Конспект урока на тему "Химические свойства металлов"

Аннотация.

Тема урока: Химические свойства металлов.

 Разработчик: Саляхова Гульгена Габдулловна – учитель биологии.



Данный план-конспект урока составлен  по учебнику О. С. Габриеляна «Химия. 9 класс». Учащиеся активно участвуют  на уроке отвечая на вопросы учителя и выполняя различные задания. Конспект содержит разработки демонстрационных опытов:. 1) Взаимодействие металлов с водой при комнатной температуре.

2) Взаимодействие алюминия с водой после удаления оксидной пленки.

3) Взаимодействие магния с водой при нагревании.

Прилагается карточки с основным содержанием урока  и заданиями для выполнения.































































                                            

ПЛАН

Тема урока: Химические свойства металлов.

Цель урока: Изучить химические свойства металлов

Задачи:

Образовательные. Формировать у учащихся знания о химических свойствах металлов и электрохимическом ряду напряжений металлов.  

Развивающие. Развивать у учащихся знания о металлах, их соединениях и химических свойствах, об электрохимическом ряду напряжений металлов. 

Воспитательные. Воспитывать учащихся бережно относиться с химическими реактивами, соблюдать технику безопасности при работе.

Новые знания: Восстановительные свойства металлов. Взаимодействие металлов с кислородом и другими неметаллами. Электрохимический ряд напряжений. Правила применения электрохимического ряда напряжений при определении возможности взаимодействия металлов с растворами кислот и солей. Поправки к правилам применения электрохимического ряда напряжений.

Опорные знания: Щелочные и щелочноземельные металлы. Пластичность, электропроводность и теплопроводность, металлический блеск. Твердость металлов, плотность металлов. Легкие и тяжелые металлы. Черные, цветные и драгоценные металлы.

Форма урока. Рассказ, беседа, демонстрационный опыт

Метод: Объяснительно – иллюстративный, словесно – наглядный

Тип: Урок усвоения новых знаний

Оборудование: Справочные таблицы плотностей и температур плавления металлов. Электрохимический ряд напряжений.  Кристаллизатор с песком, металлическая ложечка, химические стаканы, пробирки,  спиртовка,  наждачная бумага, пинцет, фильтровальная бумага.

Реактивы: натрий, калий, кальций, алюминиевая пластинка, магний, вода, NаОН (2н), фенолфталеин.

Использованная литература.

1. Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фельдман «Химия» 9 класс. М.: Просвещение, 1989.-159с.

2. Шалаева Г. П. «Универсальный справочник школьника». ОЛМА – ПРЕСС образование, 2006.

3. Саттаров У. Г. «Путешествие в мир молекул». Казань. «Рухият», 1998

4. Бажина И. А., Ситникова Е. Ю. «Правила поведения и техника безопасности при работе в химических лабораториях образовательных учреждений» Казань, 2007

5. Алешин В. А., Дунаева К. М., Жиров А. И. и др «Практикум по неорганической химии. Учеб. пособие для студ. высш. учеб. завед.» М.; Академия, 2004.

6. Основы прикладной химии: Нифантьев Э. Е., Параманова Н. Г. Учеб. пособие для студ. пед. вузов. М.; Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2002 – 144с.

7. http://forum.ixbt.com/





№

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

время

Организационный момент



1

- Здравствуйте ребята!

- Кто в классе дежурный? Кого нет?



- Здравствуйте!

- Дежурный отвечает





Актуализация чувственного опыта и опорных знаний учащихся

2

-На прошлом уроке мы изучали положение металлов  в Периодической системе Д. И. Менделеева и физические свойства металлов. Все открываем периодическую систему Д. И. Менделеева. 

1. Расскажите, пожалуйста, положение металлов в периодической системе: 

а) с какого элемента начинается каждый период? К какому классу относятся эти элементы?

б) расположение металлов по группам и подгруппам;





















в) место щелочных металлов  в Периодической системе?



2. Какой связь устанавливается  в кристаллах металлов? Чем обусловлены важнейшие физические свойства металлов?









3. Что такое пластичность? 





























4. Чем связано электропроводность и теплопроводность металлов?



















5. По какому признаку металлов делят на легкие и тяжелые? Дайте им характеристику. 































6. На какие классы делят металлов в технике?











7.  Какие физические свойства  металлов используют в технике? 



















- Каждый период кроме первого начинается с активного химического элемента – металла.

-  металлы расположены во второй группы главной подгруппы, III группы главной подгруппы, исключая бор; в IV группе к металлам относят: германий, олово, свинец; в V группе – сурьма и висмут, VI группе – полоний. В главных подгруппах VII и VIII групп все элементы – типичные неметаллы. Все элементы побочных подгрупп – металлы.  

