Уроки химии

Первоначальные химические понятия

Дидактическая цель. Создать условия для активного закрепления знаний по теме, используя систему вопросов и заданий для самостоятельной работы.

Задачи. Образовательные. Обобщить и систематизировать знания по теме; закрепить умения и навыки составлять химические формулы и уравнения реакций, вычислять по формуле массу данного вещества, если известно количество вещества, и наоборот.

Развивающие. Развить умения учащихся анализировать, сравнивать, синтезировать, обобщать; развить качества ума – критичность, глубину, быстроту; развить умения учебного труда – работать в нужном темпе, осуществлять самоконтроль и взаимоконтроль; развить волевую и эмоциональную сферы – уверенность в своих силах, способность преодолевать трудности.

Воспитательные. Воспитывать личностные качества, обеспечивающие успешность исполнительской деятельности (ответственность, деловитость, работоспособность), творческой деятельности (активность и сообразительность, увлеченность и любознательность), готовность к жизни в семье и обществе (критичность и самокритичность, уважительность и взаимовыручка).

Эпиграф к уроку. «Дорога к знанию? Ну что же, ее легко понять. Ответить можно сразу: вы ошибаетесь и ошибаетесь, но меньше, меньше, меньше с каждым разом».

ХОД УРОКА

Учащиеся делятся на три команды. Для работы необходимы три ассистента – учащиеся 11-го класса. За каждой командой закрепляют ассистента. Далее представляют членов жюри, задача которых оценить работу класса. В состав жюри входят учитель химии и учащиеся 11-го класса. Члены жюри имеют зачетный лист для каждой команды. За каждое задание они выставляют баллы: за письменную работу – до 5 баллов, за правильный устный ответ – 1 балл.

П л а н  у р о к а

Ассистент 1. Химия – это наука, умеющая творить чудеса.

Ассистент 2. В этом определении химии, которое лишь по случайности не вошло в учебники, нужно твердо усвоить главное.

Ассистент 3. Химия – это наука. И, как всякая наука, требует к себе самого серьезного, самого ответственного отношения.

Ассистент 1. Химия – это наука о веществах и превращениях настолько необыкновенных, что для непосвященных они кажутся чудом.

Ассистент 2. Секрет этой магии – знание химического ремесла.

Ассистент 3. Сегодня проверка ваших знаний, юные химики.

Химическая разминка

Устанавливается взаимосвязь между химическими понятиями и химическими законами. Через схему на доске формируется целостная система знаний по теме. Взаимосвязь между понятиями.

Примерные вопросы к химической разминке

1. Определите два главных понятия темы.

2. На основе чего мы составляем химические формулы и уравнения?

3. Сформулируйте закон постоянства состава.

4. Сформулируйте закон сохранения массы веществ. С именами каких ученых связаны работы по открытию этого закона?

5. Что такое химическая формула и что она показывает?

6. Какие химические термины используют при описании уравнения реакции?

7. Что такое химическая реакция?

8. Какие типы химических реакций вам известны? (Работа с карточками на столах.)

Найдите в карточках уравнения реакций четырех разных типов. Дайте определения каждому типу химической реакции.

9. Что такое валентность?

10. Приведите примеры химических элементов с постоянной и переменной валентностью.

11. Какие расчеты можно проводить по химическим формулам и химическим уравнениям?

Учащиеся, которые дали правильный ответ на вопрос, получают жетоны. На жетонах они записывают свои инициалы и номер команды. По окончании разминки все ответившие сдают жетоны ассистентам. В зачетный лист команды выставляются набранные в ходе конкурса баллы.

Проверочная работа по теме «Валентность»

Каждую группу делят на две микрогруппы. Они получают свои задания и выполняют их на листках. Работа выполняется на скорость. После сдачи результатов членам жюри проводится самопроверка правильности написания химических формул.

Примерные задания для одной группы

«Битва с драконом»

Учитель предлагает классу мысленно отправиться в химическое королевство, где мирно и дружно живут химические элементы и их соединения. На королевство напал трехглавый дракон. Победить его можно только с помощью знаний (если решить три задачи). Перед учащимися изображена фигура дракона. На каждой из голов – условие задачи. К доске вызывается по одному представителю от команды. Они записывают решение задачи на доске, делают ее разбор и «отрубают» голову дракона.

Примерные условия задач

1. Ученик должен был взять для реакции 0,5 моль серы. Он отвесил на весах 8 г серы. Правильно ли выполнено задание?

2. Какая масса кислорода потребуется для получения 360 г воды?

3. Вычислите количество вещества кислорода, прореагировавшего с медью, если образовалось 4 г оксида меди(II).

Проверочная работа по теме
«уравнения химических реакций»

Каждая команда получает задание и выполняет его на листке. Решение заданий сдают членам жюри, которое организует самопроверку правильности выполнения.

Примерные задания для одной группы

Запишите схемы реакций, расставьте коэффициенты и укажите типы реакций. Подчеркните в уравнениях реакций одной чертой формулы простых веществ и двумя чертами – формулы сложных веществ.

1) P + O2 P2O5;

2) HgO Hg + O2;

3) Zn + HCl ZnCl2 + H2;

4) MgO + H2SO4 … + … .

Подведение итогов урока

Выявление победителей.

Рефлексия.

Домашнее задание. Подготовиться к контрольной работе по теме.

Чистые вещества и смеси

Тип урока. Изучение нового материала.

Цели урока. Обучающие – изучить понятия «чистое вещество» и «смесь», однородные (гомогенные) и неоднородные (гетерогенные) смеси, рассмотреть способы разделения смесей, научить учащихся разделять смеси на компоненты.

Развивающие – развить интеллектуальные и познавательные умения учащихся: выделять существенные признаки и свойства, устанавливать причинно-следственные связи, классифицировать, анализировать, делать выводы, выполнять опыты, наблюдать, оформлять наблюдения в виде таблиц, схем.

Воспитательные – содействовать воспитанию у учащихся организованности, аккуратности при проведении эксперимента, умения организовывать взаимопомощь при работе в парах, духа соревновательности при выполнении упражнений.

Методы обучения. Методы организации учебно-познавательной деятельности – словесные (эвристическая беседа), наглядные (таблицы, рисунки, демонстрации опытов), практические (лабораторные работы, выполнение упражнений).

Методы стимулирования интереса к учению – познавательные игры, учебные дискуссии.

Методы контроля – устный контроль, письменный контроль, экспериментальный контроль.

Оборудование и реактивы. На столах учащихся – листы бумаги, ложечки для веществ, стеклянные палочки, стаканы с водой, магниты, порошки серы и железа.

На столе учителя – ложечки, пробирки, держатель для пробирок, спиртовка, магнит, вода, химические стаканы, штатив с кольцом, штатив с лапкой, воронка, стеклянные палочки, фильтры, фарфоровая чашка, делительная воронка, пробирка с газоотводной трубкой, пробирка-приемник, «стакан-холодильник» с водой, лента фильтровальной бумаги (2х10 см), красные чернила, колба, сито, порошки железа и серы в массовом отношении 7 : 4, речной песок, поваренная соль, растительное масло, раствор медного купороса, манная, гречневая крупы.

ХОД УРОКА

Организационный момент

Отметить отсутствующих, объяснить цели урока и познакомить учащихся с его планом.

П л а н  у р о к а

1. Чистые вещества и смеси. Отличительные особенности.

2. Однородные и неоднородные смеси.

3. Способы разделения смесей.

Беседа по теме «Вещества и их свойства»

Учитель. Вспомните, что изучает химия.

Ученик. Вещества, свойства веществ, изменения, происходящие с веществами, т.е. превращения веществ.

Учитель. Что называется веществом?

Ученик. Вещество – это то, из чего состоит физическое тело.

Учитель. Вы знаете, что вещества бывают простыми и сложными. Какие вещества называются простыми, а какие – сложными?

Ученик. Простые вещества состоят из атомов одного химического элемента, сложные – из атомов различных химических элементов.

Учитель. Какие физические свойства имеют вещества?

Ученик. Агрегатное состояние, температуры плавления, кипения, электро- и теплопроводность, растворимость в воде и др.

Объяснение нового материала

Чистые вещества и смеси.
Отличительные особенности

Учитель. Постоянные физические свойства имеют только чистые вещества. Только чистая дистиллированная вода имеет tпл = 0 °С, tкип = 100 °С, не имеет вкуса. Морская вода замерзает при более низкой, а закипает при более высокой температуре, вкус у нее горько-соленый. Вода Черного моря замерзает при более низкой, а закипает при более высокой температуре, чем вода Балтийского моря. Почему? Дело в том, что в морской воде содержатся другие вещества, например растворенные соли, т.е. она представляет собой смесь различных веществ, состав которой меняется в широких пределах, свойства же смеси не являются постоянными. Определение понятия «смесь» было дано в XVII в. английским ученым Робертом Бойлем: «Смесь – целостная система, состоящая из разнородных компонентов».

Рассмотрим отличительные особенности смеси и чистого вещества. Для этого проделаем следующие опыты.

Опыт 1. Используя инструкцию к опыту, изучите существенные физические свойства порошков железа и серы, приготовьте смесь этих порошков и определите, сохраняют ли эти вещества свои свойства в смеси.

Обсуждение с учащимися результатов проведенного опыта.

Учитель. Опишите агрегатное состояние и цвет серы.

Ученик. Сера – твердое вещество желтого цвета.

Учитель. Каковы агрегатное состояние и цвет железа в виде порошка?

Ученик. Железо – твердое серое вещество.

Учитель. Как эти вещества относятся: а) к магниту; б) к воде?

Ученик. Железо притягивается магнитом, а сера – нет; в воде порошок железа тонет, т.к. железо тяжелее воды, а порошок серы всплывает на поверхность воды, т. к. не смачивается водой.

Учитель. Что можно сказать о соотношении железа и серы в смеси?

Ученик. Соотношение железа и серы в смеси может быть различным, т.е. непостоянным.

Учитель. Сохраняются ли свойства железа и серы в смеси?

Ученик. Да, свойства каждого вещества в смеси сохраняются.

Учитель. Как можно разделить смесь серы и железа?

Ученик. Это можно сделать физическими методами: магнитом или водой.

Учитель. Опыт 2. Сейчас я покажу реакцию взаимодействия серы и железа. Ваша задача внимательно наблюдать этот опыт и определить, сохраняют ли свои свойства железо и сера в полученном в результате реакции сульфиде железа(II) и можно ли выделить из него железо и серу физическими методами.

Я тщательно перемешиваю порошки железа и серы в массовом отношении 7 : 4:

m(Fе) : m(S) = Аr(Fе) : Аr(S) = 56 : 32 = 7 : 4,

помещаю смесь в пробирку, прогреваю в пламени спиртовки, сильно накаливаю в одном месте и прекращаю нагревание, когда начинается бурная экзотермическая реакция. После остывания пробирки осторожно разбиваю ее, предварительно завернув в полотенце, и извлекаю содержимое. Внимательно посмотрите на полученное вещество – сульфид железа(II). Видны ли в нем отдельно серый порошок железа и желтый — серы?

Ученик. Нет, полученное вещество имеет темно-серый цвет.

Учитель. Затем испытываю полученное вещество магнитом. Разделяются ли железо и сера?

Ученик. Нет, полученное вещество не намагничивается.

Учитель. Помещаю сульфид железа(II) в воду. Что вы наблюдаете при этом?

Ученик. Сульфид железа(II) тонет в воде.

Учитель. Сохраняют ли сера и железо свои свойства, входя в состав сульфида железа(II)?

Ученик. Нет, новое вещество обладает свойствами, отличными от свойств взятых для реакции веществ.

Учитель. Можно ли разделить сульфид железа(II) физическими методами на простые вещества?

Ученик. Нет, ни магнит, ни вода не могут разделить сульфид железа(II) на железо и серу.

Учитель. Происходит ли изменение энергии при образовании химического вещества?

Ученик. Да, например, при взаимодействии железа и серы энергия выделяется.

Учитель. Занесем результаты обсуждения опытов в таблицу.

Таблица

Сравнительная характеристика смеси и чистого вещества

Для закрепления этой части урока выполните упражнение: определите, где на рисунке (см. с. 34) изображено простое вещество, сложное вещество или смесь.

Однородные и неоднородные смеси

Учитель. Выясним, отличаются ли смеси по внешнему виду друг от друга.

Учитель демонстрирует примеры суспензий (речной песок + вода), эмульсии (растительное масло + вода) и растворов (воздух в колбе, поваренная соль + вода, разменная монета: алюминий + медь или никель + медь).

Учитель. В суспензиях видны частицы твердого вещества, в эмульсиях – капельки жидкости, такие смеси называются неоднородными (гетерогенными), а в растворах компоненты не различимы, они являются однородными (гомогенными) смесями. Рассмотрим схему классификации смесей (схема 1).

Схема 1

Приведите примеры каждого вида смесей: суспензий, эмульсий и растворов.

Способы разделения смесей

Учитель. В природе вещества существуют в виде смесей. Для лабораторных исследований, промышленных производств, для нужд фармакологии и медицины нужны чистые вещества.

Для очистки веществ применяются различные способы разделения смесей (схема 2).

Схема 2

Эти способы основаны на различиях в физических свойствах компонентов смеси.

Рассмотрим способы разделения гетерогенных смесей.

Как можно разделить суспензию – смесь речного песка с водой, т. е. очистить воду от песка?

Ученик. Отстаиванием, а затем фильтрованием.

Учитель. Верно. Разделение отстаиванием основано на различных плотностях веществ. Более тяжелый песок оседает на дно. Так же можно разделить и эмульсию: отделить нефть или растительное масло от воды. В лаборатории это можно сделать с помощью делительной воронки. Нефть или растительное масло образует верхний, более легкий слой. (Учитель демонстрирует соответствующие опыты.)

В результате отстаивания выпадает роса из тумана, осаждается сажа из дыма, отстаиваются сливки в молоке.

А на чем основано разделение гетерогенных смесей с помощью фильтрования?

Ученик. На различной растворимости веществ в воде и на различных размерах частиц.

