Урок по теме "Гидролиз"
план-конспект урока по химии (11 класс) по теме

Гидролиз

• Цель урока:  формирование у обучающихся понятия гидролиза солей, освоение эмпирических методов исследования, определение роли химических знаний в повседневной практической жизни.

Задачи:

Образовательные

• Сформировать определение понятия “гидролиз”, научить объяснять химические процессы, протекающие в водных растворах солей, записывать уравнения реакций гидролиза.

Развивающие

• Развивать умения наблюдать за происходящими изменениями с веществами, формулировать проблему, определять тему и цель, выдвигать и проверять гипотезу исследования, осуществлять сбор, обработку и интерпретацию данных, доказательно излагать свои выводы.

Воспитательные

•  Сформировать понимание практического значения гидролиза в природе и жизни человека,  воспитывать чувство ответственности за состояние окружающей среды.

Тип урока: изучение нового материала

Вид урока: лабораторный

Методы обучения: репродуктивный,  проблемно-поисковый, практический метод самостоятельной работы

Оборудование и реактивы:

Лабораторный эксперимент: универсальная индикаторная бумага; растворы солей: хлорид натрия, хлорид меди (II), карбонат натрия;  пробирки, штатив для пробирок; таблица растворимости; мультимедийная презентация, компьютер.

Демонстрационный эксперимент: растворы гидроксида натрия, соляной кислоты, вода дистиллированная и водопроводная, лакмусовая бумага, пробирки, штатив для пробирок, держатель.

Ход урока

I. Актуализация знаний.

На этом этапе происходит подготовка учащихся к активному сознательному усвоению материала путем активизации имеющихся знаний и умений. Вопросы беседы визуализированы (слайд 12, 16, 17)

Интеллектуальная разминка.

1. Назовите формулы сильных оснований.
2. Назовите формулы слабых оснований.
3. Назовите формулы сильных кислот.
4. Назовите формулы слабых кислот
5. По какому признаку эти вещества классифицируются на сильные и слабые?
6. Какие ионы образуются при диссоциации оснований?
7. Какова среда раствора в данном случае?
8. Какие ионы образуются при диссоциации кислот?
9. Какова среда раствора в данном случае?
10. Сформулируйте вывод, присутствие каких ионов обуславливает щелочную и кислотную реакцию среды?
11. Как меняется цвет индикаторов в щелочной и кислотной среде? (слайд 12)
12. Дайте определение солям в свете ТЭД.
13. Классификация солей. Приведите формулы (слайд 16)

14. Даны растворы кислоты, щелочи и вода. Как их  распознать?

II. Проблемный демонстрационный опыт (слайд 4)

 Перед вами четыре пробирки, в которых растворы кислоты, щелочи, дистиллированная и водопроводная  вода. Поочередно лакмусовую бумагу помещаем в растворы. Результаты реакций в 1-3 пробирках объяснимы, но как объяснить слабощелочную реакцию среды с водопроводной водой?

III. Формулировка учащимися цели исследования

Основные идеи, высказанные учащимися, записываем на доске:

природная вода содержит различные примеси – соли, возможно, они и будут определять среду раствора.

Можете ли вы, основываясь на имеющихся знаниях, объяснить химическую сущность результатов или вы столкнулись с неизвестным пока для вас явлением? Это явление  - гидролиз солей в водных растворах, и ему мы посвятим сегодняшний урок. Сформулируйте цель нашего занятия.

Постановка цели урока: изучить сущность гидролиза солей водных растворах

IV. Самостоятельная поисковая деятельность

Формирование знаний о гидролизе: соблюдая правила по  ТБ, предлагается провести работу в парах, используя карточки-инструкции.

1.  Лабораторный опыт  (слайд 5)

«Исследование растворов солей с помощью индикатора»

                               Проделайте опыт

                                                                                                                 индикатор

К исходным растворам:                

1.Хлорид натрия;  

2.Хлорид меди (II);

3.Карбонат натрия

   добавьте лакмус

                                                                                        исходные растворы             опыт

Что вы наблюдаете? В каких случаях окраска лакмуса в водном растворе соли изменяется?        Впишите формулы солей в соответствующую колонку таблицы.        

Проанализируйте полученные результаты. Оформите результаты наблюдений в виде матричной таблицы и сформулируйте гипотезы различного поведения солей в растворе.

