Открытый урок по теме "Химические свойства металлов"

Открытый урок по теме
«Общие химические свойства металлов».

Эпиграф:
«Мощь и сила науки – во множестве фактов,
цель – в обобщении этого множества».
Д.И. Менделеев

Цель урока: Обобщить и углубить знания о металлах. Сформировать представление об электрохимическом ряде напряжения металлов, актуализировать и обобщить знания учащихся о химических свойствах металлов, развивать умения составлять уравнения химических реакций.

Задачи урока.
Образовательные:
продолжить формирование понятий металл – элемент, как определенный вид атомов, способный легко отдавать электроны, входить в состав химических соединений в виде положительно заряженных ионов, а также образовывать простые вещества с характерными для металлов физическими свойствами;
углубить знания о химические элементах-металлах, расположенных в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева;
рассмотреть химические свойства металлов.
Развивающие:
развивать познавательный интерес, умение логически мыслить, находить и объяснять причинно-следственные связи, прогнозировать;
развивать познавательную активность учащихся, вырабатывать умение наблюдать, анализировать, делать выводы, объяснять ход эксперимента;
углубить представление о многообразии металлов;
развивать логическое мышление при обобщении знаний и конкретизации общих свойств металлов для отдельных представителей этого класса простых веществ.
развивать умение записывать уравнения реакций, характеризующие свойства металлов.
Воспитывающие:
воспитывать коммуникативные качества, умение высказывать собственное мнение, сотрудничать в группе.
воспитывать самостоятельность в работе, умение высказывать свою точку зрения;
создать условия для развития познавательного интереса к предмету;
способствовать формированию дисциплинированности, самостоятельности, умения слушать, концентрировать свое внимание.

Место урока: изучение нового материала.
Тип урока: комбинированный (изучение нового материала и первичное закрепление).
Методы обучения: практический, наглядный, словесный, объяснительно-иллюстративный.
Методы контроля: устный, письменный, экспериментальный.
Оборудование: компьютер, интерактивная доска, таблица М.И. Менделеева, электрохимический ряд напряжения.
Реактивы: металлы (натрий, калий, кальций, цинк), вода, соляная кислота, железный гвоздь, раствор медного купороса, штативы с пробирками, стакан.
Реактивы на столах учащихся: р-р соляной кислоты, цинк, р-р медного купороса, железный гвоздь.

План урока:
1. Повторение прошлой темы урока «Нахождение металлов в природе. Физические свойства».
2. Изучение нового материала «Химические свойства металлов».
3. Взаимодействие металлов с простыми веществами:
3.1. Горение металлов.
3.2. Взаимодействие с галогенами.
3.3. Взаимодействие с серой.
4. Взаимодействие со сложными веществами:
4.1. Взаимодействие с водой.
4.2. Взаимодействие с кислотами.
4.3. Взаимодействие с солями.
5. Закрепление.

Ход урока.

– Здравствуйте ребята! Сегодня на уроке мы познакомимся с вами с химическими свойствами металлов.
Но прежде, чем перейти к изучению нового материала, давайте вспомним с вами материал прошлого урока.

I. Опрос.
Вы уже знаете о металлах достаточно, и прежде чем получить новые сведения о них, давайте с вами повторим и закрепим строение, физические свойства металлов и их нахождение в природе.
Фронтальный опрос. Ребята ответьте, пожалуйста, на следующие вопросы, представленные на слайде.

1.Дайте определение. Что такое металлы? (Металлы - хим. элементы, образующие в свободном состоянии простые вещества с металлической связью)
2. Назовите металлы, которые использовались в древние и средние века? (Fe, Cu, Sn, Pb, Hg, Au, Ag)
3. Какие металлы называют черными? (Железо и его сплавы)
4. Какие металлы называются цветными? (Цветные – Al, Cu, Pb, Zn, Sn, Ag)
5. Назовите самый твердый металл. (Хром)
6. Назовите самый легкий металл. (Литий)
7.Какой металл придает нашей крови красный цвет? (Железо)
8. Металл- жидкость. ( Ртуть)
9. В какой металл упаковывают еду для космонавтов и конфеты для ребят? (Алюминий)
10. Самый тяжелый металл (Осмий)
11. Какой металл вызывает «лихорадку»? (Золото)
12. Какой металл в XVII веке изображали в виде воина? (Железо)
13. Какой металл называют металлом консервной банки? (Олово)
14. Назовите металл, который способен убивать бактерии? (Серебро).
15.Назовите самый распространенный на Земле металл? (Алюминий)
16.Металл, имеющий высокую температуру плавления. (Вольфрам)
17. Какой металл имеет низкую температуру плавления? (Ртуть)
18. Назовите самый пластичный металл. (Золото).

Закрепляем знания о металлах предлагаю вам выполнить тест по вариантам.
Тест «Металлы». Инструкция: выберите 1 правильный ответ, время выполнения 5 минут.