Учитель. Верно, через поры фильтра проходят лишь соизмеримые с ними частицы веществ, в то время как более крупные частицы задерживаются на фильтре. Так можно разделить гетерогенную смесь поваренной соли и речного песка.

Ученик показывает опыт: наливает в смесь песка и соли воду, перемешивает, а затем пропускает взвесь (суспензию) через фильтр – раствор соли в воде проходит через фильтр, а крупные частицы нерастворимого в воде песка остаются на фильтре.

Учитель. А какие вещества можно использовать в качестве фильтров?

Ученик. В качестве фильтров можно использовать различные пористые вещества: вату, уголь, обожженную глину, прессованное стекло и другие.

Учитель. Какие примеры применения фильтрования в жизни человека вы можете привести?

Ученик. Способ фильтрования – это основа работы бытовой техники, например пылесосов. Его используют хирурги – марлевые повязки; буровики и рабочие элеваторов – респираторные маски. С помощью чайного ситечка для фильтрования чаинок Остапу Бендеру – герою произведения Ильфа и Петрова – удалось забрать один из стульев у Эллочки Людоедки («Двенадцать стульев»).

Учитель. А теперь, познакомившись с этими способами разделения смеси, давайте поможем героине русской народной сказки «Василиса Прекрасная».

Ученик. В этой сказке Баба-Яга приказала Василисе отделить рожь от чернушки и мак от земли. Героине сказки помогли голуби. Мы же теперь можем разделить крупы фильтрованием через сито, если крупинки имеют разные размеры, или взбалтыванием с водой, если частицы имеют разную плотность или различную смачиваемость водой. Возьмем в качестве примера смесь, состоящую из крупинок различного размера: смесь манной и гречневой круп. (Ученик показывает, как манка с меньшими размерами частиц проходит через сито, а гречка остается на нем.)

Учитель. А вот со смесью веществ, имеющих разную смачиваемость водой, вы сегодня уже знакомились. О какой смеси я говорю?

Ученик. Речь идет о смеси порошков железа и серы. Мы проводили с этой смесью лабораторный опыт.

Учитель. Вспомните, как вы разделяли такую смесь.

Ученик. С помощью отстаивания в воде и с помощью магнита.

Учитель. Что вы наблюдали, разделяя смесь порошков железа и серы с помощью воды?

Ученик. Несмачивающийся порошок серы всплывал на поверхность воды, а тяжелый смачивающийся порошок железа оседал на дно.

Учитель. А как происходило разделение этой смеси с помощью магнита?

Ученик. Порошок железа притягивался магнитом, а порошок серы – нет.

Учитель. Итак, мы познакомились с тремя способами разделения гетерогенных смесей: отстаиванием, фильтрованием и действием магнитом. А теперь рассмотрим способы разделения гомогенных (однородных) смесей. Вспомните, после отделения фильтрованием песка мы получили раствор соли в воде – гомогенную смесь. Как из раствора выделить чистую соль?

Ученик. Выпариванием или кристаллизацией.

Учитель демонстрирует опыт: вода испаряется, а в фарфоровой чашке остаются кристаллы соли.

Учитель. При выпаривании воды из озер Эльтон и Баскунчак получают поваренную соль. Этот способ разделения основан на различии в температурах кипения растворителя и растворенного вещества.

Если вещество, например сахар, разлагается при нагревании, то воду испаряют неполностью – упаривают раствор, а затем из насыщенного раствора осаждают кристаллы сахара.

Иногда требуется очистить от примесей растворители с меньшей температурой кипения, например воду от соли. В этом случае пары вещества необходимо собрать и затем сконденсировать при охлаждении. Такой способ разделения гомогенной смеси называется дистилляцией, или перегонкой.

Учитель показывает перегонку раствора медного купороса, вода испаряется при tкип = 100 °С, затем пары конденсируются в пробирке-приемнике, охлаждаемой водой в стакане.

Учитель. В специальных приборах – дистилляторах получают дистиллированную воду, которую используют для нужд фармакологии, лабораторий, систем охлаждения автомобилей.

Ученик демонстрирует рисунок сконструированного им «прибора» для дистилляции воды.

Учитель. Если же разделять смесь спирта и воды, то первым будет отгоняться (собираться в пробирке-приемнике) спирт с tкип = 78 °С, а в пробирке останется вода. Перегонка используется для получения бензина, керосина, газойля из нефти.

Особым методом разделения компонентов, основанным на различной поглощаемости их определенным веществом, является хроматография.

Учитель демонстрирует опыт. Он подвешивает полоску из фильтровальной бумаги над сосудом с красными чернилами, погружая в них лишь конец полоски. Раствор впитывается бумагой и поднимается по ней. Но граница подъема краски отстает от границы подъема воды. Так происходит разделение двух веществ: воды и красящего вещества в чернилах.

Учитель. С помощью хроматографии русский ботаник М.С.Цвет впервые выделил хлорофилл из зеленых частей растений. В промышленности и лабораториях вместо фильтровальной бумаги для хроматографии используют крахмал, уголь, известняк, оксид алюминия. А всегда ли требуются вещества с одинаковой степенью очистки?

Ученик. Для различных целей необходимы вещества с различной степенью очистки. Воду для приготовления пищи достаточно отстоять для удаления примесей и хлора, используемого для ее обеззараживания. Воду для питья нужно предварительно прокипятить. А в химических лабораториях для приготовления растворов и проведения опытов, в медицине необходима дистиллированная вода, максимально очищенная от растворенных в ней веществ. Особо чистые вещества, содержание примесей в которых не превышает одной миллионной процента, применяются в электронике, в полупроводниковой, ядерной технике и других точных отраслях промышленности.

Учитель. Послушайте стихотворение Л.Мартынова «Дистиллированная вода»:

Вода
Благоволила
Литься!
Она
Блистала
Столь чиста,
Что ни напиться,
Ни умыться.
И это было неспроста.
Ей не хватало
Ивы, тала
И горечи цветущих лоз,
Ей водорослей не хватало
И рыбы, жирной от стрекоз.
Ей не хватало быть волнистой,
Ей не хватало течь везде.
Ей жизни не хватало
Чистой –
Дистиллированной воде!

Для закрепления и проверки усвоения материала учащиеся отвечают на следующие вопросы.

1. При измельчении руды на горно-обогатительных фабриках в нее попадают обломки железных инструментов. Как их можно извлечь из руды?

2. Перед переработкой бытового мусора, а также бумажной макулатуры необходимо избавиться от железных предметов. Как проще всего это сделать?

3. Пылесос всасывает воздух, содержащий пыль, а выпускает чистый. Почему?

4. Вода после мойки автомобилей в крупных гаражах оказывается загрязненной машинным маслом. Как следует поступить перед сливом ее в канализацию?

5. Муку очищают от отрубей просеиванием. Почему это делают?

6. Как разделить зубной порошок и поваренную соль? Бензин и воду? Спирт и воду?

Л и т е р а т у р а

Аликберова Л.Ю. Занимательная химия. М.: АСТ-Пресс, 1999; Габриелян О.С., Воскобойникова Н.П., Яшукова А.В. Настольная книга учителя. Химия. 8 класс. М.: Дрофа, 2002; Габриелян О.С. Химия.
8 класс. М.: Дрофа, 2000; Гузей Л.С., Сорокин В.В., Суровцева Р.П. Химия. 8 класс. М.: Дрофа, 1995; Ильф И.А., Петров Е.П. Двенадцать стульев. М.: Просвещение, 1987; Кузнецова Н.Е., Титова И.М., Гара Н.Н., Жегин А.Ю. Химия. Учебник для учащихся 8 класса общеобразовательных учреждений. М.: Вентана-Граф, 1997; Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия. Учебник для 8 класса общеобразовательных учреждений. М.: Просвещение, 2000; Тыльдсепп А.А., Корк В.А. Мы изучаем химию. М.: Просвещение, 1998.

Валентность.
Валентные возможности атомов

Цели. Развить представления о валентности как основном свойстве атома, выявить закономерности изменения радиусов атомов химических элементов в периодах и группах периодической системы. Используя интегрированный подход, развивать у учащихся умения сравнивать, сопоставлять, находить аналогии, предсказывать практический результат на основании теоретических рассуждений. Cоздавая ситуации успеха, преодолевать психологическую инерцию учащихся. Развивать образное мышление, способности к рефлексии.
Оборудование. Таблица «Валентность и электронные конфигурации элементов».
Эпиграф. «Логика, если она отражается в истине и здравом смысле, всегда ведет к цели, к правильному результату».
Урок комбинированный, с элементами интеграции. Используемые методы обучения: объяснительно-иллюстративный, эвристический и проблемный.

ХОД УРОКА

I этап.
Ориентировочно-мотивационный

Урок начинается с «настройки» (звучит музыка – симфония № 3 Й.Брамса).
Учитель. Слово «валентность»(от лат. «valentia») возникло в середине XIX в., в период завершения химико-аналитического этапа развития химии. К тому времени было открыто более 60 элементов.
Истоки понятия «валентность» содержатся в работах разных ученых. Дж.Дальтон установил, что вещества состоят из атомов, соединенных в определенных пропорциях. Э.Франкланд, собственно, и ввел понятие валентности как соединительной силы. Ф.А.Кекуле отождествлял валентность с химической связью. А.М.Бутлеров обратил внимание на то, что валентность связана с реакционной способностью атомов. Д.И.Менделеев создал периодическую систему химических элементов, в которой высшая валентность атомов совпадала с номером группы элемента в системе. Он же ввел понятие «переменная валентность».
Вопрос. Что такое валентность?
Вчитайтесь в определения, взятые из разных источников.
«Валентность химического элемента – способность его атомов соединяться с другими атомами в определенных соотношениях».
«Валентность – способность атомов одного элемента присоединять определенное количество атомов другого элемента».
«Валентность – свойство атомов, вступая в химические соединения, отдавать или принимать определенное количество электронов (электровалентность) или объединять электроны для образования общих для двух атомов электронных пар (ковалентность)».
Какое определение валентности, по вашему мнению, более совершенно и в чем вы видите недостатки других? (Обсуждение в группах.)
Валентность и валентные возможности – важные характеристики химического элемента. Они определяются структурой атомов и периодически изменяются с увеличением зарядов ядер.
Что, по-вашему, означает понятие «валентная возможность»?

Учащиеся высказывают свое мнение. Вспоминают значение слов «возможность», «возможный», уточняют смысл этих слов в толковом словаре С.И.Ожегова: «Возможность – средство, условие, необходимое для осуществления чего-нибудь»; «возможный – такой, который может произойти, осуществимый, допустимый, дозволительный, мыслимый».
Потом учитель подводит итог.

Учитель. Валентные возможности атомов – это допустимые валентности элемента, весь спектр их значений в различных соединениях.

II этап.
Операционно-исполнительный

Работа с таблицей «Валентность и электронные конфигурации элементов».
Учитель. Поскольку валентность атома зависит от числа неспаренных электронов, полезно рассмотреть структуры атомов в возбужденных состояниях, учитывая валентные возможности. Запишем электронографические формулы распределения электронов по орбиталям в атоме углерода. С их помощью определим, какую валентность проявляет углерод С в соединениях. Звездочкой (*) обозначают атом в возбужденном состоянии:

Таким образом, углерод проявляет валентность IV за счет расспаривания 2s2-электронов и перехода одного из них на вакантную орбиталь. (Вакантный – незанятый, пустующий (С.И.Ожегов).)
Почему валентность С – II и IV, а Н – I, Нe – 0, Be – II, B – III, P – V? Сопоставьте электронографические формулы элементов (схема 1) и установите причину разной валентности.

Работа в группах.

Схема 1

Учитель. Итак, от чего зависят валентность и валентные возможности атомов? Давайте рассмотрим эти два понятия во взаимосвязи (схема 2).

Схема 2

Расход энергии (Е) на перевод атома в возбужденное состояние компенсируется энергией, выделяющейся при образовании химической связи.
В чем отличие атома в основном (стационарном) состоянии от атома в возбужденном состоянии (схема 3)?

Схема 3

Учитель. Могут ли быть следующие валентности у элементов: Li – III, O – IV, Ne – II?
Поясните свой ответ, используя электронные и электронографические формулы этих элементов (схема 4).

Работа в группах.

Схема 4

(Ответ. Нет, т. к. в этом случае затраты энергии на перемещение электрона (1s 2p или 2p 3s) настолько велики, что не могут быть компенсированы энергией, выделяющейся при образовании химической связи.)
Учитель. Есть еще один вид валентной возможности атомов – это наличие неподеленных электронных пар (образование ковалентной связи по донорно-акцепторному механизму):

Например:

III этап.
Оценочно-рефлексивный

Подводятся итоги, характеризуется работа учащихся на уроке (возвращение к эпиграфу урока). Затем подводится резюме – отношение ребят к уроку, учебному предмету, учителю.

Резюме

1. Что не понравилось на уроке?
2. Что понравилось?
3. Какие вопросы остались для тебя неясными?
4. Оценка работы преподавателя и своей работы (обоснованная).

Домашнее задание (по учебнику Г.Е.Рудзитиса и Ф.Г.Фельдмана «Химия-11»): с. 66–69; упр. 12–14, с. 70–71.

Валентность. Составление химических формул
по валентности

8 класс

Тип урока. Комбинированный.

Методы обучения. Частично поисковый, репродуктивный, программированный опрос, беседа с элементами лекции.

Эпиграф к уроку. «Всякое вещество – от самого простого до самого сложного – имеет три различные, но взаимосвязанные стороны: свойства, состав, строение…» (Б.М.Кедров).

Цели. Дидактическая: рассмотреть понятие «валентность» как атомность элемента, познакомить учащихся с различными видами валентности (высшей и низшей, переменной и постоянной).

Психологическая: вызвать интерес к предмету, выработать умение логически рассуждать, грамотно выражать свои мысли.

Воспитательная: развивать умение работать коллективно, оценивать ответы своих товарищей.

Оборудование. Модели молекул воды, углекислого газа, наборы для построения моделей молекул различных веществ, индивидуальные карточки для проверки домашнего задания и самостоятельной работы учащихся в группе, таблички-анаграммы для химической разминки, шкала для определения эмоционального состояния ученика.

