Сульфатна кислота і сульфати. Найважливіші природні сульфати, якісна реакція на сульфат – йон 10 клас Тема . Сульфатна кислота і сульфати. Найважливіші природні сульфати, якісна реакція на сульфат – йон. Мета: розглянути склад і властивості розбавленої та концентрованої сульфатної кислоти, навчити учнів експериментально розпізнавати розчин сульфатної кислоти та сульфати, узагальнити знання про неорганічні кислоти, продовжити формувати навички складати електронний баланс та йонні рівняння реакцій, формувати в учнів логічне мислення, вміння аналізувати, висловлювати свої думки. Обладнання: комп’ютер,
проектор,
презентація,
таблиця
розчинності,
електрохімічний ряд напруг металів; реактиви і обладнання для проведення лабораторної роботи. Тип уроку: комбінований. Методи та форми роботи: проблематизація, фронтальна бесіда, експеримент, стратегія «Розумний куб», гра «Асоціація», робота в парах, робота в групах. Девіз: Розум людський завжди прагне до діяльності й не терпить безперервного спокою. (Цицерон) Хід уроку. І.Організаційний етап ІІ. Актуалізація опорних знань учнів Сьогодні на уроці ми продовжуємо вивчати сполуки неметалічних елементів. На попередньому уроці ми розглянули оксиди неметалічних елементів. Давайте пригадаємо з вами, які оксиди неметалічних елементів зустрічаються у природі, яке їх значення для навколишнього середовища. Пропоную вам пригадати вивчений вами матеріал у незвичній для вас формі.
1.
Гра «Асоціація»
Запитання вчителя. Яке явище відображає і чим зумовлене? (слайд № 2)
Відповідь учнів: парниковий ефект
- обумовлений підвищеним вмістом в
атмосфері вуглекислого газу - СО2 Запитання вчителя. З яким явищем асоціюється у вас це зображення? Чим обумовлене? (слайд №2)
Відповідь учнів: Кислотні дощі – обумовлені викидом в атмосферу оксидів Сульфуру – SO2, SO3, Карбону - СО2, Нітрогену – NO2, N2O5).
Запитання вчителя. Яке поняття відповідає цій картинці? (слайд №3)
Відповідь учнів: Фотосинтез - відбувається за участю вуглекислого газу СО2. Вчитель узагальнює: Молодці! Отже, який можемо зробити висновок про значення оксидів неметалічних елементів для навколишнього середовища? Відповідь учнів Оксиди неметалічних елементів у навколишньому середовищі виконують як негативну, так і позитивну роль. Запитання вчителя. Який характер мають оксиди, що обумовлюють ці явища у природі? Відповідь учнів Усі ці оксиди мають кислотний характер. 2.
Стратегія «Розумний куб»
Попередньо виготовляється куб, на кожній із граней якого написане питання, за яким можна дати характеристику кислот. Учень кидає куб і відповідає на питання, яке йому випало. 1.Які речовини називаються кислотами? 2. Як довести наявність кислоти у пробірці? 3. Які найбільш поширені кислоти вам відомі? 4. Які солі утворює хлорид на кислота? Напишіть формулу солі, що містить Алюміній. 5. Які солі утворює нітрат на кислота? Напишіть формулу солі, що містить цинк. 6. Які солі утворює сульфат на кислота? Напишіть формулу солі, що містить калій. 7. Які солі утворює ортофосфатна кислота? Напишіть формулу солі, що містить магній. 5. Яких правил слід дотримуватись при роботі з кислотами? ІІІ. Вивчення нового матеріалу. У вчителя на робочому столі скринька з якої вчитель дістає флакон шампуню, упаковку капронових колгот, упаковку дріжджів, флакон ліків, фарби, батарейки, зв’язку ключів, мінеральне добриво. Вчитель ставить проблемне питання. Чому всі ці речі потрапили сьогодні на урок? Що їх усіх зв’язує? Прогнозована відповідь учнів. Усі ці речовини об’єднує сульфатна кислота. Вчитель
Вчитель зосереджує увагу учнів на тому, що мова дійсно йде про сульфатну кислоту і ця речовина є дуже важливою в усіх галузях народного господарства, її називають «хлібом промисловості». Отже, тема сьогоднішнього уроку : «Сульфатна кислота і сульфати. Найважливіші природні сульфати, якісна реакція на сульфат – йон» (слайд №4) Перед вами на столах знаходиться сульфатна кислота. Опишіть фізичні
•
властивості цієї речовини. (Можна скористатися підказкою з підручника) Цікавий факт. Сульфатна кислота в атмосфері. Дрібні капельки сульфатної кислоти можуть утворюватись в середніх і верхніх шарах атмосфери в результаті реакції взаємодії водяної пари і вулканічного попелу, що містить великі кількості сульфур оксидів. Завись, що утворюється разом із частинками вулканічного попелу, перешкоджає доступу сонячних променів до сонячної планети. Тому після сильних вулканічних вивержень часто змінюється клімат, стає значно холоднішим. Хмари сульфатної кислоти становлять значну частину покриву Венери. •
Пригадайте, та поясніть як потрібно розчиняти кислоти у воді?
