Відкритий урок з теми: «ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ МЕТАЛІВ. КОРОЗІЯ МЕТАЛІВ, СПОСОБИ ЗАХИСТУ ВІД КОРОЗІЇ.»

Державний навчальний заклад
«Дніпрорудненський професійний ліцей»

 

 

 

 

 

 

Відкритий урок з теми:

«ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ МЕТАЛІВ. КОРОЗІЯ МЕТАЛІВ, СПОСОБИ ЗАХИСТУ ВІД КОРОЗІЇ.»

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                        підготувала

                                                                                                             викладач хімії

                                                                                                       спеціаліст

                                                                                                          Яненко О.А.

 

 

 

2017-2018 р.

Тема: Хімічні властивості металів. Корозія металів, способи захисту від корозії.

Мета:  ознайомити учнів  із  загальними  хімічними  властивостями металів, рядом активності металів; показати взаємозв’язок між хімічними властивостями металів та будовою їхніх атомів;  формувати уявлення про амфотерні властивості металічних елементів; властивостями, процесом руйнування металів під дією навколишнього середовища, основними способами захисту металів від корозії;  розвивати навички складання рівнянь реакцій на прикладі властивостей металів;  удосконалювати  вміння  спостерігати  за  перебігом  реакцій  і  робити узагальнюючі висновки про відновний характер металічних елементів;  виховувати уважність, старанність та акуратність у веденні записів, вміння працювати в групах  та висловлювати власні думки.

Обладнання: періодична система хімічних елементів, ряд активності металів, відеодосліди,  проектор, презентація.

Між предметні зв’язки: матеріалознавство, фізика, електротехніка, спецтехнологія.

Тип уроку: комбінований.

Очікувані результати:

Учні називають:                                                                                                                                

• сполуки металічних елементів за сучасною українською номенклатурою;

Учні складають:                                                                                                                                  

• формули складних речовин, утворених металами;                                                      
• рівняння відповідних реакцій;                                                          

 Учні характеризують:                                                                                                                     

• хімічні властивості металів;                                                                                

 Учні пояснюють:                                                                                                                                   

• ознаки проходження хімічних реакцій.

                                                           ХІД  УРОКУ

І. Організаційний момент.

ІІ. Перевірка домашнього завдання.

На попередньому уроці ми розпочали вивчати тему «Металічні елементи та їх сполуки», а саме вивчили їх місце положення у періодичній системі та їх фізичні властивості.

 1. Фронтальна бесіда за питаннями.

• Сформулюйте визначення металічних елементів як простих речовин. (клас хімічних елементів і речовин з такими хімічними та фізичними властивостями: добре проводять електричний струм і тепло, мають металічний блиск, ковкі, пластичні)
• Який хімічний зв'язок існує в металах?
• Що називається металічним зв’язком?
• Які фізичні властивості  металів обумовлені таким зв’язком?
• Чи потрібні вам знання про будову та фізичні властивості в майбутній професії?

2. Тестове завдання «Хімічний калейдоскоп» ( слайд №2)

Вказати  правильні відповіді, 12 тестових завдань, правильна відповідь – 1 бал

1)  Метал з найвищою електропровідністю (Cu, Al , Ag )

2) Найважчий  метал (Al, Os, Fe)

3) Найлегший метал  ( Na, Li, K)

4) Найпластичніший  метал ( Au, Fe, Cu )

5) Рідкий метал за нормальних умов ( Ga, Cs, Hg )

6) Найтвердіший метал ( Cr,  W, Ta)

7) Найм’якіший метал ( K, Na, Pb)

8) Кольоровий метал ( Сu, Al, Fe)

9) Найбільш тугоплавкий метал (  Ba , W, Ti)

10) «Найчорніший»  метал  ( Na, Ca, Fe)

11) Метал – феромагнетик ( Co, Ni, Fe ) (речовини, які здатні намагнічуватися)

12) Метал  жовтого кольору ( Pt, Au, Cs )

Перевірка виконання роботи ( слайд № 3).

ІІІ. Мотивація навчально-пізнавальної діяльності.

Ваша майбутня професія безпосередньо пов’язана з металами, з яких виготовляють електровози та їхні складові частини, тому сьогодні Ви повинні усвідомити, що корпуси  електровозів, металеві  деталі, крім фізичних впливів (деформація, тертя, механічного пошкодження – подряпин), зазнаватимуть і впливу різних хімічних речовин.                                                                                               

Отже, об’єкт нашого вивчення на сьогоднішньому уроці – металічні елементи, а саме – їх хімічні властивості.

Повідомлення теми та мети уроку (Слайд № 1).

Гасло уроку : «Розум полягає не лише в знанні, а й в умінні застосовувати знання для справи». Арістотель (Записано заздалегідь на дошці).

                                     План уроку ( запис на дошці)

1. Взаємодія з простими речовинами.
2. Взаємодія з складними речовинами.
3. Амфотерність металів.
4. Корозія металів. Захист від корозія.

IV.  Вивчення нового матеріалу.

1. Взаємодія з простими речовинами.

Найбільш енергійно метали реагують з неметалами (реакції сполучення). Розглянемо 2 випадки, більш детально ми вивчили в попередній темі.

а) взаємодія з галогенами:

• взаємодія калію  з хлором (відеодослід №1)
• запис рівняння реакції ( учень на дошці)

2К + Cl₂ =  2КClнатрій  хлорид

• взаємодія заліза з хлором (відеодослід № 2) (реакцію записати самостійно)

2Fe + 3Cl₂ = 2FeCl₃  ферум(ІІІ) хлорид              Ме окиснюються

б) взаємодія з киснем:  ряд активності металів

• активні метали окиснюються швидко (Na-плавиться, К-вибухає)
• взаємодія з літієм

4Li  + O₂ = 2Li₂O   літій оксид

• Ме від алюмінію  до Н окислюються повільно при нагріванні

2 Zn + O₂ = 2 ZnO цинк оксид                            Ме є відновниками

• золото і платина не окиснюються

     Висновок: метали окиснюються неметалами і є відновниками.