ХОД УРОКА

Ориентировочно-мотивационный этап

Психологическая разминка

Цель разминки – определить эмоциональное состояние учащихся. У каждого ученика на внутренней стороне обложки тетради приклеена табличка с шестью лицами – шкала для определения эмоционального состояния (рис.). Каждый ученик ставит галочку под той рожицей, чье выражение отражает его настроение.

Учитель. Было бы замечательно, если бы к концу урока каждому удалось переместить галочку хотя бы на одну клеточку влево.

Для этого нужно задуматься над вопросами: может ли человек полюбить не очень интересный ему учебный предмет? Что для этого нужно сделать?

Химическая разминка

Разминку готовят и проводят ученики.

Ученик. Анаграммы – это слова, в которых изменен порядок букв. Попробуйте разгадать некоторые из химических анаграмм. Переставьте буквы в каждом слове и получите название химического элемента. Обратите внимание на подсказку.

«Одоврод» – у этого элемента самая маленькая относительная атомная масса.

«Маилинюй» – этот элемент называют «крылатым» металлом.

«Тьурт» – содержится в медицинском градуснике.

«Цалький» – без него наши кости были бы непрочными и хрупкими.

«Росфоф» – веществом, состоящим из атомов этого элемента, была намазана шерсть собаки Баскервилей.

Учитель. Если вы легко разгадали слова-анаграммы, скажите себе: «Я – молодец!»

Химические знаки и химические формулы 
(Проверка домашнего задания)

Индивидуальная работа у доски по карточкам.

Цифровой диктант

Контроль за выполнением диктанта учащиеся осуществляют методом взаимопроверки.

Задание. Напротив правильных утверждений поставьте цифру 1, напротив неверных – 0.

1. Химический элемент – это определенный вид атомов.

2. В каждой клетке таблицы Д.И.Менделеева, помимо обозначения и названия элемента, записаны два числа: верхнее – относительная атомная масса элемента, нижнее – его порядковый номер.

3. Химический элемент галлий был назван так в честь Франции.

4. В таблице Д.И.Менделеева элементы располагаются, как правило, в порядке убывания их атомных масс.

5. Значения относительной атомной массы и массы атома, выраженной в а. е. м., никогда не совпадают численно.

6. Простыми называют вещества, состоящие из атомов одного элемента.

7. Индекс – это число, показывающее количество взятых частиц (атомов или молекул) вещества.

8. Массовая доля элемента показывает, какую часть (долю) составляет масса данного элемента от всей массы вещества.

9. Относительная молекулярная масса воды Н2О равна 20.

10. Массовая доля кальция в оксиде кальция СаО составляет 71%.

П р а в и л ь н ы е  о т в е т ы: 1 – 1, 2 – 0, 3 – 1, 4 – 0, 5 – 0, 6 – 1, 7 – 0, 8 – 1, 9 – 0, 10 – 1.

Операционно-исполнительный этап

Учитель. Вы знаете, что химические формулы веществ показывают количественные соотношения, в которых атомы соединяются между собой, вы также научились рассчитывать массовую долю элемента по химической формуле вещества. Например, в воде Н2О на один атом кислорода приходится два атома водорода, или 11% Н и 89% О. В углекислом газе СО2 на один атом углерода приходится два атома кислорода. (демонстрация моделей молекул данных веществ.)

Валентность

Учитель. Валентность – это способность атомов присоединять к себе определенное число других атомов.

С одним атомом одновалентного элемента соединяется один атом другого одновалентного элемента (HF, NaCl). С атомом двухвалентного элемента соединяются два атома одновалентного (H2O) или один атом двухвалентного (CaO). Значит, валентность элемента можно представить как число, которое показывает, со сколькими атомами одновалентного элемента может соединяться атом данного элемента.

Правила определения валентности
элементов в соединениях

Валентность водорода принимают за I (единицу). Тогда в соответствии с формулой воды Н2О к одному атому кислорода присоединено два атома водорода.

Кислород в своих соединениях всегда проявляет валентность II. Поэтому углерод в соединении СО2 (углекислый газ) имеет валентность IV.

Учитель. Как определить валентность элемента, исходя из таблицы Д.И.Менделеева?

У металлов, находящихся в группах а, валентность равна номеру группы.

У неметаллов в основном проявляются две валентности: высшая и низшая (схема).

Высшая валентность равна номеру группы.

Низшая валентность равна разности между числом 8 (количество групп в таблице) и номером группы, в которой находится данный элемент.

Учитель. Например: сера имеет высшую валентность VI и низшую (8 – 6), равную II; фосфор проявляет валентности V и III.

Валентность может быть постоянной (у элементов главных подгрупп таблицы Д.И.Менделеева) или переменной (у элементов побочных подгрупп в таблице), но с этим явлением вы познакомитесь чуть позже, а если интересуетесь, то почитайте учебник 9-го класса.

Валентность элементов необходимо знать, чтобы составлять химические формулы соединений. Для этого удобно воспользоваться следующей таблицей.

Таблица

Алгоритм составления формулы соединения Р и О

Учитель. Запомните еще два правила для составления химических формул соединений неметаллов между собой.

1) Низшую валентность проявляет тот элемент, который находится в таблице Д.И.Менделеева правее и выше, а высшую валентность – элемент, расположенный левее и ниже. (Демонстрация таблицы Д.И.Менделеева.)

Например, в соединении с кислородом сера проявляет высшую валентность VI, а кислород – низшую II. Таким образом, формула оксида серы будет SO3.

В соединении кремния с углеродом первый проявляет высшую валентность IV, а второй – низшую IV. Значит, формула – SiC. Это карбид кремния, основа огнеупорных и абразивных материалов.

2) В формулах соединений атом неметалла, проявляющий низшую валентность, всегда стоит на втором месте, а название такого соединения оканчивается на «ид».

Например, СаО – оксид кальция, NaCl – хлорид натрия, PbS – сульфид свинца.

Теперь вы сами можете написать формулы любых соединений металлов с неметаллами.

Самостоятельная работа

Текст работы заранее написан на доске. Двое учащихся решают задание на обратной стороне доски, остальные в тетрадях.

Задание 1. Проверьте, правильно ли написаны формулы следующих соединений: Na2S, KBr, Al2O3,
Mg3N2, MgO.

Задание 2. Напишите формулы соединений металлов с неметаллами: кальция с кислородом, алюминия с хлором, натрия с фосфором. Назовите эти соединения.

После выполнения работы ученики обмениваются тетрадями, происходит взаимопроверка. Учитель может выборочно проверить некоторые тетради, похвалить тех учащихся, которые справились быстрее всех и сделали меньше всего ошибок.

Закрепление изученного материала

Беседа с учащимися по вопросам

1) Что такое валентность?

2) Почему валентность иногда называют атомностью элемента?

3) Чему равны валентности водорода и кислорода?

4) Какие два значения валентности могут проявлять неметаллы?

5) Как определить низшую и высшую валентности неметаллов?

6) Как найти наименьшее общее кратное между численными значениями валентностей?

7) Могут ли атомы в соединении иметь свободные валентности?

8) Какой из двух неметаллов в химической формуле их соединения занимает 1-е место, а какой –
2-е? Поясните на примере оксида NO2, используя таблицу Д.И.Менделеева.

Творческая работа в группах

Задание. Используя наборы для составления моделей молекул различных веществ, составьте формулы и модели молекул для следующих соединений:

1-я группа – меди и кислорода,

2-я группа – цинка и хлора,

3-я группа – калия и йода,

4-я группа – магния и серы.

После окончания работы один учащийся из группы отчитывается о выполненном задании и вместе с классом приводит анализ ошибок.

Задание на дом. По учебнику «Химия-8» Л.С.Гузея: § 3.1, задания № 3, 4, 5, с. 51. Желающие могут подготовить сообщения о французском ученом Ж.Л.Прусте и английском ученом Дж.Дальтоне.

Рефлексивно-оценочный этап и подведение итогов урока

Объявить оценки за урок отвечавшим ученикам, поблагодарить всех за работу на уроке. Провести оценку эмоционального состояния по шкале (см. рис.). Учитель еще раз напоминает вопросы, над которыми необходимо подумать для эффективной работы на следующем уроке.

Л и т е р а т у р а

Гузей Л.С., Сорокин В.В., Суровцева Р.П. Химия-8, М.: Дрофа, 2000; Тыльдсепп А.А., Корк В.А. Мы изучаем химию. М.: Просвещение, 1988; Букреева Р.В., Быканова Т.А. Уроки новых технологий по химии. Воронеж, 1997.

Химические уравнения

Урок-исследование • 8 класс

Цели. Познакомить учащихся с понятием «химическое уравнение», научить составлять уравнения реакций, закрепить навыки составления формул по валентности элементов, стимулировать познавательную деятельность учащихся через дидактические игры, настроить их на использование имеющихся знаний для изучения нового материала.

Мотивация. Что такое химические уравнения и зачем они нужны?

Оборудование и реактивы (на столе учителя). Спиртовка, держатель; железо, сера.

ХОД УРОКА

Ориентировочно-мотивационный этап

Ориентация. Ау! Где мы находимся? (Учащиеся знают химические формулы веществ, понятие «химическая реакция», но пока не умеют записывать уравнения реакций.)

Целеполагание (чем конкретно займемся на уроке).

Мотивация (зачем нужны химические уравнения).

Вы – исследователи, которым необходимо ответить на один-единственный вопрос: что такое химическое уравнение?

Операционно-исполнительный этап

В нашу исследовательскую лабораторию пришел заказ изучить и создать общее представление о химическом уравнении.

Разминка для эрудитов

1. Что изучает химия?

(Вещество.)

2. Что такое вещество?

(Это определенный вид материи, то,
из чего состоит тело.
Примеры веществ – сера, железо, вода.)

3. Как мы выражаем состав вещества?

(С помощью химических формул.)

4. Как составить химическую формулу? Что для этого необходимо знать?

(Химические знаки элементов, валентность.)

5. Что такое валентность?

(Это свойство атома присоединять
определенное число других атомов.)

Повторим валентности некоторых элементов (игра в мяч). Один ученик бросает мяч другому и называет химический элемент из ряда: H, O, S, Fe, Cu, Al, Na, Cl. Ученик, который ловит мяч, называет валентность данного элемента.

К нам пришла телеграмма, но запись на ней частично исчезла, необходимо ее восстановить:

FeS, Na O, Al O .

В этом задании требуется определить валентности элементов, а затем расставить индексы в химических формулах. Работаем по восстановлению записи. Ученик, который справится с заданием быстрее всех, записывает на доске ответ:

При этом он вслух проговаривает алгоритм составлений формул по валентности: что он делает сначала, откуда берет значения валентности элементов, как составляет формулу по валентности.

А что вам известно об уравнении вообще? На каких предметах вы встречались с уравнениями? (Учащиеся говорят, что используют уравнения на математике и физике.)

Уравнение – это математическое равенство с одной или несколькими неизвестными величинами. Что такое, по-вашему, химическое уравнение? (Версии учащихся.)

Демонстрационный опыт.
Взаимодействие железа с серой

Возьмем железо и серу в соотношении по массе 7:4. В семи частях железа находится столько же атомов, сколько в четырех частях серы. Нагреем смесь. Что произошло? (Протекает химическая реакция.)

По каким признакам мы судим, что произошла реакция? Какие условия необходимы для проведения опыта? (Нагревание, тесное соприкосновение исходных веществ.)

Чем отличаются химические реакции от физических явлений? Как можно выразить (записать) химическую реакцию? (В виде химического уравнения.)

Составим уравнение реакции на доске:

Где мы сегодня уже встречали формулу FeS? (В телеграмме.)

Какой закон необходимо применять при составлении химических уравнений? О чем он гласит? (Масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе образующихся веществ.)

Лабораторный опыт.
Прокаливание медной проволоки

Обозначим медную проволоку знаком Cu, кислород воздуха – О2. Что нужно для составления химического уравнения?

Порядок действий следующий:

а) записать формулы исходных веществ;

б) составить формулу продукта реакции справа от знака равенства;

в) уравнять число атомов в правой и левой частях уравнения по закону сохранения массы веществ:

Сформулируем определение химического уравнения.

Химическое уравнение – это условная запись хода химической реакции с помощью формул и коэффициентов.

К нам пришло письмо. Ученик провел опыт, описал его, но не смог составить уравнение реакции и обратился к нам за помощью. Вот текст письма: «Нагретый железный порошок внесли в колбу с газом желто-зеленого цвета – хлором, молекулы которого двухатомны. Порошок воспламенился, в результате появился коричневый дым, образованный частичками хлорида железа(III)». Давайте поможем ученику. Запишите уравнение реакции:

Итак, сегодня мы узнали, что такое химическое уравнение. На трех примерах рассмотрели, что нужно для составления химического уравнения. Пока остается неясным, зачем нужны уравнения реакций. Вот мы и обозначили задачу, над которой будем работать на последующих уроках.

Самоконтроль и самооценка

Учитель подводит итоги: чему научились на уроке, какие моменты требуют дальнейшей отработки. Выслушивает мнения учащихся по этим вопросам, благодарит их за работу на уроке.

Вода — универсальный растворитель. Растворы

Цель:

• Рассмотреть воду как уникальное природное соединение, универсальный растворитель; ввести новые химические понятия: раствор, растворимость; выяснить на основе эксперимента от чего зависит растворимость вещества; совершенствовать навыки работы с лабораторным оборудованием и веществами;

• Развить умение наблюдать, анализировать результаты опытов; совершенствовать владение химическим языком. Способствовать развитию творческого мышления (умение выделять главное, анализировать, сравнивать, обобщать изученные факты и явления, устанавливать причинно- следственные связи), коммуникативных умений; стимулировать познавательную активность учащихся; развить интерес к предмету.

• Продолжить формирование навыков работы в небольших группах.

Оборудование и реактивы:

• Стенгазета «Вода- вещество жизни»; таблички с номерами групп, листы бумаги формата А4, фломастеры; карточки с заданиями, ребусами; таблица «Растворимость солей, кислот и оснований в воде».

