Конспект урока по химии "Химические свойства металлов" (9 класс)

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя школа  № 2» города Велижа Смоленской области

Методическая разработка урока

«Химические свойства металлов»

(9 класс)

                            Провела: Нахаева М.И., учитель  

         химии высшей квалификационной категории

2017 год

Пояснительная записка

Тип урока.  Урок изучения нового материала. 

Характеристика класса. 9а – общеобразовательный класс с высоким показателем качества знаний. В классе обучается 20 учеников: 11 мальчиков и 9 девочек. Возраст 15–16 лет. Практически все учащиеся на уроках внимательны, проявляют активность в получении новых знаний, выполняют домашнее задание. Большая часть детей характеризуется высоким и средним уровнем интеллектуального развития. На конец 8 класса – 1 отличник и 11 хорошистов (результаты по химии: оценку «5» имеют 4 ученика, «4» –10 учеников). Среди учеников есть весьма способные: они могут выдвигать необычные гипотезы и опровергать неправильные предположения, доказывая свою точку зрения, уже на начальном этапе прогнозирования. Подростки принимают активное участие в школьных и городских мероприятиях. Класс очень перспективный, мне интересно работать с этими детьми. Программа. Габриелян О.С. Программа курса химии для 8–11 классов общеобразовательных учреждений. М.: Дрофа, 2006. Учебник. Габриелян О.С. Химия. 9 класс: Учебник для общеобразовательных учреждений. М.: Дрофа, 2007. Количество часов. 2 учебных часа в неделю; 68 учебных часов в год.

Методы: проблемно-поисковый, исследовательский.

Формы работы: самостоятельная работа в группах и пáрах, коллективная и индивидуальная работа. 

Данный урок состоит из трех основных этапов, на каждом из которых максимально создается ситуация активного вовлечения подростка в учебный процесс.

Первый этап называется «Вызов» и включает в себя «Собственно вызов» – задается общее настроение,  определяются ключевые действия учащихся на уроке (исследовать, рассуждать, искать, открывать). С этого момента подросток,  рассуждая по-взрослому, увлекательно, по-детски включается в дальнейший непростой процесс.

Вторая часть этапа «Вызов» называется «Актуализация знаний», которая с помощью вопросов (сопровождается презентацией, использование ее позволяет без затруднений анимировать пройденный материал) готовит учащихся к прогнозированию недостающих знаний по теме урока.

Этап «Осмысление» это:  – постановка учебной цели (учащиеся составляют кластер по химическим свойствам металлов; осознавая недостаточность знаний по данной теме, формулируют учебную цель урока);  – открытие нового знания (лабораторная работа с элементами исследовательской деятельности, обсуждение результатов опытов; работа в группах по поиску необходимой информации в учебнике); – составление общих схем химических реакций;

– первичное закрепление (первичное фиксирование нового знания – самостоятельное заполнение таблицы по новой теме, осознание учащимися своей деятельности и ее оценка).

Третий этап урока – «Рефлексия» – состоит из вторичного закрепления материала (самостоятельная работа и взаимоконтроль) и собственно рефлексии.  При вторичном закреплении актуально использовать такую форму, как «Работа экспертов» (способствует развитию критического мышления): детям предлагается проверить тест напарника, а это значит найти ошибки и оценить работу одноклассника. Использование разнообразных форм работы (групповой, парной, индивидуальной, коллективной), системно-деятельностного подхода, технологии развития критического мышления, мультимедийного оборудования позволило добиться высокой мотивации, максимальной включенности каждого ученика в урок. На протяжении всего занятия царила живая, насыщенная рабочая обстановка, что говорит о рациональности используемых методов обучения и форм организации работы учащихся.

Цель урока: обеспечить развитие знаний и экспериментальных умений обучающихся по теме «Общие химические свойства металлов».

Задачи урока:

Ø выявить возможные реакции взаимодействия металлов с различными веществами и условия их протекания;

Ø научить применять при прогнозировании химических свойств металлов электрохимический ряд напряжений;

Ø подвести к пониманию последствий нерационального использования изделий из металлов и сплавов;

Ø продолжить развитие экспериментальных умений и навыков при работе с металлами.

Оборудование и реактивы: презентация «Химические свойства металлов», таблицы «Периодическая система химических элементов» и «Электрохимический ряд напряжений металлов»; лист с основой для кластера, инструкционная карточка для выполнения опытов, таблица «Химические свойствам металлов», тест (для каждого учащегося) (см. приложение); штативы с пробирками, набор реактивов на группу (металлы, вода, растворы кислот и солей).

