Урок "Взаимодействие щелочных и щелочноземельных металлов с растворами солей"
план-конспект урока по химии (9 класс) по теме

Тема: Взаимодействие щелочных и щелочноземельных металлов с растворами солей

    Тип урока:  урок освоения новых знаний.

Цели урока.

Обучающие:

• На основе проблемного демонстрационного опыта формировать у учащихся правильное представление о взаимодействии щелочных и щелочно-земельных металлов с растворами различных солей.

Развивающие:

• развитие познавательного интереса, коммуникативных качеств, умение сравнивать, обобщать, выделять главное и прогнозировать 
• развитие внимания, умения наблюдать, способствовать развитию исследовательских навыков.

Воспитательные:

• воспитывать в детях чувства товарищества, умения работать в коллективе, воспитывать интерес у обучающихся к урокам химии, соблюдать технику безопасности при работе  с веществами.

 Учитель. Вспомните, какие металлы взаимодействуют с растворами солей?

Учитель. Давайте сначала посмотрим опыт:

Взаимодействие раствора сульфата меди (II) с железом

Опыт 1. Взаимодействие раствора сульфата меди (II) с железом.

Учитель. Какие признаки реакции вы наблюдали?

признак реакции: выделение красной меди, изменение цвета раствора (с течением времени) с голубого на желтоватый

                   CuSO4 + Fe = FeCI2 + Cu

Опыт 2. Взаимодействие раствора сульфата железа (II) с медью

В раствор  хлорида железа (II) опускаем медную пластину, через 2-3 минуты вынимаем пластину из раствора. Что вы наблюдаете?

Ответ: никаких изменений с медной пластиной не произошло.

 Вывод: Хлорид хлорида железа (II) не вступает в реакцию с медью. Почему?

                   FeSO4 + Cu = р. н. и

С растворами солей, реагируют металлы, стоящие в электрохимическом ряду напряжений металлов впереди металла, входящего в состав данной соли. При этом более активный металл вытесняет менее активный из раствора соли.

Задание: допишите уравнения возможных химических реакций

А) Pb(NO3)2 + Ni →      

Б) CuCl2 + Zn →

В) CuCl2 + Ag →

Учитель. Будут ли щелочные и щелочноземельные металлы взаимодействовать с растворами солей и вытеснять менее активные металлы из растворов этих солей?

 Не будем торопиться с составлением уравнения химических реакций. Обратимся сначала к химическому эксперименту.

Опыт 3 . Взаимодействие раствора сульфата меди (II) с литием.

Возьмем для первого эксперимента щелочной металл литий и поместим его небольшой кусочек в раствор соли сульфата меди  (II)

В ходе эксперимента наблюдаем, что на поверхности раствора соли протекает энергичная реакция, сопровождающаяся выделением пузырьков газа. Одновременно, идёт образование осадка сначала голубого цвета, который  сразу превращается  в осадок черного цвета.

 Если к пробирке с выделяющимся газом поднести горящую лучинку раздаётся характерный хлопок. Так сгорает газ водород.

Признак реакции – выделение газа, образование черного осадка

Схема: CuSO4 (раствор) + Li → H2↑ + осадок чёрного цвета

Проблемная ситуация

Почему при взаимодействии лития с раствором сульфата меди(II) образуется чёрный осадок?

Давайте рассуждать. Если бы литий вступил в реакцию замещения  с сульфатом меди (II), мы наблюдали бы, как и в первом опыте, образование меди в виде красного налёта. Но  мы этого не увидели. Следовательно, что можно предположить?

Гипотеза:

Щелочной металл литий вступает в реакцию не с солью, а с водой.

Рассуждаем дальше. В ходе опыта наблюдается выделение газа, который сгорает с характерным звуком. Этот газ водород. Выделение водорода возможно при взаимодействии  щелочного металла лития с водой.

Щелочной металл активно взаимодействует с водой, образуя щелочь  гидроксил лития и водород. Эта реакция экзотермична и сопровождается выделением большого количества теплоты.

2 Li + 2H2O = 2LiOH + H2 ↑+ Q    t =  70 º

Образующийся в ходе реакции  гидроксид лития не дает осадка, так как он растворимый, следовательно, на этом реакции не закончились.

Гидроксид лития вступает в реакцию с сульфатом меди (II), образуя осадок синего цвета гидроксид меди (II), но этот осадок очень быстро превращается в чёрный. Почему?

2LiОН + CuSO4 = Li2SO4 + Cu(OH)2

Разложение полученного гидроксида меди (II)  (температура выше 50°С): Cu(OH)2 = CuO + H2O

или в обобщенном виде:

2Li + H2O + CuSO4 = Li2SO4 + H2↑ + CuO

Итог.

Уравнения последовательно протекающих реакций:

2Li + 2H2O = 2LiOH + H2↑ + Q

2LiOH + CuSO4 = Cu(OH)2 + Li2SO4

Cu(OH)2 = H2O + CuO

  В обобщённом виде:

2Li+2H2O+CuSO4=CuО+H2О +H2↑+Li2SO4

Вопрос:
Будут ли щелочноземельные металлы взаимодействовать с растворами солей, так же  как и щелочные?

Опыт 4. Взаимодействие раствора хлорида меди (II) с кальцием.

Рассмотрим взаимодействие щелочноземельного  металла кальция с раствором  хлорида  меди (II)

В ходе эксперимента наблюдаем выделение пузырьков газа и образование осадка голубого цвета. Превращение голубого осадка в чёрный в данной химической реакции не наблюдается.

Уравнения последовательно протекающих реакций:

Са + 2H2O = Са(OH) 2 + H2↑

Са(OH) 2 + CuCl2= Cu(OH)2 + СаCl2               

  В обобщённом виде:

Са(OH) 2 + 2H2O+CuCl2=CuCl2 +H2↑+ Cu(OH)2

Вопрос.

Почему при взаимодействии щелочных металлов с растворами солей  гидроксид   меди (II)  разлагается до оксида меди (II),  а с щелочноземельными металлами такого не происходит?

Ответ. Дело в том, что кальций менее активный металл, чем литий и его теплоты гидратации недостаточно для разложения гидроксида меди (II).

Вопрос: В чём отличие в свойствах щелочных и щелочноземельных металлов при взаимодействии их с растворами солей от других металлов?

Обобщение и выводы:

  Щелочные и щелочноземельные металлы не вытесняют менее активные металлы из растворов солей, а протекают более сложные химические процессы с участием воды.

Вопрос: возможно ли вытеснение активным металлом менее активного из его соли?

Реакцию вытеснения более активным металлом менее активного (стоящего правее) из его соли для этих металлов можно осуществить только в расплаве соли, поскольку с водой они непосредственно и активно взаимодействуют

2 Na+ ZnCl2  →  Zn + 2NaCl

                 сплавление

Задание на дом:

Составьте уравнения реакций между:   литием и раствором хлорида магния

Составьте уравнения реакций между: литием и раствором хлорида железа (III)

Учитель.  Сегодняшнее  занятие я хотела бы закончить следующими словами:

Человек рождается на свет,

Чтоб творить, дерзать – и не иначе.

Чтоб оставить в жизни добрый след

И решить все трудные задачи.

Человек рождается на свет…

           Для чего? Ищите свой ответ!

Далее учитель оценивает работу групп и отдельных учащихся.

 Подведение итогов урока.