Відкритий урок на тему - Сірчана кислота та її властивості

Розділи: Хімія

Цілі:

Конкретизувати загальні знання учнів про властивості сірчаної кислоти у світлі теорії електролітичної дисоціації з прикладу розведеної сірчаної кислоти.
Виявити характерні властивості концентрованої сірчаної кислоти, зумовлені наявністю у її складі сірки вищого ступеня окиснення.
Закріпити знання учнів про окисно-відновні реакції на прикладі властивостей концентрованої сірчаної кислоти.
Удосконалювати вміння учнів працювати з лабораторним обладнанням та реактивами.

Реактиви: розведена сірчана кислота, концентрована сірчана кислота, цинк (гранули), магній (стружка), розчин фенолфталеїну, розчин гідроксиду натрію, розчин карбонату натрію, розчин хлориду барію, оксид міді (II), цукрова пудра.

Обладнання: демонстраційний столик, спиртовка, пробіркотримач, скляна паличка, мірна ложечка, сірники, хімічна склянка (висока), термометр, одна кахельна плитка.

Хід уроку

I. Організація.

II. Вивчення нового матеріалу.

Перед початком уроку вчитель на кожну парту кладе дві схеми “Сірна кислота” (Додаток 1), яку учні заповнюватимуть під час уроку, і дві інструкційні карти (Додаток 2).

У ході уроку вчитель працює за таким планом:

Називаємо формулу сірчаної кислоти – H2SO4 (вчитель записує формулу на дошці, учні у схему).
Визначаємо ступеня окиснення атомів у молекулі сірчаної кислоти (вчитель записує на дошці, учні у схему).
Складаємо структурну формулу сірчаної кислоти (вчитель записує на дошці, учні у схему).
Визначаємо тип зв'язку, розподілелектронної щільності у молекулі сірчаної кислоти (вчитель записує на дошці, учні у схему).
Обґрунтовуємо (переходимо) до фізичних властивостей сірчаної кислоти, наголошуючи на тому, як правильно розбавляти концентровану сірчану кислоту.
Демонстрація досвіду (вчителем).

У склянці наперед налито концентрована сірчана кислота, в іншій склянці вода. Наливаємо концентровану H2SO4 у воду по краю склянки і безперервно перемішуємо скляною паличкою, опускаємо термометр. Бачимо, що сталося розігрівання розчину. Задається проблемне питання: “Хлопці, а якщо на шкіру потрапило H2SO4? Ми можемо змити її водою?”. (Відповідь "Ні"). Вчитель пояснює, що в цьому випадку кислоту треба змивати концентрованим розчином KMnO4, але не в жодному разі не водою, т.к. можна одержати ще й термічний опік.

7. Переходимо до вивчення хімічних властивостей H2SO4. Пояснюємо, що H2SO4 має як хімічні властивості кислот, так і особливі (специфічні) властивості.

8. Розглядаємо загальні хімічні властивості H2SO4:

а) сірчана кислота – сильний електроліт. Записуємо її дисоціацію за двома ступенями, але підкреслюємо, що по другому щаблі дисоціація протікає незначно.

б) Розведена сірчана кислота реагує з металами, що стоять в електрохімічному ряду напруги до водню. Наприклад, із магнієм.

Пропонуємо учням провести цей досвід, користуючись інструкційними картками. Рівняння реакцій записати у схему-конспект. Просимо одного з учнів вийти до дошки та написати рівняння цієї реакції.

в) H2SO4 реагує із оксидами металів. Наприклад, з оксидом міді (ІІ). Ця реакція йде за підвищеної температури.

Цей досвід проводить учитель демонстративно. У пробірку за допомогою мірної ложечки завадимотрішки оксид міді (II) (на кінчику мірної ложечки) та зі склянки (налити заздалегідь) приливаємо

5 мл розведеної H2SO4. Закріплюємо пробірку біля основи шийки пробіркотримачем, запалюємо спиртування і починаємо гріти. У ході протікання реакції видно, що розчин набуває блакитного забарвлення. Просимо хлопців записати рівняння цієї реакції на схему - конспект. Викликаємо учня до дошки записати це рівняння.

