Конспект урока "Щелочные металлы и их соединения"

Тема:«Общая характеристика щелочных металлов» (9 класс)

Задачи:

Образовательные

1. Дать общую характеристику щелочных металлов.
2. Продолжить  формирование умений прогнозировать свойства простого вещества на основе положения химического элемента в Периодической системе химических элементов.
3. Познакомить учащихся с практическим применением щелочных металлов.
4. Способствовать формированию устойчивого интереса к изучаемому предмету, используя исторические хроники, стихи, демонстрационные эксперименты.

Воспитательные

1. Показать значимость химических знаний для современного  производства.

Развивающие

       1.  Заинтересовать работой пассивную часть учащихся, используя различные по сложности задания.

Тип урока: изучение нового материала.

Оборудование: штатив с пробирками, стакан, нож, фильтровальная бумага, спиртовка, нихромовая проволока.

Реактивы: натрий, вода, фенолфталеин, растворы хлорида натрия, калия.

План урока:

1. Проверка выполнения домашнего задания.

2. Активизация знаний по теме. Сообщение цели урока.

3. Формирование знаний о щелочных металлах как химических элементах и как простых веществах.

4. Формирование знаний о получении и применении щелочных металлов.

5. Химический диктант.

6. Решение задач.

7. Подведение итогов урока.

8. Домашнее задание.                

                                           Ход урока.

Организационный момент.

I. Проверка домашнего задания.

1. Фронтально – беседа по вопросам:

а) В каком виде металлы встречаются в природе?

б) Что такое металлургия?  Какие процессы она включает?

в) Какие виды металлургических процессов вам известны?

г) В чем сущность пирометаллургического метода получения металлов?

д) В чем сущность гидрометаллургического метода получения металлов?

е) Что такое электрометаллургия? Какие металлы получают этим методом?

(3 минуты)

2. Выполнение письменной проверочной работы по вариантам:

Учащиеся на карточках получают задания различного уровня сложности. На выполнение задания – 5 минут.

II. Активизация знаний по теме. Сообщение цели урока.

Учитель: Сегодня мы познакомимся с представителями металлического мира – щелочными металлами, узнаем много интересного о них. Познакомимся с особенностями строения их атомов, физическими и химическими свойствами. Узнаем о применении щелочных металлов. Это и будет целью нашего сегодняшнего урока. Запишем в рабочих тетрадях тему нашего урока «Общая характеристика щелочных металлов» (слайд № 1) . План урока… (слайд № 2). Так кто же они – щелочные металлы. Послушайте внимательно своих одноклассников и выделите для себя все самое необычное, связанное с ними.

1-й ученик: Литий.

Пурпурным светом в пламени вулканов

Из недр земли выходит он на свет

Чтобы затем трудиться неустанно

В крылатых сплавах и оптическом стекле.

Он в чистом виде нежно серебристый

И мягок – даже режется ножом.

Он плавает в воде и очень быстро

При этом вытесняет водород.

Используется как теплоноситель

Он в ядерных реакторах всегда.

А химика-органика спросите,

Он скажет вам: «Без лития никак!»

Итак, мы с вами убедились

Насколько важен этот элемент.

Космические силы накопили

Его в земле порядочный процент.

2-й ученик: Натрий.

Великий химик Гемфри Деви

Металлу натрию отец.

Свое открытие он сделал                                                                                                              

На соде и на поташе.                                                                                                                     3

Их электролизу подвергнув,

Он два металла получил,

И натрий был получен первым

Среди металлов щелочных.

Вот светом золотистым ярким

На улицах и площадях

В экономичных натриевых лампах

Сияет он в развешенных шарах.

В каталитических процессах

Нам обойтись без натрия нельзя

А с кадмием он, как известно

По свойствам уникальный сплав.

В природе натрий есть повсюду,

В воде и в воздухе он есть

И чтоб проверить крепость дружбы

Пуд соли вместе надо съесть!

3-й ученик: Калий.

Он Соликамска уроженец

И худо будет без него

В природе множество растений

Без калия не проживет.

Собьется с ритма наше сердце

Без калия – ты это знай.

Без калия и не надейся

Собрать хороший урожай!

Он фантастически активен,

Горит на воздухе, в воде

И фиолетовый красивый

При этом излучает свет!