- Щелочные металлы  расположены в главных подгруппах  I группы.

- В кристаллах металлов образуется металлическая связь, чем и обусловлена важнейшие физические свойства металлов: электро- и теплопроводность, металлический блеск, пластичность.

- Пластичность – это свойство вещества изменять форму под внешним воздействием и сохранять принятую форму после прекращения  этого воздействия. Пластичность металлов обусловлена тем, что под внешним воздействием одни слои атомов – ионов в кристаллах легко смещаются, как бы скользят по отношению к другим без разрыва связей между ними.

- Электропроводность большинство металлов обусловлена присутствием в их кристаллических решетках подвижных электронов, которые направленно перемещаются под действием электрического поля. Теплопроводность также  связано с высокой подвижностью  свободных электронов. 

- Металлы делят на легкие и тяжелые по плотности. Если плотность  металлов  меньше 5г/см3, то их называют легкими, например, щелочные, щелочноземельные металлы. Если плотность  металлов  больше 5г/см3, то они называются тяжелыми. Легкие металлы обычно легкоплавки, цезий и галлий могут плавиться  уже на ладони руки. Тяжелые металлы – тугоплавки, наибольшей  температурой плавления обладает вольфрам.

- в технике металлы делят на черные (железо и его сплавы) и цветные (все остальные). Золото, серебро, платину и некоторые другие металлы  относят  к драгоценным  металлам.

- В технике используют такие физические свойства металлов как электропроводность, теплопроводность, плотность,  температура плавления и твердость.





Мотивация

3

Молодцы ребята! Вы хорошо подготовились к уроку. Известно, что все щелочные металлы серебристо-белого цвета, а ничтожные примеси кислорода придают цезию золотисто-желтую окраску.  Натрий и калий легче воды, а цезий почти в 2  раза  тяжелее. С водой натрий реагирует очень бурно, калий – со взрывом, а рубидий и цезий воспламеняются даже при соприкосновений со льдом. При взаимодействии с влажным воздухом  все щелочные металлы превращаются в карбонаты. При обычных условиях  щелочные металлы горят в атмосфере фтора и хлора, а при небольшом нагревании легко взаимодействуют с сероводородом, бромом и другими неметаллами.







Сообщение темы, цели и задачи урока

4

Сегодняшняя тема урока: химические свойства металлов. Открываем тетради, пишем дату и тему урока.

Учащиеся пишут в тетрадях дату  и тему урока. ( Или заполняют раздаточные карточки, см. приложение №2)





Первичное восприятие и осознание учащимися нового материала

5

              Ребята, давайте вспомним, какие свойства проявляют металлы в химических реакциях? 





- Правильно! Окислителями при этом могут выступать неметаллы (кислород, галогены,  сера), катионы водорода и катионы других металлов.

С кислородом воздуха  легко взаимодействуют щелочные и щелочноземельные металлы (поэтому их хранят под керосином). Ребята, а какие элементы относятся к щелочным и щелочноземельным металлам?







-Правильно, молодцы! Посмотрим на примере:

  4К  +  О2  → 2К2О

  2Ва  +  О2  → 2ВаО

Ребята, как называются сложные вещества, состоящие из двух элементов, один из которых кислород, в степени окисления      -2? 

Запишем уравнения реакции в тетрадях. Аналогичные уравнения реакции представлены в учебниках на стр. 39.

Менее активные металлы как, например, железо, цинк, медь энергично окисляются кислородом только при нагревании:

 2Zn + О2  → 2ZnО

 2Сu  + О2 → 2СuО 

Запишем также в тетрадях, что золото и платиновые металлы не окисляются кислородом ни при каких условиях.

Металлы образуют с неметаллами бинарные соединения. Посмотрим  взаимодействие металлов с галогенами. Ребята перечислите, пожалуйста, элементы, которые относятся галогенам.



Правильно! Напишем пример:

3Са + 2Р → Са3Р2

 2Аl  + 3Вr  → 2АlВr3

  Са +Сl2   → СаСl2

Ребята, как называется соединения металла с галогенами? 

-Верно! Перепишите с доски примеры и соответствующие называния веществ.

Металлы взаимодействуют с серой. Ребята, при этом образуются какие вещества? 

- Правильно! Например:

            Сu + S →  СuS

           Nа +S → Nа2S



Взаимодействие металла с водородом:

Са +Н2 → СаН2 

 Nа + Н2 → NаН

Ребята, как называется соединения металла с водородом?

-Правильно! Запомните, медь с водородом, не реагирует ни при каких условиях.

