Конспект урока по химии на тему: "Серная кислота".
план-конспект урока по химии (9 класс) на тему

Конспект урока по химии на тему: "Серная кислота"

Описание материала: Конспект урока по химии для детей 14-15 лет по теме "Серная кислота". Данный материал будет полезен для учителей 9 классов. Конспект урока направлен на изучение строения молекулы серной кислоты, её физических и химических свойств, получения и применения.

Интеграция образовательных областей: "Химия", "География", "Биология", "Экология".

Цель: Изучить строение, свойства, получение и применение серной кислоты.

Задачи урока:

-образовательная: познакомить учащихся с физическими и химическими  свойствами концентрированной и разбавленной серной кислоты; рассмотреть ее получение; показать народнохозяйственное значение этой кислоты и ее солей;

-развивающая: развитие речи, памяти, логического мышления, умений совместной деятельности; развитие и закрепление умений и навыков работы с лабораторным оборудованием;

-воспитательная: формирование мировоззрения, навыков  сотрудничества,

приемственности знаний; осуществление межпредметных связей; воспитание разумного отношения к природе, экологической грамотности.

Оборудование и реактивы: коллекция минералов  соединений серы, концентрированная и разбавленная серная кислота, металлический цинк, раствор сульфата меди (II), оксид меди (II), раствор гидроксида натрия, раствор хлорида бария, соли серной кислоты (медный купорос, железный купорос, безводный сернокислый натрий, гипс др.), 2 таблетки норсульфазола, индикаторы (фенолфталеин, метиловый оранжевый, лакмус), пробирки, горелка, сухое горючее, спички,  лучинка, ПК, мультимедийный проектор.

Тип урока: комбинированный.

Ход урока

I. Организационный момент.

II. Актуализация знаний (см. презентацию, на экране проецируется тестовое задание по предыдущей теме).

Самостоятельная работа учащихся:

Закончите уравнения возможных реакций:

а) SO2 + NaOH (изб.) =                  

б) SO2 + O2 =  

в) SO3 + Н2О  =                            

г) SO2  + Ca(OH)2 =

д)  H2S + O2 =                              

е) SO2 + HCl =

Для окислительно-восстановительных реакций приведите электронный баланс, для реакций, протекающих в растворах, - ионные уравнения.

III. Изучение нового материала.

Открытие серной кислоты (сообщение учащегося).

  В 1260 году алхимик и епископ Альберт Великий (Альберт фон Больштедт) в поисках «эликсира молодости» решил попытаться выделить его из железного купороса. Засыпав в реторту порошок купороса, он стал ее нагревать. Епископ собрал немного жидкости и размешал ее оструганной деревянной палочкой; палочка вскоре почернела. Альберт Великий назвал полученную жидкость «купоросным маслом». Позднее, в 1590 году, немецкий алхимик и врач Андреас Либавий,  смешал серу и селитру, а потом нагрел смесь. «Кислый спирт» - так назвал полученную жидкость Либавий.

  Это была концентрированная серная кислота, которую долгое время называли «купоросным маслом» (см. презентацию, на экране проецируются фота учёных).            

  Рассмотрим строение молекулы серной кислоты (см. презентацию, на экране проецируется строение молекулы серной кислоты).

Физические свойства.

  Чистая (100% «дымящая») серная кислота представляет собой бесцветную тяжелую вязкую жидкость, при небольшом охлаждении затвердевающую с образованием бесцветных кристаллов (t плавления 100 С). Обычно используют не чистую кислоту, а концентрированный 98% раствор (см. презентацию, на экране проецируются физические свойства серной кислоты).

Получение серной кислоты.

  В настоящее время ее получают контактным способом.

  Сырье:

1 сера-S                                  

2 железный колчедан- FeS2   --------- SO2 ---------  SO3--------- H2SO4

3 сероводород - H2S                

(демонстрация коллекции минералов соединений серы)

Например, сырьем для производства серной кислоты служит железный колчедан – пирит  FeS2, который подвергают обжигу. Газ,  выходящий из обжиговой печи,  нагревается в теплообменнике до 4500 С и поступает в контактный аппарат, где происходит его окисление до серного ангидрида (SO3). Внутри контактного аппарата на специальных  решетках находится катализатор – оксид ванадия (V). Образовавшийся  SO3 поглощают  концентрированной серной кислотой. Образуется олеум – раствор серного ангидрида в серной кислоте (см. презентацию, на экране проецируется процесс получения  серной кислоты).

   С  сернокислотным производством  связаны большие экологические проблемы, например, образование кислотных дождей (сообщение учащегося).

 Термин «кислотные дожди» ввел английский химик А.Смит более 100 лет назад. Причиной возникновения кислотных дождей являются массовые промышленные выбросы оксида серы (IV) и оксидов азота в атмосферу. Взаимодействуя с атмосферной влагой, SO2 создает кислую среду. А, ведь серная кислота, содержащаяся в атмосферных осадках губительно действует на экосистемы: разрушает почву; изменяет состав почвенных организмов; вызывает гибель ценных видов промысловых рыб; исчезает растительность. (см. презентацию, на экране проецируются последствия и причины кислотных дождей).

3.Свойства разбавленной серной кислоты.

  3.1. Индикаторы изменяют свой цвет в растворах кислот.

 (Учащиеся в 3 пробирки с 2 мл серной кислоты добавили  по одной капли каждого индикатора. Полученные результаты записали в тетрадь).

3.2. С металлами (до водорода), например,  с Zn:

Zn + H2SO4(p) = ZnSO4 + H2

(Учащиеся в пробирку с 1 гранулой металлического цинка добавили 2 мл раствора серной кислоты. Полученный результат записали  в тетрадь).

3.3.С оксидами металлов, например, с CuO:

CuO + H2SO4(p) = CuSO4 + H2O

(Учащиеся в пробирку к 1г. оксида меди (II) добавили 2 мл раствора серной кислоты, нагрели. Полученный результат записали в тетрадь).                                                       3.4.С основаниями, например, с NaOH:

2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O

(Учащиеся в пробирку к 1 мл гидроксида натрия добавили 1 мл раствора серной кислоты. Полученный результат записали в тетрадь).

3.5.   С солями, например, с  BaCl2:

BaCl2 + H2SO4 = BaSO4 + 2HCl (написать полное и сокращенное ионные уравнения)

Реактивом на сульфат – ионы являются ионы бария. Выпадает осадок белого цвета.

(Учащиеся    в пробирку к 1 мл хлорида бария добавили 1 мл раствора серной кислоты. Полученный результат записали в тетрадь).

4. Свойства концентрированной серной кислоты.

4.1. При разбавлении концентрированной серной кислоты нужно соблюдать осторожность и всегда приливать кислоту в воду, но не наоборот.

4.2. Концентрированная серная кислота обугливает многие органические вещества, например, углеводы.  (Демонстрационные опыты: 1) учитель опускает лучинку в раствор с концентрированной серной кислотой. Происходит ее обугливание; 2) на большую таблетку  сухого горючего положить 2 таблетки норсульфазола и поджечь горючее – из таблеток норсульфазола поползут «черные змеи»).

4.3. Концентрированная серная кислота является сильным окислителем, но в качестве окислителя выступают не ионы водорода, а S, входящая в состав кислоты. Чем выше активность металла, тем полнее идет восстановление кислоты, тем ниже степень окисления полученного продукта (тем больше электронов принимает сера).

 Например: 4Zn + 5H2S+10O2 = 4ZnSO4+ H2S +  4H2O                            

(Демонстрационный опыт: (опыт проводится в вытяжном шкафу) к 1 грануле цинка добавили 2 мл серной кислоты, нагрели. Полученный результат записали в тетрадь).              

