Урок взаимодействие металлов с растворами солей

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

На уроке девятиклассники с помощью проблемного химического эксперимента выясняют способны ли щелочные и щелочноземельные металлы вытеснять ионы других металлов из растворов солей.

Скачать:

Вложение Размер
vzaimod_aktivnyuh_metallov_s_rastvorami_soley.docx 29.17 КБ

Предварительный просмотр:

Тема: Взаимодействие щелочных и щелочноземельных металлов с растворами солей

Тип урока: урок освоения новых знаний.

  • На основе проблемного демонстрационного опыта формировать у учащихся правильное представление о взаимодействии щелочных и щелочно-земельных металлов с растворами различных солей.
  • развитие познавательного интереса, коммуникативных качеств, умение сравнивать, обобщать, выделять главное и прогнозировать
  • развитие внимания, умения наблюдать, способствовать развитию исследовательских навыков.
  • в оспитывать в детях чувства товарищества, умения работать в коллективе, воспитывать интерес у обучающихся к урокам химии, соблюдать технику безопасности при работе с веществами.

Учитель . Вспомните, какие металлы взаимодействуют с растворами солей?

Учитель . Давайте сначала посмотрим опыт:

Взаимодействие раствора сульфата меди (II) с железом

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

Учитель . Какие признаки реакции вы наблюдали?

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

CuSO 4 + Fe = FeCI 2 + Cu

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

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

Ответ: никаких изменений с медной пластиной не произошло.

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

FeSO 4 + Cu = р. н. и

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

Задание: допишите уравнения возможных химических реакций

А) Pb(NO 3 ) 2 + Ni →

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

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

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

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

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

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

Признак реакции – выделение газа, образование черного осадка

Схема: CuSO 4 (раствор) + Li → H 2 ↑ + осадок чёрного цвета

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

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

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

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

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

2 Li + 2H 2 O = 2LiOH + H 2 ↑+ Q t = 70 º

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

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

2LiОН + CuSO 4 = Li 2 SO 4 + Cu(OH) 2

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

или в обобщенном виде:

2Li + H 2 O + CuSO 4 = Li 2 SO 4 + H 2 ↑ + CuO

Уравнения последовательно протекающих реакций:

2Li + 2H 2 O = 2LiOH + H 2 ↑ + Q

2LiOH + CuSO 4 = Cu(OH) 2 + Li 2 SO 4

Cu(OH) 2 = H 2 O + CuO

В обобщённом виде :

2Li+2H 2 O+CuSO 4 =CuО+H 2 О +H 2 ↑+Li 2 SO 4

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

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

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

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

Уравнения последовательно протекающих реакций:

Са + 2H 2 O = Са(OH) 2 + H 2 ↑

Са(OH) 2 + CuCl 2 = Cu(OH) 2 + СаCl 2

В обобщённом виде :

Са(OH) 2 + 2H 2 O+CuCl 2 =CuCl 2 +H 2 ↑+ Cu(OH) 2

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

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

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

Обобщение и выводы:

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

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

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

2 Na+ ZnCl 2 → Zn + 2NaCl

Составьте уравнения реакций между: литием и раствором хлорида магния

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

Учитель. Сегодняшнее занятие я хотела бы закончить следующими словами:

Человек рождается на свет,

Чтоб творить, дерзать – и не иначе.

Чтоб оставить в жизни добрый след

И решить все трудные задачи.

Человек рождается на свет…

Для чего? Ищите свой ответ!

Далее учитель оценивает работу групп и отдельных учащихся.

Источник

Урок-исследование «Химические свойства металлов и их соединений»

Разделы: Химия

Урок-исследование по теме: “Свойства металлов и их соединений» проводится 11 классе по программе О.С. Габриелян (профильный уровень) после изучения металлов в теме 4 «Вещества и их свойства». Урок является результатом усвоенных знаний по теме “Металлы”, имеет связь с ранее изученными темами “Свойства основных классов соединений, “Гидролиз солей”, “Окислительно-восстановительные реакции”, “Металлы главных подгрупп”, “Переходные металлы” и построен на основе теории проблемного обучения. Данный урок может быть проведен в классе, где учащиеся обладают высоким уровнем развития и сформированности учебных умений и навыков. Это позволяет провести урок в режиме самостоятельного поиска знаний. Форма организации работы в классе на основной части урока – групповая, группы созданы с учетом индивидуальных психологических особенностей и уровня умственного развития каждого учащегося.

Цели урока: учащиеся учатся самостоятельно добывать знания в ходе исследования и раскрывать особенности протекания химических реакций, определять проблемную ситуацию, находить пути ее решения, систематизировать и обобщать изученный материал. Учащиеся развивают умение прогнозировать, сравнивать, выделять главное, анализировать. Форма организации занятий: урок-исследование.

Ход урока

Ориентировочно- мотивационный этап

Для уточнения содержания основных понятий учащимися предлагается решить познавательные задачи. Вопросы предполагают межпредметную связь с физикой, биологией и внутрипредметную связь между основными темами. Фронтальная работа учащихся класса репродуктивного и частично-поискового характера готовит учащихся к активной учебно-познавательной деятельности.

