Серная кислота и её свойства

Конспект урока « Серная кислота и её свойства»

Реактивы: разбавленная серная кислота, концентрированная серная кислота, цинк (гранулы), раствор метилоранжа, раствор карбоната натрия, раствор хлорида бария, оксид меди (II), сахарная пудра, сульфат алюминия, сульфат натрия, нитрат серебра, иодид натрия, хлорид натрия, стакан с водой.

Оборудование: Компьютер, мультимедийный проектор, диск с компьютерной презентацией, халат, очки, резиновые перчатки, стеклянный колпак, таблица растворимости, периодическая таблица( у каждого на столе).

Ход урока.

Учитель: В сочинениях монаха-алхимика Василия Валентина, жившего в XV веке, которого многие историки химии считают мифической фигурой, было рекомендовано получать "дух из солей" ( "спиритус салис") - прокаливанием смеси каменной соли и железного купороса. При этом отгонялась жидкость, которая поражала воображения алхимиков: она дымила на воздухе, вызывала кашель, разъедала ткань, бумагу, металл. О каком веществе идет речь?

Я растворю любой металл

Меня алхимик получал,

В реторте глиняной простой

Слыву я главной кислотой,

Когда сама я растворяюсь в воде,

То сильно нагреваюсь.

Какими еще интересными свойствами и почему обладает это вещество? Вот на эти вопросы нам предстоит ответить сегодня на уроке.

Цель сегодняшнего урока: изучить свойства серной кислоты и выявить характерные свойства этого вещества.

Девизом сегодняшнего урока можно считать слова английского философа и педагога Д.Локка: "Лучший путь к истине, это изучать вещи, как они есть, а не верить, что они такие, как нас этому учили".

Но прежде чем изучать новый материал, нам необходимо обобщить знания полученные на прошлых уроках.

1. Какие элементы ПС относятся к элементам 6 группе главной подгруппе?

2. Что общего у атомов этих элементов? Почему они объединены в одну подгруппу?

3. Как изменяются неметаллические свойства элементов в подгруппе?

4. Какие степени окисления характерны для серы?

5. Приведите примеры соединений серы с этими степенями окисления.

6. В каком соединении сера имеет максимальную степень окисления?( SO₃)

7. К какому классу соединений относится это вещество?

8. Составьте уравнения реакций, характеризующие кислотные свойства SO₃.

SO₃+Н₂О = Н₂SO₄ (самостоятельная работа учащихся, один уч-ся у доски, взаимопроверка)

SO₃ +Na₂O = Na₂SO₄ SO₃+ 2NaOH = Na₂SO₄+Н₂О

? Определите степень окисления серы в серной кислоте? (степень окисления серы и в оксиде серы (6), и в серной кислоте максимальная равна +6)

?Можно ли предположить, какие свойства - окислительные или восстановительные будет проявлять сера в степени окисления +6? Почему?

Итак, мы переходим к рассмотрению свойств серной кислоты.

Ее называли: купоросное масло, серное масло. Алхимик Андреас Либавий в 1595 г. Установил тождественность обоих веществ. Это - серная кислота.

? Как же образуется молекула серной кислоты?

?Какие физические свойства характерны для серной кислоты?

Физические свойства:

Безводная серная кислота H₂SO₄ - это бесцветная маслянистая жидкость без запаха, смешивается с водой в любых отношениях, t пл. =10,3⁰ С, t кип = 296⁰С, почти в два раза тяжелее воды =1,84 г/см3. (H₂SO₄ - Ж, З, Р,

Обладает сильным водоотнимающим действием.

Серная кислота очень едкое вещество:

-легко обугливает органически вещества;

-при попадании на кожу вызывает сильнейшие ожоги.

При смешивании серной кислоты с водой выделяется большое количество теплоты.

При работе с серной кислотой необходимо соблюдать правила техники безопасности.

При растворении серной кислоты нужно влить её тонкой струёй в воду и перемешать. Если воду влить в серную кислоту, то вода, не успев смешаться с серной кислотой, может закипеть и выбросить брызги на лицо и руки.

? Что произойдёт, если конц. кислота попадёт на кожу рук, лица…?

? Какую медицинскую помощь необходимо оказать? (показать аптечку - смыть большим количеством проточной воды, затем пострадавшее место аккуратно смочить « нашатырным спиртом» или раствором питьевой соды, а затем опять водой.)

При работе с серной кислотой: работать в резиновых перчатках и защитных очках.

Показать емкость с конц. кислотой, указав группу хранения. (Показывать с соблюдением правил ТБ). На емкости обязательно прочитать аннотацию.

При смешивании серной кислоты с водой выделяется большое количество теплоты.

