Конспект урока по химии на тему ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

Урок в 11 классе по теме «Химические свойства металлов»

Цель урока: обобщить и закрепить знания о химических свойствах металлов, уметь составлять уравнения химических реакций на основании положения металла в электрохимическом ряду напряжений.

Задачи:

1. развивать мышление учащихся, их самостоятельность и практические умения и навыки;

2. обеспечить закрепление знаний о свойствах металлов;

3. вырабатывать интерес к предмету, снять напряженность при ответах.

Оборудование: чашка Петри, пробирки, ложечка для сжигания, фарфоровый тигель, штатив с кольцом, спиртовка.

Реактивы:

Демонстрационный опыт: литий, натрий, фенолфталеин, вода.

Лабораторный опыт: магний, цинк, медная проволока, р-ры сульфата меди (II), сульфата железа (II) , гидроксида натрия, гвоздь или скрепка, алюминий, фенолфталеин.

I. Повторение пройденного материала.

1. Какой металл самый - самый…

Самый легкий металл - литий

Самый тяжелый металл - осмий

Самый легкоплавкий металл - ртуть

Самый тугоплавкий металл - вольфрам

Самый мягкий металл - цезий

Самый твердый металл - хром

Самый электропроводный металл - серебро

Самый блестящий металл - серебро

Самый пластичный металл - золото

Самый звонкий металл - золото.

2. Верю - не верю.

А) Литий, натрий, калий, медь являются щелочными металлами. (нет)

Б) Металлы пропускают световые лучи. (нет, отражают)

В) Большинство металлов в равной степени рассеивают все лучи видимой части спектра. (да, поэтому они имеют серебристо-белый или серый цвет)

Г) Ртуть - легкий металл, поэтому используется в физических приборах. (нет, ртуть - легкоплавкий металл)

Д) Общие физические свойства металлов обусловлены положением металлов в ПСХЭ. (нет, особым строением кристаллической решетки)

II. Изучение новой темы

Истинный химик должен быть теоретиком и практиком.

( М.В.Ломоносов)

Вы уже имеете определенный запас теоретических знаний по химическим свойствам металлов, поэтому, давайте, сначала обсудим общие положения, касающиеся этой темы, по следующим вопросам:

1. Какую роль выполняют металлы в химических реакциях?

(Ответ: восстановители)

2. Как оценить активность металлов в реакциях с их участием?

(Ответ: на основании положения металла в ПСХЭ можно оценить химическую активность;

на основании положения металла в электрохимическом ряду напряжений металлов оценивают восстановительную активность металлов в химических реакциях, протекающих в водных растворах. В этом ряду металлы расположены с учетом затрат энергии на отрыв валентных электронов, на разрушение кристаллической решетки и учетом энергии, выделяемой при гидратации ионов металла).

Сообщение 1 ученика: «Работы Н.Н.Бекетова»

Одни металлы активнее других, это никогда сомнений не вызывало. Но насколько один превосходит другой и как это измерить? Требовалось расположить металлы по какому-либо признаку в определенной последовательности. Это было сделано профессором Харьковского университета Николаем Николаевичем Бекетовым в его «Исследованиях над явлением вытеснения одних элементов другими». В один конец изогнутой трубки помещали раствор соли, в середину - разбавленную кислоту, а в другой конец - металл. При наклоне трубки металл попадал в кислоту, а выделяющийся водород вытеснял металл из его раствора соли. За первыми опытами последовали другие. Н.Н.Бекетов сравнил скорость выделения водорода из кислот, когда в них погружается металл. Металлы разделились как бы на две категории - вытесняющие водород и вытесняемые им. В 1865году итогом трудов Н.Н.Бекетова явилась последовательность, которую он назвал «вытеснительный ряд металлов».