Ход урока

1. Вызов 

1.1. Собственно вызов (2 мин.).

Цель: подведение учащихся к осознанию проблемы «невечности» металлов и затем к определению темы урока; мотивация к активной познавательной деятельности.

В жизни людям постоянно приходится иметь дело с металлами и сплавами: оборудование на фабриках и заводах изготовлено из металлов, железная дорога и все, что с ней связано, – тоже из металлов, идем в магазин – пользуемся металлическими деньгами. Наши дома украшают изделия из металлов, на кухне – много металлической посуды и техники. Металлы везде вокруг нас. Но металлические изделия при взаимодействии с различными веществами разрушаются, превращаясь в другие вещества. Как сохранить металлы? Что для этого мы должны выяснить?

Ученики: определить возможные реакции металлов с другими веществами и условия их протекания.

И поэтому тема сегодняшнего урока…

Ученики: химические свойства металлов.

Запишите тему урока в тетрадь.

Результат. Учащиеся определяют направление учебной деятельности.

1.2. Актуализация знаний по вопросам (1 мин.).

Цель: создание условий для активизации мыслительной деятельности; повторение основных моментов из химии металлов, необходимых для изучения нового материала.

В. Какое основное химическое свойство металлов можно выделить на основании строения их атомов? 

Ученики: металлы, имея на внешнем энергетическом уровне 1–3 электрона, легко отдают их и, следовательно, являются восстановителями.

В. Как отличаются металлы по активности? Посмотрите на ряд активности металлов. Сделайте вывод. 

Ученики: металлы по химической активности можно разделить на активные металлы, металлы средней активности и неактивные. Активность металлов уменьшается в электрохимическом ряду напряжений слева направо. Результат. Учащиеся готовы к прогнозированию недостающих знаний по теме урока.

2. Осмысление 

2.1. Постановка учебной задачи (5 мин.). 

Цель: прогнозирование общих химических свойств металлов и определение учащимися основной учебной цели на уроке.

Предположите возможные химические свойства металлов. С какими веществами они могут взаимодействовать? Составление кластера: в центре доски записывается слово «металлы», отражающее предмет разговора на уроке. Ученикам предлагается вспомнить все, что им известно по химическим свойствам металлов, в течение 1–1,5 мин. и записать на листах с основой для кластера (см. приложение). 

В химических реакциях металлы проявляют только восстановительные свойства, их атомы отдают электроны, образуя при этом положительные ионы. А какие элементы выступают при этом окислителями?

Ученики: окислителями являются неметаллы (кислород, галогены, сера, и др.), катионы водорода и катионы металлов. Кластеры, составленные учениками, сравниваются, лучший записывается на доске и из него определяется учебная цель урока.

Слайд презентации с кластером и учебной целью урока

 

Но не все предложенные вами реакции возможны. Некоторые не могут протекать при обычных условиях. Поэтому наша задача – познакомиться с возможными химическими реакциями, характеризующими общие свойства металлов, и условиями их протекания. 

Результат. Учащиеся составляют кластер; осознавая недостаточность знаний, формулируют учебную цель.

2.2. Открытие нового знания (25 мин.).

Цель: подтверждение (или опровержение) выдвинутых предположений с помощью химического эксперимента и электрохимического ряда напряжений металлов, выявление условий протекания реакций из собственных опытных наблюдений и текста учебника.

Предлагаю в течение урока провести исследование по изучению химических свойств металлов и проверить ваши предположения.

Начнем с предположения № 1: металлы взаимодействуют с кислородом. Показывается видиофрагмент «Горение магния»

Прокомментируйте опыт, который вы посмотрели.

Ученики: магний горит ослепительным пламенем, при этом образуется белый порошок оксида магния MgO.

Далее организуется лабораторная работа с элементами исследовательской деятельности;  обращается внимание учащихся на то, что им розданы инструкционные карточки (см. приложение) и чистые листы с фломастерами; проводится инструктаж по технике безопасности, знакомство с порядком проведения опытов по инструкционной карточке. По ходу работы учащиеся прикрепляют свои записи на доску (например, магнитом) в соответствующие зоны вокруг центра кластера.

