Методическая разработка учебного занятия по теме "Щелочные металлы" дисциплине «Химия».

Разгуляева Алена Николаевна

учитель химии

МБОУ СОШ № 38,

г. Озёрск

Методическая разработка учебного занятия по дисциплине «Химия».

Тема занятия: Щелочные металлы

Тип занятия: изучение нового материала.

Вид занятия: комбинированный урок

Цели занятия: Изучить свойства и особенности щелочных металлов; совершенствовать практические умения и навыки написания уравнений реакций и схем электролиза расплавов и растворов электролитов, и решению задач.

Задачи занятия:

Обучающие: формирование знаний учащихся о щелочных элементах как типичных металлах, понятия о взаимосвязи строения атомов со свойствами (физическими и химическими).

Развивающие: развитие умений исследовательской деятельности, умения добывать информацию из различных источников, сравнивать, обобщать, делать выводы.

Воспитывающие: воспитание устойчивого интереса к предмету, воспитание таких нравственных качеств как аккуратность, дисциплина, самостоятельность, ответственное отношение к порученному делу.

Методы: проблемные, поисковые, лабораторная работа, самостоятельная работа учащихся.

Ход урока

1 Организационный момент

Мы изучаем раздел, металлы, и вы знаете, что металлы имеют большое значение в жизни современного человека. На предыдущих уроках мы изучили общие сведения о металлах: положение в периодической таблице, особенности строения атомов, изучили общие физические и химические свойства, а также общие способы получения металлов. Сегодня приступаем к изучению наиболее ярких представителей в химическом отношении, самых активных щелочных металлов. Для того чтобы усвоить материал урока, нам необходимо вспомнить наиболее важные вопросы, которые рассматривали на предыдущих уроках.

2 Актуализация знаний

Фронтальный опрос

Учитель:

- На какие две большие группы происходит деление химических элементов?

Обучающийся:

- На металлы и неметаллы

Учитель:

- Где находятся металлы в периодической системе Д.И. Менделеева.

Обучающийся:

- В периодической системе элементы – металлы расположены в начале всех периодов, а также в четных рядах больших периодов побочных подгруппах. Условной границей, отделяющей металлы от неметаллов, служит диагональ, отведенная от бора к астату. Металлы оказываются левее и ниже этой прямой, неметаллы – правее и выше, а элементы, находящиеся вблизи прямой, имеют двойственную природу, их называют амфотерными.

Учитель:

- Какие группы естественных семейств в периодической системе мы знаем?

Обучающийся:

– Мы знаем особые группы отдельных металлов: щелочные металлы, щелочноземельные металлы, редкоземельные металлы (иттрий, лантан и лантаноиды, актиноиды), переходные металлы.

– Благородные металлы (серебро, золото и шесть платиновых металлов) . Платиновые металлы (платиноиды, рутений, родий, палладий, осмий, иридий, платина) металлы подгруппы алюминия.

Учитель:

– Каковы особенности строения атомов металлов?

Обучающийся:

- Атомы металлов имеют сравнительно большие атомные радиусы, поэтому их внешние электроны значительно удалены от ядра и слабо сними связаны. И вторая особенность, которая присуща атомам наиболее активных металлов – это наличие на внешнем энергетическом уровне 1-3 электронов.

Учитель:

- Как особенности строения атома влияют на физические свойства?

Обучающийся:

- Характерные физические свойства металлов металлический блеск, электрическая проводимость, теплопроводность, Связана с особенностью строения кристаллических решеток атомов металлов. В узлах располагаются атомы и положительные ионы металлов, связанные посредством обобществленных внешних электронов, которые принадлежат всему кристаллу, эти электроны компенсируют силы электростатического отталкивания между положительными ионами и тем самым связывают их, обеспечивая устойчивость металлической решетки.

Учитель:

- Как особенности строения металлов влияют на их химические свойства?

Обучающийся:

- Самое характерное химическое свойство всех металлов – их восстановительная способность, т.е. способность атомов легко отдавать свои внешние электроны, превращаясь в положительные ионы. Металлы не могут быть окислителями, т. е. атомы металлов не могут присоединять к себе электроны.

3 Изучение нового материала

3.1 Общая характеристика

К щелочным металлам относятся литий, натрий, калий, рубидий, цезий и франций. В периодической системе они расположены в главной подгруппе I группы. Все щелочные металлы имеют один s-электрон на внешнем электронном слое, который при химических реакциях легко теряют, проявляя степень окисления +1. Поэтому щелочные металлы являются сильными восстановителями. Радиусы их атомов возрастают от лития к францию. Электрон внешнего слоя с возрастанием радиуса атома находится все дальше от ядра, силы притяжения ослабевают и, следовательно, увеличивается способность к отдаче этого электрона, т.е. химическая активность. В электрохимическом ряду напряжений металлов все щелочные металлы стоят левее водорода. Это типичные металлы, в твердом состоянии хорошо проводят электрический ток. Они легкоплавки, быстро окисляются на воздухе, поэтому их хранят без доступа воздуха и влаги, чаще всего под керосином. Щелочные металлы образуют соединения с преимущественно ионной связью. Оксиды щелочных металлов - твердые гигроскопичные вещества, легко взаимодействующие с водой. При этом образуются гидроксиды - твердые вещества, хорошо растворимые в воде. Соли щелочных металлов, как правило, тоже хорошо растворяются в воде.

3.2 Физические свойства

Основные сведения о щелочных металлах

   Таблица 1

Величина	₃Li	₁₁Na	₁₉Ka	₃₇Rb	₅₅Cs	₈₇Fr
Атомный вес	6,94	22,99	39,1	85,47	132,9	[223]
Валентные электроны	(2) 2s¹	(8) 3s¹	(8) 4s¹	(8) 5s¹	(8) 6s¹	(8) 7s¹
Металлический радиус атома, нм	0,155	0,189	0,236	0,248	0,268	0,280
Радиус иона, нм	0,68	0,98	1,33	1,49	1,65	1,75
Энергия ионизации, Эв	5,39	5,14	4,43	4,176	3,89	3,98
Содержание в земной коре, ат. %	0,02	2,0	1,1	4×10^-3	9×10^-5	¾
Плотность, г/см³	0,534	(0,97)	0,86	1,532	1,87
Температура плавления, ⁰С	179	97,8	63,5	39,0	28,5

3.3 Химические свойства

1) Взаимодействие с кислородом. В продуктах горения калия, рубидия и цезия содержатся в основном надпероксиды:

$\mathsf{K + \ O_2 \longrightarrow \ KO_2}$

Для получения оксидов натрия и калия нагревают смеси гидроксида, пероксида или надпероксида с избытком металла в отсутствие кислорода:

2Na + O₂ = Na₂O₂.

$\mathsf{2 \ Na + 2 \ NaOH \longrightarrow 2 \ Na_2O + \ H_2 \uparrow}$

$\mathsf{2 \ Na + \ Na_2O_2 \longrightarrow 2 \ Na_2O}$

$\mathsf{3 \ K + \ KO_2 \longrightarrow 2 \ K_2O}$

Оксиды щелочных металлов обладают всеми свойствами, присущими основным оксидам: они реагируют с водой, кислотными оксидами и кислотами:

$\mathsf{Li_2O + \ H_2O \longrightarrow 2 \ LiOH}$

2) Взаимодействие с водородом.

2Na + Н₂ =2NaН – гидрид натрия.

3) Взаимодействие с водой. Важное свойство щелочных металлов — их высокая активность по отношению к воде. Наиболее спокойно (без взрыва) реагирует с водой литий:

$\mathsf{2 \ Li + 2 \ H_2O \longrightarrow 2 \ LiOH + \ H_2 \uparrow}$

При проведении аналогичной реакции натрий горит жёлтым пламенем и происходит небольшой взрыв. Калий ещё более активен: в этом случае взрыв гораздо сильнее, а пламя окрашено в фиолетовый цвет.

4) Взаимодействие с галогенами

2Na + Сl₂ = 2NaCl – хлорид натрия.

5) Взаимодействия с неметаллами

$\mathsf{2 \ K + \ S \longrightarrow \ K_2S}$

$\mathsf{6 \ Li + \ N_2 \longrightarrow 2 \ Li_3N}$

$\mathsf{2 \ Li + 2 \ C \longrightarrow \ Li_2C_2}$

6) Взаимодействие с раствором кислот:

2HСl + 2Na = 2NaСl + H₂.

7) Взаимодействие с солями

Менее активные металлы могут быть получены восстановлением щелочными металлами:

3Na + AlCl₃ = Al + 3NaCl.

8) Качественные реакции: окрашивание пламени ионами
Li⁺ - карминово-красное
Na⁺ - желтое
K⁺ - фиолетовое

Демонстрируется опыт

Прокаливается железная проволока до тех пор, пока не перестанет ею окрашиваться пламя, затем вносится в пламя на кончике проволоки раствор соли натрия. Наблюдаем окрашивание пламени ионами натрия в желтый цвет.

Опыт повторяется, используя хлорид калия. Наблюдаем окрашивание пламени в фиолетовый цвет.

3.4 Соединения щелочных металлов
Щелочные металлы - самые сильные восстановители, их ионы не проявляют окислительных свойств.

