Разработка открытого урока по химии на тему "Серная кислота"(9 класс)

Серная кислота урок изучения нового материала Юрченко Татьяна Евгеньевна, учитель химии ГБОУ школа №340 Цель урока:  Формирование у учащихся представлений о свойствах разбавленной и концентрированной серной   кислоты   путем   сравнения   их   химических   свойств   на   основе   анализа   общих   свойств минеральных кислот через организацию самостоятельной поисковой деятельности учащихся. Задачи: 1. Создать условия для организации самостоятельной поисковой деятельности учащихся, в том числе через практическую работу, работу с текстом и др. 2. Развивать   познавательные   учебные   действия   анализа,   классификации,   обобщения   на основе информации, полученной из различных источников. 3. Совершенствовать   умения   оценочной   деятельности   учащихся   через   формирование самооценки самостоятельной познавательной деятельности и результатов работы. 4. Способствовать формированию у учащихся устойчивых базовых знаний по предмету и познавательной активности, ориентированной на самообразование. Оснащение:  автоматизированное   рабочее   место   учителя   (компьютер,   проектор,   документ­ камера), презентация к уроку. Оборудование для проведения опытов: штатив с пробирками, индикатор (лакмус, метиловый оранжевый, универсальная индикаторная бумага), держатель для пробирок, стеклянная палочка, спички, спиртовка, химический стакан. Реактивы: H2SO4 (концентрированная), H2SO4 (разбавленная), BaCl2, H2O, сахароза, лакмус. Ход урока Настоящий ученик учится открывать неизвестное   с   помощью   известного   и тем самым приближается к учителю. И.В.Гете 1. Организационный момент. Учитель: Здравствуйте.  Все готовы к уроку? Садитесь.  Вашим путеводителем и помощником на этом   уроке   будет   рабочий   лист,   который   лежит   на   ваших   столах   (прилож.1).   В   нем   вы оформите результаты вашей работы. Техника безопасности в кабинете химии. Учитель: Так как в ходе нашего урока мы с вами будем проводить различные опыты, давайте вместе вспомним, какие правила техники безопасности необходимо соблюдать при выполнении лабораторных работ. Посмотрите на доску и вспомните основные правила техники безопасности. Учащиеся   самостоятельно   прочитывают   правила   техники безопасности. Учитель: Итак, вы вспомнили основные правила по технике безопасности. Думаю, теперь вы готовы ответить на мои вопросы. 1. Как должен поступить ученик, если при выполнении лабораторного опыта его сосед по столу допускает неправильные действия? 2. Если вам не ясно что­либо в ходе выполнения лабораторной работы, что вы должны сделать? 3. Во время решения экспериментальной задачи на руку учащегося попала капля кислоты. Как ему следует поступить? 2. Стадия вызова На   столе   у   учащихся   оборудование   для   выполнения лабораторной работы. Предлагается обратить внимание на жидкость в емкости. Задание 1. Учитель: У вас на столе неизвестная жидкость. Ребята, скажите, а можете ли вы определить, к какому классу неорганических веществ она относится? Учащиеся   предлагают   методы   определения   жидкости. Проделывают опыт, в ходе которого приходят к выводу, что перед ними – кислота, т.к. лакмусовая бумага окрасилась в красный цвет. Делают запись в рабочем листе. Задание 2. Учитель: А возможно ли теперь определить, какая это кислота? Учащиеся высказывают свое мнение. Самостоятельно или под руководством учителя приходят к правильному ответу.  Ожидаемый ответ: Мы уже определили, что данное вещество относится   к   кислотам,   следовательно,   у   него   имеется положительный   катион   водорода.   Значит,   определяемым ионом будет кислотный остаток. Мы можем проделать опыт и с   помощью   таблицы   «Качественные   реакции   на   анионы» (прилож. 2) определить, какой именно анион входит в эту кислоту. Отчёт о работе оформляется в таблице. Наблюдения Уравнение химической реакции В   ходе   опыта   учащиеся   приходят   к   выводу,   что  это качественная   реакция   на   сульфат   ионы.   