• Демонстрационный эксперимент

Вещества:  Сахар, уксус, метилоранж, бутылка лимонада, перманганат калия, кристаллогидрат сульфата меди (II), дихромат калия, кристаллогидрат сульфата кобальта (II), вода.

Оборудование:  химические стаканы, стеклянные палочки, 4 больших стеклянных мерных цилиндра, фильтровальная бумага.

• Лабораторный опыт

1. Речной песок, питьевая сода, сера, стакан с водой, этиловый спирт, химические стаканы, стеклянные палочки, пробирка, пробиркодержатель, спиртовка, спички.

2. Мел, питьевая сода, сера, стакан с водой, этиловый спирт, химические стаканы, стеклянные палочки, пробирка, пробиркодержатель, спиртовка, спички.

3. Подсолнечное масло, питьевая сода, сера, стакан с водой, этиловый спирт, химические стаканы, стеклянные палочки, пробирка, пробиркодержатель, спиртовка, спички.

4. Хлорид натрия, питьевая сода, сера, стакан с водой, этиловый спирт, химические стаканы, стеклянные палочки, пробирка, пробиркодержатель, спиртовка, спички.

5. Кристаллогидрат сульфата меди (II), питьевая сода, сера, стакан с водой, этиловый спирт, химические стаканы, стеклянные палочки, пробирка, пробиркодержатель, спиртовка, спички.

Домашнее задание:  §   , вопросы 1,2(устно) стр. 129 § 45, вопросы 1,2 (устно).

Подготовительный этап

Класс делится на пять групп по 5-6 человек с учётом психологической совместимости учащихся. За неделю до урока учащимся по желанию даётся задание оформить стенгазету о воде.  

Ход урока

Оформление кабинета:

На стенах развешены газеты о воде и плакат о правилах техники безопасности в стихах. Столы образуют пять групп, на столах находятся таблички с номером группы. В центре класса на столах находятся подносы с необходимым лабораторным оборудованием.

Учитель: Здравствуйте. Сегодня на уроке мы продолжим разговор о самом простом и таинственном веществе — о воде. Если кому-то из нас задать вопрос, что такое вода, то первой реакцией будет удивление, а второй – скорее всего формула H2O. Потом, наверное, последует разъяснение о том, что вода — это широко распространённое вещество, но в целом в нём нет ничего особенного. Действительно, что может быть проще H2O? (на доске написана формула) Два атома водорода соединены с одним атомом кислорода. Трудно поверить в необыкновенность, а тем более таинственность такого, казалось бы, обыкновенного соединения. Но, оказывается, воде свойственна и необыкновенность и таинственность.

 Антуан де Сент- Экзюпери создал настоящий гимн воде в прозе:

«Вода, у тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя невозможно описать, тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое. Нельзя сказать, что ты необходима для жизни: ты сама жизнь. Ты наполняешь нас радостью, которую не объяснишь нашими чувствами. С тобой возвращаются к нам силы, с которыми мы уже простились. По твоей милости в нас начинают бурлить высохшие родники нашего сердца. Ты самое большое богатство на свете…»

Задание группам:  Какие ассоциации у вас возникают со словом «Вода». Попытайтесь за несколько минут составить как можно более полный портрет этого вещества в виде схемы.

Группы составляют схему. Каждая группа предлагает свои ассоциации, дополняя друг друга. На доске в процессе обсуждения появляется общая схема. (на каждом столе есть лист картона и фломастеры)

Учитель: Сегодня мы рассмотрим воду с точки зрения растворять другие вещества и попробуем доказать, что вода — это универсальный растворитель. Это значит, что в воде могут быть растворены твёрдые, жидкие и газообразные вещества. Убедимся в этом на опыте.

Демонстрационный опыт

На демонстрационном столе находятся два стаканчика с водой, бутылка лимонада, уксусная кислота, кусочек сахара, стеклянные палочки.

1. В стакан с водой помещается кусочек сахара, содержимое перемешивается стеклянной палочкой. Обсуждается процесс растворения.

2. В стакан с водой, подкрашенной метилоранжем, наливается небольшое количество уксусной кислоты. Обсуждается процесс растворения.

3. Открывается бутылка лимонада. Лимонад — водный раствор с различными вкусовыми добавками, насыщенный под давлением углекислым газом.

Учитель: 

«Вода природная не есть вода и не есть раствор химиков и физико-химиков»,- писал        В.И. Вернадский.

Та вода, с которой каждый человек встречается ежедневно, на самом деле мало похожа на идеально чистую воду.  Природная вода содержит растворённые соли, газы, органические вещества. Дистиллированная вода, полученная конденсацией пара, практически не содержит солей и растворённых газов и поэтому неприятна на вкус. Кроме того, при продолжительном употреблении она даже вредна для организма. Это связано с вымыванием из клеток тканей желудка и кишечника содержащихся в них солей и микроэлементов, которые необходимы для нормального функционирования организма.

Вода благоволила литься!

Она блистала столь чиста,

Что — ни напиться, ни умыться.

И это было неспроста.

Ей не хватало ила, тала

И горечи цветущих лоз.

Ей водорослей не хватало

И рыбы, жирной от стрекоз.

Ей не хватало быть волнистой,

Ей не хватало течь везде.

Ей жизни не хватало — чистой,

Дистиллированной воде!

                                                                                                                               Леонид Мартынов

Задание группам: Внимательно изучите ход эксперимента. Вспомните основные правила работы с веществами. Растворите предложенное вам вещество в воде. В группе подготовьте ответ на следующие вопросы. (каждой группе выдаётся карточка с ходом эксперимента и вопросами для обсуждения.)

Вопросы для обсуждения:

• Какая смесь однородная или неоднородная образуется?
• Опишите наблюдаемое явление?
• Из чего состоит образовавшаяся смесь?
• Предположите, из каких компонентов состоит раствор?
• Подготовьте краткий ответ на все вопросы.

Заслушивается выступление каждой группы.

Учитель: И так, давайте подведём итог наших рассуждений. Раствор — это сложная однородная система, состоящая из двух основных компонентов: растворитель и растворённое вещество.

На доске оформляется схема:

                   РАСТВОР

                               РАСТВОРЁННОЕ ВЕЩЕСТВО                  РАСТВОРИТЕЛЬ

                                                                                                          - то, чего больше.

• Какой компонент считается растворителем?
• Как вы думаете, растворение — процесс физический или химический?

Попытаемся ответить на этот вопрос, просмотрев фрагмент фильма.

Записываем определение:

Раствор — это сложная однородная система, состоящая из молекул растворителя и частиц растворённого вещества, между которыми происходит физико-химическое взаимодействие.

Задание группам:  Внимательно проанализируйте результаты проведённого эксперимента.

Вопросы для обсуждения:

• Чем отличаются полученные растворы?
• С одинаковой ли силой растворяются вещества в воде?
• Какая физическая величина может охарактеризовать процесс растворения?
• Подготовьте краткий ответ на все вопросы.

Заслушивается выступление каждой группы.

Учитель: Абсолютно верно. Эти системы отличаются по внешнему виду, по прозрачности.

На доске оформляется схема:

                                                                                  РАСТВОР

                        ИСТИННЫЕ РАСТВОРЫ                                           ВЗВЕСИ

                растворимое вещество и растворитель              образуется неоднородная смесь.

                образуют однородную смесь.                            

                                                                             ЭМУЛЬСИИ                                                  

                                                                                                                           СУСПЕНЗИИ

                                                             молекулы жидкости равномерно        молекулы твёрдого 

                                                                                                                             вещества

                                                            распределяются по всему объёму        равномерно

                                                                                                                             распределяются

                                                                               растворителя                       по всему объёму  

                                                                                                                             растворителя

Процесс растворения веществ в воде определяется их растворимостью.  

Записываем определение:

Растворимость — это физическая величина, которая показывает, сколько грамм вещества может раствориться в одном литре растворителя при данной температуре.

Чтобы определить растворимость вещества в воде пользуются  специальными таблицами. Обратите внимание на таблицу «Растворимость солей, кислот и оснований в воде».

P- Растворяется (≥ 1г на 100г воды);

M- Мало растворяется (от 0,1 г до 1 г на 100 г воды);

H- Не растворяется (≤ 0,1 г на 100 г воды);

«─» - в водной среде разлагается;

? – нет достаточных сведений о существовании соединения.

 Задание группам:  

На следующей таблице, пользуясь таблицей растворимости, отметьте крестиками вещества, хорошо растворимые в воде, а ноликами — малорастворимые или нерастворимые.

Учитель: Попытаемся экспериментально определить, от чего зависит растворимость вещества.

Демонстрационный опыт

На демонстрационном столе 3 больших цилиндра, доверху наполненные водой. Над каждым цилиндром помещается кружок фильтровальной бумаги, чтобы она касалась воды, а сверху — кристаллы KMnO4, CuSO4 * 5H2O, K2Cr2O7. Наблюдаем процесс растворения веществ.

• Какой фактор влияет на растворимость вещества?

Задание группам:

Внимательно изучите ход эксперимента. Вспомните основные правила работы с веществами и  правила нагревания веществ. Проделайте предложенные вам опыты.

Вопросы для обсуждения:

• Опишите наблюдаемое явление?
• Отчего зависит растворимость вещества?

• Подготовьте краткий ответ на все вопросы.

Заслушивается выступление каждой группы.

Учитель: Абсолютно верно. На доске оформляется схема:

РАСТВОРИМОСТЬ ЗАВИСИТ ОТ:

                                                             - природы реагирующих веществ;

                                                             - температуры;

                                                             - вида растворителя.

Сегодня на уроке мы провели множество опытов, доказывающих, что вода — универсальный растворитель. И последнее задание группам.

Задание группам:  (каждая группа получает фрагмент ребуса, оформляет свой ответ на доске, получается целое предложение)

В клетках изображены химические символы, под которыми стоят одна или несколько цифр. Чтобы прочесть зашифрованное слово, надо заменить эти цифры буквами из названия изображённого над цифрами знака химического элемента. Буквы берутся из каждого слова в порядке стоящих над ними цифр.

Ответ: Вода — универсальный растворитель.

Ответ: Растворение- это физико-химический процесс.

Специфические свойства купоросного масла (концентрированной серной кислоты)

Тип урока - изучение нового материала

Вид урока: реализация системно-деятельностного подхода при изучении нового материала

Цель урока:

Образовательная  Изучить специфические свойства концентрированной серной кислоты, закрепить знания об ОВР

Развивающая  Развивать умения делать выводы, сравнивать, выделять главное, работать с использованием алгоритма

Воспитывающая Воспитать объективную самооценку, самостоятельную деятельность по освоению новых знаний.

Прогнозируемый результат: Умение  составлять уравнения химических реакций концентрированной серной кислоты с Ме, в зависимости от их активности и условий протекания.

Оборудование: Реактивы: концентрированная серная кислота, медная проволока. Предметный столик, химический стакан, спички. Раздаточный материал:1-инструктивная карта с алгоритмом составления электронного баланса и расстановки коэффициентов; 2. Карточка с заданиями.

После демонстрации опыта задача учителя заключается в том, чтобы при помощи постановки проблемных вопросов получить ответы и подвести  учащихся к выводам об особенностях взаимодействия концентрированной серной кислоты с металлами.

Инструктивная карточка

АЛГОРИТМ СОСТАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОННОГО БАЛАНСА:

1. Правильно записываем молекулярные формулы в уравнении химической реакции.
2. Определяем СО (степени окисления)  всех элементов в молекулах (помним! СО простых веществ =0!).
3. Отмечаем элементы, которые поменяли СО. Выбираем восстановитель (СО увеличилась, отдал электроны и окислитель – СО уменьшилась, принял электроны).
4. Составляем электронный баланс:

 - записываем уравнения процессов окисления и восстановления (помним! двухатомные молекулы нейтральны, из них получается 2 иона, их количество записывается при помощи коэффициента);

- находим наименьшее кратное для числа отданных и принятых электронов;

- находим дополнительные коэффициенты для окислителя и восстановителя (делим наименьшее кратное на число принятых или отданных электронов).

5. Переносим коэффициенты в уравнение химической реакции, уравниваем количество остальных элементов.

ПОРЯДОК  РАССТАНОВКИ КОЭФФИЦИЕНТОВ в ОВР С КОНЦЕНТРИРОВАННОЙ СЕРНОЙ КИСЛОТОЙ:

1. Уравниваем восстановитель: переносим коэффициенты из баланса в уравнение химической реакции и уравниваем атомы и ионы металла в правой и левой частях уравнения.
2. Уравниваем окислитель:

      - коэффициент из баланса записываем перед веществом в правой части уравнения, которое содержит ион серы с поменявшейся степенью окисления;

     - подсчитываем общее количество ионов серы в правой части  уравнения  (поменявших и не поменявших степень окисления) – общий коэффициент;

 - уравниваем количество серы в левой и правой частях уравнения - перед серной кислотой слева ставим общий коэффициент.

3. Уравниваем количество водорода в правой и левой частях уравнения.

4. Проверяем количество кислорода.

5. Ставим знак «=»

ЗАДАНИЕ 1. ПОЛЬЗУЯСЬ ДАННЫМ АЛГОРИТМОМ, РАССТАВЬ КОЭФФИЦИЕНТЫ В УРАВНЕНИЯХ С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРОННОГО БАЛАНСА:

1. H2SO4 + Na          Na2SO4 +H2O + H2S                      

        к

2. H2SO4 + Zn          ZnSO4 +H2O + S              

       к

3.  (запиши уравнение подобное 1-му в  рабочей тетради   с Са)

ЗАДАНИЕ 2.  ПРОАНАЛИЗИРУЙ СХЕМУ, НАПИШИ НА ЕЕ ОСНОВЕ НЕ МЕНЕЕ

3-х ПРАВИЛ ПО СПЕЦИФИЧЕСКИМ СВОЙСТВАМ КОНЦЕНТРИРОВАННОЙ  СЕРНОЙ КИСЛОТЫ! (обрати внимание на  выделение записи цветом, это случайно?)

          H2SO4                   +       (Ме после Н)           реакция не идет!                                