Ход лабораторной работы

Используя инструкционную карточку, проделайте опыт 1  (см. приложение). Объясните, что вы наблюдаете. 

Ученики:  медь взаимодействует с кислородом при нагревании с изменением цвета: красная медная проволока покрылась черным налетом оксида меди(II) CuO.

Сделайте вывод, какие вещества образуются при взаимодействии металлов с кислородом? Запишите уравнения химических реакций на доске и в тетради.

Ученики делают вывод, что  при взаимодействии металлов с кислородом образуются оксиды:

                   2Mg + O₂ = 2MgO,                    2Cu + O₂ = 2CuO.

Перейдем к предположению № 2: металлы взаимодействуют с водой. (проводится демонстрационный эксперимент учителем «Взаимодействие натрия с водой в присутствии фенолфталеина».)  Что наблюдаете? Прокомментируйте опыт, который вы посмотрели. Почему изменился цвет индикатора? Запишите уравнение химической реакции на доске и в тетради. С водой, аналогично натрию, реагируют остальные щелочные металлы и все щелочно-земельные металлы.

Ученики:  при взаимодействии натрия с водой выделяется газ водород (H₂ ) и образуется щелочь гидроксид натрия NaOH, которая и окрашивает фенолфталеин в малиновый цвет: 

                                   2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑.

Используя инструкционную карточку, проделайте опыт 2 (см. приложение), объясните, что вы наблюдаете.

Ученики:  медь с водой не реагирует при обычных условиях и даже при повышенной температуре. Она расположена в ряду активности металлов после водорода:

                          Cu + H₂O - реакция не идет.

Рассмотрим предположение № 3: металлы взаимодействуют с кислотами. Используя инструкционную карточку, проведите опыты 3 и 4. Запишите уравнение возможной химической реакции на доске и в тетради. Ученики: цинк взаимодействует с раствором соляной кислоты, а медь – нет, т.к. медь стоит в ряду активности металлов после водорода: 

                              Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂ ↑,

                             Cu + HCl - реакция не идет.

И, наконец, обратимся к предположению № 4: металлы взаимодействуют с растворами солей.  Используя инструкционную карточку, проведите опыты 5 и 6 (см. приложение). Запишите уравнение возможной химической реакции на доске и в тетради.

Ученики: железо реагирует с раствором сульфата меди(II) (железный гвоздь покрывается красным слоем меди), а медь не реагирует с сульфатом железа(II), т.к. медь – менее активный металл, чем железо:

           Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu;        Cu + FeSO₄ - реакция не идет.

Предположения подтвердились, но мы не можем с полной уверенностью говорить о знаниях химических свойств металлов, т.к. нужно знать точно, какие металлы и при каких условиях реагируют с перечисленными веществами. Давайте разобьемся на четыре группы и с помощью учебника (§ 8) выявим более четкую зависимость между химическими свойствами металлов и их положением в электрохимическом ряду напряжений, а также внесем некоторые поправки к химическим реакциям металлов. Даю пять минут каждой группе на изучение одного из четырех свойств металлов по учебнику, и затем проведем обсуждение. Выделяю каждой из четырех групп определенное свойство металлов, о котором они должны прочитать в учебнике.

Обсуждение свойств металлов. Итак, первая группа. Внесите дополнения к такому свойству металлов, как взаимодействие с кислородом, с учетом положения металла в электрохимическом ряду напряжений. Впишите дополнения в кластер.

Ученики: в зависимости от активности металлы по-разному взаимодействуют с кислородом. Активные металлы (щелочные и щелочно-земельные металлы, в ряду активности они в самом начале, до Mg включительно) реагируют при обычных условиях; металлы средней активности (Mg – Ag в ряду активности) – медленно или при нагревании, а золото и платина не окисляются кислородом (см. приложение).

Теперь слово второй группе. Уточните возможность и условия взаимодействия некоторых металлов с водой и внесите поправки к этому свойству. Дополните необходимую область кластера.

Ученики: при взаимодействии щелочных и щелочноземельных металлов с водой при обычных условиях выделяется газ водород H₂ и образуется щелочь – растворимый гидроксид металла. Менее активные металлы (от Mg до Pb), взаимодействуют с водой медленно или при нагревании с образованием оксидов и водорода. Металлы, стоящие в ряду активности после H₂, с водой не реагируют ни при каких условиях (см. приложение).