Вопросы: Новый цинковый бак, в котором приготовили раствор медного купороса для опрыскивания растений, вскоре прохудился. Объясните причину разрушения стенок бака.

Для тепловозов, имеющих двигатели с чугунными и стальными блоками, в системе охлаждения используется вода с рН 11-12, а для дизельных поездов, имеющих двигатели с алюминиевыми блоками вода с рН 7-8. Чем это вызвано?

Почему алюминиевую посуду нельзя мыть содой?

При поиске ответов на вопросы 3, 4, 5 учащимся необходимо найти решение путем выявления противоречия в содержании. Для сосредоточенности внимания учащихся на магнитной доске вопросы 3, 4, 5 изображены в виде схем-рисунков. При ответе на вопрос 3 учащиеся сравнивают активность металлов в электрохимическом ряду напряжений и делают вывод о протекании реакции растворимой соли с более активным металлом. Сравнивая активность металлов в электрохимическом ряду напряжений, учащиеся делают вывод о протекании реакции замещения активным металлом более слабого в растворимой соли, вследствие чего происходит разрушение стенок бака. Ответ на 4 вопрос должен уточнить наличие разной среды растворов, а также проявление металлами свойств амфотерности. При затруднении ответа на 4 вопрос учитель обращает внимание учащихся на стенд, в котором изображена шкала значений рН и её соответствие среде раствора. Анализируя значения рН, учащиеся делают вывод о разной среде растворов и невозможностью нахождения алюминия в щелочной среде раствора, т.к. будет протекать его взаимодействие со щелочью. Показывая связь предыдущего вопроса, о том, что алюминий и его соединения (оксидная пленка на поверхности металла) амфотерные, учащиеся приходят к выводу о щелочной среде раствора соды, образованной в результате гидролиза.

Проблемно-поисковый этап

Ученики класса разбиты на творческие группы, каждая из которых получает задание и необходимые реактивы для проведения эксперимента. Необходимо провести исследование, каждому предоставляется возможность самостоятельного приобретения знаний. Учащиеся, получив задание, осмысливают содержание и последовательность его выполнения. В исследовании каждой из групп учителем созданы проблемные ситуации противоречия теоретического материала и практически проведенного эксперимента. В процессе работы учащиеся заполняют протокол исследования.

Работа 1 группы. Цель исследования: изучение протекания химических реакций при взаимодействии щелочных металлов с растворами солей.

Учащиеся группы проводят опыт №1: в растворы хлорида магния и железа осторожно помещают кусочек лития. Наблюдения заносят в протокол (бурно выделяется газ, выпадают осадки белого и бурого цвета). Опыт №2: в раствор хлорида меди (II) поместите кусочек лития. Заносят наблюдения в протокол (выпадает осадок черного цвета).

Учащиеся ошибочно предполагают вытеснение активным металлом более слабого металла из его соли. Но практически проведенный эксперимент свидетельствует о выделении газа и выпадении осадка. Учащиеся формулируют проблемный вопрос, выдвигают гипотезы для его решения и доказывают их. Если выдвижение гипотезы о протекании реакции вызвало затруднение, то учитель обращает внимание учащихся на цвет осадков, их соответствие определенным соединениям и как они могут быть получены. При дальнейшем затруднении учащимся напоминают, что щелочной металл попадает в раствор, поэтому и происходит выделение газа. Согласно, доказанному в предыдущем опыте, алгоритму взаимодействия щелочного металла с раствором соли в результате должен образоваться осадок гидроксида меди (II) синего цвета. Вновь создана ситуация противоречия, в которой учащиеся находят решение. Обобщают полученные результаты, формулируют выводы, конструируют алгоритм протекания химической реакции.

Щелочной металл + раствор соли?

  1. Ме + H2O = MeOH + H2
  2. MeOH + раст.соль = др.соль + др.основание

При взаимодействии щелочных металлов с растворами солей протекают 2 реакции: 1) Взаимодействие щелочного металла и воды с образованием щелочи и водорода. 2) Взаимодействие щелочи и раствора соли с образованием другой соли и другого основания. К предложенному алгоритму (опыт №2) добавится реакция разложения нерастворимого основания.

Работа 2 группы. Цель исследования: изучить взаимодействие щелочноземельных металлов с растворами солей.

Опыт №1: в раствор хлорида алюминия поместите небольшое количество магния. В результате проведенного эксперимента происходит растворение магния, которое сопровождается бурным выделением бесцветного газа. Наблюдения учащиеся заносят в протокол. Опыт №2: в раствор хлорида магния поместите небольшое количество магния. Учащиеся записывают наблюдения в протокол исследования (растворение магния в растворе своей соли и выделение газа).

