Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах и улицах «Добрая дорога детства» 2
Скачать 146.69 Kb.
|
| Малькова Н.В., учитель химии МОУ «СОШ №15 г. Йошкар-Олы» Тема урока: «Сера» Девиз: «Жить – значит узнавать» Д.И.Менделеев Цель: на основе интеграции исторических, биологических и химических знаний изучить нахождение серы в природе и ее свойства, вскрыть причинно-следственные связи «строение – свойства» и «свойства – применение», установить связь науки с практикой, изучить влияние серы и некоторых ее соединений на окружающую среду и организм человека. Задачи:
Тип урока: комбинированный (изучение нового учебного материала, закрепление). Методы обучения: частично-поисковый, проблемно-дискуссионный, использование информационно-коммуникационных технологий. Оборудование: набор минералов, Web- страница, видеофрагменты из фильма «Сера», видео-опыты (учитель - Малькова Н.В.), 2 опорных конспекта: «Общие представления о сере и ее соединениях», «Свойства серы», инструктивные карты и информационный материал, компьютер, экран, проектор; химические стаканчики на 100 мл с водой, ступка с пестиком, шпатель, лабораторный штатив с кольцом, асбестовая сетка, спиртовка, спички, лучинка. На доске: опорные слова: «аллотропия», «флотация», «демеркуризация». Реактивы: S, KClO3, C, KNO3
Учитель. Добрый день! Я рада видеть вас на сегодняшнем уроке. Мы продолжаем изучение отдельных элементов периодической системы Д.И.Менделеева и я не сомневаюсь в том, вас ждут сегодня открытия, потому что по словам Пиаже «Понять что-либо, значит открыть вновь». Урок посвящен одному из самых интересных элементов, соединения которого известны с глубокой древности. В средние века считалось, что это обязательная составная часть всех веществ. Что же это за элемент вы ответите мне через несколько минут, когда прочтете текст. Вариант 1 Около 680 г.н.э. в морском бою против арабов византийцы впервые применили новое ужасное оружие – «греческий огонь». Галеры византийцев выбрасывали на неприятельские суда заранее подожженную смесь из «пифонов» - установок, подобных огнеметам. Суда пылали как факелы, а огонь нельзя было потушить водой. Смесь горела на морских волнах, прилипала к корпусам судов и одежде людей. В 941 г. под стенами Царьграда «греческим огнем» был уничтожен флот киевского князя Игоря. Строки летописи в переводе на современный язык звучат так: «Словно молнию, которая в небе, греки имеют у себя и пускают ее, сжигая нас, поэтому мы не одолели их». В состав «греческого огня» входили битум или нефть, а также неметалл Э. Этот неметалл на воздухе горит красивым сине-голубым пламенем, выделяя удушливый и едкий газ. При обработке концентрированной азотной кислотой неметалл Э превращается в сильную кислоту Н2ЭО4. При кипячении неметалла с солью состава Na2ЭО3 в растворе появляется другая соль, состава Na2 ЭО3Э. Назовите неметалл Э. Ответ: Э – сера. S + 6 HNO3 = Н2SО4 + 6 NO2 + 2 H2O S + Na2SО3 = Na2 SО3S (тиосульфат натрия) Вариант 2 Химик синтезировал оранжево-желтые кристаллы нитрида неметалла состава Э4N4 и решил изучить его свойства. Поручив лаборанту стереть кристаллы в порошок, он ушел по делам. А лаборант решил, что лучше всего растирать вещество ударами пестика. Недолго думая, он так и сделал. Раздался взрыв, а самого «умельца» обсыпало с ног до головы желтым порошком. Собрав этот порошок, лаборант скрыл от химика случай с взрывом. Удивленный химик обнаружил, что свойства нитрида ничем не отличаются от свойств исходного Э. Какое вещество в данном случае скрывается за символом Э? Ответ: Э – сера. При ударе нитрид серы S4N4 распадается на серу и азот. Демонстрация видеофрагмента 1(34 с). Сера- «начало начал» древнейших философов, алхимиков, элемент, окруженный мистикой и тайнами. Переходим к изучению новой темы. На доске записываем тему урока.