Разберем подробно реакции металлов с кислотами. Повторим правило взаимодействия кислот с металлами (8 класс) и дополним его поправками из нового параграфа.

Передаю эстафету третьей группе. Работаем над следующей областью кластера.

Ученики: правило взаимодействия металлов с кислотами: металлы, стоящие в ряду напряжений левее водорода, вытесняют его из растворов кислот, а стоящие правее – не вытесняют (см. приложение).

Но это правило имеет ряд поправок:

а) правило соблюдается, если в реакции металла с кислотой образуется растворимая соль;

б) концентрированная серная и азотная кислоты любой концентрации по-особому реагируют с металлами, при этом водород не образуется;

в) на щелочные и щелочно-земельные металлы правило не распространяется, т.к. они легко взаимодействуют с водой, а правило относится к реакциям водных растворов кислот с металлами.

Наконец, четвертая группа. Уточните поправки к правилу взаимодействия металлов с водными растворами солей. Но сначала проговорите это правило (8 класс). Заканчиваем записи в последней области кластера.

Слайд презентации, отражающий то, что написано на доске в кластере «Химические свойства металлов», после  совместной работы над ним всего класса

Ученики: правило взаимодействия металлов с водными растворами солей: каждый металл вытесняет из растворов солей другие металлы, находящиеся правее него в ряду напряжений, и сам может быть вытеснен металлами, расположенными левее (см. приложение).

Поправки к правилу:

а) правило соблюдается, если в реакции металла с раствором соли образуется другая растворимая соль;

б) на щелочные и щелочно-земельные металлы правило не распространяется, т.к. они легко взаимодействуют с водой, а правило относится к реакциям водных растворов солей с металлами.

Результат. Учащиеся выявили возможные химические реакции металлов и условия их протекания, связав с электрохимическим рядом напряжений металлов.

2.3. Составление общих схем химических реакций.

Цель: обеспечение условий для развития аналитических способностей учащихся.

В кластер добавляются записи составленных совместными усилиями общих схем химических реакций, характерных для металлов.

Лист с законченным кластером по химическим свойствам металлов вклейте в конец тетради как справочный материал.

Результат. Учащиеся составили схемы изученных реакций в общем виде.

2.4. Первичное закрепление (3 мин.).

Цель: организация условий для самоконтроля результатов деятельности учащимися.

А теперь на основании ваших знаний о химических свойствах металлов заполните таблицу «Химические свойства металлов» (см. приложение). Какие реакции практически осуществимы? Отметьте их плюсом. Учащиеся заполняют таблицу. Затем по слайду осуществляют самопроверку. Результат. Первичное фиксирование нового знания, осознание учащимися своей деятельности и ее самооценка.

3. Рефлексия

«Я узнал(а) много нового»;

 «Мне это пригодится в жизни»;

 «На уроке было над чем подумать»;

 «На все вопросы, возникающие в ходе урока, я получил(а) ответы»;

 «На уроке я работал(а) добросовестно и цели урока достиг(ла)».

Прошу  поднять руки тех, кто поставил пять плюсов на поставленные вопросы, затем тех, у кого четыре и три плюса и т.д.

3.1 Самостоятельная работа – взаимоконтроль (5 мин.)

Цель: организация условий для взаимной оценки учащимися результатов деятельности.

Выполните тест по теме «Химические свойства металлов» (см. приложение): выберите один правильный ответ из четырех предложенных. Учащиеся выполняют тест в формате ГИА, часть А. Работа сдается на проверку однокласснику (работа в пáрах) и проверяется по ключу на слайде.  Результат. Вторичное фиксирование нового знания, оценка деятельности учащегося напарником. 

3.2. Собственно рефлексия (4 мин.).

Цель: подведение итогов деятельности на уроке, формирование у школьников критического мышления – способности определять степень усвоения новых знаний у себя и у одноклассников.

Ответьте на мои вопросы.

    Что нового вы узнали о химических свойствах металлов?

    Для чего необходимо знать химические свойства металлов?

    Как сохранить изделия из металлов?

    Задайте вопросы, которые остались невыясненными на уроке.

Ответственные в группах выставляют оценки за выполненные задания, высказывают комментарии. Учитель оценивает работу ответственных в группах, отмечает наиболее отличившихся учеников.

Результаты. Итоговое фиксирование нового знания; осознание учащимися своей реальной деятельности, ее объективная самооценка.