 разбавленная                неактивный                     

 Н+  -окислитель                                      

 2Н+  + 2е       Н2         +      (Ме до Н)              сульфат            +  Н2

                                         активный              с минимальной СО

                                 средней активности        металла

               H2SO4

концентрированная  + Au, Pt, Ir,Rh, Ta               реакция не идет!                                

S+6 -окислитель

S+6 + 8е         S-2       +    Ме до Mg                         H2S    +        

                                     активные

S+6 + 6е         S0        +  Ме после Mg до Н          S         +             сульфат с       + Н2О

                                    средней активности                                         максимальной СО                                                

                                        Al,  Fe при t0                                                             металла

S+6 + 2е         S+4    +   Ме после Н                    SO2       +

                                     Неактивный

ПЕРЕРИСУЙ СХЕМУ В РАБОЧУЮ ТЕТРАДЬ!

ЗАДАНИЕ 3.  ЗАПОМНИ!  Fe и Al взаимодействуют  серной кислотой только при нагревании,  поэтому концентрированную серную кислоту перевозят в железных цистернах.     Запиши уравнения  в рабочую тетрадь и дома выполни задание аналогичное первому заданию.

                           t0

1. H2SO4 + Al         Al2 (SO4)3 +H2O + H2S   (может образоваться SO2, зависит от конц.)

2.?                                                       

                           t0

3. H2SO4 + Fe          Fe 2 (SO4)3 +H2O + SO2

Азотная кислота: свойства и реакции,
лежащие в основе производства

9 класс

Цели. Повторить классификацию и свойства оксидов азота, а также общие свойства азотной кислоты в свете теории электролитической диссоциации (ТЭД). Познакомить учащихся с окислительными свойствами азотной кислоты на примере взаимодействия разбавленной и концентрированной кислоты с металлами. Дать понятие о способах получения азотной кислоты и областях ее применения.

Оборудование. На каждом столе перед учащимися план урока, схема взаимодействия азотной кислоты с металлами, набор реактивов, тесты для закрепления изученного материала.

П л а н  у р о к а

• Оксиды азота.

• Состав и строение молекулы азотной кислоты.

• Физические свойства азотной кислоты.

• Химические свойства азотной кислоты.

• Получение азотной кислоты.

• Применение азотной кислоты.

• Закрепление материала (тест по вариантам).

ХОД УРОКА

Оксиды азота

Учитель. Вспомните и напишите формулы оксидов азота. Какие оксиды называются солеобразующими, какие – несолеобразующими? Почему?

Ученики самостоятельно записывают формулы пяти оксидов азота, называют их, вспоминают азотсодержащие кислородные кислоты и устанавливают соответствие между оксидами и кислотами. Один из учеников записывает на доске (таблица).

Таблица

Сопоставление оксидов азота, кислот и солей

Демонстрационный опыт:
взаимодействие оксида азота(IV) с водой

Учитель. В сосуд с NO2 приливаем немного воды и взбалтываем содержимое, затем испытываем полученный раствор лакмусом.

Что наблюдаем? Раствор краснеет из-за образовавшихся двух кислот.

2NO2 + H2O = HNO2 + HNO3.

Степень окисления азота в NO2 равна +4, т.е. она является промежуточной между +3 и +5, которые в растворе более устойчивы, поэтому оксиду азота(IV) соответствуют сразу две кислоты – азотистая и азотная.

Состав и строение молекулы

Учитель. На доске запишите молекулярную формулу азотной кислоты, вычислите ее молекулярную массу и отметьте степени окисления элементов. Составьте структурную и электронную формулы.

Ученики составляют следующие формулы (рис. 1).

Рис. 1. Неверные структурная и электронная формулы азотной кислоты

Учитель. Согласно этим формулам вокруг азота вращается десять электронов, но этого не может быть, т.к. азот находится во втором периоде и максимально на внешнем слое у него может быть только восемь электронов. Это противоречие устраняется, если предположить, что между атомом азота и одним из атомов кислорода образуется ковалентная связь по донорно-акцепторному механизму (рис. 2).

Рис. 2. Электронная формула азотной кислоты.
Электроны атома азота обозначены черными точками

Тогда структурную формулу азотной кислоты можно было бы изобразить так (рис. 3):

Рис. 3. Структурная формула азотной кислоты
(донорно-акцепторная связь показана стрелкой)

Однако опытным путем доказано, что двойная связь равномерно распределена между двумя атомами кислорода. Степень окисления азота в азотной кислоте равна +5, а валентность (обратите внимание) равна четырем, ибо имеются только четыре общие электронные пары.

Физические свойства азотной кислоты

Учитель. Перед вами флаконы с разбавленной и концентрированной азотной кислотой. Опишите физические свойства, которые вы наблюдаете.

Ученики описывают азотную кислоту как жидкость тяжелее воды, желтоватого цвета, с резким запахом. Раствор азотной кислоты без цвета и без запаха.

Учитель. Я добавлю, что температура кипения азотной кислоты +83 °С, температура замерзания –41 °С, т.е. при обычных условиях это жидкость. Резкий запах и то, что при хранении она желтеет, объясняется тем, что концентрированная кислота малоустойчива и под действием света или при нагревании частично разлагается.

Химические свойства кислоты

Учитель. Вспомните, с какими веществами взаимодействуют кислоты? (Учащиеся называют.)

Перед вами реактивы, проделайте перечисленные реакции* и запишите свои наблюдения (реакции записывать надо в свете ТЭД).

А теперь обратимся к специфическим свойствам азотной кислоты.

Мы отметили, что кислота при хранении желтеет, теперь докажем это химической реакцией:

4HNO3 = 2H2O + 4NO2 + O2.

(Учащиеся самостоятельно записывают электронный баланс реакции.)

Выделяющийся «бурый газ» (NO2) окрашивает кислоту.

Особо ведет себя эта кислота по отношению к металлам. Вы знаете, что металлы вытесняют водород из растворов кислот, но при взаимодействии с азотной кислотой этого не происходит.

Посмотрите на схему у вас на парте (рис. 4), где показано, какие газы выделяются при реакции кислоты различной концентрации с металлами. (Работа со схемой.)

Рис. 4. Схема взаимодействия азотной кислоты с металлами

Демонстрационный опыт:
взаимодействие концентрированной азотной кислоты с медью

Очень эффективна демонстрация реакции азотной кислоты (конц.) с порошком меди или мелко нарезанными кусочками медной проволоки:

Учащиеся самостоятельно записывают электронный баланс реакции:

Получение кислоты

Учитель. Урок будет неполным, если мы не рассмотрим вопрос получения азотной кислоты.

Лабораторный способ: действие концентрированной серной кислоты на нитраты (рис. 5).

NaNO3 + H2SO4 = NaHSO4 + HNO3.

В промышленности кислоту в основном получают аммиачным способом.

Рис. 5. Для получения азотной кислоты в лаборатории до сих пор
удобно использовать старинную химическую посуду – реторту

Способ получения кислоты из азота и кислорода при температуре свыше 2000 °С (электродуговой) особого распространения не получил.

В России история получения азотной кислоты связана с именем химика-технолога Ивана Ивановича Андреева (1880–1919).

Он в 1915 г. создал первую установку по производству кислоты из аммиака и реализовал разработанный способ в заводском масштабе в 1917 г. Первый завод был построен в Донецке.

Этот метод включает несколько этапов.

1) Подготовка аммиачно-воздушной смеси.

2) Окисление аммиака кислородом воздуха на платиновой сетке:

4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O.

3) Дальнейшее окисление оксида азота(II) до оксида азота(IV):

2NO + O2 = 2NO2.

4) Растворение оксида азота(IV) в воде и получение кислоты:

3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO.

Если растворение проводить в присутствии кислорода, то весь оксид азота(IV) переходит в азотную кислоту.

5) Заключительный этап получения азотной кислоты – очистка газов, выходящих в атмосферу, от оксидов азота. Состав этих газов: до 98% азота, 2–5% кислорода и 0,02–0,15% оксидов азота. (Азот изначально был в воздухе, взятом для окисления аммиака.) Если оксидов азота в этих отходящих газах больше 0,02%, то специально проводят каталитическое восстановление их до азота, потому что даже такие малые количества этих оксидов приводят к большим экологическим проблемам.

После всего сказанного возникает вопрос: а зачем нам нужна кислота?

Применение кислоты

Учитель. Азотную кислоту используют для производства: азотных удобрений, и в первую очередь аммиачной селитры (как ее получают?); взрывчатых веществ (почему?); красителей; нитратов, о которых речь пойдет на следующем уроке. 

Закрепление материала

Фронтальный опрос класса

– Почему степень окисления азота в азотной кислоте +5, а валентность четыре?

– С какими металлами азотная кислота не вступает в реакцию?

– Вам нужно распознать соляную и азотную кислоты, на столе три металла – медь, алюминий и железо. Как вы поступите и почему?

Тест

В а р и а н т  1

1. Какой ряд чисел соответствует распределению электронов по энергетическим уровням в атоме азота?

1) 2, 8, 1; 2) 2, 8, 2; 3) 2, 4; 4) 2, 5.

2. Закончите уравнения практически осуществимых реакций:

1) HNO3 (разб.) + Cu … ;

2) Zn + HNO3 (конц.) … ;

3) HNO3 + MgCO3 … ;

4) CuO + KNO3 … .

3. Укажите, какое уравнение иллюстрирует одну из стадий процесса промышленного производства азотной кислоты.

1) 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O;

2) 5HNO3 + 3P + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO;

3) N2 + O2 = 2NO.

4. Отрицательная степень окисления проявляется азотом в соединении:

1) N2O; 2) NO; 3) NO2; 4) Na3N.

5. Взаимодействие медной стружки с концентрированной азотной кислотой приводит к образованию:

1) NO2; 2) NO; 3) N2; 4) NH3.

В а р и а н т  2

1. Значение высшей валентности азота равно:

1) 1; 2) 2; 3) 5; 4) 4.

2. Запишите возможное взаимодействие концентрированной азотной кислоты со следующими металлами: натрий, алюминий, цинк, железо, хром.

3. Выберите вещества, являющиеся сырьем для производства азотной кислоты:

1) азот и водород;

2) аммиак, воздух и вода;

3) нитраты.

4. Концентрированная азотная кислота не реагирует с:

1) углекислым газом;

2) соляной кислотой;

3) углеродом;

4) гидроксидом бария.

5. При взаимодействии очень разбавленной кислоты с магнием образуется:

1) NO2; 2) NO; 3) N2O; 4) NH4NO3.

Домашнее задание. Прочитать по учебнику «Химия-9» (Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. М.: Просвещение, 2002) § 21, повторить конспект урока и схему взаимодействия кислоты с металлами.

* Например, можно предложить ребятам проделать следующие лабораторные опыты.

1) В пробирку с раствором азотной кислоты добавьте лакмус и постепенно добавляйте раствор гидроксида натрия. Наблюдения запишите.

2) Положите в пробирку немного мела, добавьте разбавленную азотную кислоту.

3) Положите в пробирку немного оксида меди(II), добавьте разбавленную азотную кислоту. Какого цвета раствор? Зажмите пробирку в держателе и погрейте. Как изменяется цвет раствора? О чем говорит изменение цвета? – Прим. ред.

Щелочные металлы

Цель: формирование системных знаний о щелочных металлах.

Задачи:

• Обучающие:

1. Повторить, систематизировать и обобщить сведения о щелочных металлах как химических элементах и простых веществах.
2. Обобщить знание о строение, свойства, способы получения и применение простых веществ щелочных металлов.
3.  Уметь доказывать химические свойства щелочных металлов, записывать уравнения реакций в молекулярном и окислительно-восстановительном виде.

• Развивающие:

1. Развить умение анализировать.

• Воспитывающие:

1. Воспитывать умение работать коллективно.
2. Воспитывать толерантность по отношению друг к другу.

СТО: интерактивная технология.

Тип урока: комбинированный.

Оборудование:

1. периодическая система Д. И. Менделеева,
2. компьютер,
3. проектор,
4. DVD диск,
5. 3 цветных карточки (красная, желтая, зеленая).

Литература для учителя: Учебник: Н. Е. Кузнецова, Т. Н. Литвинова, А. Н. Лёвкин, Химия 11 (профильный уровень); Л. Ю. Аликберова, Н. с. Рукк Полезная химия: задачи и истории.

Литература для учащегося: Учебник: Н. Е. Кузнецова, Т. Н. Литвинова, А. Н. Лёвкин, Химия 11 (профильный уровень).

План урока:

1. Орг. момент (3 мин.)
2. Основная часть (35 мин.)

1. Актуализация знаний,
2. Изучение  нового материала
3. Закрепление.

3. Заключительная часть (7 мин.)

Ход урока:

1. Орг. момент (3 мин.)
2. Актуализация знаний.

Для повторения материала пройденного в 9 классе учитель использует метод «Светофор».

Учитель:

Сейчас вам будет  продемонстрирован небольшой видеофрагмент. У вас  на столах 3 цветных карточки (красная, желтая, зелёная). После видео фрагмента я вам выскажу утверждение.

Учащиеся:

Смотрят опыт.

Учитель:

 На этом видеофрагменте мы видели реакцию серы с водой. Ученики, согласные с утверждением, поднимают зелёную карточку; несогласные – красную; сомневающиеся – желтую. Теперь, кто-то из поднявших карточки одного цвета, выдвинете, пожалуйста, свою версию и докажите свой выбор.

Учащиеся: обсуждают и высказывают свое мнение.

Учитель:

Это была реакция щелочного металла с водой.

Доказательство: сферическая форма, «бегает», фенолфталеин малиновый.

Итак тема нашего урока: «Щелочные металлы».

Ребята, скажите пожалуйста, какие отличия металлов от неметаллов вы знаете?

Учащиеся (возможные варианты ответов):

1. металлический блеск,
2. наличие металлической связи,

3. Изучение нового материала.

Учитель:

Итак, щелочные металлы – вещества, в кристаллах которых атомы связаны металлической связью, а кристаллическая решетка – металлическая, кубическая, объемно-центрированная. В обычных условиях – твердые вещества с металлическим блеском на свежем срезе (быстро тускнеют вследствие окисления), легкие, легкоплавкие, довольно мягкие (калий и натрий легко разрезаются ножом). (Демонстрация фрагментов DVD диска)

Учитель показывает демонстрационный опыт.

