Открытый урок по теме "Серная кислота и её свойства"

Цели:

1. Конкретизировать общие знания учащихся о свойствах серной кислоты в свете теории электролитической диссоциации на примере разбавленной серной кислоты.
2. Выявить характерные свойства концентрированной серной кислоты, обусловленные наличием в её составе серы высшей степени окисления.
3. Закрепить знания учащихся об окислительно-восстановительных реакциях на примере свойств концентрированной серной кислоты.
4. Совершенствовать умения учащихся работать с лабораторным оборудованием и реактивами.

Реактивы: разбавленная серная кислота, концентрированная серная кислота, цинк (гранулы), магний (стружка), раствор фенолфталеина, раствор гидроксида натрия, раствор карбоната натрия, раствор хлорида бария, оксид меди (II), сахарная пудра.

Оборудование: демонстрационный столик, спиртовка, пробиркодержатель, стеклянная палочка, мерная ложечка, спички, химический стакан (высокий), термометр, одна кафельная плитка.

Ход урока

I. Организация.

II. Изучение нового материала.

Перед началом урока учитель на каждую парту кладет по две схемы “Серная кислота” (Приложение 1), которую учащиеся будут заполнять в ходе урока, и две инструкционные карты (Приложение 2).

В ходе урока учитель работает по следующему плану:

1. Называем формулу серной кислоты – H₂SO₄ (учитель записывает формулу на доске, ученики в схему).
2. Определяем степени окисления атомов в молекуле серной кислоты (учитель записывает на доске, ученики в схему).
3. Составляем структурную формулу серной кислоты (учитель записывает на доске, ученики в схему).
4. Определяем тип связи, распределение электронной плотности в молекуле серной кислоты (учитель записывает на доске, ученики в схему).
5. Обосновываем (переходим) к физическим свойствам серной кислоты, акцентируя внимание на то, как правильно разбавлять концентрированную серную кислоту.
6. Демонстрация опыта (учителем).

В стакане заранее налито концентрированная серная кислота, в другом стакане вода. Наливаем концентрированную H₂SO₄ в воду по краю стакана и непрерывно перемешиваем стеклянной палочкой, опускаем термометр. Видим, что произошло разогревание раствора. Задается проблемный вопрос: “Ребята, а если на кожу попало H₂SO₄? Мы можем смыть её водой?”. (Ответ “Нет”). Учитель объясняет, что в этом случае кислоту надо смывать концентрированным раствором KMnO₄, но не в коем случае не водой, т.к. можно получить ещё и термический ожог.

7. Переходим к изучению химических свойств H₂SO₄. Поясняем, что H₂SO₄ обладает как химическими свойствами кислот, так и особенными (специфическими) свойствами.

8. Рассматриваем общие химические свойства H₂SO₄:

а) серная кислота - сильный электролит. Записываем её диссоциацию по двум ступеням, но подчеркиваем, что по второй ступени диссоциация протекает незначительно.

б) Разбавленная серная кислота реагирует с металлами, стоящими в электрохимическом ряду напряжений до водорода. Например, с магнием.

Предлагаем учащимся провести этот опыт, пользуясь инструкционными картами. Уравнение реакций записать в схему-конспект. Просим одного из учащихся выйти к доске и написать уравнение данной реакции.

в) H₂SO₄ реагирует с оксидами металлов. Например, с оксидом меди (II). Эта реакция идет при повышенной температуре.

Этот опыт проводит учитель демонстративно. В пробирку с помощью мерной ложечки помешаем немножко оксид меди (II) (на кончике мерной ложечки) и из стакана (налить заранее) приливаем ~ 5 мл разбавленной H₂SO₄. Закрепляем пробирку у основания горлышка пробиркодержателем, зажигаем спиртовку и начинаем греть. В ходе протекания реакции видно, что раствор приобретает голубую окраску. Просим ребят записать уравнение данной реакции в схему - конспект. Вызываем ученика к доске записать данное уравнение.

г) Серная кислота реагирует с основаниями, причем как с растворимыми, так и нерастворимыми. Например, с гидроксидом натрия.

Предлагаем учащимся провести этот опыт, пользуясь инструкционными картами. Просим ребят записать уравнение данной реакции в схему - конспект. Вызываем одного из учащихся к доске написать уравнение данной реакции.

д) Серная кислота реагирует с солями, если в ходе реакции выделяется газ или выпадает осадок. Предлагаем учащимся провести два опыта, пользуясь инструкционными картами. Один опыт с карбонатом натрия, другой с хлоридом бария.

Уравнения реакции записываются в схему – конспект, но при этом учитель подчеркивает, что реакция с солями бария является качественной реакцией на серную кислоту и её соли. Один из учащихся выходит к доске и записывает уравнение данных реакций. Учитель дает задание учащимся: в рабочих тетрадках к следующему занятию составить ионные полные и ионные сокращенные уравнения к тем молекулярным уравнениям, которые они записали на уроке.

9. Переходим к изучению специфических свойств H₂SO₄.

Так как в H₂SO₄ сера находится в высшей (max) положительной степени окисления, то она может только принимать электроны, поэтому она является кислотой-окислителем и взаимодействует как с активными металлами, так и с металлами, стоящими в электрохимическом ряду напряжений металлов после водорода (Cu, Hg, Ag). В ходе этих реакций образуется не водород, а H₂S, S или SO₂ в зависимости от концентрации кислоты и от положения металла в ряду напряжений.

Учителем демонстрационно проводится опыт.

В пробирку кладется несколько гранул цинка (с медью реакция идет долго и требует дополнительного нагревания) и осторожно приливается концентрированная H₂SO₄, которая заранее налита в химический стакан. Наблюдается выделение газа и подчеркивается, что это не водород.

Учитель на доске записывает уравнение данной реакции, ученики в схему-конспект. Преподаватель отмечает, что концентрированная кислота не реагирует со многими металлами при обычных условиях (Fe, Cr, Au, Pt, Al).

Ученикам задается вопрос: “Как вы думаете, в чем хранят и перевозят H₂SO₄ и почему?”.

10. H₂SO₄ окисляет и многие неметаллы с образованием оксида серы (IV).

Учитель на доске записывает уравнение данной реакции, ученики в схему – конспект.

H₂SO₄ обугливает многие органические вещества. Например, сахар. Учитель проводит демонстрационный опыт. В стакан на 100–150 мл кладут 10 грамм сахарной пудры + 1 мл H₂O до образования густой кашицы; после этого к сахару приливают 5 мл концентрированной H₂SO₄. В результате сахар обугливается. Масса может выйти из стакана, поэтому его лучше поставить на поднос или кафельную плитку. Педагог объясняет данное явление, как результат взаимодействия кислоты с органическим веществом – сахарозой, вследствие которого углерод выделяется в виде угля.

Учитель записывает уравнение на доске, ученики в схему-конспект.

III. Закрепление знаний, умений и навыков учащихся.

Учитель: “Мы рассмотрели основные физические и химические свойства H₂SO₄. Ответьте мне на следующие вопросы:

• Можно ли с помощью кусочка мела определить, в какой пробирке соляная кислота, а в какой серная?
• Какие реакции являются качественными на HCl и H₂SO₄?

У учителя на столе в демонстрационном штативе находятся пробирки с заранее налитыми HCl и H₂SO₄. В одну из них приливается нитрат серебра, в другую хлорид бария. Получаются белые осадки. Учитель акцентирует внимание на том, что они разные: в одной пробирке творожистый белый, а в другой молочный белый. Если останется время, учащимся можно предложить составить электронный баланс для схемы следующей реакции:

IV. Домашнее задание.