И хорошо подходят слова сатирика николаевской эпохи Козьмы Пруткова "Всегда держись начеку. Серная кислота - это особое вещество. Демонстрация - растворение кислоты. (Показывает учитель, соблюдение правил ТБ).

Конц. серная кислота проявляет водоотнимающие свойства. Она окисляет сахарозу, при этом образуются летучие газы диоксид углерода и диоксид серы, поэтому масса вспучивается и поднимается.

Демонстрация: «Обугливание сахарной пудры концентрированной серной кислотой»

C₁₂H₂₂O₁₁ + 2H₂SO₄ = 11C + 2SO₂ + CO₂ +13H₂O

? Какой газ поднимает массу, запах вызывает - ... ? ;

В этой реакции серная кислота проявляет окислительные свойства, так как сера понижает свою степень окисления.

А знаете ли вы, что в субботу 15 июня 1985 года в зал Рембрандта в Эрмитаже вместе с экскурсией пришёл мужчина, который спросил у работниц музея, какая из картин в этом зале наиболее ценная. После этого он подошёл к «Данае» и, достав из-под полы склянку, выплеснул её прямо в центр холста. Краска немедленно начала пузыриться, менять цвет - в склянке была серная кислота.

? Какими же физическими свойствами обладает серная кислота?( перечислить)

Химические свойства:

Химические свойства серной кислоты в значительной степени зависят от её концентрации.

H₂SO₄ - она является окислителем за счёт иона водорода Н⁺. Для разбавленной кислоты характерны все общие свойства кислот .

?Какие свойства характерны для кислот?

+Ме (до Н₂)

соль + Н₂

+МеО

кислота соль+Н₂О

+Ме(ОН)_n

соль+Н₂О

+ соль

соль^/ + кислота^/

^{если образуется газ или осадок}

Выберите, с какими из перечисленных веществ реагирует разбавленная серная кислота: серебро, цинк, оксид меди (II), гидроксид калия, хлорид бария. Составьте уравнения возможных реакций. ( пусть выберут и обоснуют), а затем 4 ученика записывают уравнения на доске.

Затем проверяем на слайдах. Серная кислота двухосновная. Образует два ряда солей: сульфаты (Na₂SO₄) и гидросульфаты (NaHSO₄).

А теперь выполним лабораторную работу

1ряд - с металлами; 2ряд - с основаниями; 3ряд - с солями; 1ученик проделывает реакцию с оксидом меди(2) у доски под наблюдением учителя.

• Используя таблицу растворимости, определите какие ионы связываясь с сульфат-ионами, образуют осадок (Ba²⁺, Sr²⁺, Ca²⁺, Ag⁺, Pb²⁺)

Качественная реакция. Для качественного обнаружения сульфатов используют растворимые соли бария. Образуется белый мелкокристаллический осадок сульфата бария, не растворимый в кислотах и щелочах.

Прав Дмитрий Иванович Менделеев "Опыт - единственно верный путь спрашивать природу и слышать ответ в ее лаборатории".

Сейчас я вам предлагаю выполнить экспериментальную задачу, задания подобного типа встречаются на олимпиаде.

• Экспериментальная задача.. Под № даны растворы хлорида натрия, йодида натрия, серной кислоты, сульфата натрия. Спланируйте ход распознавания веществ под номерами и распознайте их.

Вещества

Ход распознавания

№

пробирки

NaCl

Na₂SO₄

NaI

Н₂SO₄

(фронтальная работа - мысленный эксперимент, прогнозирование результата реакций)

Давайте сделаем вывод: с чем же вступает в реакцию разбавленная серная кислота?

Что является реактивом на серную кислоту и ее соли?

Какой признак реакции мы наблюдаем? (белый осадок, который не растворяется в кислотах, ни в щелочах).

Концентрированная серная кислота - сильный окислительза счёт S⁺⁶. Она взаимодействует даже с малоактивными металлами, т.е. с металлами до и после водорода, и в отличие от разбавленной кислоты никогда не выделяет водород при этих реакциях. В реакциях с металлами всегда образуется три продукта: соль, вода и продукт восстановления серы.

Взаимодействие с металлами

Li … Mn

Zn … Pb H

Cu Ag …

активные

средней активности

малоактивные

В реакциях с металлами серная кислота проявляет окислительные свойства, так как сера понижает свою степень окисления.

1. Составим реакцию взаимодействия магния с концентрированной серной кислотой:

4Мg + 5H₂SO_4конц. = 4MgSO₄ + H₂S + 4H₂O

Mg⁰-2e=Mg²⁺ 4 окисление, восстановитель

S⁺⁶ +8e= S^-2 1 восстановление, окислитель

Учитель: От каких же факторов зависит степень окисления продукта реакции при взаимодействии конц. серной кислоты с металлами?

( Степень окисления продукта реакции зависит от активности металла, чем активнее металл, вступающий в реакцию с концентрированной серной кислотой, тем ниже степень продута восстановления серы).

Учитель: Концентрированная серная кислота является настолько сильным окислителем, что способна окислять даже некоторыми неметаллы (уголь, сера, фосфор). Как вы думаете, какие продукты образуются при взаимодействии конц. серной кислоты с неметаллами?

(Скорее всего, это будут оксиды неметаллов).

Например:

C + 2H₂SO₄ = CO₂ + 2SO₂ + 2H₂O( электронный баланс записывают дети)

C⁰ -4e-C⁺⁴ 2 1, окисляется, восстановитель

S⁺⁶ + 2e - S⁺⁴ 4 2, восстанавливается, окислитель

Учитель: Посмотрите на ваши записи и сделайте обобщение: какими же особыми свойствами обладает концентрированная серная кислота?

( Конц. серная кислота взаимодействует с металлами до и после водорода, кроме платины и золота, пассивирует алюминий, железо, хром, никель. Окисляет даже неметаллы.Серная кислота проявляет только окислительные свойства. Это можно объяснить тем, что сера находится в ней в высшей степени окисления).

Ребята, готовясь к вашему уроку я встретила такую информацию, что серная кислота найдена в некоторых водах вулканического происхождения. Так, например, воды рек в Южной Америки, содержат до 0,1 % серной кислоты. Реки ежедневно выносят в море около 20 т серной кислоты. Необычайной красоты кислотное озеро спрятано на 170 метровой глубине в одном из трех кратеров 3-х километрового хребта вулкана Малый Семячик. Озеро шириной 500 м и глубиной 140 м состоит из прогретого до 40 градусов раствора серной и соляной кислот средней концентрации. На острове Кунашир (Курильские острова) есть молочно-белое озеро. Озеро это кипящее. Установлено, что оно заполнено концентрированным раствором серной и соляной кислот.

Закрепление

Учитель: Теперь, ребята, с опорой на полученные знания попробуем ответить на следующие вопросы:

Учитель. Прокомментируйте этикетку чистящего средства. Зная технику безопасности и свойства серной кислоты.

Учитель: На заводе долгое время перекачивали серную кислоту из хранилища в цех по стальному трубопроводу. Но однажды трубы дали течь, и цех был залит кислотой. Выяснение обстоятельств аварии показало, что, нарушая правила технологии, трубопровод целый год использовали для транспортировки кислоты, имеющей не 93%, а 45% концентрацию. Почему изменение концентрации кислоты вызвало коррозию трубопровода? Приведите уравнение реакции.

( Конц. серная кислота пассивирует железо и реакция не протекает, а разбавленная серная кислота быстро и легко реагирует с ним. Поэтому стальные трубы вступили в реакцию с 45% серной кислотой, толщина их стенки постепенно истончилась и они дали течь. Этот процесс можно выразить следующим уравнением реакции:

Fe + H ₂SO₄ = FeSO₄+ H₂).

Учитель: В руки учителя на экзамене попала шпаргалка ученика, он оборвал окончания уравнений, и ученику пришлось самому дописывать продукты реакций. Закончите уравнение и расставьте коэффициенты в уравнении методом электронного баланса. Сделайте вывод об окислительно- восстановительных свойствах конц. серной кислоты.

S + 2H ₂SO ₄конц. = 3SO₂ + 2H₂O

Ученик:

S +2H₂ SO₄ конц = ? + ?

Учитель: Итак, что же мы узнали на сегодняшнем уроке? (ученики перечисляют: химические свойства разбавленной серной кислоты, познакомились с качественной реакцией на серную кислоту и её соли;

Конц кислота обладает сильным водоотнимающим свойством, обугливает органические вещества; взаимодействует с металлами до и после водорода, а также с неметаллами, обладает только окислительными свойствами).

Домашнее задание: составить молекулярные, полные и сокращённые уравнения реакций к экспериментальной задаче.

Рефлексия

Учитель: Друзья мои, пора нам оценить самих себя, а так же в целом весь урок, чтоб это сделать каждый смог.

Коль удался урок на диво, пускай наш химик улыбнется,

ведь тот, кто весел, тот смеется. Коль не понравился урок - улыбка прочь.

Рот на замок. Выбери один из предложенных вариантов.

Учитель. Урока время истекло.

Я вам ребята благодарна,

за то что встретили тепло и поработали ударно!

Молодцы! Спасибо всем! Желаю успехов в учёбе!

Мне грустно, Мне обидно, что не Я злюсь на себя

я не все понял спросили

Мне понравилось Я в восторге, все Я удивлен

понял