Конспект уроку для 9 класу на тему:"Сульфатна кислота та сульфати. Найважливіші природні сульфати."

Гайворонське НВО № 2 “Загальноосвітня школа-гімназія I-III ступенів”

 

 

 

 

 

 

 

 

Конспект уроку для 9 класу

 

СУЛЬФАТНА КИСЛОТА ТА СУЛЬФАТИ. НАЙВАЖЛИВІШІ ПРИРОДНІ СУЛЬФАТИ.

 

Вчитель хімії

Гайдей Крістіна Олегівна

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Гайворон-2017

МЕТА:

навчальна – вивчити фізичні та хімічні властивості сульфатної кислоти, розглянути окиснювальні властивості концентрованої сульфатної кислоти під час реакції з металами, якісну реакцію на сульфат-йон. Ознайомити учнів з основними галузями застосування сульфатної кислоти та сульфатів. Розглянути правила техніки безпеки під час роботи з H₂SO₄  та закріпити знання про запобіжні заходи під час роботи з їдкими речовинами.

розвиваюча – розвивати вміння написання рівнянь хімічних реакцій, вміння спостерігати, аналізувати, робити висновки.

виховна – продовжувати формування наукового світогляду, вміння працювати у колективі та самостійно.

 

ОБЛАДНАННЯ ТА МАТЕРІАЛИ: періодична система хімічних елементів Д.І.Менделєєва, електрохімічний ряд напруг металів, таблиця розчинності кислот, основ та солей, штатив з пробірками, розчини H₂SO₄, Na₂SO₄, BaCl₂, ноутбук, проектор, екран, презентація “Сульфатна кислота та сульфати”.

 

ТИП УРОКУ: комбінований.

 

МЕТОДИ РОБОТИ: фронтальне опитування; інтерактивні (прийом “експрес-тест”, “мозковий штурм”, “вірно-невірно”, метод проектів, робота в парах), словесні, пояснювально-ілюстративні, частково пошукові, виконання лабораторного досліду “Якісна реакція на сульфат-іони”); спостереження, аналіз, висновки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ХІД УРОКУ

  

І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП

 

ІІ. МОТИВАЦІЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ

Учитель. Ми продовжуємо вивчати сполуки неметалічних елементів. Сьогодні ми поговоримо про речовину, яка вам дуже відома. Це кислота, яку за старих часів на Русі називали «купоросне масло», хмарний покрив планети Венери на 80% складається з цієї кислоти, вона сама та її солі широко використовуються в різних  галузях  господарства  і тому її  називають  «хлібом  промисловості».  Це – сульфатна або сірчана кислота.

 “Навряд чи знайдеться інша речовина, що добувається людиною, яка настільки часто використовується в техніці, як сірчана кислота”.

Д.І. Менделєєв  (слайд 1)

 

ІІІ. ОГОЛОШЕННЯ ТЕМИ ТА МЕТИ УРОКУ

Тема нашого уроку “Сульфатна кислота та сульфати” (слайд 2).

Слайд 3.

 

Робота на уроці допоможе вам:

- поглибити і розширити знання про кислоти;

- ознайомитися з фізичними властивостями сульфатної кислоти та засвоїти правила приготування її розчину;

- порівняти хімічні властивості концентрованої і розбавленої сульфатної кислоти;

- познайомитися з якісною реакцією на сульфат-йони;

- розширити свої знання про солі сульфатної кислоти та сфери їх використання.

Засвоїти новий матеріал вам допоможуть знання про клас кислот та вміння складати різні типи хімічних рівнянь.

 

ІV. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ

Слайд 4.

Прийом “Експрес-тест”

1. Укажіть ряд сполук, у якому є лише оксиди:

а) CaO, K₂SO₃, Н₂О; б) Na₂O, SO₂, Fe₂O₃;

в) CO₂, HCl, NaOH; г) SiO₂, CaBr₂, Li₂O.

2. Укажіть сполуку, яка не належить до оксидів:

а) SO₂; б) H₂O; в) H₂SO₄; г) MgO.

3. Укажіть формулу кислотного оксиду:

а) CO₂; б) CaO; в) K₂O; г) Al₂O₃.

4. SO₃ – це…

а) оксигеновмісна кислота; б) основний оксид;

в) кислотний оксид;  г) амфотерний оксид.

5. Укажіть формулу оксиду, з якого утворюється сульфатна кислота:

а) SO₃; б) CO₂; в) SO₂; г) SiO₂.

6. Укажіть формулу несолетворного оксиду:

а) N₂O₅; б) CO; в) CO₂; г) Al₂O₃.

Учень коментує і перевіряємо відповіді за слайдом 4.

Використання інтерактивної технології “Мозковий штурм” (слайд 5).