Сu +Н2 →

Щелочные и щелочноземельные металлы легко реагируют  с водой, восстанавливая катионы водорода  до свободного водорода:

      2К + 2НОН → 2КОН + Н2↑

      Ва + 2НОН  → Ва(ОН)2 + Н2↑

Образуются растворимые основания – щелочи.

Менее активные металлы реагируют с водой только в раскаленном виде:

3 Fе +4 Н2О → FеО∙F2О3 + 4Н2↑

Образуется железная окалина.

По восстановительной способности металлы располагают в ряд, который называется электрохимическим рядом напряжений. Этот  ряд представлен в учебниках на стр. 40. В этот ряд помещен и водород, который, как и металлы, способен отдавать электроны, образуя при этом положительно заряженные ионы Н+. Из положения  металлов в ряду напряжений вытекают два правила, характеризующие химические свойства металлов.

1. Металлы, стоящие в ряду напряжений левее водорода, вытесняют его из растворов кислот, а стоящее правее  - не вытесняют водород из растворов кислот. Это правило имеет ряд поправок: а) правило соблюдается, если в реакции металла с кислотой образуется растворимая соль. Ребята, а как можно узнать, соль растворимая или нет?

б) концентрированная серная кислота и азотная кислота любой концентрации реагируют с металлами по-особому, при этом водород не образуется;

в) на щелочные металлы правило не распространяется, так как они легко взаимодействуют с водой.

Исходя из этого правила и поправок, напишем уравнение реакции.  

1) Zn + 2НСl → ZnСl2 + Н2↑

Ребята, как расположен цинк в электрохимическом ряду напряжении, по отношению водороду?





Растворима ли соль в воде?

-Запомните, ртуть и серебро не реагируют с соляной кислотой.

2) Сu + 2 Н2SО4(конц)→СuSО4 + SО2↑ +2Н2О

Ребята, как расположена медь в электрохимическом ряду напряжений, по отношению водорода?





- Растворима ли соль в воде?

- А почему в данной реакции водород не выделяется?



3) 8НNО3(конц)+3Мg → 3Мg(NО3)2+ +2NО+4Н2О

4) 4Са + 10НNО3(разб)→4Са(NО3)2 + N2О↑+ +5Н2О

-Ребята, почему в 3-ей и 4-ой реакциях водород не вытесняется?





-Правильно! Запомните, азотная кислота с драгоценными металлами (золото, платина, иридий, осмий) не реагирует.

Запишите первое правило, его поправки и уравнения реакции в тетрадях.

Правило второе: Каждый металл вытесняет из растворов солей другие металлы, находящиеся правее него в ряду напряжений, и сам может быть вытеснен металлами, расположенными левее. Это правило также имеет поправки – правило соблюдается при условии образования растворимой соли; правило не соблюдается на щелочные металлы, например:

Fе+СuSО4→FеSО4+Сu

-Ребята, как расположено в электрохимическом ряду напряжений железо по отношению меди? Растворима ли соль, которая образуется в ходе реакции?

Правильно! Посмотрим еще один пример:

Сu+НgСl→Нg+СuСl. 

Перепишите в тетрадях правило второе, его поправки и примеры.









- В химических реакциях металлы проявляют восстановительные свойства, при этом их атомы  отдают свои электроны, и заряжаются положительно.















- К щелочным металлам относятся элементы главной подгруппы I группы: литий, натрий, калий, рубидий, цезий, франций. К щелочноземельным относятся – кальций, стронций, барий, радий.









- Оксиды.



Учащиеся переписываю уравнения реакции и примечание.

































- галогенам относятся фтор, хлор, бром, иод, астат, т.е., это элементы главной подгруппы VII группы.









-Соединения металла с галогенами называются галогенидами.







- При взаимодействии металла с серой образуются сульфиды.



- учащиеся переписывают примеры и дают названия веществам.







- Соединения металла с водородом называются гидридами.

- учащиеся пишут примеры и примечание.















-учащиеся пишут примеры.

















































- Надо смотреть таблицу растворимость солей.









































- Цинк расположен в электрохимическом ряду напряжении левее водорода, поэтому он должен вытеснять водорода из растворов кислот.

Хлорид цинка растворим в воде.











- Медь в электрохимическом ряду напряжений расположена левее водорода, поэтому она должна вытеснять водород из растворов кислот.

- Сульфат меди растворим в воде.

- Потому что серная кислота концентрированная, это соответствует поправку б). 









-Потому что азотная кислота любой концентрации реагирует с металлами по-особому, при этом водород не выделяется.







Учащиеся переписывают правило и уравнения реакции.



