Сообщение 2 ученика: «Кратко из биографии Н.Н.Бекетова»

Николай Николаевич Бекетов родился 1 января 1827г. в семье морского офицера. В 1844г. юноша поступил в Петербургский университет, но с третьего курса перешел в Казанский университет, где стал учеником знаменитого химика-органика Николая Николаевича Зинина. Молодой ученый заинтересовался физической химией - в то время еще только зарождавшейся областью химической науки. В 1855г. Бекетов переезжает в Харьков и становится профессором местного университета. По его инициативе в университете открывают первое в России физико-химическое отделение. Здесь он не только читал студентам курс физической химии, но и руководил практическими занятиями по определению плотности паров и молекулярной массы веществ, изучению спектров и т.д. Научная деятельность Бекетова продолжалась 58 лет, и все это время он посвятил физической химии.

Умер Бекетов в 1911 году.

3. Какую информацию о свойствах металлов можно получить на основании их положения в электрохимическом ряду напряжений металлов?

Сделаем обобщение по ряду напряжений металлов:

• Металлы расположены в порядке убывания восстановительных свойств при реакциях в водных растворах в стандартных условиях;

• Металлы, стоящие левее, вытесняют металлы, стоящие правее, из их солей в растворе;

• Металлы, стоящие в этом ряду до водорода, вытесняют его из кислот в растворе (кроме HNO₃ и концентрированной H₂SO₄ )

• Ме до Al + H₂O == щелочь + H₂

Ме после Al + H₂O =^t= оксид + H₂

Ме после H + H₂O =/=

Значит, окислителями металлов могут быть - вода, кислоты, соли в растворе, - но кроме них, еще окислителями могут быть неметаллы и органические вещества.

Задание 1. Сравните взаимодействие Na, Li, Cu, Ag с кислородом, сделайте вывод об их восстановительной способности, приведите уравнения реакций.

Демонстрация:

А) Горение натрия. Берут кусочек натрия величиной в половину горошины и помещают в фарфоровый тигель. Тигель помещают на кольце штатива и осторожно нагревают до воспламенения. После охлаждения в тигель добавляют несколько капель растворов KI и H₂SO₄ , а также 1 каплю крахмального клейстера. Наблюдают изменение окраски.

2Na + О₂ == Na ₂О₂

Na ₂О₂ + 2KI + 2H₂SO₄ === I₂ + 2H₂O + K₂SO₄ + 2Na₂SO₄

Б) Горение лития. Кусочек лития помещают в железную ложку для сжигания и вносят в пламя горелки. Сначала происходит плавление, а затем сгорание металла. Полученное соединение растворяют в небольшом количестве воды и испытывают раствором фенолфталеина.

4Li + О₂ == 2Li₂О

Лабораторный опыт 1. Прокаливание медной проволоки.

Медную проволоку прокаливаем над пламенем спиртовки. Что наблюдаете при этом?

2Cu + О₂ == 2Cu О

Ag + О₂ =/=

Еще с каким простыми веществами реагируют металлы? (с галогенами, серой, азотом, водородом)

2Fe + 3Br₂ =^t= 2FeBr₃

Ca + Cl₂ =^t= CaCl₂

2Al + 3S =^t= Al₂S₃

Mg + S =^t= MgS

6Li + N₂ = 2Li₃N

3Ca + N₂ =^t= Ca₃ N₂

2Na + H₂ =^t= 2NaH

Ca + H₂ =^t= CaH₂

Задание 2. Сравните взаимодействие Na, Mg, Fe, Ag с водой, сделайте вывод об их восстановительной способности, приведите уравнения реакций.

Демонстрация:

А) Взаимодействие натрия с водой. Кусочек натрия помещают в чашку Петри с водой. Наблюдают за выделением газа. Испытывают полученный раствор индикатором.

2Na + 2H₂O === 2NaОН + H₂

Лабораторный опыт 2. Взаимодействие магния с водой.

Немного порошка магния вносим в пробирку и наливаем в нее 1-2 мл воды. Идет ли реакция? Добавляем в пробирку капельку раствора фенолфталеина, наблюдаем, есть ли изменения . Нагреваем пробирку до кипения? Появляется ли характерное окрашивание?

Mg + 2H₂O =^t== Mg(ОН)₂ + H₂

Как протекает взаимодействие железа с водой? (Работа с учебником)

3Fe + 4H₂O ==^t= Fe₃O₄ + 4H₂

Ag + H₂О =/=

Задание 3. Исследование скорости реакции взаимодействия Mg, Zn, Fe, Cu с соляной кислотой.

