Головна » Хімія

Фізичні й хімічні властивості оксидів: взаємодія з водою. Класифікація оксидів

 Цілі уроку:

1) навчальна:  ознайомити учнів з фізичними властивостями оксидів, забезпечити зв'язок з раніше вивченим матеріалом,  почати вивчення хімічних властивостей оксидів, на прикладі взаємодії з водою поглибити знання про їх класифікацію; ввести поняття про індикатори, пояснити їх використання для визначення кислот та основ,  навчити складати рівняння хімічних реакцій сполучення, закріпити вміння розставляти коефіцієнти, вдосконалювати хімічну мову, знання номенклатури, термінології;

2)  розвивальна: розвивати  експериментальні навички, логічне мислення на прикладі порівняння взаємодії кислотних і основних оксидів з водою, удосконалювати  вміння встановлювати причинно-наслідкові зв’язки між структурою речовини та фізичними властивостями, міжпредметні зв’язки, прогнозувати хід протікання хімічних реакцій;  

3) виховна: виховувати екологічну культуру, сприяти формуванню життєвої, соціальної, полікультурної, інформаційної компетентностей учнів, навичок безпечного поводження з речовинами у побуті.

 

Тип уроку: урок засвоєння нових знань, вмінь і навичок.

Форма уроку: комбінований.

Методи і методичні прийоми:    фронтальна бесіда, розповідь учителя, демонстраційний та учнівський експеримент,  лабораторний дослід, інтерактивні методи (робота в парі), робота з підручником, сигнальними картками, графічний диктант, елементи гри («хрестики - нулики»),  повідомлення  учнів.

Обладнання: періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва, таблиця розчинності кислот, основ і солей у воді, червоний фосфор, колба. вода, гумова пробка із вставленою в неї ложкою  для спалювання речовин,    розчини фенолфталеїну, метилового оранжевого; СаО, СuО, Li2O, пробірки.

На столах учнів: сигнальні картки (червоні та зелені квадратики, виготовлені з паперу), саморобна колекція оксидів – СuO, CaO, Cr2O3, Fe2O3, Н2О, SiO2, довідник фізико-хімічних величин.

ХІД УРОКУ

І. Організація класу

II.  Актуалізація та коригування знань

1 Робота з термінами й назвами речовин. Хімічна розминка - робота із сигнальними картками. Зачитуються певні твердження, назви речовин, формули яких з записані на дошці. Якщо твердження або назва невірні, учні підіймають червону картку, а якщо правильно – зелену:

1)    нам відомо, що оксиди є простими речовинами;                                                             

2) існує чотири основних класи складних неорганічних речовин;

3) в хімічних формулах кислот на першому місті записують символ  Гідрогену;

4) валентність кислотного залишку дорівнює числу атомів Оксигену;

5) основи містять у своєму складі кислотний залишок;

6)  HNO3    -  формула нітратної кислоти;

7) гидроксогрупа завжди одновалентна;

8) солі хлоридної кислоти називаються бромідами;

9) К2СО3  - формула калій карбонату;

10) у склад солей входять йони кислотного залишку та гідроксид-йони.

 

2. Після коригування знань, проводиться графічний диктант на 2 варіанти. Учням зачитується 10 питань, але І варіант відносить це твердження до класу оксидів, другий варіант - до класу кислот. Правильна відповідь відображається на відрізку петелькою над  ним, неправильна – петелькою під відрізком.

 

Відповіді:

І варіант                                                                 ІІ варіант   

Оксиди                                                                  Кислоти

 

             Проводиться взаємоперевірка  за правильними відповідями, за кожну правильну відповідь нараховують 0,5 бала. Максимально учні отримують 5 балів, до яких протягом уроку додаються бали  за інші види роботи  для отримання сумарної оцінки за урок. 

 

3. Гра « хрестики-нулики». Отже, ми ознайомилися із складом та назвами чотирьох основних класів неорганічних сполук, та за планом вивчення речовини повинні перейти до вивчення фізичних, а потім і хімічних властивостей представників одного з них. Який це буде клас, давайте відгадаємо в ході гри «хрестики-нулики». До дошки запрошую учнів від кожного ряду, вони повинні в раніше записаних на дошці схемах знайти виграшний шлях речовин одного класу, назвати їх, дати визначення класу та вказати, якими елементами вони утворені (металами, неметалами або перехідним): 

CrCl3

N2O5

Cu(OH)2

P2O5

SO2

  SiO2

KNO3

HI

H2SO4

ІІІ. Вивчення нового матеріалу  

1.Повідомлення теми, цілей уроку.

2.Фізичні властивості оксидів.                                                                        

2.1. Кожна речовина має певні фізичні та хімічні властивості. А що таке властивості?  Властивостями речовин називають признаки, за якими речовини схожі між собою або відрізняються  одне від одного.