г) Сірчана кислота реагує з основами, причому як з розчинними, і нерозчинними. Наприклад, з гідроксидом натрію.

Пропонуємо учням провести цей досвід, користуючись інструкційними картками. Просимо хлопців записати рівняння цієї реакції на схему - конспект. Викликаємо одного з учнів до дошки написати рівняння цієї реакції.

д) Сірчана кислота реагує із солями, якщо в ході реакції виділяється газ або випадає осад. Пропонуємо учням провести два досвіди, користуючись інструкційними картками. Один досвід із карбонатом натрію, інший з хлоридом барію.

Рівняння реакції записуються в схему - конспект, але при цьому вчитель підкреслює, що реакція із солями барію є якісною реакцією на сірчану кислоту та її солі. Один із учнів виходить до дошки та записує рівняння даних реакцій. Вчитель дає завдання учням: у робочих зошитах до наступного заняття скласти іонні повні та іонні скорочені рівняння до тих молекулярних рівнянь, що вони записали під час уроку.

9. Переходимо до вивчення специфічних властивостей H2SO4.

Так як в H2SO4 сірка знаходиться у вищому (max) позитивного ступеня окислення, то вона може тільки приймати електрони, тому вона є кислотою-окислювачем і взаємодіє як з активними металами, так і з металами, що стоять в електрохімічному ряду напруги металів післяводню (Cu, Hg, Ag). У ході цих реакцій утворюється не водень, а H2S, S або SO2 залежно від концентрації кислоти і положення металу в ряду напруг.

Вчителем демонстраційно проводиться досвід.

У пробірку кладеться кілька гранул цинку (з міддю реакція йде довго і потребує додаткового нагрівання) і обережно приливається концентрована H2SO4, яка заздалегідь налита в хімічну склянку. Спостерігається виділення газу та наголошується, що це не водень.

Вчитель на дошці записує рівняння цієї реакції, учні у схему-конспект. Викладач зазначає, що концентрована кислота не реагує з багатьма металами за звичайних умов (Fe, Cr, Au, Pt, Al).

Учням ставить запитання: “Як ви думаєте, у чому зберігають і перевозять H2SO4 і чому?”.

10. H2SO4 окислює і багато неметалів з утворенням оксиду сірки (IV).

Вчитель на дошці записує рівняння цієї реакції, учні у схему – конспект.

H2SO4 обглинає багато органічних речовин. Наприклад, цукор. Вчитель проводить демонстраційний досвід. У склянку на 100-150 мл кладуть 10 г цукрової пудри + 1 мл H2O до утворення густої кашки; після цього до цукру доливають 5 мл концентрованої H2SO4. В результаті цукор обвуглюється. Маса може вийти зі склянки, тому її краще поставити на тацю або кахельну плитку. Педагог пояснює це явище, як результат взаємодії кислоти з органічною речовиною – сахарозою, внаслідок якого вуглець виділяється у вигляді вугілля.

Вчитель записує рівняння на дошці, учні у схему-конспект.

III. Закріплення знань, умінь та навичок учнів.

Вчитель: “Ми розглянули основні фізичні та хімічні властивості H2SO4. Дайте відповідь на такі запитання:

Чи можна здопомогою шматочка крейди визначити, в якій пробірці соляна кислота, а в якій сірчана?
Які реакції є якісними на HCl та H2SO4?

У вчителя на столі в демонстраційному штативі знаходяться пробірки із заздалегідь налитими HCl та H2SO4. В одну з них приливається нітрат срібла, в іншу хлорид барію. Виходять білі опади. Вчитель наголошує на тому, що вони різні: в одній пробірці сирний білий, а в іншій молочний білий. Якщо залишиться час, учням можна запропонувати скласти електронний баланс для наступної схеми реакції: