Разработка урока на тему: "Медь и цинк, их соединения" ( 11 класс, химия)

Разработка урока по химии в 11 классе на тему: «Медь и цинк, их соединения» Учитель: Педашенко Галина Владимировна Цель урока: Сформировать у учащихся представления о специфических свойствах  металлов побочных подгрупп на примере меди и цинка, их соединений и об их двойственной роли в природной среде, о последствиях техногенного  воздействия меди и цинка или их соединений на биологические системы. Оборудование: Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева; Реактивы: Al, Zn, Cuo;  Растворы: CuCl2,HCl, ZnCl2, NaOH, CuSO4. Ход урока. 1. Организационный момент 2. Опрос домашнего задания. 2 учащихся идут к доске и решают по карточкам. 1 карточка. Закончить уравнения реакций и составить электронный баланс. 1) Ca+HNO3­> (N2) 2) Ca+H2SO4­> (SO2) 2 карточка. Задача. На карбонат кальция подействовали 365 г 10%­ной соляной кислоты.  Какой газ и сколько его по объему выделится?  Пока 2 учащихся работают по карточкам у доски, проводится фронтальный  опрос – беседа с классом: ­ Какие закономерности изменения химической активности проявляются  у металлических элементов в главных подгруппах? Химическая активность металлов главных подгрупп в периодах возрастает  справа налево, а в группах – сверху вниз. ­ Каким образом происходит заполнение электронами у металлов  главных подгрупп? Металлы главных подгрупп являются S­ и P­ элементами, поэтому у них  происходит заполнение электронами последнего энергетического уровня S­ и  P­подуровней. Количество электронов на внешнем энергетическом уровне  соответствует номеру группы, в которой находится металл. ­Какие закономерности изменения химической активности проявляются  у металлических элементов в побочных подгруппах? Химическая активность металлов побочных подгрупп возрастает в  направлении снизу вверх, нежели в главных подгруппах. ­Каким образом происходит заполнение электронами у металлов  побочных подгрупп? Металлы побочных подгрупп являются в основном d­элементами, поэтому у  них происходит заполнение электронами предпоследнего энергетического уровня d­подуровня, а на внешнем энергетическом уровне находятся два s­ электрона. У некоторых элементов происходит «провал» наружных  электронов и на внешнем уровне остается только по одному электрону. ­Какие общие закономерности проявляются у металлических элементов  побочных подгрупп? 1.У  р – элементов 3­4 групп максимальная положительная степень окисления совпадает с номером группы. 2. Некоторые d­элементы 8 группы, например, RU, OS также образует  соединения, в которых максимальная степень окисления равна +8, т.е.  соответствует номеру группы. 3. С увеличением степени окисления атомов металлов побочных подгрупп  основные свойства их оксидов и гидроксидов уменьшаются, а кислотные –  усиливаются. ­Какие из металлов побочных подгрупп имеют наибольшее практическое  значение? Наибольшее практическое значение имеют Cu,Zn, Ti, Cr, Fe. Их свойства и  применение рассмотрим отдельно. Объяснение нового материала. Сегодня на уроке мы познакомимся с металлами: медью, цинком и их  соединениями по следующему плану: (написан на доске) 1. Строение атомов 2. Нахождение в природе 3. Физические свойства 4. Химические свойства 5. Важнейшие соединения Cu и Zn 6. Получение  7. Применение  1.Строение атомов. +29 Cu)2)8)18)1 +30 Zn)2)8)18)2 2.Нахождение в природе. Медь и цинк встречаются в связанном виде и входят в состав следующих  минералов:  Медный блеск Cu2S, куприт Cu2O, медный колчедан CuFeS2, цинковая  обманка ZnS, цинковый шпат ZnCO3. 3. Физические свойства Медь­металл светло­розового цвета, тягучий, вязкий, t пл=1083 C, отличный  проводник электрического тока. Цинк – голубовато­серебристый металл. При обычной температуре хрупок, t пл=419,5 C 4. Химические свойства. Медь ­ химический малоактивный металл. Цинк ­ химический активный  металл, но в воздухе он устойчив, т.к. покрывается тонким слоем оксида,  предохраняющим его от дальнейшего окисления 1) Взаимодействие с простыми веществами ( CL2, О2, S) при повышенной  температуре. 2) Взаимодействие со сложными веществами 5. Важнейшие соединения Сu и Zn Соединения Сu: 1) СuО–оксид Сu ­ черное вещество (демонстрация)      2) Сu(ОН)2­гидроксид меди, малорастворим в воде, голубого цвета.   3)Соли меди. Из солей меди наибольшее практическое значение имеет гидрат сульфата меди (2) CuSO4. 5H2O – медный купорос. Соединения Zn: 1) ZnО­ оксид цинка, белое вещество, практически нерастворим в воде.  2) Zn(ОН)2­гидроксид цинка, амфотерный (Реагирует с кислотами и  щелочами). 3) ZnCl2­ хлорид цинка, используется при поиске металлов, ZnSO4­  сульфат цинка, применяют в качестве электролита и как  микроудобрение. 