Cu + 2H2S + 4O2 = Cu SO4 + S+4O2 +2H2O

(Демонстрационный опыт: (опыт проводится в вытяжном шкафу) к 1 грануле меди  добавили 2 мл серной кислоты, нагрели. Полученный результат записали в тетрадь).              

Многие металлы (алюминий, железо) пассивируются концентрированной серной кислотой, поэтому ее можно хранить в железной таре, перевозить в стальных цистернах.

Al + H2SO4                                                                         

(Демонстрационный опыт: к 1 грануле алюминия добавили 2 мл серной кислоты. Полученный результат записали в тетрадь).

(Учащиеся составляют окислительно-восстановительные реакции к свойствам кислоты).

Соли серной кислоты.

Соли серной кислоты: а) кислые, или гидросульфаты, например NaHSO4;

 б) средние, или сульфаты, например Na2SO4.

Применение солей (сообщение учащегося).

Медный купорос CuSO4 х 5H2O применяется для изготовления зеленых и синих  красок, для борьбы с вредителями растений и в электротехнике.

Железный  купорос FeSO4 х 7H2O служит для получения других солей железа.

Безводный сернокислый натрий Na2SO4 является одним из важнейших материалов для стекловарения.

Кристаллический сернокислый натрий Na2SO4 х 10H2O, называемый «глауберова соль», применяется в медицине.

Природный гипс CaSO4 х 2H2O служит для улучшения почвы, алебастр

нашел широкое применение в строительном деле, для формовки всевозможных изделий, изготовлении гипсовых скульптур и т.п. (см. презентацию, на экране проецируется применение серной кислоты).

IV .Закрепление

Выпишите из текста  формулы веществ, из которых можно составить схему химических реакций, отражающую процесс производства серной кислоты в промышленности.

HClSO2H3PO4V2O5Cu(OH)2SO4

Al2(SO4)3H2SO3BaSO4ZnS

FeS2KAl(SO4)3Fe2O3HNO3

H2OCuSO4BaCl2H2SCa(OH)2

P2O5SO3CaCO3Na2SO4O2CS2

Назовите  выбранные вещества. Составьте уравнения реакций по схемам.

Задача  

На 12,8 г меди подействовали 300 г 88,2 %-ного раствора серной кислоты. Определите объем газа (н.у.) выделившегося в результате реакции.

       Решение.

        Дано:                                          

         m (Cu) = 12,8 г                          

         m (р-ра H2SO4 ) = 300г

         w  = 88,2% = 0,882          

        _____________                

        V (газа ) - ?                      

                            Решение:

            Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2O

           1 моль    2моль          1 моль    

1. n (Cu) = m/M = 12,8г/64г/моль = 0,2 моль        
2. m в-ва (H2SO4) = w x m =300г x 0,882 = 264,6г

3)  n (H2SO4) = 264,6г/98г/моль = 2,7моль

 В недостатке количества вещества меди. Считаем по недостатку.

      4) n (Cu) = n(SO2) = 0,2 моль

     5) V (SO2) = n x Vm = 0,2моль x 22,4л/моль = 4,48л      

Ответ: V (SO2) = 4,48 л

V. Вывод.

  Ребята, на этом уроке мы с вами познакомились с открытием, строением молекулы серной кислотой. Мы узнали, что чистая (100% «дымящая») серная кислота представляет собой бесцветную тяжелую вязкую жидкость. Рассмотрели получение серной кислоты контактным способом. Узнали, что с  сернокислотным производством  связаны большие экологические проблемы, например, образование кислотных дождей. Мы рассмотрели с вами химические свойства разбавленной и концентрированной серной кислоты, а также использование её солей.

VI. Рефлексия.

Закончите предложения или дайте ответ на поставленный вопрос.

Мне больше всего понравилось…

Сегодня я узнал…

Было сложно…

Было интересно…

Теперь я могу…

Я попробовал…                                                      

Домашнее задание: учебник О.С.Габриелян, параграф:  22 стр. 101 – 106; упр. 3, 4,  7 (письменно); 8 (устно) .