Вопрос.  Почему бесцветное пламя приобретает характерную окраску при внесении в него щелочных металлов или их соединений: кармино-красную – литий; желтую – натрий; бледно-фиолетовую – калий; розовато-фиолетовую – рубидий; фиолетово-синюю – цезий?

Учитель использует прием интерактивной технологии  «аквариум». 5-6 участников садятся в круг. Они «рыбы». Вокруг них становятся остальные участники группы, они «рыбаки». Члены внутреннего круга активно участвуют в обсуждении предложенного учителем вопроса. «Рыбаки» наблюдают и вступают только тогда, когда чья – либо версия их заинтересовала; они дополняют, задают вопрос, конкретизируют. При этом «рыбак» должен встать рядом с «рыбкой», которая его привлекла своей версией. После обсуждения вопроса участники меняются местами. Желательно, чтобы все участники побывали  в кругу.

Ответ. Окраска пламени возникает в результате термического возбуждения атома или ионов, которое сопровождается «перескоком» электронов на энергетические уровни с большим значением главного квантового числа N. Возращение электронов на основной уровень сопровождается излучением энергии в виде электромагнитных волн с определенной для данного элемента длиной волны или разными длинами волн (спектр испускания).

Химические Свойства.

Учитель: Говорят, что щелочные металлы сильные восстановители, что вы об этом думаете? Рассмотрите, пожалуйста, электронное строение металлов.

Учащиеся: У всех щелочных металлов на влияние электронном уровне находиться по 1 электрону по подгруппе сверху вниз радиусы атомов увеличиваются, поэтому притяжение электронов к ядру будет слабее, легче отдают свои электроны.

Учитель: Сейчас вы получите карточки с таблицей которую необходимо заполнить. После того кА вы заполните эту карточку, надо поменяться с карточкой с вашим соседом. Он, карандашиком её проверит и  мы вмести с вами (желающие поднимают руку) заполним таблицу на доске. Потом вы вклеите эту карточку к себе в тетрадь.

1. Нагретые щелочные металлы легко сгорают на воздухе или в кислороде, образуя пероксиды и надпероксиды; только при сгорании лития образуется оксид.
2. Литий является единственным металлом, который реагирует с азотом с образованием нитрида уже при комнатной температуре.

6 Li + N2  = 2 Li3N

Натрий реагирует с азотом при 100 о С или при электрическом разряде. Остальные щелочные металлы с азотом не реагируют.

3. Щелочные металлы взаимодействуют с фосфором при нагревании в атмосфере инертного газа:

3 Na + P = Na3P

4. При нагревании щелочные металлы взаимодействуют с водородом с образованием твердых гидридов (NaН)
5. Щелочные металлы активно взаимодействуют со сложными веществами, например с водой с образованием щелочи и водорода.

2К + 2Н2О = 2КОН + Н2

6. Заполняется с учителем!

Учитель: Щелочные металлы активно реагируют с разбавленными растворами кислот с образованием соли и водорода, а что происходит параллельно с этим процессом?

Используем метод «Светофор». красная – ничего, желтая - осуществляется реакция взаимодействия щелочного металла   с водой, зеленая – свой вариант. (Ответ: осуществляется реакция взаимодействия щелочного металла   с водой и образовавшейся щелочи – с кислотой).

4. Закрепление.

Для закрепления изученного материала, учащиеся выполняют игровые задания.

1. Определите “лишний” элемент в ряду

а) Fr, K, Cu, Na;
б) P, Li, O, Cl;
в) Al, Ag, Ra, Cs.

Объясните свой выбор.

2. Игра “Крестики – нолики”.

1. Какой металл при взаимодействии с водой образует щелочь?

2. Определите электронные формулы щелочных металлов

5. Итог урока:

 Ребята, напишите, пожалуйста, синкнвейн о щелочном(ых) металле (ах).

6. Рефлексия.

Продолжите фразу :

1. Сегодня на уроке узнал …
2. Теперь я знаю …
3. Мне на уроке …

Приложение.

1. Нагретые щелочные металлы легко сгорают на воздухе или в кислороде, образуя ………. и ………..; только при сгорании лития образуется ……..
2. Литий является единственным металлом, который реагирует с азотом с образованием нитрида уже при комнатной температуре.

…………………………………

Натрий реагирует с азотом при 100 о С или при электрическом разряде. Остальные щелочные металлы с азотом ………………...

3. Щелочные металлы взаимодействуют с фосфором при нагревании в атмосфере инертного газа:

…………………………………

4. При нагревании щелочные металлы взаимодействуют с водородом с образованием твердых гидридов ……….
5. Щелочные металлы активно взаимодействуют со сложными веществами, например с водой с образованием щелочи и водорода.

…………………………………………

6. Заполняется с учителем!

Урок химии в

9 классе

«Алюминий»

Девиз урока: «Древо науки всеми корнями связано с              исследованием»

  Цели урока:

1. Обучающая: создать условия для исследования учащимися физических и химических свойств алюминия на основе строения его атома, дальнейшего развития общеучебных и предметных умений (анализировать, сравнивать, делать выводы, решать задачи, составлять уравнения химических реакций).
2. Развивающая: развитие логико - смыслового мышления учащихся, памяти, химического языка, а также умения осуществлять самостоятельную деятельность на уроке.
3. Воспитывающая: воспитывать культуру умственного труда, развивать коммуникативные качества личности.

Тип урока: изучение новой темы

Метод обучения: частично-поисковый, исследовательский, проблемный.

Организационные формы: беседа, самостоятельная работа, практическая работа.

Средства обучения: маршрутная карта, химическое оборудование, инструкции.

Активизация внимания: на доске написано слово «квартира», запомнить порядок написания букв и повторить их.

I.Мотивация.

Актуализация знаний

    У каждого из нас есть свой адрес: это улица, дом, квартира. У химических элементов тоже есть свой «дом». Как он называется? Какие «адреса» имеют химические элементы? Сегодня мы познакомимся с одним из «жильцов» этого «дома».

    Прошу внести черный ящик.

Звучит музыка из передачи «Что? Где? Когда?», лаборант вносит черный ящик.

Спрятан в ящике предмет –

Без него не съесть обед.

Вещь незаменимая,

Вещь необходимая.

Если мы садимся кушать,

Тот предмет нам очень нужен.

Из чего же сей предмет?

Серебристо – белый цвет

Вам позволит дать ответ.

   (алюминиевая ложка)

II.Объявление темы и цели урока.

    Сейчас вы отправитесь в путешествие, чтобы познакомиться с удивительным химическим элементом – алюминием – и образованным им простым веществом. Для этого вам понадобится маршрутная карта. Внимательно рассмотрите ее и скажите, где вы сегодня побываете.

Маршрутная карта

Дата:_________ Тема: _______________________________________

Цели: изучить положение алюминия в Периодической системе, строение атома элемента, физические и химические свойства простого вещества.

Станция 1. «Визитка химического элемента»

Рассказ учащихся о положении алюминия в периодической системе и строение его атома.

   Алюминий находится в главной подгруппе III группы 3 периода. Порядковый номер 13, атомная масса 27. Схема расположения электронов по энергетическим уровням следующий: AI 2е- ,8е- ,3е-

    Время стоянки 3 мин. Работая в паре, определите место положения элемента в Периодической системе, составьте электронную формулу атома. Сделайте записи в тетрадях.

Порядковый номер:________

Период:___________________

Группа:___________________

Подгруппа:________________

Электронная формула атома:____________________

Из предложенных формул выберите электронную формулу AI.

1s2 2s2 2p6 3s1

1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

1s2 2s2 2p6 3s2 3p1

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d 4s1

1s2 2s1

Станция 2. «Физические свойства простого вещества».

( Работа с учебником).

    Время стоянки 5 минут. Сейчас вам предстоит работать в парах.  Возьмите алюминиевую проволоку в руки, рассмотрите ее, попробуйте изменить ее форму. На основании наблюдений и вашего жизненного опыта охарактеризуйте физические свойства алюминия и запишите их. Запишите в тетради, используя знания по физике, физические свойства вещества. В случае затруднения поставьте карандашом знак вопроса напротив соответствующего свойства.

     Алюминий относительно мягкий, пластичный металл. В этом легко убедиться, если сгибать алюминиевую проволоку или пластинку. Цвет его серебристо-белый с характерным блеском. Этот металл имеет сравнительно невысокую температуру плавления, плавится при 6600С и высокую электрическую проводимость. Его плотность составляет 2,7г/см3 Он очень пластичен, легко вытягивается в проволоку и прокатывается в листы и фольгу. По электропроводимости уступает лишь серебру и меди.

Цвет:

Запах:

Металлический блеск:

Твердость: (твердый, мягкий)

Плавкость: (легкоплавкий, тугоплавкий)

Пластичность:

Теплопроводность: (высокая, низкая)

Электропроводность:

Температура плавления:

( Для доказательства теплопроводности и электропроводности  учитель проводит опыт)

    Алюминий относится к числу элементов, которые были известны с глубокой древности. Но в чистом виде алюминий был получен датским химиком Х.Эрстедом только в 1825году. Название этого элемента происходит от латинского алюмен, так в древности называли квасцы, которые использовали для крашения тканей.  В 19 век алюминий ценился на вес золота. Так, на международном съезде химиков Д.И.Менделееву в знак его научных заслуг был вручен ценный подарок – большая алюминиевая кружка.

    В природе алюминий встречается только в виде соединений и по распространенности в земной коре занимает первое место среди металлов и третье – среди всех элементов. Общее содержание в земной коре составляет около 9%. Важнейшие из них указаны на схеме №1,

 таблица №1

Работа по карте: Показать важнейшие месторождения соединений алюминия

                 Важнейшие природные соединения алюминия

                    ( работа с коллекцией «Алюминий»)

Каолин (AI2O3  * 2SiO2  *2H2O) – важнейшая составная часть глины.

Корунд (AI2O3) и его разновидность наждак.

Алунит, нефелин, каолин,боксит

.

  Лабораторный опыт№1 (на каждом столе коллекция «Алюминий и его соединения»)            

                                    Заполните таблицу №1

Перед вами предметы: карандаш, пластилин, наждак, бенгальские огни, чайная чашка. Как вы думаете, что их может объединять между собой?

   Пластилин – это глина, приготовленная на особом жире, который предохраняет от высыхания и лучше склеивает отдельные частички глины. Глины бывают разных цветов: от черных до белых, желтые, красные, густо-синие. Цветной пластилин изготавливают из таких цветных глин.

   Глина входит и в состав грифеля карандаша. Чистый графит очень непрочен и мягок, а глина придает ему прочность. Чем больше глины в графите, тем тверже карандаш.

   Чайная чашка – это глиняная посуда, а основная часть глины – оксид алюминия. В 18 веке в Москве жил купец Афанасий Кириллович Гребенщиков. Он первым оценил свойства белой глины, найденной в Гжельском уезде, и построил завод по производству фаянсовой посуды, расписанной особым узором.

Демонстрация «Гжельской посуды»

    (Открывается музыкальная шкатулка, а в ней разноцветные елочные гирлянды, создающие иллюзию сияния драгоценных огней).

Ребята, как вы думаете, какое отношение может иметь алюминий к этим камням?

  Рубины, сапфиры – минералы, основу которых составляет оксид алюминия. Наличие небольших количеств соединений других металлов придает различный цвет этим минералам. Драгоценные камни образуются в глубинах земли при высоких давлениях и температурах.

1 вариант.

1. Этому русскому ученому подарили кружку из драгоценного металла – алюминия. (В 1889 году алюминий был в 9 раз дороже серебра). Кому торжественно вручили кружку?

Т) А.М.Бутлерову

Б) А.П.Бородину

В) Д.И.Менделееву

2. Что защищает алюминий от коррозии?

Е) защитная оксидная пленка

Н) высокая теплопроводность

В) низкая химическая активность

3. Название «крылатый металл» алюминий получил за его применение в:

А) кораблестроении

Щ) авиации

У) строительстве

4.Алюминий был открыт знаменитым ученым:

А) М.Фарадеем, 1830г.

Е) Х.Эрстедом, 1825г.

Р) Г.Дэви, 1807г.

5. Широко применяется алюминий для упаковки:

Ц) хлеба

Н) колбас

С) шоколада

6. Один из сплавов алюминия в России получил название:

Д) дюралюминий

Б) силумин

Т) кольчугалюминий

7. Широкое применение алюминия в электротехнике обусловлено:

П) высокой прочностью

Л) малой плотностью

В) хорошей электропроводностью

8. Основными рудами алюминия  в природе являются:

М) гематиты

Х) шеелиты

О) бокситы

2 вариант

1. Основными рудами алюминия  в природе являются:

С) гематиты

Б) шеелиты

А) бокситы

2. Этому русскому ученому подарили кружку из драгоценного металла – алюминия. (В 1889 году алюминий был в 9 раз дороже серебра). Кому торжественно вручили кружку?

О) А.М.Бутлерову

Р) А.П.Бородину

Л) Д.И.Менделееву

3. Название «крылатый металл» алюминий получил за его применение в:

В) кораблестроении

Ю) авиации

К) строительстве

4. Широко применяется алюминий для упаковки:

Г) хлеба

Б) колбас

М) шоколада

5. Что защищает алюминий от коррозии?

И) защитная оксидная пленка

С) высокая теплопроводность

В) низкая химическая активность

6. Один из сплавов алюминия в России получил название:

Ф) дюралюминий

Б) силумин

Н) кольчугалюминий

7. Широкое применение алюминия в электротехнике обусловлено:

А) высокой прочностью

Е) малой плотностью

И) хорошей электропроводностью

8.Алюминий был открыт знаменитым ученым:

Б) М.Фарадеем, 1830г.

Й) Х.Эрстедом, 1825г.

В) Г.Дэви, 1807г.