На первом этапе урока при поиске ответа на 2 вопрос учащиеся доказали теоретически нерастворимость магния в воде. Учителем создана ситуация противоречия теории и практики. Согласно теории протекает вытеснение активным металлом более слабого из раствора его соли с образованием металлического осадка. Проведённый эксперимент свидетельствует о растворении магния и бурном выделении газа. Если выдвижение гипотезы учащимися вызывает затруднение, то учитель обращает внимание на способность солей подвергаться гидролизу. Активные действия с объектом изучения приводят учащихся к выявлению характера противоречия теории и практики, они формулируют проблему и выдвигают гипотезы для её решения. Обобщают полученные результаты и формулируют выводы.

Металл + раствор соли?

  1. Ме + H2O = реакция не протекает
  2. раст.соль + H2O = гидролиз
  3. Ме + кислота (среда раствора соли) = соль + H2

Взаимодействие магния с растворами солей подчиняется алгоритму: 1)Растворимые соли, образованные слабым основанием и сильной кислотой, подвергаются гидролизу по катиону с образованием кислой среды. 2)Кислота, полученная в результате гидролиза соли, действует на металл, образуя соль и водород.

Работа 3 группы. Цель исследования: изучить протекание химических реакций при действии алюминия на растворы солей.

Опыт №1: в раствор карбоната натрия опустите гранулу алюминия. Наблюдения учащиеся заносят в протокол (выпадение белого осадка и выделение газа). Опыт №2: в раствор хлорида меди (II) поместите гранулу алюминия. В результате эксперимента выделяется бесцветный газ и большой объём порошкообразной меди на поверхности алюминия. Опыт №3: в раствор нитрата меди (II) поместите гранулу алюминия. Учащиеся фиксируют отсутствие наблюдений.

Данное исследование предполагает выяснение учащимися противоречия образования различных продуктов реакций в результате взаимодействия алюминия с солями и способностью растворения оксидной пленки в различной среде раствора. При затруднении выдвижения учащимися гипотезы учитель обращает внимание учащихся на природу соли и возможность протекания гидролиза. Учащиеся совершенствуют исследовательские навыки. Обобщают полученные результаты проведенного эксперимента. Выдвигают гипотезы растворения оксидной пленки алюминия в различных средах растворов солей и взаимодействия металла в данных условиях. Формулируют выводы и конструируют алгоритм взаимодействия алюминия с растворами солей: 1) Гидролиз солей, образованных или слабым основанием или слабой кислотой, с образованием кислой или щелочной среды. 2) Оксидная пленка на поверхности алюминия растворяется в среде, образованной в результате гидролиза соли (щелочью или соляной кислотой). Азотной кислотой пленка на поверхности алюминия не разрушается. 3) Взаимодействие алюминия с водой и средой раствора соли.

Работа 4 группы. Цель исследования: изучить протекание химических реакций при действии металлов побочных подгрупп на растворы солей.

Опыт №1: в раствор сульфата меди (II) опустите железные стружки. Учащиеся группы фиксируют выделение меди на поверхности железа. Опыт №2: в раствор хлорида железа (III) поместите небольшое количество меди. В результате эксперимента происходит растворение меди. Опыт №3: в раствор нитрата железа (III) поместите небольшое количество серебра. В результате эксперимента происходит растворение серебра. Эксперимент содержит противоречие, выявленное учащимися при проведении опытов.

Результаты 1 опыта подтверждают вытеснение активным металлом более слабого из раствора его соли. Результаты 2 и 3 опыта свидетельствуют и о протекании реакции между слабым металлом и раствором соли. Учащиеся группы должны выявить противоречие двух проведенных опытов и найти решение в создавшейся ситуации. При затруднении учащихся в выдвижении гипотез учитель обращает внимание учащихся на способность железа иметь различные степени окисления. Проведя качественный анализ продуктов реакции, учащиеся выдвигают гипотезу, проверяют её истину.

  1. Me(сильнее) + раст.соль = др.соль + др.Ме
  2. Me(слабее) + раст.соль = др.соль + др.соль, реакция возможна если Fe +3 → Fe +2 или Сu +2 → Cu +1

Формулируют выводы: 1) Более активный металл вытесняет менее активный из раствора его соли, с образованием другого металла и другой соли. 2) Взаимодействие менее активного металла с раствором соли, если металл в соли может восстанавливаться до промежуточной степени окисления (железо +3 до +2; медь +2 до +1).

Этап рефлексии (презентация полученных результатов).

Констатация достижения учащимися поставленных целей, они развивают умения публичного выступления и обмениваются с другими учащимися результатами выполненного исследования. Отчет групп учащихся поддерживается мультимедийной презентацией проведенного исследования. Результатом данного урока является наличие положительного мотива к исследовательской деятельности, учащиеся пробовали свои силы в решении проблемных вопросов и убедились, что могут их решить. Анализ и оценка успешности достижения целей учащимися является перспектива исследовательской деятельности в работе НОУ.

К работе прилагается презентация (Приложение 1).

Источник

Читайте также:  Меры предупреждения коррозии металла
Поделиться с друзьями
Металл
Adblock
detector