4. Домашнее задание

Цель: развитие способностей учащихся к самостоятельной образовательной и учебно-исследовательской деятельности.

Задание: § 8, дополните таблицу «Химические свойства металлов» уравнениями реакций; уравнения реакций с участием кальция представьте с помощью метода электронного баланса. Творческое задание (по желанию): проведите в домашней лаборатории реакцию между железом и раствором уксусной кислоты (не более 9%-й). Опишите вред от такой реакции. 

                                                                                                              Приложение                                                                                                              Основа для кластера

 

Инструкционная карточка Проделайте следующие опыты.

О п ы т  1. Зажгите спиртовку. Закрепите медную проволоку в держателе и нагрейте ее. Что наблюдаете? Объясните.

О п ы т  2. Налейте в пробирку воды и опустите туда кусочек меди. Что наблюдаете? Нагрейте с помощью спиртовки. Есть ли изменения? Объясните. 

О п ы т  3. В пробирку поместите кусочек цинка, прилейте раствор соляной кислоты HCl. Что наблюдаете? Объясните.

О п ы т  4. В пробирку поместите кусочек меди, прилейте раствор соляной кислоты HCl. Что наблюдаете? Объясните.

О п ы т  5. Налейте в пробирку раствор сульфата меди(II), опустите железный гвоздь. Что наблюдаете? Объясните.

О п ы т  6. Налейте в пробирку раствор сульфата железа(II),  опустите медную проволоку. Что наблюдаете? Объясните. Запишите уравнения возможных реакций. Назовите вещества.

Взаимодействие металлов с кислородом

Li, K, Ca, Na	Mg, Al, Mn, Cr, Zn, Fe, Co, Sn, Pb, Cu, Hg, Ag	Pt, Au
При обычных условиях: xM + 0,5yO2 =  MxOy	Медленно или при нагревании:  xM + 0,5yO2 t→  MxOy	Не реагируют:  M + O2  =

Взаимодействие металлов с водой

Li, K, Ca, Na	Mg, Al, Mn, Cr, Zn, Fe, Co, Sn, Pb, Cu, Hg, Ag	Pt, Au
При обычных условиях: M + H2O  → M(OH)m + H2↑	При нагревании: M + H2O t→ MxOy + H2	Не реагируют: M + H2O ≠

Взаимодействие металлов с водными  растворами кислот (исключение – раствор HNO3)

Li, K, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Cr, Zn, Fe, Co, Sn, Pb (H2)	Cu, Hg, Ag, Pt, Au
При обычных условиях: M + HnAc → → MxAcy + H2↑	Не реагируют

Взаимодействие металлов с водными  растворами солей

Li, K, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Cr, Zn, Fe, Co, Sn, Pb (H2), Cu, Hg, Ag, Pt, Au

M* + MxAcy → M* xAcy + M (M* – более активный металл, чем M)

Химические свойства металлов

Металл Вещество	K	Ca	Fe	Cu	Au
O2	+	+	+	+	-
H2O	+	+	+	-	-
HCl (раствор)	Реагирует с водой в первую очередь	Реагирует с водой в первую очередь	+	-	-
Pb(NO3)2 (раствор)	Реагирует с водой в первую очередь	Реагирует с водой в первую очередь	+	-	-

Т е с т «Химические свойства металлов»

Выберите один правильный ответ из четырех предложенных.

1. Среди перечисленных металлов главной подгруппы II группы наиболее сильным восстановителем будет: а) магний;  б) стронций; в) барий;  г) кальций.

2. Для уравнений двух реакций

Ba + Cl₂  …;       Mg + P  … общая сумма коэффициентов равна: а) 3;   б) 6;   в) 9;   г) 12.

3. Взаимодействие калия с водой называют реакцией: а) разложения;  б) соединения;         в) замещения;  г) обмена.

4. При действии соляной кислоты на магний образуются продукты: а) MCl₃, H₂O;                            б) MCl₂, H₂;     в) MCl₃, H₂;       г) MCl₂, H₂O.

5. Из соляной и разбавленной серной кислот не выделяет газ только металл: а) магний;    б) цинк; в) ртуть;   г) железо.

 6. Реакция замещения протекает в растворе между цинком и: а) Na₂SO₄;    б) BaSO₄;         в) MgSO₄;    г) FeSO₄.

7. Два моль алюминия могут присоединить 3 моль: а) кислорода;    б) серы;    в) азота       г) фосфора.