1) Як називаються кислоти з точки зору теорії електролітичної дисоціації?

2) Яка формула сульфатної кислоти?

3) Яка основність сульфатної кислоти?

4) Який ступінь окиснення Сульфуру в сульфатній кислоті?

5) Як називаються солі сульфатної кислоти?

 

V. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

Учитель. Окремі учні групи отримали випереджувальні завдання, працювали з різними джерелами інформації і сьогодні познайомлять нас з результатами своєї роботи.

Учень 1: Історична довідка про сульфатну кислоту. (слайд 6-8)

Слайд 6

• Сульфатну (сірчану) кислоту отримують вже більше 1000 років.
• Спочатку її отримували алхіміки з “зеленого каменю” (залізний купорос) або квасців шляхом сильного нагрівання (прожарювання).
• Так, наприклад, із залізного купоросу отримували важку оліїсту рідину - купоросне масло:

2 [FeSO₄ • 7Н₂O] = Fe₂O₃ + Н₂SO₄ + SO₂ + 13Н₂O

 

Слайд 7

Перша згадка про кислі гази, що отримуються при прожарюванні  залізного купоросу “зеленого каменя”, зустрічається у записах арабського алхіміка Джабір ібн Хайяна.

Пізніше, в IX столітті персидський алхімік Аль Разі, прожарюючи суміш залізного і мідного купоросу (FeSO₄∙7H₂O і CuSO₄∙5H₂O), також отримав розчин сірчаної кислоти.

 

 

Слайд 8

Але перші детальні описи  добування сірчаної кислоти («Купорового масла») дали італійський  вчений В.Берінгучо та німецький алхімік, чиї праці були опубліковані під іменем Василя Валентина в кінці ХVІ століття.

 

Учитель. Давайте пригадаємо будову сульфатної кислоти (слайд 9-10)

Учень 2: Фізичні властивості сульфатної кислоти. (слайд 11-12)

Слайд 11

Сульфатна  кислота  являє  собою  безбарвну оліїсту  рідину без  кольору і запаху.  Дуже в’язка і гігроскопічна рідина. Одна з найсильніших неорганічних кислот, дуже їдка і небезпечна.

 

Слайд 12

• Температура кипіння сполуки +280°С. Під час кипіння кислота починає розкладатися на сульфур(VI) оксид і воду.
• Температура плавлення кислоти +10,3°С.
• Нерозбавлена кислота важка (ρ = 1,83 г/см3): 1 літр важить майже 2 кг.
• Сульфатна кислота необмежено розчиняється у воді, тобто змішується з нею в будь-яких співвідношеннях з утворенням розчину. При цьому виділяється тепло.

 

Учитель. Розчинення кислоти у воді супроводжується виділенням великої кількості теплоти. Якщо додати воду у кислоту, то вода, яка потрапить у масу кислоти, розігріється до температури кипіння. Відбудеться потужне та небезпечне розбризкування сульфатної кислоти. Тому необхідно пам’ятати, що

кислоту доливають у воду, а не навпаки. Тоді температура рідини зростає повільніше, і вдається запобігти її закипанню і розбризкуванню. (слайд 13)

Сульфатна кислота – їдка рідина, тому треба остерігатись, щоб вона не потрапила на шкіру й одяг. При попаданні сірчаної кислоти на шкіру, її необхідно швидко змити сильним струменем води та обробити 5%-им розчином соди. (слайд 14)

Учитель. Згадаємо хімічні властивості розбавленої сульфатної кислоти та порівняємо їх з хімічними властивостями концентрованої кислоти.

Сульфатна кислота – типова неорганічна кислота. Для неї характерні всі основні хімічні властивості кислот. Пригадайте з чим реагують кислоти. Відповіді учнів. Записуємо хімічні властивості сульфатної кислоти.

1. Дисоціація у водному розчині:

Н₂SО₄ ⇄ Н⁺ + НSO₄^-

НSO₄^-  ⇄ Н⁺ + SO₄^2-

2. Взаємодіє з основами (нейтралізація):

Допишіть рівняння реакції.

Н₂SО₄ + Са(ОН)₂ =

Учень коментує та перевіряють рівняння реакції за слайдом 15.

3. Взаємодіє з оксидами металів:

Допишіть рівняння реакції.

Н₂SО₄ + СuО =

Учень коментує та перевіряють рівняння реакції за слайдом 15.

4. Взаємодіє з солями:

Виконаємо лабораторний дослід. Пам’ятайте про необхідність дотримуватися правил техніки безпеки, обережно поводьтесь з посудом та реактивами.

Слайд 16.

Лабораторний дослід № 7 “Якісна реакція на сульфат-іони”.