А вот с ионом бихромата

Он коже дал красивый вид

Неплохо в лайковых перчатках

Весной по городу ходить!

4-й ученик: Рубидий.

Ряд линий в спектре ярко-красных

Киргоф и Бунзен вдруг нашли

Для элемента – это паспорт

И новый элемент Рубидий нарекли.

Рубидий наш буквально недотрога,

Горит на воздухе, взрывается в воде.

В земной коре его совсем немного

Он в минеральных водах и слюде.

Рубидий обнаружен в свекле,

Он в почве есть, в морской воде,

Рубидий в виноградном соке

Вот что такое этот элемент!

5-й ученик: Цезий.

Две линии небесно-голубые

Открыли Бунзен и Киргоф

И новый элемент по цвету линий

Был ими цезием сейчас же наречен.  

В природе цезия совсем немного                                                                                                  

Его содержит минерал поллук

Химически наш цезий недотрога

На воздухе он вспыхивает вдруг.

Металл он легкоплавкий, серебристый

Легко расплавится в руке

Цветной без цезия не обойдется телевизор,

Известен цезиевый элемент.

Да, кстати, фотоэлементы

Содержат цезий – пленкой на стекле

Чувствительность их просто беспримерна

Ведь реагируют они на инфракрасный свет.

6-й ученик: Франций.

В 20 веке обнаружен

Он Маргаритою Перей

Так эта милая француженка

Нам подарила новый элемент.

Похож по свойствам он на цезий,

Не больше часа жизнь его…

В различных ядерных процессах

Участвует его ядро!

III. Формирование знаний о щелочных металлах как химических элементах и как простых веществах:

1.Щелочные металлы – химические элементы

Учитель: Так в чем же необычность щелочных металлов?

Учащиеся самостоятельно характеризуют положение ЩМ в ПСХЭ (главная подгруппа I группы). Приглашаются трое учащихся, которые на доске записывают электронное строение атомов лития, натрия, калия. Остальные учащиеся выполняют это задание в тетрадях.

Учитель: Чем различаются атомы щелочных металлов и что у них общего?

В электронном строении атомов щелочных металлов одинаковое число электронов на последнем энергетическом уровне – один S не спаренный электрон, ЩМ проявляют постоянную степень окисления +1, а различие в том, что разные заряды ядер и радиусы атомов (увеличиваются от лития к калию и далее до франция).

Учитель: Атомы каких металлов будут легче отдавать электроны?

Чем больше радиус атома, тем легче отдают металлы электроны с последнего энергетического уровня. Среди трех первых химических элементов с наиболее ярко выраженными восстановительными свойствами будет калий.

Учитель: Какова кристаллическая решетка у щелочных металлов

У щелочных металлов – металлическая кристаллическая решетка.             5

В узлах  кристаллической решетки находятся нейтральные атомы и положительно заряженные ионы, а между ними – свободные электроны. Это электроны

последнего уровня, свободны они потому, что не прочно связаны с ядром. С увеличением радиуса атома щелочного металла уменьшается прочность кристаллической решетки у металлов от лития к цезию.

2. Физические свойства щелочных металлов.  (Рассказ учителя)  

Каковы физические свойства щелочных металлов?

Все щелочные металлы обладают металлическим блеском, тепло- и электропроводностью, плавятся при низких температурах, легки и пластичны. Щелочные металлы легко режутся ножом. Все они (за исключением желтоватого цезия) серебристо-белые. Хранят их под слоем керосина или парафина.

	Li	Na	K	Rb	Cs	Fr
Потность г/м3	0,534	0,968	0,869	1,472	1,873	2,3-2,5
Тпл	180,5	97,83	63,51	39,3	28,7	21

                                                                                                                                                         Плотности ЩМ возрастают от лития к Францию, температуры плавления, наоборот, уменьшаются. Все ЩМ (кроме Li) плавятся ниже температуры кипения воды.

3. Химические свойства щелочных металлов.

     Исходя из электронного строения атомов ЩМ можно предположить, что они являются очень сильными восстановителями, т.к. обладают большим атомным радиусом и содержат только 1 электрон на внешнем энергетическом уровне, который легко отдают при взаимодействии с другими соединениями.

Как изменяются химические свойства ЩМ в подгруппе при увеличении порядкового номера элемента?