Станция 3. «Химические свойства простого вещества»

Во время длительной стоянки на этой станции вы пройдете два этапа. На первом этапе вы будете исследовать взаимодействие алюминия с простыми веществами, на втором – со сложными. Время стоянки 7 минут. Работая в группах по 2 человека, составьте уравнения химических реакций алюминия. Сделайте выводы. Заполните таблицу по результатам исследования.

.

Задание №1. Составьте три уравнения реакций алюминия с простыми веществами: кислородом, серой и хлором. Закончив работу, напишите уравнения реакций на бумаге и поднимите его вверх.(трое пишут уравнения на доске)

(Горение алюминия демонстрирует учитель, сжигая обычные бенгальские огни).

   В химической литературе вы прочитаете о том, что алюминий реагирует с кислородом при обычных условиях. Не противоречит ли это вашему жизненному опыту? Ведь в алюминиевой посуде мы готовим пищу, кипятим воду, и никаких видимых изменений с посудой не происходит.

Объясните, почему?

(Поверхность металла покрыта тонкой, но очень прочной оксидной пленкой. Эта пленка препятствует взаимодействию алюминия с водой. Если удалить защитную пленку химическим способом, то алюминий проявляет себя как весьма активный металл).

Лабораторный опыт№2

Исследуйте взаимодействия алюминия со сложными веществами: соляной кислотой и раствором гидрооксида натрия. Не забывайте о правилах безопасности.

ИНСТРУКЦИЯ

Взаимодействия алюминия

со сложными веществами

Правила безопасности. Соблюдайте осторожность при работе с растворами кислот и щелочей. При нагревании прогревайте сначала всю пробирку. Направляйте ее отверстие в сторону от себя и соседа.

1 вариант. Опыт 1. Взаимодействие алюминия с раствором кислоты.

   В пробирку поместите 2 кусочка алюминия и добавьте туда 1 мл соляной кислоты. Если реакция не происходит, содержимое пробирки слегка нагрейте. Составьте уравнение химической реакции и объясните наблюдаемое.

Для справки. С концентрированной азотной кислотой алюминий не реагирует, пассивирует, поэтому ее перевозят в алюминиевых цистернах и баках.

2 вариант. Опыт 2. Взаимодействие алюминия с раствором щелочи. 

   В пробирку поместите 2 кусочка алюминия. Добавьте 1мл раствора гидрооксида натрия. Если реакция не идет, содержимое пробирки слегка нагрейте. Составьте уравнения химической реакции, объясните наблюдаемое.

Советы мудрого попутчика

Если вы затрудняетесь в написании уравнения реакции алюминия с раствором гидрооксида натрия, обратитесь к учебнику химии страница 198 первая колонка.

Станция 4. «Выбери задание» :

  В течении 3 мин. Вам необходимо выполнить одно из трех заданий своего варианта. Выбирайте только те задания, с которым вы справитесь.

• ( задания на «3»)

О  ( задания на «4»)

     *   ( задания на «5»)

• Закончите уравнения реакции.

AI + HCI = …     ( 1 вариант)

AI + H2SO4 = … ( 2 вариант)

О. Напишите уравнения реакций в соответствии со схемой:

AI – AI2O3 – AI(NO3 )3  ( 1 вариант)

AI – AICI3 – AI(OH)3  ( 2 вариант)

* Определите неизвестное вещество и напишите уравнения реакции в соответствии со схемой:

 AI - … - AI(OH)3  ( 1 вариант)

 AI - … - AICI3       ( 2 вариант)

Проверка проводится сразу по готовым ответам на доске

Осуществите превращение:

1. AI – AI2O3 – AI(OH)3 – AI2 (SO)3

2. AI – AI2O3 –AI2(SO4)3 - AI(OH)3

Решите задачу: Какой объем водорода может быть получен при растворении в едком натрии 270мг сплава алюминия, содержащего 20% меди? Выход водорода примите равным 85% от теоретически возможного.

  Вы достигли конечной станции.

Станция 5 «Применение»

   Алюминий применяют для производства различных сплавов (коллекция).

Алюминиевые сплавы незаменимы для авиации – они почти в 3 раза легче стали и меди и вместе с тем тверды, жаростойки и прочны.

   Оксид алюминия используют для получения алюминия, а также как огнеупорный материал. Его кристаллы незаменимы для лазеров. Прозрачные окрашенные кристаллы природного оксида алюминия (корунда) – драгоценные камни (сапфиры, рубины).

   Гидрооксид алюминия – основной компонент всем известных лекарств малаокса, альмагеля, которые понижают кислотность желудочного сока.

III. Подведение итогов занятия. Рефлексия.

Вернемся к теме сегодняшнего урока.

• Какую проблему мы поставили в начале урока?
• Удалось ли нам ее решить?
• К какому выводу мы пришли?

В тринадцатой квартире

Живу, известный в мире,

Как проводник прекрасный.

Пластичен, серебрист.

Еще по части сплавов

Завоевал я славу,

И в этом деле я специалист.

Вот мчусь я, словно ветер,

В космической ракете.

Спускаюсь в бездну моря,

Там знают все меня.

По внешности я видный,

Хоть пленкою оксидной

Покрыт, она мне – прочная броня.

Я мягкий, легкий, ковкий,

Сверкаю в упаковке.

Обернуты конфеты блестящею фольгой,

Для плиток шоколада

Меня немало надо,

А раньше был я очень дорогой.

  Ваше домашнее задание: & 21.3, №6,12 всем. №15 по желанию.

Маршрутная карта

Дата:_________ Тема: _______________________________________

Цели: изучить положение алюминия в Периодической системе, строение атома элемента, физические и химические свойства простого вещества.

Станция 1. «Визитка химического элемента»

    Время стоянки 3 мин. Работая в паре, определите место положения элемента в Периодической системе, составьте электронную формулу атома. Сделайте записи в тетрадях.

Порядковый номер:________

Период:___________________

Группа:___________________

Подгруппа:________________

Электронная формула атома:____________________

Станция 2. «Физические свойства простого вещества».

    Время стоянки 5 минут. Сейчас вам предстоит работать в парах.  Возьмите алюминиевую проволоку в руки, рассмотрите ее, попробуйте изменить ее форму. На основании наблюдений и вашего жизненного опыта охарактеризуйте физические свойства алюминия и запишите их. Запишите в тетради, используя знания по физике, физические свойства вещества. В случае затруднения поставьте карандашом знак вопроса напротив соответствующего свойства

(При затруднении данные найдите в учебнике на странице 196).

      Цвет:

Запах:

Металлический блеск:

Твердость: (твердый, мягкий)

Плавкость: (легкоплавкий, тугоплавкий)

Пластичность:

Теплопроводность: (высокая, низкая)

Электропроводность:

Температура плавления:

  Лабораторный опыт№1 (на каждом столе коллекция «Алюминий и его соединения»)            Заполните таблицу №1

               Станция 3. «Химические свойства простого вещества»

Во время длительной стоянки на этой станции вы пройдете два этапа. На первом этапе вы будете исследовать взаимодействие алюминия с простыми веществами, на втором – со сложными. Время стоянки 7 минут. Работая в группах по 2 человека, составьте уравнения химических реакций алюминия. Сделайте выводы. Заполните таблицу по результатам исследования.

.

Задание №1. Составьте три уравнения реакций алюминия с простыми веществами: кислородом, серой и хлором. Закончив работу, напишите уравнения реакций на бумаге и поднимите его вверх

 Лабораторный опыт№2

Исследуйте взаимодействия алюминия со сложными веществами: соляной кислотой и раствором гидрооксида натрия. Не забывайте о правилах безопасности.

ИНСТРУКЦИЯ

Взаимодействия алюминия

со сложными веществами

Правила безопасности. Соблюдайте осторожность при работе с растворами кислот и щелочей. При нагревании прогревайте сначала всю пробирку. Направляйте ее отверстие в сторону от себя и соседа.

1 вариант. Опыт 1. Взаимодействие алюминия с раствором кислоты.

   В пробирку поместите 2 кусочка алюминия и добавьте туда 1 мл соляной кислоты. Если реакция не происходит, содержимое пробирки слегка нагрейте. Составьте уравнение химической реакции и объясните наблюдаемое.

Для справки. С концентрированной азотной кислотой алюминий не реагирует, пассивирует, поэтому ее перевозят в алюминиевых цистернах и баках.

2 вариант. Опыт 2. Взаимодействие алюминия с раствором щелочи. 

   В пробирку поместите 2 кусочка алюминия. Добавьте 1мл раствора гидрооксида натрия. Если реакция не идет, содержимое пробирки слегка нагрейте. Составьте уравнения химической реакции, объясните наблюдаемое.

Советы мудрого попутчика

Если вы затрудняетесь в написании уравнения реакции алюминия с раствором гидрооксида натрия, обратитесь к учебнику химии страница 198 первая колонка.

Станция 4. «Выбери задание» :

  В течении 3 мин. Вам необходимо выполнить одно из трех заданий своего варианта. Выбирайте только те задания, с которым вы справитесь.

• ( задания на «3»)

О  ( задания на «4»)

     *   ( задания на «5»)

• Закончите уравнения реакции.

AI + HCI = …     ( 1 вариант)

AI + H2SO4 = … ( 2 вариант)

О. Напишите уравнения реакций в соответствии со схемой:

AI – AI2O3 – AI(NO3 )3  ( 1 вариант)

AI – AICI3 – AI(OH)3  ( 2 вариант

* Определите неизвестное вещество и напишите уравнения реакции в соответствии со схемой:

 AI - … - AI(OH)3  ( 1 вариант)

 AI - … - AICI3       ( 2 вариант)

Проверка проводится сразу по готовым ответам на доске

Тест

1 вариант.

1. Этому русскому ученому подарили кружку из драгоценного металла – алюминия. (В 1889 году алюминий был в 9 раз дороже серебра). Кому торжественно вручили кружку?

Т) А.М.Бутлерову

Б) А.П.Бородину

В) Д.И.Менделееву

2. Что защищает алюминий от коррозии?

Е) защитная оксидная пленка

Н) высокая теплопроводность

В) низкая химическая активность

3. Название «крылатый металл» алюминий получил за его применение в:

А) кораблестроении

Щ) авиации

У) строительстве

4.Алюминий был открыт знаменитым ученым:

А) М.Фарадеем, 1830г.

Е) Х.Эрстедом, 1825г.

Р) Г.Дэви, 1807г.

5. Широко применяется алюминий для упаковки:

Ц) хлеба

Н) колбас

С) шоколада

6. Один из сплавов алюминия в России получил название:

Д) дюралюминий

Б) силумин

Т) кольчугалюминий

7. Широкое применение алюминия в электротехнике обусловлено:

П) высокой прочностью

Л) малой плотностью

В) хорошей электропроводностью

8. Основными рудами алюминия  в природе являются:

М) гематиты

Х) шеелиты

О) бокситы

2 вариант

1. Основными рудами алюминия  в природе являются:

С) гематиты

Б) шеелиты

А) бокситы

2. Этому русскому ученому подарили кружку из драгоценного металла – алюминия. (В 1889 году алюминий был в 9 раз дороже серебра). Кому торжественно вручили кружку?

О) А.М.Бутлерову

Р) А.П.Бородину

Л) Д.И.Менделееву

3. Название «крылатый металл» алюминий получил за его применение в:

В) кораблестроении

Ю) авиации

К) строительстве

4. Широко применяется алюминий для упаковки:

Г) хлеба

Б) колбас

М) шоколада

5. Что защищает алюминий от коррозии?

И) защитная оксидная пленка

С) высокая теплопроводность

В) низкая химическая активность

6. Один из сплавов алюминия в России получил название:

Ф) дюралюминий

Б) силумин

Н) кольчугалюминий

7. Широкое применение алюминия в электротехнике обусловлено:

А) высокой прочностью

Е) малой плотностью

И) хорошей электропроводностью

8.Алюминий был открыт знаменитым ученым:

Б) М.Фарадеем, 1830г.

Й) Х.Эрстедом, 1825г.

В) Г.Дэви, 1807г.

1s2 2s2 2p6 3s1        

1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

1s2 2s2 2p6 3s2 3p1

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d 4s1

1s2 2s1

Станция 4. «Выбери задание» :

  В течении 3 мин. Вам необходимо выполнить одно из трех заданий своего варианта. Выбирайте только те задания, с которым вы справитесь.

• ( задания на «3»)

О  ( задания на «4»)

     *   ( задания на «5»)

• Закончите уравнения реакции.

AI + HCI = …     ( 1 вариант)

AI + H2SO4 = … ( 2 вариант)

О. Напишите уравнения реакций в соответствии со схемой:

AI – AI2O3 – AI(NO3 )3  ( 1 вариант)

AI – AICI3 – AI(OH)3  ( 2 вариант)

* Определите неизвестное вещество и напишите уравнения реакции в соответствии со схемой:

 AI - … - AI(OH)3  ( 1 вариант)

 AI - … - AICI3       ( 2 вариант)

Проверка проводится сразу по готовым ответам на доске

• Закончите уравнения реакции.

2AI + 6HCI = 2AICI3 + H2      ( 1 вариант)

2AI + 3H2SO4 = AI2 (SO4 )3 +3 H2 ( 2 вариант)

О. Напишите уравнения реакций в соответствии со схемой:

AI – AI2O3 – AI(NO3 )3  ( 1 вариант)

4AI + 3O2 = 2AI2O3

AI2O3 + HNO3 = AI(NO3 )3  

AI – AICI3 – AI(OH)3  ( 2 вариант)

2AI + 6HCI = 2AICI3 + H2     

AICI3 + 3NaOH = AI(OH)3 + 3NaCI

* Определите неизвестное вещество и напишите уравнения реакции в соответствии со схемой:

AI - … - AI(OH)3  ( 1 вариант)

AI – AICI3 – AI(OH)3 

2AI + 6HCI = 2AICI3 + H2     

AICI3 + 3NaOH = AI(OH)3 + 3NaCI

 AI - … - AICI3       ( 2 вариант)

4AI + 3O2 = 2AI2O3

AI2O3 +6 HCI = 2AICI3 +3 H2O

Проверка проводится сразу по готовым ответам на доске

        Осуществите превращение:

1. AI – AI2O3 – AI(OH)3 – AI2 (SO)3

2. AI – AI2O3 –AI2(SO4)3 - AI(OH)3

Девиз урока: «Древо науки всеми       корнями связано с исследованием»

Реакции в растворах электролитов

Один из способов повышения интереса к изучаемому предмету – создание различных игровых ситуаций. Обычно дидактические игры используются при изучении или обобщении материала. Но, оказывается, их можно успешно применять и на уроках контроля, оценки и коррекции знаний. Игра дает возможность повторить и закрепить изученный материал. Одновременно удается исправить ошибочные представления, оценить знания учащихся по данной теме, активизировать их мыслительную деятельность, показать взаимосвязь химии с другими предметами общеобразовательного цикла.