(Розчинення кислоти у воді супроводжується виділенням великої кількості теплоти. Для того щоб із концентрованої сульфатної кислоти виготовити її розбавлений розчин. Кислоту доливають у воду, а не навпаки). (слайд № 5)
Промислове одержання сульфатної кислоти контактним способом (слайд № 6)
4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8 SO2
(слайд № 7)
2SO2 + O2 = 2SO3 (каталізатор – V2O5) SO3 + H2O = H2SO4 Сульфатна кислота – це сильна кислота. У водному розчині вона дисоціює за H2SO4 →H+ +HSO4–;
схемою:
HSO4– →H+ +SO42–.
Кислота змінює колір індикаторів: фіолетовий лакмус стає червоним, а метиловий оранжевий – рожевим. Розведена сульфатна кислота має загальні властивості характерні для всіх кислот: вона взаємодіє з металами, основними оксидами, основами та солями. Як двохосновна кислота, вона утворює два роди солей: середні і кислі в залежності від кількісного співвідношення речовин, що реагують. Кислотний Характер Загальна формула Кислота
залишок
солі
cолі, назва
Приклад KHSO4 – калій гідрогенcульфат Ва(HSO4)2 –
Me(HSO4)х − HSO4
кисла
барій
гідрогенсульфати гідрогенcульфат K2SO4 – калій сульфат
H2SO4
= SO4
середня
Meх(SO4)у
CaSO4 – кальцій
сульфати
сульфат
(слайд №8)
Кислі солі – це продукти неповного заміщення атомів Гідрогену в молекулі кислоти атомами металічного елемента. Середні солі – це продукти повного заміщення атомів Гідрогену в молекулі кислоти атомами металічного елемента.
Хімічні властивості сульфатної кислоти Учні працюють в групах. Перша група працює над питанням взаємодія з металами, друга - взаємодія з основними оксидами, третя - взаємодія з основами, четверта - взаємодія з солями. Після закінчення роботи звітує представник кожної групи, з метою відображення цілісної картини хімічних властивостей сульфатної кислоти. Перегляд слайду № 9. 1. Взаємодія з металами Розведена сульфатна кислота взаємодіє з металами які в ряду активності стоять до водню, з виділенням водню й утворенням солі. Наприклад: H 2SO4 + Zn = ZnSO4 + H2. 2. Взаємодія з основними оксидами Сульфатна кислота взаємодіє з основними й амфотерними оксидами з утворенням солі й виділенням води, наприклад: CuO + H 2SO4 = CuSO4 + H2O або
в
йонно-молекулярній
формі:
CuO
+
2H +
=
Cu2++
H2 O
Цей тип реакцій застосовують на металообробних заводах для очищення
поверхні металевих виробів, які зазнавали в процесі виготовлення сильного нагрівання. Цю операцію називають травленням металу. 3. Взаємодія з основами Сульфатна кислота взаємодіє з основами з утворенням солі й виділенням води, наприклад: Cu(OH)2 + H2SO4 = CuSO4 + 2H2O або в йонно-молекулярній формі: Cu(OH)2 + 2H+ = Cu2+ + 2H2O. Реакцію між кислотою і основою в результаті якої утворюється сіль і вода називають реакцією нейтралізації. 4. Взаємодія з солями Як сильна нелетка кислота сульфатна кислота витісняє інші кислоти із сухих солей. Наприклад: H2SO4 + 2KCl → К2SO4 + 2HCl↑(слайд № 9)