ПС – это графическое отображение ПЗ, и каждое принятое в таблице обозначение отражает какую-либо особенность в строении атома. Беседа с учащимися по следующим вопросам: 1) Какое положение занимает сера в ПСХЭ Д.И. Менделеева? 2) Каков физический смысл данных показателей серы? Ответ: 3 период, 6 группа, главная подгруппа, порядковый номер 16. Заряд ядра +16, 16 электронов вращаются на 3 электронных уровнях, на внешнем уровне 6 электронов, как и у атома кислорода до завершения недостаёт 2 электрона. Сера может принять два электрона, проявляя степень окисления –2 (H2+ S–2). Давайте вспомним известные вам основные закономерности изменения свойств атомов, простых веществ, образованных химическими элементами главных подгрупп ПСХЭ. Итак, в главных подгруппах (↓):
Ответ: У атома кислорода два энергетических уровня, а у атома серы три. Радиус атома серы больше радиуса атома кислорода. 3) Проблемный вопрос: «Может ли атом серы проявлять другие степени окисления?»  Для ответа на этот вопрос распределим электроны по уровням, подуровням, по орбиталям. Это задание выполняет один из учащихся на магнитной доске, а остальные учащиеся в тетрадях. Учащийся объясняет распределение электронов. На первом уровне один подуровень и одна орбиталь, заполненная полностью. На втором уровне два подуровня и четыре орбитали, заполненные полностью. На третьем уровне три подуровня и девять орбиталей. Появляется d-подуровень, он в спокойном состоянии атома не заполнен. Внешний электронный слой заполнен так же, как и у кислорода. Есть две орбитали, имеющие пары электронов. В возбуждённом состоянии может происходить разъединение пары электронов. При разъединении одной пары электрон перескакивает на d-подуровень, образуется четыре не спаренных электрона, которые сера может предоставлять более электроотрицательным атомам, проявляя при этом степень окисления +4 (S+4O–22). При разъединении ещё одной пары электронов образуется 6 неспаренных электронов, которые так же сера может предоставлять более электроотрицательным атомам, проявляя при этом степень окисления +6(S+6 O–23). Вывод: Сера может быть и окислителем и восстановителем со степенями окисления: –2, 0,+4, +6. Например:  По отношению к кислороду, сера проявляет восстановительные свойства. По отношению к водороду, металлам и менее электроотрицательным неметаллам сера проявляет окислительные свойства. Далее рассмотрим серу как простое вещество. III.Операционно-исполнительский этап В нашей творческой мастерской сегодня работают 3 лаборатории. 1.Работа творческих лабораторий по инструктивным картам и информационному материалу. Инструктивная карта для 1 лаборатории Сера, как простое вещество
У желтой серы есть корона, Но нет не подданных не трона. Корону сера одевает, Когда устойчивой бывает. Тепло ведет к кристаллам длинным Бесцветной серы моноклинной. Более подробно мы будем изучать свойства кристаллической серы.
В качестве закрепления смотрим видеофрагмент 2 (2 мин 38 с).
При ответе обучающихся на вопрос «Природные соединения серы» смотрим видеофрагмент 3 (47 с). Вывод: сера имеет 3 энергетических уровня. Радиус атома серы больше радиуса атома кислорода. Сера может быть окислителем и восстановителем. Молекулы серы с чётным числом атомов: S2, S4,S6 S8. Демонстрация видеофрагмента 4 (1 мин 4 с). Для химического элемента – серы характерна аллотропия. Наиболее устойчива модификация, известная под названием ромбической серы. В природе сера встречается в трех формах – самородная, сульфидная, сульфатная. Переходим к изучению следующего раздела. Инструктивная карта для 2 лаборатории
Тогда услышал я (о, диво) запах скверный, Как будто тухлое разбилося яйцо, Иль карантинный страж курил жаровней серной, Я нос себе зажав, отворотил лицо… H2S, SO2, который с глубокой древности использовался для дезинфекции (окуривание горящей серой). Химические свойства серы 1) Взаимодействие с металлами. При обычных условиях сера вступает в реакцию с щелочными и щёлочноземельными металлами, медью, ртутью, серебром. Реакция серы с ртутью используется для сбора ртути. Такой процесс называют демеркуризацией. При нагревании сера реагирует и с другими металлами (Zn, Al, Fe ) и только золото не взаимодействует с ней ни при каких условиях. Рассматриваем на доске несколько реакций взаимодействия серы с металлами с использованием метода электронного баланса.