6. Получение. Работа с учебниками стр.105­106 7. Применение  Работа с учебниками стр.107­108 Двойственная роль Сu и Zn в природной среде и последствия  техногенного воздействия этих металлов и их соединений на  биологические системы. На эту тему выступают два докладчика. 1. Медь. Антропогенные источники: промышленные выбросы, отходы предприятий  цветной металлургии, выхлопные газы автотранспорта, медьсодержащие  удобрения и пестициды, сжигание топлива. Биоиндикаторами на соединения  меди при загрязнении ими среды могут служить птицы (изменение перового  покрова), сине­зеленые водоросли, моллюски, щетинковые черви (изменение  внешнего вида или гибель). Биологическая роль меди исключительна: она входит в состав пигмента  крови низших животных (гемоцианина) и высших животных (цитохром),  участвует в процессах кроветворения и ферментативных реакциях в составе  медьсодержащих энзимов. В организме  человека медь, как и железо, играет  важную роль в поддержании нормального состава крови. Присутствие меди  необходимо для активации железа,  накопленного в печени, в противном случае оно не сможет участвовать в образовании гемоглобина. Содержание  меди в живом организме составляет 10 ­4%. Концентрация меди в окружающей среде, в частности в почве, может быть лимитирующем фактором развития  многих организмов. Как недостаток, так и избыток меди в организме  вызывают заболевания у животных и растений. Например, известен факт  заболевания домашнего скота анемией из­за недостатка в почве пастбищ  соединений меди. Эта же причина вызывает в растениях задержку образования хлорофилла (хлороз), снижает содержания в них витаминов. Токсическое воздействие. Медь относят к группе высокотоксичных  металлов. Ионы меди, при избытке их в организме, способны блокировать SH­ группы белков, в особенности ферментов, чем нарушают ее каталитическую  функцию. Соли меди повышают проницаемость мембран митохондрий,  разрушают эритроциты, вызывают расстройства нервной системы, печени и  почек, снижение иммунобиологической реактивности, поражения зубов и  слизистой рта, гастриты, язвенную болезнь желудка. Соединения меди весьма токсичны для всех представителей флоры и фауны.  В воде природных водоемов их токсическое действие проявляется по­ разному. В жесткой воде оно выражено слабее, чем в мягкой, поскольку часть  ионов меди связываются в ней в виде карбонатов, и остается недоступной для  гидробионтов. В почве соединения меди угнетают активность нитрифицирующих бактерий,  задерживая минерализацию азота, и тем самым снижают урожай  сельскохозяйственных культур; Вызывают хлороз у растений, а так же гибель  земляных червей (в этом случае почва теряет структуру, нарушается ее  водонепроницаемость и ухудшается водно­воздушный режим). 2. Цинк Антропогенные источники: выброс в атмосферу при высокотемпературных  технологических процессах на металлургических комбинатах; потери при  добыче, транспортировке, обогащении, сортировке на горно­обогатительных  фабриках; сжигание каменно угля, сточные воды химического,  деревообрабатывающего, текстильного, бумажного, цементного производств;  вымывание горячей водой из оцинкованных водопроводных труб. Биологическая роль. Цинк важный микроэлемент. Содержание его в  организме­ 10­3%. Он входит в состав крови и мышечной ткани, является  катализатором многих реакций, благодаря чему в организме поддерживается  необходимый кислотный уровень. Цинк входит в состав инсулина­ гормона  поджелудочной железы, регулирующей содержание сахара в крови, участвует  в переносе углекислого газа в крови позвоночных, гидролизе пептидных  связей при переваривании белков, стимулирует рост растений.     Основной источник цинка­ пшеничные отруби. При дефиците в организме  возможны диабет, кожные заболевания. Токсическое действие. В основе многих проявлений цинковой интоксикации  лежат конкурентные отношения с рядом металлов, например, кальцием. В  этом случае падает содержание кальция в крови, костях, одновременно  нарушается усвоение организмом фосфора; в результате развивается  остеопороз (ломкость костей). Известен следующий факт. В 1981 году в  Японии была зарегистрирована вспышка тяжелого заболевания костно­ мышечной системы у населения, употребляющего в пищу рис, выращенный на  полях орошения, где использовали сточные воды, сильно загрязненные  сульфидами цинка. Нельзя пить воду, хранившуюся в оцинкованных банках;  накапливаемые в ней ионы цинка отрицательно воздействуют на желудочно­ кишечный тракт. Токсичность цинка объясняют каталитической активностью.  Цинк в высоких концентрациях мутаген и онкоген. Подведение итогов и выставление оценок за урок. Домашнее задание.  Выучить изученный материал, решить задачу.