Властивості концентрованої сульфатної кислоти вивчаємо колективно. Перегляд слайду № 10. Концентрована сульфатна кислота З багатьма металами за звичайної температури не взаємодіє. Тому безводну кислоту можна зберігати в залізній тарі. Однак при нагріванні вона взаємодіє майже з усіма металами (крім платини і золота). Під час цих реакцій залежно від активності металу може виділятися сірка, гідроген сульфід або сульфур(IV) оксид. Реакція відбувається за схемою:
↑(слайд № 10)
Концентрована сульфатна кислота руйнує папір тканину, деревину. Причиною цього є водовідбірні властивості цієї речовини. Вона добре поглинає і водяну пару. Чи пам’ятаєте ви як відрізнити сульфатну кислоту серед інших кислот. Для того, щоб пригадати виконайте лабораторний дослід. Лабораторний дослід (робота в парах) Якісна реакція на сульфат-йони В одну пробірку налийте трохи розчину натрій сульфату, в іншу – розбавленого розчину сульфатної кислоти. В обидві пробірки добавте по 1 – 2 мл розчину барій хлориду (або барій нітрату). Запишіть спостереження. Яка речовина випала в осад? Який колір і характер осаду? Напишіть рівняння реакцій у молекулярній та йонно-молекулярній формах. Чи можна без проведення додаткового досліду зробити висновок про нерозчинність осаду барій сульфату в сильних кислотах? Відповідь обґрунтуйте. -
Розчинні сульфати реагують з солями та лугами. FeSO4 + 2KOH = Fe(OH)2 + K2SO4 CuSO4 + Na2S = CuS
•
+ Na2SO4
Пригадайте хімічні властивості солей. Чому відбулися ці реакції?
Лабораторний дослід (робота в парах) Ознайомлення зі зразками природних сполук Сульфуру Розгляньте видані вам зразки сірки та природних сполук. Для кожного із них запишіть у зошит: зовнішній вигляд, колір, блиск, запах, пластичність. (слайд №11)
Речовина
Ознаки порівняння Хімічна формула Агрегатний стан Колір Блиск Запах Пластичність
Висновок. __________________________________________________ ІV Узагальнення і закріплення знань. Фронтальна бесіда (слайд № 12) -
Як пояснити те, що при тривалому пропусканні повітря крізь
концентровану сульфатну кислоту її маса трохи збільшується? -
Чи можна застосовувати для нейтралізації концентрованої сульфатої
кислоти, бризки якої потрапили на шкіру, розчин натрій гідроксиду? Чому? -
Чому обмежене застосування кислотних оксидів SO2 та SO3? Яких молекул – H2SO4
чи H2O – більше в концентрованій сульфатній
кислоті з масовою часткою H2SO4 98% . У скільки разів? •
Допишіть схеми реакцій і складіть хімічні рівняння. Назвіть продукти
реакцій. Ag + H2SO4 (розб.) →
Ag + H2SO4 (конц.) →
H2SO4 + MnO →
NaF + H2SO4 →
V.Підбиття підсумків уроку,виставлення оцінок. VІ. Домашнє завдання. (слайд № 13) Скласти рівняння реакцій, що дозволяють здійснити такі перетворення:
1.
А)
S
Б)
Н2S
2.
→ SO2 →
→ SO3 → H2SO4 → Аl2(SO4)3
SO2 → Na2SO3 → SO2
→ H2SO4
Випереджаюче завданння в групах, підготувати повідомлення на теми: «Найбільш згубні для біосфери – викиди ТЕС», «Мийні та відбілюючі сульфуровмісні речовини, їх дія», «Роль сульфуровмісних речовин у виготовленні транспортних засобів».