Вариант 1.
Задание Варианты ответов
1. Выберите группу элементов, в которой находятся только металлы а) Al, As, P;
б) Mg, Ca, Si;
в) K, Ca, Pb.
2. Атом магния имеет электронную конфигурацию а) 1s22s22p63s2;
б) 1s22s22p53s2;
в) 1s22s22p63s1.
3. Укажите общее в строении атомов
Mg и Al а) два электрона на последнем электронном слое;
б) три электрона на последнем электронном слое;
в) одинаковое число электронных слоев.
4. Металлический натрий проявляет свойства: а) окислителя или восстановителя, в зависимости от условий;
б) только восстановителя;
в) только окислителя.
5. Металлические свойства кальция сильнее, чем у а) магния;
б) стронция;
в) калия.
6. Тип связи в простом веществе калия а) ионная;
б) металлическая;
в) ковалентная полярная.

Вариант 2.

Задание Варианты ответов
1. Выберите группу элементов, в которой находятся только металлы а) Cu, Zn, Ag;
б) Na, Se, Cl;
в) Ni, Fe, I.
2. Атом натрия имеет электронную конфигурацию а) 1s22s22p63s23p1;
б) 1s22s22p63s2;
в) 1s22s22p63s1.
3. Укажите общее в строении атомов
Li и K а) два электрона на последнем электронном слое;
б) одинаковое число электронных слоев;
в) один электрон на последнем электронном слое.
4. Металлический магний проявляет свойства: а) только окислителя;
б) только восстановителя;
в) окислителя или восстановителя, в зависимости от условий.
5. Металлические свойства натрия слабее, чем у а) магния;
б) калия;
в) лития.
6. Какой из металлов не встречается в природе в свободном состоянии? а) серебро;
б) алюминий;
в) золото.

После выполнения теста обменяйтесь с соседом работой и свертись с ответами, представленными на слайдах. Если у вас нет ошибок, то поставьте «5», если одна ошибка, то поставьте «4», если две-три ошибки, то «3». Если у вас четыре ошибке и больше, то выполните работу над ошибками дома, изучив соответствующий материал по учебнику и на следующем уроке я вас выслушаю.
Кто сделал без ошибок, зачитайте нам правильные ответы.

Изучение нового материала.

Итак. Мы переходим к изучению нового материала.

Зная строение металлов, можно предвидеть их общие химические свойства.
В атомах металлов на внешней электронной оболочке находится наибольшее число электронов, которые легко отрываются от атомов.
Наиболее общим химическим свойством металлов является способность их атомов при химических реакциях отдавать валентные электроны и превращаться в положительно заряженные ионы, т.е. металлы в реакциях являются сильными восстановителями. Записываем в тетрадь: Запомните! Мо – ne -> M+n. Это общая схема, характеризующая основной процесс, происходящий с металлами при химических реакциях. (записываем в тетрадь)

Рассмотрим взаимодействие металлов с простыми веществами.

Демонстрация опыта: горение калия. Просмотр видео: горение железа и алюминия.
Записываем уравнения реакций в тетради и на доске. Коэффициенты расставляем методом электронного баланса.
1. Реакции горения.

4K + O2 -> 2K2O;

4Al + 3O2 -> 2Al2O3;

2. Взаимодействие с галогенами. Просмотр видео: взаимодействие меди с хлором.

Cu + Cl2 -> CuCl2;

2Al + 3Br2 -> 2AlBr3;
3. Взаимодействие с серой. Просим учащегося составить уравнение реакции взаимодействия цинка с серой у доски.

Zn + S -> ZnS;

В общем виде можно выразить следующим образом:
M0 + неM0 -> M+n неM-n
вос-ль ок-ль соль

Ребята. Обратите внимание, что в этих реакциях атомы металлов отдают электроны, т.е. являются восстановителями, а неметаллы принимают электроны, т.е. являются окислителями.

Физкультминутка.

Давайте теперь рассмотрим с вами взаимодействие металлов со сложными веществами.

1. Взаимодействие металлов с водой.

Ответьте мне на вопрос.
При каких условиях металлы вступают в реакцию с водой? (При обычной температуре и при нагревании).
Что образуется при взаимодействии воды с активными металлами при обычной температуре? (Образуется гидроксид и выделяется водород).

