ТЕМА УРОКА
«Серная кислота и ее соли»
9 класс
Учитель химии высшей категории МАОУ лицея № 97 Каратерзе Л.П.
Цели урока:
Образовательная. Повторить строение молекулы серной кислоты, рассмотреть ее физические и химические свойства в свете теории электролитической диссоциации и с точки зрения окислительно-восстановительных процессов. Познакомить с особыми свойствами серной кислоты. Закрепить умения составлять ионные уравнения, понимать сущность реакций, совершенствовать навыки расстановки коэффициентов методом электронного баланса, определять окислители, восстановители.
Развивающая. Развить умения сравнивать, обобщать; способствовать развитию памяти, устойчивого внимания.
Воспитательная. Воспитать чувства ответственности в работе с реактивами, бережного отношения, взаимопомощи, взаимопонимания.
Оборудование: компьютер, проектор, презентация «Серная кислота», таблица «Растворимость кислот, оснований и солей в воде», таблица «Электрохимический ряд напряжений металлов».
Лабораторное оборудование: пробирки, спиртовки, пробиркодержатели, реактивы: H2SO4 (раствор), индикаторы, медь, цинк, магний, оксид меди (ІІ), оксид цинка, гидроксид натрия (раствор), гидроксид цинка, карбонат калия, хлорид бария.
Методы: самостоятельная работа (работа в группах по 4 человека, 2 человека).
ХОД УРОКА
I Проверка домашнего задания (работа в парах , индивидуальная работа – тестовая работа, взаимоконтроль)
Какие элементы ПС относятся к элементам 6 группе главной подгруппе?
Что общего у атомов этих элементов? Почему они объединены в одну подгруппу?
Как изменяются неметаллические свойства элементов в подгруппе?
Какие степени окисления характерны для серы?
Приведите примеры соединений серы с этими степенями окисления.
В каком соединении сера имеет максимальную степень окисления?
К какому классу соединений относится это вещество?
Составьте уравнения реакций, характеризующие кислотные свойства..
9. Определите степень окисления серы в серной кислоте?
10.Можно ли предположить, какие свойства - окислительные или восстановительные будет проявлять сера в степени окисления +6? Почемe?
11.Определить степень окисления серы в сульфиде кальция, сульфате кальция, гидросульфате кальция, сульфите кальция.
12.Напишите уравнения реакций взаимодействия серы с водородом, цинком, железом, алюминием. 4-е уравнение разобрать с точки зрения окисления восстановления.
После выполнения проверяют ответы на доске.
II Объяснение нового материала
Вступительное слово учителя
При Петре I это вещество привозили в Россию из-за границы. Но уже в 1798 г. Купец Муромцев «выварил» 125 пудов (около двух тонн) нагреванием железного купороса.
«Купоросная кислота», «купоросное масло», «серное масло», «купоросный спирт» так называли в XVII-XVIII веке это вещество. Как вы думаете, какое современное название этого вещества?
Физические свойства серной кислоты
Тяжелая маслянистая жидкость ("купоросное масло"); р = 1,84 г/см3; нелетучая, хорошо растворима в воде – с сильным нагревом; t°пл. = 10,3°C, t°кип. = 296°С, очень гигроскопична, обладает водоотнимающими свойствами (обугливание бумаги, дерева, сахара). (Презентация, слайд1,2)
Помните!
Кислоту вливать малыми порциями в воду, а не наоборот!
Видео (Разбавление серной кислоты водой)
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.
Химические свойства серной кислоты
Работа в группах.
В разбавленных растворах серная кислота проявляет все типичные свойства кислот.
Задание: исследуйте отношение серной кислоты к различным веществам.
Работа в группах.
Действие серной кислоты на:
І группа металлы: Zn, Mg, Cu
ІІ группа оксиды металлов: CuO, ZnO
ІІІ группа гидроксиды металлов: NaOH, Zn(OH)2
ІV группа соли: Na2CO3, BaCl2
Написать уравнения реакций с точки зрения электролитической диссоциации и с точки зрения окисления, восстановления.
Проверка по карточке.