Гидроксиды (едкие щелочи) - твердые кристаллические вещества, типично ионные соединения, сильные основания. Гидроксиды щелочных металлов являются истинными гидроксидами, т.к. имеют ионный тип кристаллической решетки.
NaOH-едкий натр, каустическая сода
KOH-едкое кали
Соли - типично ионные соединения, как правило, хорошо растворимы в воде, кроме некоторых солей лития. Соли, образованные слабыми кислотами сильно гидролизуются.
Na₂CO₃×10H₂O - кристаллическая сода
Na₂CO₃ - кальцинированная сода
NaHCO₃ - питьевая сода
K₂CO₃ - поташ

3.5 Получение

Т.к. щелочные металлы - это самые сильные восстановители, их можно восстановить из соединений только при электролизе расплавов солей:
2NaCl=2Na+Cl₂
на катоде: Na⁺+e^-=Na
на аноде:2Cl^--2e^-=Cl₂

3.6 Применение

Алюминий-литиевые сплавы нашли применение в авиационной и космической технике.

Литий используется при производстве литиевых аккумуляторов, такие аккумуляторы применяются в кардиостимуляторах.

Расплавы натрия и калия используются в качестве теплоносителей в атомных реакторах и в авиационных двигателях.

Пары натрия используются в люминесцентных светильниках.

Натрий служит катализатором в производстве каучука.

Натрий используется при производстве калия, титана, циркония и тантала, а также тетраэтилсвинца – добавки, улучшающей детонационные свойства бензина.

Пероксид натрия и надпероксид калия используются в подводных лодках и космических кораблях для регенерации кислорода.

Гидроксид калия применяется для получения жидкого мыла и стекла.

Гидроксид натрия используется для производства бумаги, искусственных тканей, мыла, очистки нефтепроводов, в производстве искусственного волокна и в щелочных аккумуляторах.

Хлорид натрия – пищевой продукт и сырье для получения натрия и его соединений, применяется в медицине для приготовления физиологического раствора.

Карбонат натрия используется для производства бумаги, мыла и стекла.

Гидрокарбонат натрия (питьевая сода) применяется в медицине, кулинарии, в производстве минеральных вод, используется в огнетушителях.

Карбонат калия (поташ) необходим при производстве жидкого мыла и стекла.

Нитрат калия – комплексное минеральное удобрение, применяется для производства черного пороха и фейерверков.

Цезий нашел применение в фотоэлементах.

4 Рефлексия

4.1 Решение задачи

К раствору, содержащему 16 г сульфата меди (II), прилили раствор, содержащий 20 г гидроксида натрия. Какова масса образовавшегося осадка?

4.2 Напишите химические уравнения следующих превращений:

5 Домашнее задание [1] c. 184, зад. 5, 6.

6 Подведение итогов урока, выставление оценок

Список литературы

1. Габриелян, О.С. Химия: учеб. для студ. проф. учеб. заведений / О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов. – М., 2005.

2. Габриелян, О.С. Химия в тестах, задачах, упражнениях: учеб. пособие для студ. сред. проф. учебных заведений / О.С. Габриелян, Г.Г. Лысова – М., 2006.

3. Габриелян, О.С. Практикум по общей, неорганической и органической химии: учеб. пособие для студ. сред. проф. учеб. заведений / Габриелян О.С., Остроумов И.Г., Дорофеева Н.М. – М., 2007.

4. Ерохин, Ю.М., Фролов В.И. Сборник задач и упражнений по химии (с дидактическим материалом): учеб. пособие для студентов средн. проф. завед. – М., 2004.

5. Кузнецова, Н.Е. Обучение химии на основе межпредметной интеграции / Н.Е. Кузнецова, М.А. Шаталов. – М., 2004.

Скачано с www.znanio.ru

Разгуляева Алена Николаевна учитель химии

Организационный момент Мы изучаем раздел, металлы, и вы знаете, что металлы имеют большое значение в жизни современного человека

Учитель: - Какие группы естественных семейств в периодической системе мы знаем?

Характерные физические свойства металлов металлический блеск, электрическая проводимость, теплопроводность,

В электрохимическом ряду напряжений металлов все щелочные металлы стоят левее водорода

Содержание в земной коре, ат

Взаимодействие с водой . Важное свойство щелочных металлов — их высокая активность по отношению к воде

Na + - желтое K + - фиолетовое

Т.к. щелочные металлы - это самые сильные восстановители, их можно восстановить из соединений только при электролизе расплавов солей: 2NaCl=2Na+Cl 2 на катоде:

Хлорид натрия – пищевой продукт и сырье для получения натрия и его соединений, применяется в медицине для приготовления физиологического раствора

Список литературы 1. Габриелян,

Материалы на данной страницы взяты из открытых истончиков либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.

09.07.2024