Знакомство учащихся с подобной формой занятий нужно провести заранее. Это помогает им более осмысленно отнестись к изучению материала, создает мощный стимул для работы с дополнительной литературой.

Используемый учебник: И.И.Новошинский, Н.С.Новошинская «Химия. 9 класс». Время – 90 мин. Форма урока – игра-путешествие.

Цели. Проверить знания учащихся по электролитической диссоциации; отработать умения использовать знания практически.

Оборудование и реактивы. Пробирки, спиртовка, спички, воронки, фильтр, химические стаканы; карта «Химическая лагуна», таблица растворимости; растворы кислот, оснований и солей.

Девиз урока. «Настоящий ученик учится открывать неизвестное с помощью известного и тем самым приближается к учителю» (В.Гёте).

ХОД УРОКА

Учитель. Любой человек, независимо от возраста, любит читать про тайны и путешествия. Вот и я приглашаю вас заглянуть в тайну Химической лагуны. После долгого путешествия мы попали в Химическую лагуну, где нас встретила одна из жительниц Лагуны – вода. Выслушаем ее рассказ.

Вода. Мы, жители Лагуны, когда-то могли общаться друг с другом, и наша жизнь была интересна химическими превращениями. Однажды нас посетил злой волшебник. Из-за его колдовства мы перестали двигаться и ходить в гости друг к другу. Нам можно помочь, но для этого необходимо выполнить пять желаний злого волшебника. Помогите нам.

Учитель. Поможем жителям Лагуны! Разделимся на 5 команд: А, Б, В, Г и Д. Выберем капитанов команд – мозговые центры и выслушаем задания.

Вода. Перед вами карта Лагуны. Вы видите, у нас пять деревушек: Электролитная, Диссоционная, Кислотная, Осно?вная и Солевая. Расколдовывать их будут ваши знания, которые проявятся при выполнении теоретической и практической части занятия по теме «Электролитическая диссоциация».

Учитель. Все команды должны быть подготовлены к выполнению практического задания. Сначала выполняется теоретическая часть, затем – практическая часть.

Теоретическая часть

В о п р о с 1. Какие вещества называют электролитами?

Команда А. Многие химические реакции протекают в водной среде. Например, в каждом живом организме бесконечно течет по сосудам – артериям, венам и капиллярам – волшебный раствор – кровь. Массовая доля солей в этом растворе такая же, как в первичном океане – 0,9%. Сложные физико-химические процессы, происходящие в организмах человека и животных, также протекают в растворах. Усвоение пищи связано с переводом питательных веществ в раствор. Природные водные растворы участвуют в процессах почвообразования и снабжают растения питательными веществами. Многие технологические процессы в химической и других отраслях промышленности, например, получение соды, удобрений, кислот, металлов, бумаги, протекают в растворах. Изучение свойств растворов занимает очень важное место в современной науке.

Из уроков физики мы знаем, что растворы одних веществ способны проводить электрический ток, а других – нет. Чтобы опытным путем проверить эту способность у растворов различных веществ, воспользуемся установкой (рис. 1).

Если раствор, налитый в стакан, проводит электрический ток, то лампочка загорится. Чем выше эта способность, тем ярче горит лампочка. Проводят электрический ток растворы солей, щелочей, кислот. Вещества, растворы и расплавы которых проводят электрический ток, называются электролитами. Растворы сахара, спирта, глюкозы и некоторых других веществ не проводят электрический ток. Такие вещества называются неэлектролитами.

В о п р о с  2. Почему растворы электролитов проводят электрический ток?

Команда Б. Шведский ученый Сванте Аррениус, изучая электропроводность растворов различных веществ, в 1877 г. пришел к выводу, что причиной электропроводности является наличие в растворах ионов, которые образуются при растворении электролита в воде. Процесс распада электролита на ионы называется электролитической диссоциацией.

Аррениус, который придерживался физической теории растворов, не учитывал взаимодействие электролита с водой и считал, что в растворах находятся свободные ионы. В отличие от него русские химики И.А.Каблуков и В.А.Кистяковский применили к объяснению электролитической диссоциации химическую теорию Д.И.Менделеева и доказали, что при растворении электролита происходит химическое взаимодействие растворенного вещества с водой, приводящее к образованию гидратов, которые диссоциируют на ионы. Они считали, что в растворах находятся не свободные, не «голые» ионы, а гидратированные, т.е. «одетые» в «шубку» из молекул воды.

Молекулы воды представляют собой диполи (два полюса), т.к. атомы водорода расположены под углом 104,5°, благодаря чему молекула имеет угловую форму (рис. 2).

Как правило, легче всего диссоциируют вещества с ионной связью и соответственно ионной кристаллической решеткой, т.к. они уже состоят из готовых ионов. При их растворении диполи воды ориентируются противоположно заряженными концами вокруг положительных и отрицательных ионов электролита. Между ионами электролита и диполями воды возникают силы взаимного притяжения. В результате связь между ионами ослабевает, и происходит переход ионов из кристалла в раствор (рис. 3).

Очевидно, что последовательность процессов, происходящих при диссоциации веществ с ионной связью (солей, щелочей), будет таковой: а) ориентация молекул – диполей воды около ионов кристалла; б) гидратация (взаимодействие молекул воды с ионами поверхностного слоя кристалла); в) диссоциация (распад) кристалла электролита на гидратированные ионы. Упрощенно происходящие процессы можно выразить с помощью уравнения:

NaCl = Na+ + Cl–.

Аналогично диссоциируют и электролиты, в молекулах которых ковалентная полярная связь (например, молекулы хлороводорода НСl), только в этом случае под влиянием диполей воды происходит превращение ковалентной полярной связи в ионную и последовательность процессов, происходящих при этом, будет такая:

а) ориентация молекул воды вокруг полюсов молекулы электролита;

б) гидратация (взаимодействие молекул воды с молекулами электролита);

в) ионизация молекул электролита;

г) диссоциация (распад) молекул электролита на гидратированные ионы (рис. 4).

Упрощенное уравнение диссоциации соляной кислоты можно выразить с помощью уравнения:

HCl + Н2O = Н3О+ + Сl– + Q.

Молекула воды, к которой присоединился протон (Н+), превратилась в ион оксония. Распад молекул в растворе, сопровождающийся появлением подвижных ионов, называется электролитической диссоциацией. «Электролитической» – понятно, потому что образуется электролит. Слово «диссоциация» обозначает распад на составные части. Следует учитывать, что в растворах электролитов хаотически движущиеся гидратированные ионы могут столкнуться и вновь объединиться между собой. Этот обратный процесс называется ассоциацией. Также необходимо учитывать свойства гидратированных ионов. Негидратированный Cu2+ – белый в безводных кристаллах CuSO4 и голубой, если он гидратирован.

Электролиты проводят электрический ток не только при растворении в Н2O, но и в расплавленном виде, т. к. при плавлении кристалла его кристаллическая решетка разрушается и образуется жидкость, состоящая из подвижных ионов. Расплавленный едкий натр – электролит. 

В о п р о с  3. Какие процессы протекают при растворении кислот?

Команда B. Запишем уравнения реакций, которые происходят при растворении кислот:

HCl + H2O = Н3О+ + Сl– + Q1,

H2SO4 + H2O = 2Н3О+ + + Q2,

HNO3 + H2O = H3O+ + + Q

и т.д.

Общим для всех кислот при их взаимодействии с H2O является образование иона оксония (Н3О+), поэтому кислотой называется вещество, которое при взаимодействии с Н2О образует ионы оксония (Н3O+) или, упрощенно, ионы водорода (H+). При этом возможна полная, необратимая диссоциация, когда в растворе молекул нет; в таком случае кислота называется сильной (азотная, серная, соляная). Другие кислоты (угольная, фосфорная, уксусная) – слабые, и в уравнении электролитической диссоциации вместо знака равенства ставят знак обратимости.

Например:

Кроме того, они диссоциируют ступенчато:

Итак, все кислоты объединяет то, что они при диссоциации обязательно образуют ионы водорода (Н+), поэтому общие характерные химические свойства кислот – кислый вкус, изменение окраски индикаторов, реакции с основаниями, с основными оксидами – обусловлены именно катионами водорода:

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2,

Zn + 2H+ = Zn2+ + H2;

CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O,

CuO + 2H+ = Cu2+ + H2O;

NaOH + HCl = NaCl + H2O,

H+ + OH– = H2O.

При написании уравнений реакций, характеризующих свойства электролита, надо помнить, что реакции в растворах электролитов идут до конца, если в результате образуется осадок, газ или малодиссоциирующие вещества.

В о п р о с  4. Что такое основание с точки зрения электролитической диссоциации?

Команда Г. Основанием называется вещество, которое при взаимодействии с H2O образует гидроксид-ионы (OH–). Сильные основания (гидроксиды металлов Ia и IIa групп) диссоциируют следующим образом:

NaOH = Na+ + OH– + Q;

Са(ОН)2 = Ca2+ + 2OH– + Q.

Слабые основания:

Сu(ОН)2 CuOH+ + OH– (1-я ступень),

СuОН+ Cu2+ + OH– (2-я ступень);

NН3 + H2O + OH–.

Общие свойства щелочей – мылкость на ощупь, изменение окраски индикаторов и другие свойства – обусловлены гидроксид-ионами (ОН–):

2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O,

2OH– + CO2 = + H2O;

2NaOH + FeCl2 = Fe(OH)2 + 2NaCl,

Fe2+ + 2OH– = Fe(OH)2 .

И здесь, как и во всех реакциях, происходящих в растворах электролитов, необходимым условием протекания реакции является удаление хотя бы некоторых ионов из раствора.

В о п р о с  5. Что происходит с солями в растворах?

Команда Д. При растворении в H2O (или расплавлении) соли диссоциируют с образованием ионов:

NaCl = Na+ + Cl–, NH4Cl = + Cl–,

и т.д.

Эти ионы определяют поведение солей в растворах. Соли могут взаимодействовать с кислотами:

с щелочами:

Na2СO3 + Ba(ОН)2 = ВаСО3 + 2NaOH,

Ba2+ + = BaCO3;

c другими солями:

NaCl + AgNO3 = AgСl + NaNO3,

Ag+ + Cl– = AgCl.

Во всех случаях реакции между ионами идут в сторону образования малодиссоциированных или трудно растворимых веществ.

Практическая часть

Задание 1. Опытным путем определите, в какой из выданных вам пробирок содержится:

а) р-р HCl;

б) р-р NaOH;

в) дистиллированная H2O.

Решение. Используются индикаторы (табл. 1).

Таблица 1

Окраска индикаторов в различных средах

Задание 2. В одной пробирке находится Mg(ОН)2, а в другой – Zn(ОН)2. Определите, в какой пробирке находится каждое из этих веществ.

Решение. В обе пробирки прилить щелочь. Реакция будет только с Zn(ОН)2:

Задание 3. Вам выдан оксид меди(II) CuO. С помощью химических реакций определите, кислотный он или основный.

Решение. CuO – порошок черного цвета, нерастворим в Н2О. Взаимодействует с соляной кислотой:

CuO + 2HCl = CuCl2 + Н2О,

CuO + 2H+ = Cu2+ + Н2О,

т.е. он основный оксид.

Задание 4. В шести пробирках находится р-р CuSO4. В каждую из пробирок последовательно прилейте следующие растворы:

а) Na2S;  б) KNO3; 

в) NaOH;  г) ВаCl2;

д) HCl; е) H2S.

Составьте уравнения реакций, протекающих до конца, в молекулярном и ионно-молекулярном видах.

Решение. Наблюдаемые в пробирках реакции (табл. 2):

Таблица 2

Примеры уравнений реакций:

CuSO4 + 2NaОН = Cu(ОН)2 + Na2SO4,

Cu2+ + 2OH– = Cu(ОН)2;

CuSO4 + Н2S = CuS + Н2SО4 ,

Cu2+ + H2S = CuS + 2H+

и т.д.

Задание 5. Осуществите практически следующие превращения:

а) Cu CuO CuCl2 Cu(OH)2 CuO;

б)

в) C CO2 CaCO3 CaCl2.

Решение.

а) 2Cu + O2 CuO;

CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O,

CuO + 2H+ = Cu2+ + H2O;

CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2 + 2NaCl,

Cu2+ + 2OH– = Cu(OH)2;

Cu(OH)2 CuO + H2O

и т.д.

Задание 6. Осуществите реакции, схемы которых приведены:

а) Ва2+ + = BaSO4;

б) H+ + ОН– = Н2O;

в) + 2Н+ = СО2 + H2О.

Решение.

и т.д.

Задание 7. Вам выдана смесь цинковых и медных опилок. Выделите из этой смеси медные опилки химическим способом.

Решение. На смесь действуем соляной кислотой (р-р):

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2,

Zn + 2H+ = Zn2+ + H2.

Медь с соляной кислотой не реагирует.

Каждая команда записывает свои задания в тетрадь по схеме: что делали; что наблюдали; результаты наблюдений; вывод.

Рефлексия. Оценка

Учитель и лаборант записывают результаты команд в листок учета знаний по форме:

Практическая часть

Оценивается каждое задание и выводится общий балл.

За ответы даются жетоны: – 3 балла;  – 4 балла; – 5 баллов.

Результаты команд и их членов объявляются на следующем уроке.

Домашнее задание

Учитель. Напомню, что все путешественники ведут дневники о своих приключениях. Предлагаю вам придумать сказку, загадку, стихотворение или кроссворд по теме «Электролитическая диссоциация».