Демонстрируем опыт: натрий + вода
2Na + H2O -> 2NaOH + H2 ?.
Коэффициенты расставляем методом электронного баланса у доски.
Демонстрируем опыт: кальций + вода
Ca + 2H2O -> Ca(OH)2 + H2 ?.
Коэффициенты расставляем методом электронного баланса у доски.
Как вы думаете, почему натрий более активнее взаимодействует с водой, чем кальций? (Натрий более активный металл, чем кальций. Он легко отдает свои валентные электроны, является самым сильным восстановителем).
Какие продукты реакции образуются при взаимодействии воды с менее активными металлами при нагревании? (Образуются оксиды металлов и выделяется водород).
Составляем уравнение реакции взаимодействия цинка с водой.
Zn + H2O -> ZnO + H2 ?;

Скажите пожалуйста, все ли металлы взаимодействуют с водой? (Нет).
Совершенно верно. А почему? (см. электрохимический ряд напряжения)
Скажите, а будет ли золото взаимодействовать с водой? (Нет).
Почему? (В ЭХ ряду после водорода)

Запомните! Медь, ртуть, серебро, платина, золото с водой не реагируют!
(записываем в тетрадь)
Au + H2O -> реакция не идет

В общем виде
M + HOH -> M(OH)n + H2 ?.
Запомните! Металлы, стоящие в электрохимическом ряду напряжений до алюминия (включительно) образуют с водой гидроксиды, от алюминия до кадмия – оксиды. Остальные с водой не реагируют.

2. Взаимодействие металлов с растворами кислот.

Напоминаем технику безопасности. (Раздаем на парту для учеников.)
У вас на столах находятся раствор соляной кислоты и металл цинк. Давайте вместе проведем лабораторный опыт. Поместите в пробирку гранулу цинка и прилейте соляную кислоту. Что вы наблюдаете? (Появление пузырьков. Выделяется газ – водород).
Составляем уравнение реакции в тетрадях, ученик у доски. Расставляем коэффициенты методом электронного баланса.

Zn + 2HCl -> ZnCl2 + H2 ?;
Что происходит? (Металлы способны восстанавливать ионы водорода из растворов кислот.)
Какой вывод можно сделать? Вам поможет электрохимический ряд напряжения металлов.

Запомните! Металлы стоящие в электрохимическом ряду напряжений до водорода могут вытеснять водород из растворов кислот. Металлы стоящие в электрохимическом ряду напряжений после водорода не могут вытеснять водород из растворов кислот. (записываем в тетрадь)
Cu + H2SO4 -> не реагирует.

Какой же вывод можно сделать из этого?
Напомним, что правило имеет ряд поправок:
1. правило соблюдается, если в реакции металла с кислотой образуется растворимая соль;
2. концентрированная серная кислота и азотная кислота любой концентрации реагируют с металлами по особому, при этом водород не образуется;
3. на щелочные металлы правило не распространяется, т.к. они легко взаимодействуют с водой.
Вывод: из уравнений реакций видно, что в них окислителями являются ионы водорода и ионы неметаллов, а атомы металлов – восстановители

3. Взаимодействие металлов с растворами солей.

Напоминаем технику безопасности. (Раздаем на парту для учеников.)
У вас на столах находятся раствор сульфата меди (II) и металл железо (железный гвоздь). Давайте вместе проведем лабораторный опыт. Налейте в пробирку раствор медного купороса и опустите железный гвоздь. Что вы наблюдаете? (Появление красного налета на железе). Какой вывод можно сделать? (Железо восстанавливает ионы меди Cu2+).
Составляем уравнение реакции в тетрадях, ученик у доски. Расставляем коэффициенты методом электронного баланса.

Fe + CuSO4 -> Cu + FeSO4

Скажите. А может ли медь восстанавливать ионы железа Fe3+? (Нет). Почему?
Запомните! В электрохимическом ряду напряжений металл, стоящий левее, может вытеснять из растворов солей металл, стоящий правее. (записываем в тетрадь)
Исключение: металлы до магния не могут вытеснять другие металлы из растворов солей, так как в первую очередь реагирую с водой, образуя щелочи.

Давайте повторим с вами все, что изучили сегодня на уроке.
Сначала ученики сами называют, а потом учитель озвучивает вопросы.
1. С какими веществами взаимодействуют металлы? ( С простыми и сложными)
2. Какие вещества образуются при взаимодействии воды с натрием, железом, ртути? (Щелочь, оксид, не реагирует)
3. Вытеснят ли железо и медь (каждый по отдельности) водород из растворов кислот? Почему? (Железо – да, т.к. находится левее его в электрохимическом ряду напряжений. Медь – нет, т.к. находится правее его в электрохимическом ряду напряжений).
4. Будут ли цинк и магний вытеснять медь из раствора хлорида меди (II)? Почему? (Да. Так как цинк и медь находятся левее от меди).


Дополнительные задания.
1. Составьте уравнения реакций взаимодействия: а) натрия с серой; б) железа с раствором серной кислоты; в) кальция с бромом.
2. Между какими веществами произойдет химическая реакция: а) медь и раствор сульфата железа (II); б) магний и раствор нитрата свинца (II); в) цинк и раствор сульфата железа (II). Напишите соответствующие уравнения реакций, расставьте коэффициенты методом электронного баланса.
Выставление оценок за работу на уроке: ответы с места на устные вопросы и ответы у доски.
Домашнее задание.
Изучить текст на стр. 107 – 110 § 37, на стр. 112 ответить на вопросы 10-12, решить задачу 3.