Ви вже знаєте, що вивчення речовин зручно проводити  за певним планом.

     Після того, як вивчені  визначення, склад  та номенклатура оксидів, необхідно ознайомитись з  їх фізичними властивостями. Що ми розуміємо під фізичними властивостями речовин?  Фізичні властивості –  це ознаки, які визначають індивідуальність речовини без урахування його здібності  перетворюватись в іншу речовину.

 2.2. Лабораторний дослід  «Ознайомлення із зразками оксидів». Робота    проводиться  в парі з використанням підручника, довідника фізико-хімічних величин.

 

    Висновок: таким чином, оксиди відрізняються за складом, видом частинок, з яких вони побудовані,  кольором, агрегатним станом при  стандартних  умовах, запахом, температурами плавлення та іншим характеристикам. Фізичні властивості залежать від будови речовини:  оксиди йонної та атомної будови  перебувають лише у твердому агрегатному стані за звичайних умов, мають високі температури плавлення, оксиди молекулярної будови можуть існувати в трьох агрегатних станах - твердому,  рідкому  або газуватому, температури плавлення невисокі.

      Після ознайомлення з фізичними властивостям оксидів, переходимо до вивчення хімічних властивостей. Що розуміють під хімічними властивостями речовин? Що ми повинні вивчати? Ми повинні з’ясувати, с чім може взаємодіяти  речовина, тобто,  які перетворення з нею можуть відбуватися, яки продукти реакцій при цьому утворюються.     

 3.Хімічні властивості оксидів

3.1. Взаємодія оксидів з водою. Перш за все, дізнаємося експериментально, яке відношення  оксидів  до води. Порівняємо продукти реакції, взявши оксид метала – кальцій оксид, та оксид неметалу – фосфор (V) оксид.

 Демонстраційні досліди.  Взаємодія кислотних і основних оксидів з водою. До  білого порошку СаО додаємо воду. Даний оксид в побуті називають                                                                                                                                        негашене вапно. Процес додавання води називається гасінням вапна, а   продукт процесу  – гашене вапно.                                                                                                                                              

     Інший оксид – фосфор (V)  оксид  отримаємо самі, для цього запалюємо червоній фосфор за допомогою ложки для спалювання речовин, вставленої  в гумову пробку, яка закріплена в отворі за допомогою пластиліну,  опускаємо її в колбу з невеликою кількістю води, так, щоб вона не торкалась води.                                                 Фосфор згоряє, утворюючи густий білий дим, що представляє собою фосфор (V) оксид. З часом, дим зникає, тому що відбувається взаємодія – реакція сполучення оксиду з водою.                                                                                                                                   - Які продукти уворюються  у результаті такої взаємодії?                                                        - Що сталося  в першому та другому випадку з водою? Як це з’ясувати?      Розібратися в цьому нам допоможе індикатор. Слово походить від латинського « indicator»  – показую.  Індикатор – це речовина, що змінює своє забарвлення під дією кислот або лугів. Скористуємось  двома з них. Фенолфталеїн — безбарвний у нейтральному й кислому середовищі, стає малиновим у лужному середовищі. Додаємо декілька  крапель фенолфталеїну в розчин, який утворився при дії води на  кальцій оксид. Що спостерігається?   З'являється малинове забарвлення.  Цей факт вказує на те, що утворився луг.                                                                                                                       

         В розчині, який утворився в колбі після взаємодії  фосфор (V) оксиду з водою,  колір фенолфталеїну  не змінився. Інший індикатор - метиловий  оранжевий у нейтральному середовищі - оранжевий, у лужному - жовтий, у кислому -  червоний. Додаємо кілька крапель  у розчин, отриманий після взаємодії  фосфор  (V) оксиду  з водою. Що спостерігається? Він  набув рожевого забарвлення, отже, у колбі  міститься кислота. Зміна кольору індикатора підтвердила взаємодію обох  оксидів з водою.  Загальна назва  продуктів –гідрати оксидів. Вони  мають протилежний характер, в першому випадку утворюються основа, а в іншому - кислота, тобто, кальцій оксиду (оксиду типового  металу) відповідає основа, фосфор (V) оксиду (оксиду неметалу)  відповідає кислота.

3.2 Складання рівнянь реакцій  взаємодії оксидів  з водою.                                                                                             Запишемо рівняння реакцій, щоб підтвердити наші дослідження.

 

          СаО + Н2O = Са (ОН)2  

         Р2O5 + 3Н2O = 2Н3РO4  

   Висновок. У середині  класу оксидів існує їх класифікація на три групи: основні, кислотні та амфотерні. Сьогодні ми можемо стверджувати, що  оксиди, яким відповідають кислоти  називаються кислотними, оксиди, яким відповідають основи називають  основними. Амфотерні оксиди займають   за властивостями проміжне положення між ними та будуть вивчатися пізніше.