Один   учащийся демонстрирует   свою   запись   через   документ­камеру   и объясняет. Остальные ученики проверяют, если необходимо, исправляют и оценивают свою работу. Название опыта Определение качественного состава соединений 3. Стадия осмысления. Учитель: Сделайте вывод, какая кислота перед нами? Ответ: Серная кислота. Думаю, теперь вы можете сказать, над чем мы будем работать? Учащиеся формулируют тему урока. Давайте  запишем в рабочий лист тему нашего урока  «Серная кислота». Какие цели, вы поставите перед собой? Учащиеся формулируют цель работы на уроке. Записывают в рабочем листе. Несколько учеников озвучивают свои цели. Учитель, проведя выборочный опрос учеников, обобщает их ответы. Запишите в рабочий лист уточнения к вашей цели урока, если необходимо. Учитель: Таким образом, опираясь на тему и цель урока, мы можем составить план работы на уроке. 4. Изучение нового материала. Учитель: На слайде представлена общая классификация кислот. Составьте характеристику серной кислоты. Заполните в рабочем листе таблицу «Классификация серной кислоты» и приготовьтесь объяснить ваши ответы. Классификация кислот По содержанию атомов кислорода По количеству кислых атомов  водорода По силе  бескислородные  кислородсодержащие  одноосновные  двухосновные  трёхосновные  многоосновные  Сильные ­ диссоциируют практически полностью,  константы диссоциации больше 1∙10−3 (HNO3);  Слабые ­ константа диссоциации меньше 1∙10−3  По принадлежности к классам  химических соединений По растворимости в воде (уксусная кислота Kд= 1,7∙10−5). неорганические  органические  растворимые  нерастворимые      Учащиеся в рабочих листах заполняют таблицу. Классификация По содержанию атомов кислорода По количеству кислых атомов водорода По силе По принадлежности к классам химических  соединений По растворимости в воде     Учитель   проводит   фронтальную   беседу   по   заполнению таблицы.   Учащиеся,   если   необходимо,   исправляют   свои ошибки и оценивают результаты работы в рабочих листах. Учитель: Для того чтобы познакомится со свойствами серной кислоты, нам необходимо вспомнить от чего зависят свойства всех веществ. Ответ: Свойства вещества зависят от его строения. Учитель: Давайте   составим   молекулярную   и   структурную   формулу   серной   кислоты   и предположим её свойства исходя из строения молекулы. Ученики   в   рабочем   листе   записывают   молекулярную   и структурную формулы серной. Один ученик   демонстрирует через   документ­камеру   свою   запись   и   рассказывает   о предполагаемых свойствах кислоты. Учитель: Следующим этапом нашей работы будет изучение физических свойств серной кислоты. Задание 1. Перед вами серная кислота. Охарактеризуйте ее физические свойства по внешнему виду и запишите в схему. Учащиеся   определяют   свойства   и   записывают   их   в   схему. Называют физические свойства, которые они определили по внешнему виду. H2SO4 Учитель: А теперь проверим, правы ли вы и с какими физическими свойствами серной кислоты вы еще не знакомы. У вас в конвертах лежит текст о серной кислоте. Задание 2.  Прочитайте текст «Е513»  (прилож. 3) и допишите в схему из данного текста те физические свойства серной кислоты, которые вы не указали. Учащиеся   самостоятельно   работают   с   текстом,   извлекают информацию,   необходимую   для   выполнения   задания.   Один учащийся   демонстрирует   документ­камеру выполненную работу, характеризует свойства серной кислоты. Ученики проверяют свои записи и оценивают свою работу в рабочих листах.   