H2SO4 - сильная двухосновная кислота, водный раствор изменяет окраску индикаторов (лакмус и универсальный индикатор краснеют) (Презентация, слайд 3,4)
1) Диссоциация протекает ступенчато:
H2SO4→ H+ + HSO4- (первая ступень, образуется гидросульфат – ион)
HSO4 → H+ + SO42- (вторая ступень, образуется сульфат – ион)
H2SO4 образует два ряда солей - средние (сульфаты) и кислые (гидросульфаты)
2) Взаимодействие с металлами:
Разбавленная серная кислота растворяет только металлы, стоящие в ряду напряжений левее водорода:
Zn0 + H2+SO4(разб.)═ZnSO4 + H20↑
Zn0 + 2H+ ═ Zn2+ + H20↑
3) Взаимодействие с основными и амфотерными оксидами:
CuO + H2SO4 ═ CuSO4 + H2O
CuO + 2H+ ═ Cu2+ + H2O
4) Взаимодействие с основаниями:
H2SO4 + 2NaOH ═ Na2SO4 + 2H2O (реакция нейтрализации)
H+ + OH- ═H2O
Если кислота в избытке, то образуется кислая соль:
H2SO4 + NaOH → NaНSO4 + H2O
H2SO4 + Cu(OH)2 ═ CuSO4 + 2H2O
2H+ + Cu(OH)2 ═ Cu2+ + 2H2O
5) Обменные реакции с солями:
образование осадка
BaCl2 + H2SO4 ═ BaSO4↓ + 2HCl
Ba2+ + SO42- ═ BaSO4↓
Качественная реакция на сульфат – ион:
Образование белого осадка BaSO4 (нерастворимого в кислотах и щелочах)
(Презентация, слайд 5,6)
Лабораторная работа. «Качественная реакция на сульфат – ион».
SO2-4 – анион держит бария катион, это не просто демонстрация, это качественная реакция.
Известно во всем мире, что концентрированная серная кислота опасна, коварна и сильна.
Сообщение ученика:…Одна из героинь романа «Вечный зов», оставаясь в оккупации, чтобы не вызвать нездорового интереса к себе фашистов, навсегда обезобразила себя, смочив голову концентрированной серной кислотой. Телефильм «Раферти», в котором для расправы с одним из профсоюзных деятелей.
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. (Презентация, слайд 7)
Концентрированная серная кислота не реагирует с благородными металлами и пассивирует Fe, Cr, Ni, Al! Конц. серная кислота пассивирует алюминий, железо, хром, никель образуя на их поверхности твёрдую нерастворимую плёнку, которая защищает их от дальнейшего окисления. Это свойство используется для перевозки серной кислоты в стальных баллонах.
В реакциях с металлами серная кислота проявляет окислительные свойства, так как сера понижает свою степень окисления.
1. Взаимодействие магния с концентрированной серной кислотой:
4Мg + 5H2SO4конц. = 4MgSO4 + H2S + 4H2O
M g0-2e=Mg2+ 4 окисление, восстановитель
S+6 +8e= S-2 1 восстановление, окислитель
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).
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
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). (Презентация, слайд8)
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.
Концентрированная 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
В этой реакции серная кислота проявляет окислительные свойства, так как сера понижает свою степень окисления. (Презентация, слайд 9)
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.
Применение серной кислоты. (Презентация, слайд 10)
Стр. 103 учебника. Работа с книгой.
в производстве минеральных удобрений;
как электролит в свинцовых аккумуляторах;
для получения различных минеральных кислот и солей;
в производстве химических волокон, красителей, дымообразующих веществ и взрывчатых веществ;
в нефтяной, металлообрабатывающей, текстильной, кожевенной и др. отраслях промышленности;
в пищевой промышленности — зарегистрирована в качестве пищевой добавки E513(эмульгатор);
в промышленном органическом синтезе в реакциях:
дегидратации (получение диэтилового эфира, сложных эфиров);
гидратации (получение этанола);
сульфирования (получение СМС и промежуточные продукты в производстве красителей);
Применение солей серной кислоты (Презентация, слайд11)
Железный купорос FеSО4•7Н2O применяли раньше для лечения чесотки, гельминтоза и опухолей желез, в настоящее время используют для борьбы с сельскохозяйственными вредителями.
Медный купорос CuSO4•5Н2O широко используют в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями растений.
«Глауберова соль» (мирабилит) Nа2SO4•10Н2O была получена немецким химиком И. Р. Глаубером при действии серной кислоты на хлорид натрия, в медицине ее используют как слабительное средство.
«Бариевая каша» BaSO4 обладает способностью задерживать рентгеновские лучи в значительно большей степени, чем ткани организма. Это позволяет рентгенологам при заполнении «бариевой кашей» полых органов определить в них наличие анатомических изменений.
Гипс СаSO4•2Н2O находит широкое применение в строительном деле, в медицинской практике для накладывания гипсовых повязок, для изготовления гипсовых скульптур.
Экологическая проблема - экология нашего края (обсуждение)
III. Закрепление.
Работа в парах
1.Осуществить превращение:
  
а). H2S S SO2 H2SO4
 
Fe
б) ZnS H2S Na2S ZnS
2. Запишите уравнения реакций взаимодействия разбавленной серной кислоты с магнием, гидроксидом железа (III), оксидом алюминия, нитратом бария и сульфитом калия в молекулярном, ионном и сокращенно – ионном виде. |