3.3  Характер оксидів.  Від чого ж залежить, на вашу думку, характер оксиду?                                                                                                                             - Характер оксиду залежить від природи хімічного елемента, який входить до його складу. Оксиди металів з невеликим значенням валентності (І-ІІ) - основні оксиди, приклади - оксиди, які складали виграшний шлях в першій таблиці;  кислотні оксиди - це переважно оксиди неметалів, представлені на виграшному шляху  у другій таблиці, а також оксиди металів з валентністю не менше чотирьох. Оксиди перехідних елементів - амфотерні, поєднують в собі властивості і тих, і інших, наприклад, оксиди, що знаходяться на виграшному шляху в третій таблиці.

3.4 Виникає питання: чи всі оксиди взаємодіють з водою? Щоб знайти відповідь на поставлене питання, пропоную провести учнівський експеримент, який виконує учень на демонстраційному столі.                                                        Учнівський експеримент. Видані дві пробірки з Li2O i CuO. В обидві пробірки додається вода та досліджуються продукти реакції. Додавання розчину фенолфталеїну показує, що реакція відбулася в одному випадку, з  літій оксидом,  індикатор  стає малиновим.  В пробірці з купрум (ІІ) оксидом малинового забарвлення  не  спостерігається, значить,  він не реагує з водою.   Звідси витікає,  що не всі основні оксиди  взаємодіють з водою, а лише ті, яким відповідають розчинні основи, тобто луги. Таких оксидів небагато, це оксиди лужних та лужно - земельних металів, які входять до складу головних підгруп І та ІІ груп періодичної системи Д.І. Менделєєва. Оксиди, яким  відповідають нерозчинні основи, не реагують з водою.

                            Li2O +  Н2O =  2LiOН;         CuO + Н2O =                                                                                     

      Серед кислотних оксидів є оксид, який безпосередньо не реагує з водою. Це силіцій оксид, або білий річковий пісок. З життєвого досвіду вам відомо, що пісок не розчиняється у воді:   SiO2 + Н2O =                                                                                                        - Чи означає це, що не існує кислота, яка відповідає даному оксиду? Ні, силіцій оксиду відповідає силікатна кислота Н2SiO3.                                                                 - Знайдіть в таблиці розчинності відомості щодо розчинності її у воді та порівняйте відношення до води нерозчинних кислотних та основних оксидів. – Силікатна кислота не розчиняється у воді. Вочевидь, якщо  основному або кислотному  оксиду  відповідає нерозчинний гідрат оксиду - основа або кислота, то він безпосередньо не реагує з водою, дані речовини можуть бути отримані  іншим  шляхом.                                                                                                                                3.5 Складання формул оксигенвмісних кислот. Для виведення формули кислоти, яка відповідає кислотному оксиду, необхідно скласти його формулу з формулою води в стовпчик, як це робиться в математиці, наприклад:                

                                             

           N2О5                               Якщо отримано парні  індекси, їх потрібно скоротити. 

+           Н2     О

        Н2N2О6                     НNО3 

4. Практичне значення знань про реакції між оксидами і водою. Отримані знання  про реакції між оксидами і водою допоможуть розібратися в такому природному явищі, як «кислотні дощі». Що це таке, як вони утворюються, як впливають на навколишнє середовище доповідають учні, які на минулому уроці отримали  групове  творче завдання.                                                                            Приклад повідомлень:                           

     1-й учень.  Вперше термін  «кислотний дощ» з’явився  ще у 1872 році - англійський інженер Роберт Сміт застосував його у своїй книзі «Повітря і дощ: початок хімічної кліматології», в якій велику увагу приділив смогу в місті  Манчестері. Тоді вченим це показалося чимось з розряду мракобісся.  Вони дійшли до висновку, що кислотних дощів не існує, як таких, і навіть, не може виникнути.  Хто міг припустити, що не пройде і віку, як кислота, що ллється з неба, поставить під загрозу існування лісів, озер і полів?

Першим тривожним дзвоником були дивні явища, які люди почали спостерігати в 70-х роках минулого сторіччя. В країнах  Скандинавії, потім, і в США, Канаді, Західній Європі в водоймах стала вмирати риба, листя на деревах пожовтіли і обгоріли, в результаті чого загинуло багато дерев, сніг забарвлювався в сірий колір. При чому, все це відбувалось вдалі від промислових центрів і міст, де, здавалось би, немає ніяких джерел забруднення. Як згодом з’ясувалось, всі ці біди спричиняли кислотні дощі.

    Яскравим підтвердженням існування кислотних дощів стала також ситуація, яка виникла  в кінці сімдесятих років минулого сторіччя. Містечко Уіллінг, яке знаходиться в штаті Західна Віргінія, прославилося на всю планету тим, що протягом трьох днів там йшли кислотні опади.  Жінки, яки носили модні в той час капронові панчохи та колготки, не розуміли, чому вони покривались дрібними дірками і поступово розповзались. Виявилось, що дощові каплі, які містять у своєму складі велику кількість кислоти, роз’їли капрон.             

    Навіть вода звичайного дощу має  слабо кислу реакцію із-за наявності в атмосфері  вуглекислого газу, який вступає з нею в  реакцію. При цьому утворюється слабка карбонатна кислота:  СО 2  + Н2О = Н2СО3.

        Кислотні дощі – це всі види метеорологічних опадів — дощ, сніг, град, туман, дощ із снігом, при яких спостерігається  підвищення їх кислотності  із-за забруднення повітря  кислотними оксидами, перш за все, оксидами Сульфуру  і Нітрогену.

    2 –й учень. Оксиди Сульфуру і Нітрогену  викидаються в  атмосферу автомобільним транспортом, утворюються в результаті діяльності металургійних підприємств, теплових електростанцій.  Сполуки  Сульфуру, сульфиди, самородна сірка містяться: у вугіллі та  руді (особливо багато  сульфідів в бурому вугіллі, при спалюванні або випалюванні яких утворюються леткі сполуки— Сульфур (IV) оксид, Сульфур (VI) оксид, гідроген сульфід.

     Різні сполуки Нітрогену містяться у вугіллі, і, особливо, у торфі (тому, що  Нітроген, як і Сульфур, входить у склад біологічних структур, із яких утворились ці корисні копалини). При їх спалюванні утворюються оксиди Нітрогену. Вони вступають в реакцію з водою атмосфери   під впливом  сонячного випромінювання, або так званих «фотохімічних реакцій», перетворюються  в розчини кислот — сульфатної, сульфітної, нітратної та  нітрітної. Потім, разом із снігом або дощем, вони випадають на землю:

                                                   SO2   +  H2O =  Н2 SО3;      SO3   +  H2O =  Н2 SО4;     

                                2NO2 +   H2O  =  НNО3 + НNО2

   3-й  учень.   Кислотні дощі  є одною з причин гибелі лісів, врожаїв і рослинності. Крім того, кислотні дощі руйнують будівлі й пам’ятники культури, трубопроводи, приводять в негідність автомобілі, знижують родючість  землі і можуть приводити до просочування  токсичних металів у водоносні шари ґрунту. Підвищення кислотності води сприяє більш високій розчинності таких небезпечних  металів, як кадмій, ртуть, свинець з донних відкладень і ґрунтів. Ці токсичні металі представляють небезпеку для здоров'я людини. Люди, які п’ють воду з високим змістом  свинцю або вживають в їжу рибу з високим змістом ртуті, може набути серйозні захворювання.

    Більш за все від кислотних дощів страждають рослини. Кисла вода пошкоджує листя, верхівки дерев висихають, через ґрунт  пошкоджуються корені дерев. Крім того, в закисленому ґрунті гинуть корисні  мікроорганізми, порушується родючість. Кислотні дощі також шкодять  сільськогосподарським рослинам – падає врожайність, знижується стійкість до захворювань і паразитів. Особливо страждають томати, соя, квасоля, баклажани, сояшник, бавовник. 

  Кислотні дощі оказують негативний вплив на водойми-озера, річки, заливи, пруди – підвищуючи їх кислотність до такого рівня, що в них гине флора і фауна. На думку багатьох спеціалістів, єдиний спосіб змінити ситуацію на краще,  полягає в тому, щоб зменшити кількість шкідливих викидів в атмосферу.

IV. Закріплення вивченого матеріалу.

1.     Робота з підручником: прочитати висновки на сторінці 44 після параграфу 6.

І рівень:

2.     Випишіть формули кислотних оксидів: CO2, FeO, MgO, BaO, P2O5, SO2, Сl2О7, CrO3.

         Скласти схему класифікації оксидів.

                                       ОКСИДИ               

            Основні              Амфотерні        Кислотні  

ІІ рівень

     Здійсніть перетворення:  Н2О  - Mg -  MgO     

ІІI рівень:                 

3.     Дописати рівняння можливих реакцій:

ВaO + H2O =      FeO+ H2O =      SO3 + H2O =     Сl2О7   +  H2O  =     

   ІV рівень

4. Порівняйте хімічні властивості  BaO та  SO2.    Напишіть відповідні рівняння хімічних реакцій.

V. Домашнє завдання:

Вивчити:  параграф  6 підручника, виконати вправи 1,2,3,4 на сторінці 44.

Творче завдання. Підготувати презентації  про поширення оксидів у природі та їх затосування: СаO, SiO2, CO2, H2O, Al2O3.


Теги: оксиди, Мещерякова Т.О.
Навчальний предмет: Хімія
Переглядів/завантажень: 4382/224


Схожі навчальні матеріали:
Всього коментарів: 0
avatar