через Учитель: Физические свойства известны. Теперь нам предстоит поговорить о химических свойствах серной кислоты. Все выводы и уравнения реакции вносите в таблицу в рабочем листе. Какими же химическими свойствами обладает это вещество? Прежде, чем мы ответим, сначала давайте вспомним, какими химическими свойствами обладают все кислоты. На слайде последовательно появляются примеры химических реакций, отражающих свойства растворов кислот, после того как их назвали учащиеся. Учитель. Такими же свойствами обладает и разбавленная серная кислота. Задание. Приведите по одному примеру уравнений реакций с серной кислотой, используя схему на доске. И заполните в рабочем листе первую колонку в таблице «Химические свойства». Учащиеся   выполняют   задание   самостоятельно.   Учитель осуществляет   оперативный   контроль   выполнения   и приглашает 2­3­х учащихся записать уравнения на доске. Учащиеся на доске записывают уравнения реакции, затем все проверяют   свои   записи   по   «ключу»,   при   необходимости исправляют ошибки. Учитель: Давайте ещё раз обратимся к схеме и сделаем вывод, характерны ли такие же свойства серной кислоте как для других кислот? Ответ: Разбавленная серная кислота вступает в те же химические реакции, что и другие кислоты, то есть для неё характерны такие же свойства как для других кислот.  Учитель: А теперь давайте рассмотрим те свойства, которыми обладает только серная кислота, т.е. специфические   свойства   серной   кислоты.   Эти   свойства   зависят   от   концентрации   кислоты. Сейчас   вы   посмотрите   видеозапись   опыта.   Ваша   задача   увидеть,   какое   правило   необходимо запомнить при разбавлении серной кислоты водой. Демонстрация видео. Опыт   1.   Разбавление   концентрированной   серной   кислоты водой.  Существует   строгое   правило:   лить   кислоту   в   воду! Нарушение этого правило может привести к трагедии. Учитель: Запишите   в   рабочем   листе   уравнение   реакции.   Концентрированная   серная   кислота энергично реагирует с образованием гидратов: Учитель: В   следующем   видеоролик   ваша   задача   увидеть   специфические   свойства H2SO4+ nH2O   H→ 2SO4 × nH2O + Q концентрированной серной кислоты и сравнить со свойствами разбавленной серной кислоты. Демонстрация видео. Опыт   2.   Взаимодействие   серой   кислоты   с   металлами, стоящими после водорода. Учитель: Запишите в рабочем листе. Концентрированная серная кислота ­ сильный окислитель: при нагревании   она   реагирует   почти   со   всеми   металлами.   В   этих   реакциях   в   зависимости   от активности металла и условий выделяются SO2, H2S, S. Cu + H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2O Демонстрация видео. Опыт   3.   Реакции   концентрированной   серной   кислоты   с органическими веществами. Учитель: Проведем демонстрационные опыты.  Демонстрационные опыты. Опыт   1.  В   химический   стакан   с   концентрированной   серной   кислотой   опускаем   лучину. Наблюдаем медленное обугливание лучины. Опыт 2.  В химический стакан емкостью 100­150 мл насыпаем примерно 20 г сахарной пудры. Ставим стакан на асбестовую сетку. В пробирку наливаем 7–8 мл концентрированной серной кислоты, слегка нагреваем на спиртовке (до 40–500С), вливаем кислоту в стакан с сахарной пудрой и быстро размешиваем смесь стеклянной палочкой. Через несколько секунд происходит энергичное обугливание и вспучивание сахарной массы. Это происходит оттого, что серная кислота отнимает от молекул сахара воду, окисляет углерод в углекислый газ. Это свойство называют гигроскопичностью. Запишем в таблице. Под действием серной кислоты сахар обугливается и вспенивается Вывод: Способна обугливать сахар, бумагу, ткани, древесину Химические свойства серной кислоты Общие с другими кислотами Специфические 1.   Разбавленная   серная   кислота   реагирует   с металлами: H2SO4+Zn   → ZnSO4+ H2↑ 2.   Реагирует   с   основными   и   амфотерными оксидами: H2SO4+ CaO  →  CaSO4+ H2O   4. Взаимодействует с основаниями: H2SO4+2KOH     → K2SO4+ 2H2O 5. Реагирует с солями, вытесняя из них другие кислоты: H2SO4+2AgNO3  →  2HNO 3+Ag2SO4                                                                                            малораств. 