Лабораторный опыт 3. Взаимодействие металлов с растворами кислот.

В четыре разные пробирки, содержащие по 1мл соляной кислоты, поместите небольшие кусочки магния, цинка, железную скрепку, медную проволоку. Пронаблюдайте за скоростью реакций.

Mg + 2HC === MgCl₂ + H₂

Zn + 2HCl === ZnCl₂ + H₂

Fe + 2HCl === FeCl₂ + H₂

Cu + HCl ==/=

Задание 4. Взаимодействие металлов с растворами солей.

Лабораторный опыт 4. Взаимодействие металлов с растворами солей.

Пользуясь электрохимическим рядом напряжений металлов, определите, какая из этих реакций возможна:

Fe + CuSO₄ =

Cu + FeSO₄ =

и докажите свой выбор с помощью опытов. В одну пробирку налейте раствор сульфата меди (II) и опустите железный гвоздь, в другую пробирку налейте раствор сульфата железа (II) и опустите медную проволоку. Сделайте соответствующий вывод.

Fe + CuSO₄ === FeSO₄ + Cu

Cu + FeSO₄ ==/=

Такого типа реакции лежат в основе действия гальванического элемента - химического источника электрического тока.

Fe⁰ + Cu²⁺ == Fe²⁺ + Cu⁰

Восстановитель Fe⁰ - 2е^- == Fe²⁺ окисление (анод)

Окислитель Cu²⁺ + 2е^- == Cu⁰ восстановление (катод)

Задание 5. Взаимодействие с органическими веществами.

А) реакция с одноатомными спиртами, многотомными спиртами, фенолом:

СН₂ - ОН СН₂ - ОNa

| + 2Na === | + H₂

СН₂ - ОН СН₂ - ОNa

Б) реакция Вюрца:

СН₃ - Cl + 2Na === СН₃ - СН₃ + 2NaCl

В) образование ацетиленидов

СH ≡ СН + 2Na =^NH₃== СNa ≡ СNa + H₂

Г) образование металлоорганических соединений

СН₃ - Cl + Mg ==== СН₃MgCl

Задание 6. Взаимодействие амфотерных металлов со щелочами.

В пробирку, содержащую 1 -2 мл раствора гидроксида натрия опустите небольшой кусочек цинка (для ускорения реакции можно пробирку нагреть). Что вы наблюдаете? Напишите уравнение реакции.

Zn + 2NaОН + 2H₂О =^t== Na₂[ Zn(OH)₄] + H₂

Задание 7. Образование интерметаллических соединений.

2Na + Sb ==== Na₂Sb

Домашнее задание: § 18 , страница 201 -207 упр. 6, 9, 13

Закрепление:

1.Некий жилец второго подъезда пришел в гости в квартиру №8 поиграть в шахматы. Кто из них кому пешку не уступил или шах поставил - неизвестно. Но только они крупно повзаимодействовали, в результате чего жилец массой 0,8г исчез, а вместо него образовалось 1,12г его оксида. Определите, как звали пропавшего жильца, который любил ходить в гости?

Решение.

2Ме + О₂ == 2МеО

ν(Ме) = ν(МеО)

ν(Ме) = m/М = 0,8/ х

ν(МеО) = m/М = 1,12/ х+16

0,8/ х = 1,12/ х+16

0,8х + 12,8 = 1,12х

0,32х = 12,8

х = 40 это кальций

Ответ: кальций

2. Кому не жаль «денег»?

Однажды два приятеля - Алюминий и Калий - поздно возвращались домой. И вдруг на них неожиданно напал грабитель Хлор, который потребовал выложить кошельки с электронами. Как вы считаете, какой из приятелей легче расстанется со своим кошельком? Объясните, почему?

3.Нигде нет покоя…

Когда Магний пришел в бар, там уже сидели: Кислород, Сера, Хлорид Натрия в растворе, разбавленная Серная Кислота и Гидроксид Меди (II). Присутствие каких веществ испортило ему настроение? Почему? Подтвердите свой ответ уравнениями реакций.