2. Работа с учебной картой  

Обсуждение результатов опыта, интерпретация полученных данных, выдвижение гипотез (если нет реальных гипотез, учитель советует обратить внимание на состав солей (слайд 17)). Одновременно учитель использует доску для написания уравнений реакций гидролиза солей, комментирует записи, вводит новые понятия (гидролиз, обратимость гидролиза, гидролиз по аниону, гидролиз по катиону, полный гидролиз,  стадии гидролиза, смещение равновесия, проговаривая алгоритм записи гидролиза солей). Учащиеся фиксируют последовательность смысловой информации  в тетрадях, формулируют выводы по каждому типу гидролиза.

Учебная карта «Гидролиз солей»

        Гидролиз – (греч. hydros - вода + lisis -  разложение) – взаимодействие веществ с водой (учитель кратко знакомит учащихся с практическим значением гидролиза (слайд 26))

        Результат гидролиза зависит от того, каким основанием и какой кислотой образована соль. Возможно 4 варианта (I - IV).

I. Соль образована сильной кислотой и сильным основанием, например хлорид натрия. При растворении в воде хлорид натрия диссоциирует:

_______________________________________________________________________

Предположим, что ион натрия взаимодействует с водой:

Na+ + HOH = NaOH + H+

        Образовавшийся гидроксид натрия – сильное основание, которое тут же распадается на ионы    NaOH = Na+ + OH-. Гидроксид-ионы моментально вступят в реакцию с ионами водорода   OH- + H+ = HOH. В результате с раствором ничего не происходит.

Вывод: катионы, образующие сильные основания, в гидролизе не участвуют.

Рассмотрим возможность участия в реакции с водой хлорид-ионов

Cl- + HOH = HCl + OH-

        Хлороводород в воде быстро диссоциирует  HCl = H+ + Cl-  в результате образуется вода  OH- + H+ = HOH.

        Вывод:____________________________________________________________

        Заключение:

1. Катионы, образующие сильные основания, в гидролизе не участвуют
2. Анионы, образующие сильные кислоты, в гидролизе не участвуют
3. В растворах солей, образованных сильной кислотой и сильным основанием, среда нейтральная, поэтому окраска индикаторов не изменяется, рН = 7.

II. Соль образована слабой кислотой и сильным основанием, например карбонат натрия. Напишите уравнение реакции диссоциации этой соли:

_______________________________________________________________________

        Катион натрия (Na+), как мы выяснили, в гидролизе не участвует. Что же происходит с анионом?

CO2-3 + HOH  HCO-3 + OH- - сокращенное ионное уравнение

        Угольная кислота является слабой кислотой. Ион HCO-3 диссоциирует незначительно, что приводит к возможности протекания  обратимого гидролиза. Куда будет смещаться химическое равновесие в данном случае?

         Какие продукты образуются в ходе гидролиза? Составьте молекулярное уравнение процесса: Na2CO3 + H2O ?+?

Заключение: (учащиеся самостоятельно формулируют выводы)

1.  по аниону соли гидролизуются обратимо;
2. химическое равновесие смещено ……….;
3. Реакция среды в растворах …………… (рН?);
4. При гидролизе солей, образованных слабыми многоосновными кислотами, образуется ………………. соль.

        III. Соль образована сильной кислотой и слабым основанием. Рассуждая по аналогии с примером II, самостоятельно определите, что будет происходить в растворе хлорида меди (II).

        Сформулируйте выводы по данному типу гидролиза.

1. По катиону соли гидролизуются обратимо;
2. Химическое равновесие смещено …….;
3. Реакция среды в растворах …………..(рН?);
4. При гидролизе солей, образованных многокислотными основаниями, образуется ………….. соль.

        IV. Соль образована слабой кислотой и слабым основанием. , например, цианид аммония. Напишите уравнение реакции диссоциации этой соли:

_______________________________________________________________________

Что же происходит с этими ионами в водной среде? Составьте ионное и молекулярное уравнение гидролиза.  Какие продукты образуются входе реакции? Остаются ли они в сфере реакции? Куда сместится  химическое равновесие?

(учитель оговаривает, что среда раствора зависит от соотношения констант диссоциации основания  и кислоты, например, Кд(NH3*H2O) =1, 8*10 -5, Кд(HCN) =1, 5*10 -5) Зачастую гидролиз в данном случае идет необратимо, соль полностью разлагается водой. В этом случае в таблице растворимости в ячейке соответствующей соли стоит прочерк. В заключение формулируются выводы:

1. Если соли гидролизуются по катиону и аниону обратимо, то химическое равновесие в реакциях гидролиза смещается вправо.
2. Соли могут гидролизоваться и по катиону и по аниону необратимо, если хотя бы один из продуктов гидролиза уходит из сферы реакции.
3. Реакция среды  при этом или нейтральная, или слабощелочная, или слабокислотная, что зависит от соотношения констант диссоциации образующегося основания и кислоты (или среда раствора будет определяться тем ионом соли, у которого степень гидролиза выше).

Далее в ознакомительном порядке дается понятие «совместный гидролиз» (слайд 25)

V. Подведение итогов занятия:

На этом этапе учащиеся совместно с учителем обсуждают учебные результаты, степень достижения цели исследования, ход подтверждения выдвинутой гипотезы, а также способы достижения полученных результатов.

1. Учащиеся формулируют полное определение понятия «гидролиз» (слайд 7)

Проанализируйте записи молекулярных уравнений рассмотренных процессов. К какому типу мы отнесем данные реакции? Какие вещества в них участвуют? В чем заключается сущность гидролиза? Какие продукты данных взаимодействий с точки зрения теории электролитической диссоциации мы получили?

Гидролиз – это реакция обмена между некоторыми солями и водой приводящая к образованию слабого электролита.

2. Обобщение.

Можно по составу соли сделать заключение о возможности ее гидролиза и среде ее раствора? (слайд 8)

• Это возможно с помощью таблицы растворимости
• Нерастворимые соли гидролизу практически не подвергаются
• Если соль в воде растворима, то следует выяснить, входит ли в ее состав катион, отвечающий слабому основанию, или анион, отвечающий слабой кислоте
• Тип гидролиза определяет «слабый» ион, а среду раствора – «сильный»

3. Закрепление

Написание уравнений гидролиза солей, входящих в состав водопроводной воды (сильный учащийся у доски)

VI. Первичный контроль знаний (учащиеся получают карточки – задания, после написания демонстрируется слайд 10 с правильным решением)

Работа над тестами по теме урока.

1 вариант

1. Гидролиз солей - это:

а) обменная реакция соли с водой;

б) растворение соли в воде;

в) диссоциация соли в воде.

2. Какую реакцию среды будут иметь водные растворы следующих солей:

а) нитрата цинка;

б) хлорида калия;

в) карбонат железа (II);

г) сульфид натрия.

Определите тип гидролиза. Составьте уравнения реакций с нитратом цинка.

3. Гидролиз невозможен для следующей группы веществ:

а) оксидов;

б) нитридов;

в) фосфидов;

г) гидридов.

2 вариант

1. Гидролиз солей - это:

а) диссоциация соли в воде

б) реакция замещения;

в) обменная реакция соли с водой.

2. Какую реакцию среды будут иметь водные растворы следующих солей:

а) силиката натрия;

б) нитрата бария;

в) ацетат меди (II);

г) сульфат железа (II).

Определите тип гидролиза.  Составьте уравнения реакций с сульфатом железа.

3.  Пара солей, в которой лакмус изменяет окраску на красную в растворе первой соли и на синюю – в растворе второй:

а) карбонат натрия, сульфит калия;

б) сульфат цинка, бромид алюминия;

в) хлорид никеля (II), нитрит бария;

г) нитрат натрия, хлорид кальция.

VII. Домашнее задание (наряду с заданием по соответствующему параграфу учебника учащиеся получают дифференцированное домашнее задание, с комментариями по выполнению.)

 - учебник О.С. Габриелян "Химия" 11 кл. стр. 174 № 3,4,5.

А.1. Лакмус будет синий в водном растворе: бромида цинка; сульфата калия; сульфата железа (III); карбоната калия. Объясните причины.

А.2. Каким индикатором можно воспользоваться для установления характера среды в растворе канцелярского клея (Na2SiO3)? Составьте схему гидролиза.

Б. 1. В трех пробирках без надписей находятся растворы соляной кислоты, гидроксида натрия и хлорида цинка. Как определить каждый из растворов, имея в своем распоряжении только раствор метилоранжа и пять чистых пробирок. Опишите подробно свои действия. Приведите уравнения реакций. Сделайте необходимые рисунки.

Б. 2.  При помощи индикаторных свойств растений определите среду раствора косметических средств и бытовых веществ (слайд 13).

С. мини-исследование на тему: “Сущность химической очистки воды”.