В одну пробірку налийте трохи розчину натрій сульфату, в іншу – розбавленого розчину сульфатної кислоти. В обидві пробірки добавте по 1-2 мл розчину барій хлориду. Що відбувається? Яка сполука випала в осад? Який колір і характер осаду? Запишіть рівняння відповідних реакцій у молекулярній та йонній формах.

Na₂SО₄ + BaCl₂ =

Н₂SО₄ + BaCl₂ =

Учень коментує та перевіряють рівняння реакцій за слайдом 16.

Обговорення результатів досліду:

1. Який реактив використовувався в досліді?

2. Який зовнішній ефект реакції? Що це за речовина?

3. Який висновок можна зробити за результатами лабораторного досліду?

Слайд 17.

Якісною реакцією на сульфат-іон є взаємодія з іоном барію, в результаті чого утворюється характерний білий осад.

Ba²⁺ + SO₄^2- = BaSO₄↓

5. Взаємодіє з металами:

Розбавлена сульфатна кислота реагує тільки з активними металами (стоять в ряду активності до Гідрогену).

Допишіть рівняння реакції.

Н₂SО_{4 розб} + Zn =

Н₂SО_{4 розб} + Cu =

Учень коментує та перевіряють рівняння реакції за слайдом 18.

Концентрована сульфатна кислота є дуже сильним окисником і здатна реагувати як з активними, так і з малоактивними металами. В результаті реакції утворюються сульфат відповідного металу, вода та третій продукт реакції, що залежить від активності металу.

Якщо метал активний – третім продуктом є газ гідроген сульфід (Н₂S).

У разі участі в реакції металу середньої активності, утворюється сірка.

Малоактивні метали відновлюють кислоту до SO₂. (Слайд 19)

Отже, чим активніший метал, тим сильніше відновлюється Сульфур.

Крім того, за кімнатної температури пасивують Fe, Al, Cr, не реагують Au, Pt. Це дозволяє перевозити сульфатну кислоту у сталевих цистернах.

Напишіть рівняння реакцій взаємодії концентрованої сульфатної кислоти з цинком, розставте коефіцієнти методом електронного балансу (завдання виконується учнем біля дошки, перевіряють рівняння реакції за  слайдом 20).

3Zn⁰ + 4H₂S⁺⁶O₄ → 3Zn⁺²SO₄ + S⁰↓ + 4H₂O

 Zn⁰ – 2ē → Zn ⁺²        3   відновник, процес окиснення

    6

S⁺⁶ + 6ē → S⁰              1   окисник, процес відновлення

Учитель. Наступне питання нашого уроку – застосування сульфатної кислоти та сульфатів.

Учень 3: Застосування сульфатної кислоти. (слайд 21-22)

Слайд 24.

 Сульфатну кислоту застосовують:

• у виробництві мінеральних добрив;
• як електроліт в свинцевих акумуляторах;
• для добування різних мінеральних кислот і солей;
• для добування органічних сполук;
• у виробництві хімічних волокон, барвників, вибухових речовин;
• у нафтовій, металообробній, текстильній, шкіряній та інших галузях промисловості;
• у харчовій промисловості — зареєстрована як харчова добавка E513

 

Слайд 25.

Назва: Сірчана кислота Е513.

Група: Харчова добавка.

Вид: Емульгатор, регулятор кислотності.

Вплив на організм: дуже небезпечна.

Дозволена в країнах: Росія, Україна, країни ЄС.

Використання:

В основному в харчовій індустрії застосовується 10% розчин сірчаної кислоти. Використовують харчову добавку Е513 як підкислювач дріжджового сусла при виготовленні спирту з сировини, що містить крохмаль. Застосовують сірчану кислоту також для регулювання кислотності напоїв. Е513 грає роль каталізатора інверсії цукру. Сірчаною кислотою можна обробляти забруднені дріжджі, це дозволяє знищити сторонні мікроорганізми, не пошкодивши життєздатності дріжджів. Застосовується Е513 і при рафінації жирів.

Вплив на організм людини:

Сірчана кислота відрізняється агресивністю, представляє дуже велику небезпеку для людини. Контакт з шкірними та слизовими поверхнями може привести до сильного хімічного опіку та некрозу тканин. При попаданні парів Е513 в дихальні шляхи спостерігається кашель, часто розвивається бронхіт, трахеїт, ларингіт.

 

Учень 4: Сульфати та їх застосування. (слайд 23-25)

Слайд 21.

Сульфати – це солі сульфатної кислоти.

 

Слайд 22.

Гіпс СаSO₄·2Н₂О; глауберова сіль Na₂SO₄·10H₂О; гірка сіль MgSO₄·7H₂О.

Це кристалогідрати, тобто вони містять кристалізаційну воду, яка при нагріванні випаровується.

На цій властивості кристалогідратів ґрунтується виробництво алебастру СаSO₄•Н₂О з природного гіпсу, який нагрівають до 120–190°С, у наслідок чого він втрачає частину води.

При змочуванні водою кімнатної температури алебастр легко приєднує воду й знову перетворюється на гіпс. Це відбувається щоразу при накладанні гіпсових пов’язок на травмовані частини тіла, під час виготовлення гіпсових виробів художнього та будівельного призначення.

 

Слайд 23.

• Na₂SO₄·10H₂О – мірабіліт,  або глауберова сіль. На початку XVII ст. в   Німеччині тяжко хворий Йоган-Рудольф Глаубер почав пити воду з одного із джерел і вилікувався. Дослідивши дану сіль, Глаубер назвав її чудовою сіллю, або мірабілітом. Також Na₂SO₄ використовують для виготовлення скла, сірки, амоній сульфату, у паперовій промисловості.
• MgSO₄·7H₂О – гірка сіль використовують в обробці тканин, дубінні шкіри,виготовленні медичних препаратів, у медицині також використовують як протиотруту при алкогольному сп’янінні.
• СuSO₄·5Н₂О – мідний купорос застосовують у сільському господарстві для боротьби зі шкідниками рослин, як засіб для запобігання гниттю речовин, у   будівництві: для нейтралізації наслідків протікань, для ліквідації плям іржі.
• Калій сульфат К₂SO₄, амоній сульфат (NH₄)₂SO₄  використовуються як добрива.

 

Учитель. Послухаємо цікаву інформацію про сульфатну кислоту та сульфати в природі.

Учень 5 (слайд 26-27).

Слайд 26.

“Озеро смерті”, що знаходиться на острові Сицілія, — саме “мертве” на Землі. Береги озера позбавлені рослинності, а в його водах немає нічого живого. Будь – яка істота, що потрапила в його води, миттєво гине. Якщо людина занурює у воду руку чи ногу, вона миттєво відчуває сильне печіння, після чого з жахом спостерігає, як шкіра вкривається пухирями та опіками. Коли був зроблений аналіз води, то виявилось, що в ній у великій кількості міститься сульфатна кислота. Виявилося, що в озеро Смерті викидають концентровану сульфатну кислоту два джерела, що знаходяться на дні озера.

 

Слайд 27.

Найбільшим родовищем мірабіліту (Na₂SO₄·10H₂О) є затока Кара-Богаз-гол. Воно розташоване на східному березі Каспійського моря.

 

VI. УЗАГАЛЬНЕННЯ І СИСТЕМАТИЗАЦІЯ ЗНАНЬ

Прийом “Вірно-невірно” (слайд 28).

Виберіть твердження, з якими ви згідні. Учень коментує відповіді та перевіряють результати за слайдом.

Слайд 28.

“Вірно-невірно”

Сульфатна кислота

 а) Реагує з кислотами

 б) Реагує з основами

 в) Реагує з солями

 г) Реагує з кислотними оксидами

 д) Реагує з основними оксидами

 е) Реагує з усіма металами

 ж) Сильна

Робота в парах:

Вставити формули пропущених речовин. (слайд 29)

“Найшвидша” пара коментує, результати порівнюють з текстом слайду.

Слайд 29.

• ____+ H₂SO₄ = K₂SO₄ + 2H₂O
•    ____ + H₂SO₄ = CuSO₄ + ____
•   Pb(NO₃)₂ + _____ = PbSO₄ + 2HNO₃
•    Ag + H₂SO_{4 (розб)} →
•   СаО + _____ = СаSO₄ + ____
•   ___+ H₂SO_4(конц) = HgSO₄ + SO₂ + ___

 

Фронтальна бесіда:

1) В одній пробірці міститься розчин сульфатної кислоти, в другій – хлоридної. Як розпізнати, де яка кислота міститься?

2) Не так давно між склом в подвійні віконні рами на зиму ставили склянку з концентрованою сульфатною кислотою, щоб скло не “запотівало”. Яку роль відігравала сульфатна кислота? Збільшиться чи зменшиться об’єм рідини весною?

3) У чому подібність і відмінність властивостей сульфатної кислоти і властивостей інших відомих вам кислот, наприклад хлоридної?

 

VII. ПІДСУМКИ УРОКУ

А тепер давайте продовжимо фрази.

Слайд 30.

Сьогодні на уроці:  було цікаво… ;  було складно… ;  тепер я знаю, що….

Оцінювання навчальних досягнень учнів. 

 

VIIІ. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Слайд 31.

Вивчити §9, завдання №82-84.

Підготувати повідомлення “Охорона навколишнього середовища від забруднення викидами сульфуровмісних речовин”.