2. Взаємодія з складними речовинами ( реакції  заміщення).

а) взаємодія з водою.

• реагують неоднаково (ряд  активності Ме)
• активні – до Аl – без нагрівання (Na – плавиться, К – з вибухом)
• взаємодія натрію з водою ( відеодослід №3)

2 Na  +  2 H₂O = 2NaOH +  H₂ ↑     натрій гідроксид  (утв. газ)

• Ме до водню – при  нагріванні .

Zn + H₂O =^t ZnO + H₂ ↑         цинк оксид   ( утв. газ)

• Ме після водню з водою не реагують

б) взаємодія з розчинами кислот ( відповідно до їх положення в ряді активності)

• Демонстрація №1. Взаємодія цинку з розчином  хлоридної кислоти.
• Що спостерігаємо? Які ознаки проходження реакції? ( утв. газ)

Zn⁰ +  2 H⁺Cl^-  = Zn⁺²Cl₂^- +  H₂⁰ ↑  цинк  хлорид

Zn⁰ – 2 e^- =  Zn⁺²  відновник

2H⁺ + 2e^- = H₂⁰ ↑  окисник

• Ме  після водню з розчинами кислот не реагують

в) взаємодія з розчинами солей.

• Різниця в активності дозволяє одним металам витісняти інші з розчинів їх солей.
• Демонстрація №2. Взаємодія заліза  з розчином купрум сульфату
• Що спостерігаємо? Які ознаки проходження реакції? (зміна кольору)

Fe + CuSO₄ = Cu ↓ + FeSO₄     ферум  сульфат

       Висновок: метали  окиснюються  при взаємодії зі складними речовинами і є відновниками

3.  Існує ряд металів (цинк, алюміній, берилій  та інші), які взаємодіють і з кислотами і з лугами, таке явище називається амфотерністю.

• Демонстрація №3. Взаємодія цинку з лугом.
• Які ознаки проходження  цих реакцій  ( утв. газ)
• Є  2 рівняння реакцій взаємодії цинку з калій гідроксидом :
• 1 – спікання твердих речовин,  утворюється  сіль калій  цинкат  K₂ZnO₂

Zn  +  2 KOH  =^t  K₂ZnO₂  + H₂ ↑

• 2 – у водному розчині, сіль іншого складу калій  тетрагідроксоцинкат
• Zn(OH)₂  +  2 KOH  =^t  K₂[Zn(OH)₄]

Висновок: є метали, що мають амфотерні властивості – реагують і з кислотами     і з лугами.

4. Корозія металів, способи захисту від корозії.

Металеві конструкції широко використовуються в житті й діяльності людини. Близько 2 % залізних виробів щодня руйнуються через іржавіння заліза. У перерахуванні на кількість конструкцій це приблизно 3-5 млн. м³ залізобетонних конструкцій.

• Чому руйнуються металеві конструкції?

• Що необхідно зробити, щоби призупинити цей процес?

Розберемося в сутності цього процесу та знайдемо його причини.

Корозія — це хімічне або електрохімічне руйнування металів під дією навколишнього середовища.

Хімічна корозія — це процес руйнування металів під дією агресивного середовища (газу або рідини, вода, кисень, оксиди карбону  і сульфуру, водні розчини солей).

Електрохімічна корозія — це процес, що протікає за наявності двох-трьох металів у середовищах з іонною провідністю. На аноді (більш активному металі) відбувається окиснення цього металу; на катоді (менш активному металі) — відновлення водню.

Способи захисту металів від корозії:

• Застосування захисних покриттів:

• нікелювання, хромування;
• лаки, фарби, емалі;
• захисні оксидні плівки (оксидування (Al₂О₃, Fe₃О₄));
• фосфатні покриття (ZnHPО₄ + H₃PО₄).

• Сплави, стійкі до корозії (легування хромом Сг, нікелем Ni, вольфрамом W та ін.).

• Електрохімічні методи:

• заклепки з більш активного металу;
• пластини з більш активного металу;
• нейтралізація струму в разі корозії постійним струмом у протилежному напрямку.

• Зміна складу середовища, використання інгібіторів.

V. Закріплення  та  первинне  застосування  набутих  знань

         1. Складіть рівняння реакцій взаємодії металів з речовинами, назвіть речовини за  сучасною українською номенклатурою ( робота в групах) .

Метал: група 1– Са; група 2 – К; група 3 – Zn; група 4 – Na; група 5 – Mg; група 6 – Al.

 Перевірка виконання завдань. (слайд № 18-24)

         4.Вправа  « Сьогодні на уроці я»:  ( слайд № 25)

                 дізнався…                                                      

                 зрозумів…

                запам’ятав…

                навчився…

                найбільші труднощі відчув…

                не вмів , а тепер вмію…

               мене найбільше вразило …                

VI. Підсумки  уроку.

    Отже, сьогодні на уроці ми вивчили загальні хімічні властивості металів, вони є відновниками та окислюються неметалами, кислотами, лугами, розчинами солей.

   На наступних уроках ми будемо детальніше вивчати хімічні властивості металів, а саме їх особливі властивості.

   Оцінювання  знань, умінь і навичок  та коментар.

VII.  Надання та пояснення домашнього завдання.

Дописати схеми реакцій, скласти хімічні рівняння:

• Pb(NO₃)₂ + Al =
• NaOH + Zn =
• K + H₂O =
• H₂SO_{4 (конц)} + Bi =