- Железо расположено левее меди, сульфат железа растворим в воде, значит, железо вытесняет медь из раствора соли.







Учащиеся переписывают правило и примеры в тетрадях.





Осмысление внутренних закономерностей и связей между изучаемыми  предметами в процессе выполнения мыслительной работы и познавательных задач. 



               Демонстрационные опыты. 1) Взаимодействие металлов с водой при комнатной температуре.

Цель опыта: доказать, что активные металлы реагируют с водой при комнатной температуре.

Ход работы: Небольшое количество металлов: натрий, калий, кальций (осушаем поверхность щелочных металлов и кальция фильтровальной бумагой),  помещаем в химические стаканы с водой комнатной температуры (стаканы со щелочными металлами помещаем в кристаллизаторы с песком). Учащиеся пишут в тетрадях тему, цель, ход опыта в виде схемы и делают выводы, заполняют таблицу.

2) Взаимодействие алюминия с водой после удаления оксидной пленки.

Цель опыта: Доказать, что алюминий, после удаления оксидной пленки, реагирует с водой активнее.

Ход опыта: С поверхности алюминия удаляем оксидную пленку механически (при помощи наждачной бумаги) и химически (погружением в раствор  щелочи с последующим промыванием водой). В первый химический стакан помещаем алюминий с оксидной пленкой, в другой – без оксидной пленки.  Отмечаем появление признаков реакции. 

Учащиеся делают выводы и продолжают таблицу. 

3) Взаимодействие магния с водой при нагревании.

Цель опыта: Показать, что магний реагирует с водой интенсивно при нагревании.

Ход опыта: магниевую стружку помещаем в пробирку с водой. Отмечаем отсутствие  признаков взаимодействия. Затем содержимое пробирки нагреваем в пламене спиртовки до начало кипения воды. Отмечаем выделение газа. Добавление фенолфталеина в систему приводит к появлению малиновой окраски. 



Учащиеся пишут в тетрадях тему, цель, ход опыта в виде схемы и заполняют таблицу (см. приложение). 









Делают выводы: активные металлы: натрий, калий, кальций реагируют с водой при комнатной температуре. 























Учащиеся пишут тему, цель, ход опыта в виде схемы и продолжают таблицу. 

Делают выводы: алюминий, после удаления оксидной пленки, реагирует с водой активнее.













-Учащиеся проговаривают правила работы со спиртовкой и объясняют появления малиновой окраски при добавлении в систему фенолфталеина (доказывает щелочную среду).

Учащиеся пишут тему, цель, ход опыта в виде схемы и продолжают таблицу. 

Делают выводы: магний реагирует с водой при нагревании, при этом фенолфталеин окрашивают систему в малиновый цвет, доказывая, что среда щелочная.





Обобщение и систематизация изученных на уроке понятий и ранее усвоенных знаний.

6

Задание №1. Приведите по 2 примера уравнения реакции с металлами:

а) Реакция соединения;

б) Реакция замещения.





Задание №2. Используя электрохимический ряд напряжений, напишите уравнения реакции, дайте название веществам:

1. Са + АlСl3 →

2. ZnСl2+Сu →

3. Аl+ СuSО4  → 

4. Мg+Н2SО4 →

5. Аg+ НСl →

6. Са+СuSО4 →



Задание №1. Например:



а) 4Аl + 3О2→2Аl2О3

   2К+Н2→2КН

б) Мg+2НСl→МgСl2+Н2↑

    Zn+ Н2О → ZnО+Н2

  

Задание №2.  







1. 3Са + 2АlСl3 → 3СаСl2+2Аl

2. ZnСl2+Сu → СuСl2+Zn

3. 2Аl+ 3СuSО4  →  Аl2(SО4)3+3Сu

4. Мg+Н2SО4 → МgSО4 +Н2↑

5. Аg+ НСl → (реакция не идет)

6. Са+СuSО4 → СаSО4 +Сu





Итоги урока

7

Ставятся оценки учащимся. Оценка работы всего класса.







Домашнее задание

8

 -Открываем дневники, пишем домашнее задание: §8 «Химические свойства металлов» (стр. 39-41), упр.1,6(Стр 41-42) – письменно в тетрадь.

-Досвиданья!













-Досвиданья!















































Приложение №1

№ и  название опыта

Цель опыта

Реагирующие вещества

Условия проведения реакции

Признаки реакции

Уравнение реакции

№1. Взаимодействие металлов с водой при комнатной температуре.

доказать, что активные металлы реагируют с водой при комнатной температуре.