Hg0 + S0 = Hg+2 S–2 Hg0 – 2e ––> Hg+2 1 восстановитель окисления S0 + 2e ––> S–2 1 окислитель восстановления
2 Na0 + S0 = Na2+2S–2 Na0 – e ––> Na+ 2 восстановитель окисления S0 + 2e ––> S+2 1 окислитель Восстановления
Учитель обращает внимание на горение пучка тоненьких медных проволочек в парах серы – при этом образуется черный сульфид меди (I) 2 Cu + S = Cu2S Эти реакции мы рассмотрели теоретически, а сейчас увидим их в практике. Внимание на экран. Демонстрация видеофрагмента 5 «Взаимодействие серы с металлами – Fe, Cu, Hg» (1 мин) и видео-опыта «Взаимодействие серы с Na» (43с). 2) Взаимодействие с водородом. S0 + H02 ––> H2+S–2 S0 + 2e ––> S–2 1 окислитель Восстановления H02 – 2e ––> 2H+ 1 восстановитель Окисления Вывод: с металлами, с водородом сера проявляет окислительные свойства и степень окисления -2. 3) Взаимодействие с кислородом. Демонстрация видео-опыта: «Горение серы» (23 с). Обратите внимание на цвет пламени. Запишите уравнение реакции (восстановительные свойства серы). S0 + О02 = S+4О–22 S0 – 4e ––> S+4 восстановитель Окисления О02 + 4е ––> 2O–2 окислитель Восстановления При окислении SO2 образуется SO3 (обратить внимание на степени окисления S): 2 SO2 + O2 = 2 SO3 Эту реакцию мы рассмотрим подробно на следующем уроке, когда будем говорить о производстве серной кислоты. Вывод: по отношению к сильным окислителям сера проявляет восстановительные свойства и степень окисления +4. Общий вывод: вступает в реакции с металлами, неметаллами. По отношению к металлам, водороду сера является окислителем со степенью окисления –2. По отношению к фтору, кислороду, более электроотрицательным неметаллами, – сера является восстановителем со степенями окисления +4,+6 . Девиз нашего урока – высказывание Д.И.Менделеева: «Жить – значит узнавать», можно продолжить словами Несмеянова А.Н.: «Знать – значит победить!», а «просто знать – еще не все, знания нужно уметь использовать» (Гете И.В.). Исходя из вышесказанного обучающиеся 3 лаборатории изучали биологическую роль серы в организме и рассматривали диоксид серы (сернистый газ) как загрязнитель атмосферы, а также способы его улавливания. Инструктивная карта для 3 лаборатории
Диоксид серы — загрязнитель атмосферы В настоящее время хозяйственная деятельность человека вносит существенные изменения в естественный круговорот серы в природе. Атмосферные потоки переносят соединения серы на большие расстояния, поэтому значительный вклад в их выпадение в европейских странах вносят не только собственные источники каждой страны, но трансграничный перенос. Большую экологическую опасность с учетом масштабности действия представляет диоксид серы — SO2. Наибольшее количество — до 70% — выбрасывают с дымовыми газами топливно-энергетические установки, перерабатывающие угли и мазуты с большим содержанием серы, а также предприятия цветной и черной металлургии (15%) при переработке сульфидных руд, например: Cu2S + 2 О2 = 2 CuO + SO2 4 FeS2 + 11 О2 = 2 Fe2O3 + 8 SO2 Наряду с массовыми загрязняющими выбросами медеплавильных заводов, при производстве серной кислоты, при травлении металлов, на литейных производствах, вредное влияние SO2 сказывается на нефтеперегонных, кожевенных, суперфосфатных и др. заводах, при добыче нефти, в кузницах и котельных. Воздействие диоксида серы на окружающую среду проявляется в увеличении заболеваемости людей, снижении продуктивности сельскохозяйственных угодий, ускорении коррозии металлоконструкций, разрушении архитектурных сооружений и памятников культуры. Причиной возникновения кислотных дождей явились массовые промышленные выбросы SO2 и оксидов азота в атмосферу. Взаимодействуя с атмосферной влагой диоксид серы создает кислую среду. Растворимость SO2 в воде достаточно велика и составляет 40 объемов на один объем воды. Однако лишь небольшая часть растворенных молекул обратимо взаимодействует с водой. Серная кислота, являясь сильным электролитом, в разбавленном водном растворе диссоциирует практически полностью. Это приводит к повышению кислотности атмосферной воды. В районах сосредоточения промышленных производств. Здесь 60% кислотности дождевой воды дает серная кислота, 30% — азотная, 5% — соляная и только 2%— углекислый газ (остальные 3% связаны с другими примесями). По результатам многолетних наблюдений на сети станций контроля кислотности осадков на территории бывшего СССР