Разработка учебного модуля "Электролитическая диссоциация" по химии (9 класс)

·        Учебный модуль по курсу «Химия» (9 класс)

Тема: «Электролитическая диссоциация и свойства электролитов».

Количество часов: 10.

Основные задачи:

·        Расширение знаний учащихся о растворах и растворимости, о химических реакциях, идущих в водных растворах, о структуре веществ.

·        Усвоение учащимися полученных знаний о свойствах кислот, оснований и солей и их определения с точки зрения ТЭД;

·        Систематизировать сведения учащихся о электролитах и неэлектролитах. Подвести их к пониманию ТЭД.

Учащиеся должны знать:

·        Определения кислот, оснований и солей с точки зрения ТЭД;

·        Условия протекания реакций ионного обмена до конца;

·        Сильные, слабые электролиты и неэлектролиты;

·        Ионы, обуславливающие общность кислот, оснований и солей;

Учащиеся должны уметь:

·        Составлять уравнения реакций диссоциации кислот, оснований и солей;

·        Составлять уравнения реакций ионного обмена и гидролиза солей;

·        Определять качественный и количественный состав соединений;

·        Анализировать и излагать материал, пользуясь опорной схемой.

Структура модуля

·        Один из уроков вводной части модуля.

Урок №1

Дата:

Тема: «Электролиты и неэлектролиты. Механизм ЭЛД. Слабые и сильные электролиты. Степень диссоциации».

Форма урока: лекция

Оборудование: таблица растворимости, схемы растворения кристалла поваренной соли и ДАМ.

Ход урока:

1. Организационный  момент

2. Знакомство с содержанием и структурой модуля

3. Определение целей и задач:

·        дать представление об электролитах и неэлектролитах, электролитической диссоциации, о механизме диссоциации; расширить знания учащихся о веществах и химических реакциях, о растворах и растворимости, о структуре веществ и видах химической связи.

·        Развивать логическое мышление, умение анализировать, систематизировать и обобщать  полученные знания, способность к организации учебной деятельности;

·        Создать условия для воспитания нравственных качеств учащихся и чувства коллективизма.

4.     Лекция (краткое изложение содержания темы)

Английский физик Майкл Фарадей еще в 30-е годы XIX века, изучая закономерности прохождения электрического тока через растворы, ввел термины “электролит”, “электролиз”, “ион,” “катион”, “анион”. Электролит – вещество, раствор которого проводит электрический ток. Происходит это в результате движения в растворе заряженных частиц – ионов.

Причина появления в растворах заряженных частиц была совершенно непонятной. