании урока
Класс, в котором прошел урок, отличается средним уровнем успеваемости. В классе 17 учащихся, один отсутствовал. На оценку «5» учатся – 3, оценку «8» - шесть учащихся, на оценку «3» – 6. Успеваемость класса- 100% , качество знаний - 50% , средний балл - 3,6. Атмосфера в классе спокойная. Большинство в классе умеют внимательно слушать, говорят обдуманно и сдержанно, но на открытом уроке не смогли полностью раскрыться. Форма урока – проблемный урок. Тип урока – урок формирования новых знаний и способов деятельности сочетает в себе комбинированные формы работы, т.е. проведение лабораторных опытов, эвристическая беседа. На уроке шло обсуждение научной проблемы – причины различий двух элементов и их соединений, находящихся в одной и той ж группе.
3.

Цели и задачи урока.

Образовательные задачи:
1 .Изучить особенности строения атома кремния в сравнении с углеродом 2. Рассмотреть природные соединения кремния: кремнезем, полудрагоценные камни и вы- явить причины их широкого распространения. 3. Изучить различия оксида углерода и оксида кремния с точки зрения их кристаллических решеток 4. Исследовать химические свойства кремниевой кислоты и силикатов. Ознакомить с практическим применением соединений кремния (жидких кристаллах в современной технике, солнечных батареях, канцелярском клее, несгораемых тканях, сили - кагеле)
Воспитательные задачи:
1. Умение ориентироваться в незнакомой ситуации. Умение разрешать возникающие проблемы, но основе собственной деятельности 2. Прививать навыки сотрудничества
Развивающие задачи:
1. Развитие творческого мышления, развитие интереса к познанию, исследованию 2. Развитие практических навыков проведения химического эксперимента.
3. Развитие учебных навыков – умения аргументировано отвечать в устной и письменной форме, оценивать ответы других учащихся 4. Формирование научного мировоззрения В соответствии с этими задачами урока выбран соответствующий тип урока
5. Тип урока и его соответствие дидактическим целям

Тип урока
по дидактической цели – урок формирования знаний и способов деятельности, мне как учителю необходимо было организовать деятельность на уроке таким способом, чтобы у него ребят возникли потребности и способности к самообразованию, их максимальной реализации. Оптимальным вариантом для самовыражения учащихся является урок - проблемный урок
Форма урока
– проблемный урок. Подготовка учащихся к уроку включает: подготовка реферата одним из учеников, закладка материала для демонстрационного опыта (подготовка негорючего материала) Роль учителя в том, что он учит видеть причины различий в изучаемых явлениях. Необходимо акцентировать внимание учащихся на важных моментах в содержании занятия, при необходимости выдвигать проблемные вопросы, что и было сделано на уроке. Сталкивать мнения, различные точки зрения, привлекать к обсуждению возможно большее число участников.
6. Используемые методы в соответствии с изучаемым материалом.

Методы обучения и активизации:
Применяемые на уроке методы соответствуют принципам развивающего обучения. 1. Пути формирования познавательной активности – через материал имеющий личностно- значимый практикоориентированный характер. Используются опыты, которые не применяются в обычной методике преподавания химии: получение негорючих материалов, пииеток, использование солнечных батарей на заимках. 2. Побуждение учебной деятельности через создание проблемных ситуаций. Частично- поисковый метод (лабораторные опыты с элементами поисковой работы). Проблемный эксперимент на уроках, дополненный элементами исследования, положительно влияет на уровень осмысления учащимися сложных теоретических вопросов курса химии. Разрешение противоречий, которые всегда возникают при проблемных экспериментах, происходит тогда, когда учащиеся переходят на новый уровень мышления. Вследствие этого возникает новое решение, появляется ясность в изучаемом вопросе. Систематическое выполнение проблемных опытов повышает уровень теоретической подготовки. Так, например, на уроках химии все практические работы носили исследовательский характер – определение веществ по физическим свойствах и определение кристаллической решетки 3. Межпредметная связь с физикой при преобразовании однового вида энергии в другую. 5. словесный метод (дискуссия). Умение грамотно говорить – одно из важных ключевых компетенций человека, которые необходимы во всей его дальнейшей жизни и на каждом уроке они должны развиваться
Форма организации
–фронтальная работа.
Используемые средства:

1.
Применение лабораторного оборудования –

использование ИКТ
2.
Использование таблиц периодической таблицы Д.И. Менделеева, таблицы растворимо - сти
3.
Применение лабораторного оборудования: , солнечные кремниевые батареи пробирки, , подставки для пробирок, стеклянные трубочки, спички,
4.
Использование реактивов: канцелярский клей – силикат натрия, соляная кислота; про- сушенная ткань, пропитанная канцелярским клеем.