1.Концентрированная серная кислота энергично  реагирует с образованием гидратов: H2SO4+ nH2O     → H2SO4 × nH2O + Q Концентрированная   серная   кислота   способна отщепить   от   органических   веществ   водород   и кислород   в   виде   воды,   обугливая   органические вещества. 2.Концентрированная   серная   кислота   способна отщепить   от   органических   веществ   водород   и кислород   в   виде   воды,   обугливая   органические вещества. Способна обугливать сахар, бумагу, ткани,  древесину. C12H22O11 + H2SO4 = 12C + H2SO4×11H2O  3. Концентрированная серная кислота ­ сильный окислитель: при нагревании она реагирует почти со   всеми   металлами.   В   этих   реакциях   в зависимости   от   активности   металла   и   условий выделяются SO2, H2S, S, например: Сu+2H2SO4  →  CuSO 4+SO2 ↑    +  2H 2O Учитель: Какими же химическими свойствами обладает концентрированная серная кислота? На слайде последовательно появляются примеры химических реакций,   отражающих   свойства   концентрированной   серной кислоты, после того как их назвали учащиеся. 5. Закрепление изученного материала. Учитель: Итак,   мы   с   вами   познакомились   со   строением   и   свойствами   серной   кислоты,   для закрепления полученных знаний прошу вас выполнить задание в рабочих листах. Задание:  Вставьте в тексте пропущенные слова: плотность, вдвое, тепла, концентрированной, повышается, кожу, сахар, кислота, вода, маслянистая. Текст _________________ ­ ___________ жидкость, имеющая ________ примерно _______ большую, чем   вода.   Она   повреждает   _______,   обугливает________   и   древесину.   При   разбавлении концентрированной   _________________   выделяется   большое   количество________   и________ температура   смеси.   Разбавление   __________   ________________   всегда   следует   проводить согласно следующему правилу: «Сначала _______, потом ________». Фронтальная проверка. Один ученик читает текст. Остальные ученики   класса   проверяют   свои   записи   и   оценивают   свою работу. 6. Итог урока. Рефлексия. Учитель: Как вы думаете, можем ли мы использовать, полученные на уроке знания в повседневной жизни? Заслушиваются варианты ответов учеников.  Вернитесь к поставленной вами цели урока. Достигли ли вы их в ходе работы? Оцените свои достижения по шкале. 0% 50% 100% Домашнее задание. Учитель: Спасибо   за   урок.   Вы   сегодня   хорошо   поработали.   Дома   я   предлагаю   вам   закрепить знания, прочитав параграф 13. А при выполнении творческого задания подумать над решением проблемы. Проблема. В последнее время серная кислота стала чаще попадать в природу по вине человека, в связи с авариями на производстве и при транспортировке. Подготовьте экологический мини­проект, выбрав одну из тем: 1. Получение экологически чистой серной кислоты. 2. Защита окружающей среды при производстве серной кислоты. КАЧЕСТВЕННЫЕ РЕАКЦИИ НА АНИОНЫ Приложение 2. Анион 2­ S04 ­ N03 РО43­ СrO4 2­ S2­  , 2­ СО3 CO2 2­ SO3 F­ Cl­ Br­ I­ Реактив Ва2+ 1) добавить конц. H2SO4 и Си, нагреть "2) смесь H2S04 +FeSO4 ионы Ag+ ионы Ва2+ ионы РЬ2+ ионы Са2+ известковая вода Са(ОН)2 ионы Н+ ионы Са2+ ионы Аg+ ионы Аg+ ионы Аg+ ОН­(щелочная среда) индикаторы: лакмус фенолфталеин Наблюдаемая реакция 2­  BaS04 Выпадение белого осадка, нерастворимого в кислотах: Ва2+ + S04 Образование голубого раствора, содержащего ионы  Сu2+, выделение газа бурого цвета (NO2) Возникновение окраски сульфата нитрозо­железа (II)  [Fe(H20)5NO]2+. Окраска от фиолетовой до коричневой  (реакция «бурого кольца») Выпадение светло­желтого осадка в нейтральной среде:  ЗАg+ + Р04 Выпадение желтого осадка, не растворимого в уксусной   BaCr04 кислоте, но растворимого в HCI: Ва2+ + СrO4  Аg3Р04 3­ 2­  PbS  CaF2 2­ 2­ = СаСОз  СаСО3  + Н20, СаСО3 + С02 + Н20  Выпадение черного осадка: Pb2+ + S2­ выпадение белого осадка, растворимого в кислотах:  Са2+ + С03 Са(ОН)2 + С02  Са(НС03)2  Выпадение белого осадка и его растворение при  пропускании С02 Появление характерного запаха  S02: 2Н+ + SO3 Выпадение белого осадка: Са2+ + 2F"  Выпадение белого осадка, не растворимого в HN03, но  растворимого в конц. NH3 • Н20: Аg+ +CI­ AgCI + 2(NH3• Н20)  Выпадение светло­желтого осадка, не растворимого в  HN03: Ag+ + Br­ = AgBr  осадок темнеет на свету Выпадение желтого осадка, не растворимого в HNO3 и  NH3 конц.: Аg+ + I­   АgI  осадок темнеет на свету синее окрашивание; малиновое окрашивание  [Ag(NH3)2]+ + CI­ + 2Н2О  Н20 + S02f  AgCl Приложение 3. Е513 Название: Серная кислота, Е513 Другие названия: Серная кислота, купорос, Е513, Е­513, Англ: E513, E­513, sulfuric acid Группа: Пищевая добавка. Вид: Эмульгатор, регулятор кислотности. Влияние на организм: очень опасна. Разрешена в странах: Россия, Украина, страны ЕС. В основном в пищевой индустрии применяется 10% раствор серной кислоты. Используют пищевую   добавку   Е513   как   подкислитель   дрожжевого   сусла   при   изготовлении   спирта   из содержащего крахмал сырья. Применяют серную кислоту также для регулирования кислотности напитков. Изредка Е513 играет роль катализатора инверсии сахара. Серной кислотой можно обрабатывать загрязненные дрожжи, это позволяет уничтожить посторонние микроорганизмы, не повредив жизнеспособности дрожжей. Применяется Е513 и при рафинации жиров.  Серная кислота представляет собой полностью прозрачную бесцветную,  маслянистую и очень агрессивную. При обычных условиях ­ тяжёлая маслянистая жидкость без цвета и запаха. Получить вещество можно при сжигании смеси селитры и серы. Температура плавления добавки Е513   довольно   низкая,   всего   10,30С.   Температура   кипения   с   последующим   разложением составляет 296,20С. При смешивании кислоты с водой происходит выделение тепла в большом количестве. Серная кислота отличается агрессивностью, представляет очень большую опасность для человека.   Контакт   с   кожными   и   слизистыми   поверхностями   может   привести   к   сильному химическому   ожогу   и   некрозу   тканей.   При   попадании   паров   Е513   в   дыхательные   пути наблюдается кашель, затруднение дыхания, часто развивается бронхит, трахеит, ларингит. Приложение 3. Е513 Название: Серная кислота, Е513 Другие названия: Серная кислота, купорос, Е513, Е­513, Англ: E513, E­513, sulfuric acid Группа: Пищевая добавка. Вид: Эмульгатор, регулятор кислотности. Влияние на организм: очень опасна. Разрешена в странах: Россия, Украина, страны ЕС. В основном в пищевой индустрии применяется 10% раствор серной кислоты. Используют пищевую   добавку   Е513   как   подкислитель   дрожжевого   сусла   при   изготовлении   спирта   из содержащего крахмал сырья. Применяют серную кислоту также для регулирования кислотности напитков. Изредка Е513 играет роль катализатора инверсии сахара. Серной кислотой можно обрабатывать загрязненные дрожжи, это позволяет уничтожить посторонние микроорганизмы, не повредив жизнеспособности дрожжей. Применяется Е513 и при рафинации жиров.  Серная кислота представляет собой полностью прозрачную бесцветную,  маслянистую и очень агрессивную. При обычных условиях ­ тяжёлая маслянистая жидкость без цвета и запаха. Получить вещество можно при сжигании смеси селитры и серы. Температура плавления добавки Е513   довольно   низкая,   всего   10,30С.   Температура   кипения   с   последующим   разложением составляет 296,20С. При смешивании кислоты с водой происходит выделение тепла в большом количестве. Серная кислота отличается агрессивностью, представляет очень большую опасность для человека.   Контакт   с   кожными   и   слизистыми   поверхностями   может   привести   к   сильному химическому   ожогу   и   некрозу   тканей.   При   попадании   паров   Е513   в   дыхательные   пути наблюдается кашель, затруднение дыхания, часто развивается бронхит, трахеит, ларингит.