отмечается возрастание рН в направлении с запада на восток, которое искажается лишь влиянием промышленных центров и рельефа и как в северном, так и южном направлениях, кислотность осадков в целом уменьшается. Как правило, более кислые осадки выпадают в холодный период с экстремальными значениями в феврале—марте. Экологические последствия закисления природной среды сейчас достаточно хорошо изучены. Увеличение концентрации ионов водорода приводит к массовой гибели обитателей рек и озер. При подкислении почвы происходит растворение многих труднорастворимых в естественных условиях соединений алюминия, цинка, марганца и др. В результате этого гибнут леса. Значительные выбросы в атмосферу приводят в конечном итоге не только к образованию в ней серной кислоты, но и сульфатов. Частицы сульфатов переносятся на большие расстояния и служат ядрами конденсации при образовании водяных капель. При этом плотность и яркость облаков могут возрастать. Облака отражают солнечный свет назад в космическое пространство, что приводит к охлаждению планеты, т.е. глобальному изменению климата. В настоящее время разработано довольно большое количество способов очистки промышленных газовых выбросов от диоксида серы. Наибольшее распространение в промышленности получили методы, основанные на абсорбации SO2 водными растворами, содержащими вещества основного характера, такие, как известь (Са(ОН)2 и СаО), аммиак (NH3) , известняк (СаСO3), соду (Na2CO3 ∙ 10 H2O) , доломит (СаСО3 ∙ MgCO3). Образующиеся сульфаты находят применение как в строительной промышленности CaSO4 ∙ MgSO4 , так и в виде удобрений (NH4)2SO4. Однако учитывая истощение природных месторождений серы, такие газы могут рассматриваться и как резерв производства серы. Наблюдаемая тенденция к поиску регенеративных технологий, проявляется в повышенном интересе исследователей к реакции взаимодействия диоксида серы и сероводорода: SO2 + 2 H2S = 3 S + 2 H2O которая приводит к получению товарной серы. 2. Отчеты лабораторий по результатам исследования. IV. Оценочно-рефлексивный этап В завершение поделитесь своими впечатлениями об уроке. Для этого допишите предложения, посвященные сегодняшнему дню. Сегодня я узнал ________________________________________________________ Я удивился ____________________________________________________________ Я хотел бы ____________________________________________________________ V. Итоги урока Заканчиваем урок общими выводами:
И в наши дни сера не теряет, а все более увеличивает свое значение в жизни человека. Бумага и резина, эбонит и спички, ткани и лекарства, косметика и пластмассы, краски, удобрения – это все только небольшой перечень того, что нуждается в сере для изготовления. Д. Хевелси говорил: «Мыслящий ум не чувствует себя счастливым, пока ему не удается связать воедино разрозненные факты им наблюдаемые», сегодня мы попытались создать «портрет серы» из тех фактов, которые были известны и из новых сведений об этом химическом элементе и простом веществе. Домашнее задание: автор учебника О.С. Габриелян, п.21, с.99 № 1,3.
 1. Внесите в рисунок недостающие элементы. Анализируя рисунок, ответьте на следующие вопросы: А) Как отразится на биоценозе водоема воздействие кислотных дождей (образовавшихся с участием SO2), выпавших на почву? Б) Каким образом могут быть устранены изменения, происшедшие в водоеме под действием попавшего туда SO2 ? 2. Вы директор предприятия, изображенного на рисунке. Экспертами-экологами обнаружены отклонения от нормы состава воды из близлежащего озера и установлена причина: большие выбросы SO2 вашим предприятием. Что вы предпримете? – Закроете предприятие – Усовершенствуете очистные сооружения – Займетесь очисткой воды в озере. Обоснуйте выбранный вами вариант. Наш урок мы закончим занимательным опытом «Горение черного пороха», в состав которого входит смесь трех веществ: серы, угля, калийной селитры. Эта смесь поджигается длинной горящей лучинкой. Происходит яркая вспышка – взрыв. Желающие к следующему уроку могут подготовить сообщение по теме «Состав пороха». Сейчас прозвенит долгожданный звонок, Увы, но к концу подошел наш урок. А я благодарность вам всем объявляю, Отметки все ваши, надеюсь привычно, Что будут они «хорошо» и «отлично». Большое спасибо я вам говорю. Мы цели достигли. Благодарю! Литература
|
Добавить документ в свой блог или на сайт