Планирование урока
1. 1 Организационный момент – 3 мин Целеполагание (3 мин) На первом этапе были решены организационные вопросы для начала урока. Ознакомились с планом проведения урока,
2.
Мотивационно-ориентировочная деятельность - изучение строения кремния и его окси- да (создание проблемной ситуации) - 7 мин (сравнение оксида кремния и оксида угле- рода) Демонстрация полудрагоценных камней на экране, изучение коллекция горных пород, работы солнечной батареи) Вывод на цель урока.
3.
аналитическая деятельность (сравнение атома кремния и оксида кремния с углеродом и оксидом углерода (IV)– 10 мин. Изучают схему строения атомов кремния и углерода, выявляют причины различий. Разрешают проблему почему оксид кремния твердый, ок - сид углерода – газообразный.
4.
изучение свойств соединений кремния – кремниевой кислоты и силикатов. Провожу демонстрационный опыт получения кремниевой кислоты. Знакомятся в новым состоя - нием системы – коллоидный раствор. Выясняют причины такого состояния. 13 мин
5.
лабораторная работа: изготовление пипеток. Происходит смена деятельности. Опыт имеет практическое значение, одновременно изучают свойства стекла 10 мин
6.
Контрольно-оценочный этап – Дается домашнее задание, выявляющее уровень химиче- ских компетенций, через выбор средств для очистки посуды в ресторане. В данных за- даниях не должно быть подсказки. 2 мин
Общие результаты урока
Цель урока в целом была достигнута. Учащиеся справились с раскрытием вопросов, хотя испытывали трудности. Дополняли и поправляли ответы друг друга. Использовали наглядности при ответах. Нарушений правил техники безопасности не было. Четверо учащихся ответили на “4”



ГАЛЬВАНОСТЕГИЯ
После анодирования алюминия естественно будет перейти к очередным электрохимическим опытам, благо под рукой есть и электролитическая ванна, и источник тока, и ключ с реостатом. В этих экспериментах мы будем извлекать металл из раствора и нан осить его на поверхность. Этот процесс называют гальваностегией, а покрытия - гальваническими. Кстати, анодирование алюминия тоже относится к гальваностегии. Сначала поучимся наносить на стальную поверхность медь . Меднение очень распространено в промышленн ости, и не только как самостоятельный процесс, но и (пожалуй, даже чаще) как подготовительная операция перед покрытием другими, более прочными и нарядными пленками - хромовыми, никелевыми, серебряными. Причина в том, что медь, правильно нанесенная, очень п рочно держится на стали и выравнивает шероховатости и дефекты его поверхности, а другие металлы, в свою очередь, хорошо осаждаются на медной пленке. Казалось бы, все просто: обработал стальную деталь раствором медного купороса, более активное железо вытесн ило медь из раствора, и она осела на поверхность. Действительно, так и будет (можете проверить, опустив чистый гвоздь в раствор
CuSO