     С увеличением № ЩМ увеличивается атомный радиус элементов, увеличивается число атомных слоев, следовательно, легкость отдачи электронов возрастает. Поэтому, восстановительные свойства ЩМ в подгруппе сверху вниз увеличиваются. Самый сильный восстановитель в ПСХЭ – Fr.

     Как и все металлы, ЩМ взаимодействуют с неметаллами (кислородом, серой, хлором, водородом и другими), вытеснять из оксидов и солей менее активные металлы, вытеснять из кислот водород, взаимодействовать с водой.

 Давайте убедимся в этом!

Демонстрационный эксперимент:

  Общие свойства ЩМ будем рассматривать на примере натрия.

1) Взаимодействие натрия с кислородом.

Демонстрируется свежий блестящий срез ЩМ, быстро тускнеющий на свету. Объясняется это явление чрезвычайно высокой химической активностью  

этих металлов, поэтому на воздухе ЩМ покрыты пленкой сложного состава (оксиды, пероксиды, гидроксиды, в случае лития еще и нитриды). Литий

образует нормальный оксид при сгорании на воздухе, остальные щелочные металлы образуют пероксиды.

4Li + О2 = 2 Li2О

2Na +О2 = Na2О2

Оксид натрия можно получить слабым нагреванием в недостатке кислорода или нагреванием смеси пероксида с избытком металла:

4Na +О2 = 2Na2О                                 Na2О2 + 2Na = 2Na2О          

2)Взаимодействие с другими окислителями – водородом, галогенами, серой: 2Na +Н2 = 2NaН

2Na +Сl2 = 2NaСl        2Na + S = 2Na2S

Эти реакции рассмотрите как окислительно-восстановительные. 2 ученика выходят к доске и записывают электронный баланс для этих реакций.

3) Взаимодействие с водой:

Щелочные металлы бурно взаимодействуют с водой с образованием щелочи и выделением водорода.

2Na + 2Н2О = 2NaОН + Н2↑

4) Взаимодействие натрия с концентрированной соляной кислотой:

2Na + 2НCl = 2NaCl + Н2↑

5)Окрашивание пламени соединениями щелочных металлов.

Качественной реакцией на щелочные металлы является окрашивание пламени их катионами. Ион Li+ окрашивает пламя в карминно-красный цвет, ион Na+ - в желтый, К+ - в фиолетовый.

IV. Формирование знаний о получении и применении щелочных металлов.

Заранее ученик получил задание подготовить сообщение на эту тему.

Учащийся у доски рассказывает о получении и применении щелочных металлов.

V. Химический диктант.

Учащиеся делятся на 4 варианта. Учитель диктует вопрос, а учащийся в соответствии со своим вариантом отвечает на него «да» или «нет».

1 вариант – Li                                                                                                          

2 вариант – Na

3 вариант – K

4 вариант – Rb

Вопросы:

1. Порядковый номер вашего химического элемента – 19.

2. Заряд ядра +37.

3. Число электронов последнего энергетического уровня равно 1.

4. Радиус атома больше чем радиус атома натрия.

5. Более сильный восстановитель, чем калий.                                                      7

6. Хранится под слоем вазелина.

7. Хранится под слоем керосина.

8. Имеет всего два энергетических уровня.

9. Бурно взаимодействует с водой с образованием щелочи и водорода.

10. Открыт Бунзеном.

11. Недолгоживущий, радиоактивный химический элемент.

12. Открыт Маргаритою Перей.

13. Используется как теплоноситель в атомных реакторах.

14. Получают электролизом солей.

15. Может вытеснять из растворов солей менее активные металлы.

16. Окрашивает пламя в малиновый цвет.

VI. Решение задач.

Учитель: Теперь решим задачу.

Задача: Натрий взаимодействует с водой с образованием щелочи и газообразного водорода. Напишите химическое уравнение этой реакции. Вычислите объем  водорода, образующегося из  30г натрия.

 Наиболее подготовленные учащиеся решают индивидуально задачи

 (по карточкам).

VII. Подведение итогов урока.

Учитель подводит итоги урока, выставляет оценки и просит учащихся ответить на вопросы:

VIII. Домашнее задание: § 11 с. 44-45, упр. 2 после § 11.