Nа, К, Са, Н2О

Комнатная температура

Выделяется газ, тепло

2Nа+2Н2О→2NаОН+ +Н2↑

К+2Н2О→2КОН+ +Н2↑

Са+2Н2О→2Са(ОН)2+ +Н2↑



№2 Взаимодействие алюминия с водой после удаления оксидной пленки.

Доказать, что алюминий, после удаления оксидной пленки, реагирует с водой активнее.



Аl, Н2О

Комнатная температура

Выделяется газ

Аl + Н2О→ Аl (ОН)3+ +Н2↑



№3 Взаимодействие магния с водой при нагревании

Показать, что магний реагирует с водой интенсивно при нагревании.

Мg, Н2О

нагревание

Выделяется газ

Мg+2Н2О→              Мg (ОН)2+ +Н2↑























Приложение №2

Химические свойства металлов.

1.Свойства металлов в химических реакциях ________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2.  С кислородом воздуха  легко взаимодействуют щелочные и щелочноземельные металлы (поэтому их хранят под керосином).

Щелочные металлы: ____________________________________________________________________________________________________________________________________ 

 Щелочноземельные металлы __________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________

Пример: (закончите упражнения)

4К  +  О2  → 

 2Ва  +  О2  → 

3. Сложные вещества, состоящие из двух элементов, один из которых кислород, в степени окисления      -2 называются:____________________

Менее активные металлы как, например, железо, цинк, медь энергично окисляются кислородом только при нагревании.

Пример:

 2Zn + О2  → 

 2Сu  + О2 → 

4. !!! Золото и платиновые металлы не окисляются кислородом ни при каких условиях.

5. Металлы образуют с неметаллами бинарные соединения. Посмотрим  взаимодействие металлов с галогенами. 

Галогены:_____________________________________________________

______________________________________________________________

Пример:

3Са + 2Р → 

 2Аl  + 3Вr  → 

  Са +Сl2   → 

Соединения металла с галогенами называются __________________________

6. Металлы взаимодействуют с серой. 

Соединения с серой называются___________________

Пример:

            Сu + S → 

           Nа +S →





7. Взаимодействие металла с водородом:

Са +Н2 → 

 Nа + Н2 → 

Соединения металла с водородом называются_________________________

8. Медь с водородом, не реагирует ни при каких условиях.

Сu +Н2 →

9. Щелочные и щелочноземельные металлы легко реагируют  с водой, восстанавливая катионы водорода  до свободного водорода

Пример:

      2К + 2НОН → 

      Ва + 2НОН  → 

Образуются растворимые основания – ____________________________

10. Менее активные металлы реагируют с водой только в раскаленном виде.

Пример:

3 Fе +4 Н2О → 

Образуется железная окалина.

11. По восстановительной способности металлы располагают в ряд, который называется______________________________________________________. 





Из положения  металлов в ряду напряжений вытекают два правила, характеризующие химические свойства металлов.

Правило первое:  Металлы, стоящие в ряду напряжений левее водорода, вытесняют его из растворов кислот, а стоящее правее  - не вытесняют водород из растворов кислот. Это правило имеет ряд поправок: 

а) правило соблюдается, если в реакции металла с кислотой образуется растворимая соль.

 б) концентрированная серная кислота и азотная кислота любой концентрации реагируют с металлами по-особому, при этом водород не образуется;

в) на щелочные металлы правило не распространяется, так как они легко взаимодействуют с водой.

!!!Ртуть и серебро не реагируют с соляной кислотой. 

Пример:

1) Zn + 2НСl → 

2) Сu + 2 Н2SО4(конц)→

3) 8НNО3(конц)+3Мg → 

4) 4Са + 10НNО3(разб)→

!!!Азотная кислота с драгоценными металлами (золото, платина, иридий, осмий) не реагирует.

Правило второе: Каждый металл вытесняет из растворов солей другие металлы, находящиеся правее него в ряду напряжений, и сам может быть вытеснен металлами, расположенными левее. Это правило также имеет поправки – 

правило соблюдается при условии образования растворимой соли; 

правило не соблюдается на щелочные металлы 

например:

Fе+СuSО4→FеSО4+Сu

Сu+НgСl→Нg+СuСl. 



Задания:

Приведите по 2 примера уравнения реакции с металлами:

а) Реакция соединения;

б) Реакция замещения.



А)__________________________________________________



Б) ___________________________________________________



Задание №2. Используя электрохимический ряд напряжений, напишите уравнения реакции, дайте название веществам:

1. Са + АlСl3 →

2. ZnСl2+Сu →

3. Аl+ СuSО4  → 

4. Мg+Н2SО4 →

5. Аg+ НСl →

6. Са+СuSО4 →