4
). Но слой меди на поверхности очень рыхлый - его легко стереть даже тряпкой. А при электрохимической обработке медный слой получается ровным и прочным. Вот очень простой способ меднения . С одного конца мягкого многожильного провода снимите изоляцию и растеребите тонкие медные проволочки, чтобы получилась "кисть". Для удобства работы привяжите ее к деревянной палочке или карандашу, а другой конец провода подсоедините к положительному полюсу батарейки для карманного фонаря. Электролит - концентрированный раствор медного купороса, желательно слегка подкисленный, - налейте в широкую склянку, в которую удобно будет макать "кисть". Подготовьте стальную пластинку или другой небольшой предмет, желательно с плоской поверхностью. Протрите его мелкой наждачной шкуркой и обезжирьте, прокипятив в растворе стиральной соды . Положите пластинку в ванночку или кювету и подсоедините ее проводом к отрицательному полюсу батарейки. Схема собрана, осталось только ввести электролит. Обмакните "кисть" в раствор медного купороса и проведите ею вдоль пластинки, стараясь не дотрагиваться до поверхности; работайте так, чтобы между пластинкой и кистью был вс егда слой электролита. Проводки все время должны быть смочены раствором. На глазах пластинка будет покрываться красным слоем металлической меди. На обработку маленькой детали уйдут считанные минуты. Если же поверхность больше, то потребуется не только дополнительное время, но и дополнительная батарейка; соедините ее с первой параллельно. Когда покрытие нанесено, высушите деталь на воздухе , и матовый слой меди натрите до блеска шерстяной или суконной тряпкой. Кстати, этот опыт можно ставить и с алюминиевой, и с оцинкованной пластинкой. Такой процесс, при котором деталь не опускают в электролитическую ванну, а обрабатывают снаружи небольшими участками, добавляя все время электролит, порой используют и на практике, особенно в тех случаях, когда деталь настолько велика, что для нее не подберешь подходящей ванны. Например, когда надо подновить покрытие на обшивке океанского корабля... Впрочем, если детали невелики, их обычно все же погружают в ванну с электролитом - это быстрее и удобнее. Вот как это делают при никелировании стали, или, точнее, перед никелированием, ибо без предварительного омеднения пластинки в этом случае не обойтись.
Металлический предмет, который вы решили покрыть никелем (пусть это будет водопроводный кран или табличка для двери), обработайте, как обычно, наждач- ной бумагой, чтобы удалить оксидную пленку, протрите щеткой, как следует про- мойте водой, обезжирьте в горячем содовом растворе и промойте еще раз. В банку или стакан опустите на проволочках (лучше медных) две медные пластинки - аноды. Между ними на проволочке же подвесьте деталь (все эти проволочки, на- поминаем, удобнее всего обмотать вокруг карандаша и положить его на края банки). Те проволочки, которые идут от медных пластинок, соедините вместе и подключите к положительному полюсу источника тока, а деталь - к отрицательно- му; включите в цепь реостат или радиосопротивления на 200-300 Ом, чтобы регу- лировать ток, и миллиамперметр (тестер). Источник постоянного тока - две-три батарейки для карманного фонаря, соединенные параллельно, или аккумулятор с напряжением не более 6 В. Раствор электролита - 20 г медного купороса и 2-3 мл серной кислоты на 100 мл воды - налейте в стакан, раствор должен полностью покрыть электроды. Поль- зуясь реостатом или подбирая сопротивления, установите ток от 10 до 15 мА на каждый квадратный сантиметр поверхности детали. Минут через двадцать выклю- чите ток и выньте деталь - она покрыта тонким слоем меди. Электролит меднения не выливайте, он еще пригодится. Далее - собственно никелирование. Приготовьте новый электролит (30 г суль- фата никеля, 3,5 г хлорида никеля и 3 г борной кислоты на 100 мл воды) и налей- те этот электролит в другой стакан. Для никелирования нужны никелевые электро- ды. Опустите их в электролит, соберите схему так же, как при меднении, и включи- те ток, вновь примерно на двадцать минут. Выньте деталь, промойте и просушите ее. Она покрыта серовато-матовым слоем никеля. Чтобы покрытие приобрело привычный блеск, его надо отполировать. Электролит для хромирования содержит обычно хромовую кислоту. Но так как этой кислоты у вас, вероятно, нет, прибегнем к обходному маневру. Вы уже полу- чали зеленый хромовый пигмент. Если же вы не ставили тот опыт, то имейте в виду, что хромовый зеленый продается в магазинах. Сплавьте оксид хрома с со- дой на воздухе, т. е. нагрейте смесь в чистой металлической банке. Вы получили хромат натрия
Na

2

CrO

4
. Растворите его в воде, профильтруйте и подкислите сер- ной кислотой; в этом растворе можно проводить хромирование. Разумеется, если у вас есть готовый хромат натрия, готовить его излишне. Небольшой предмет, который вы собираетесь хромировать, обработайте как обычно наждачной бумагой, обезжирьте, протравите слабым раствором кислоты и промойте. Он будет катодом, подсоедините его к отрицательному полюсу источни- ка тока. Анод нужен инертный, например, графитовый. Разберите старую бата- рейку и извлеките из нее графитовый стержень. Чтобы получить ток, достаточный для хромирования, надо взять аккумулятор либо несколько батареек для карманного фонаря. Время опыта и требуемый ток подберите самостоятельно. По окончании электролиза выньте деталь из электро- лита, тщательно промойте ее и отполируйте до блеска тряпочкой с зубным порош- ком.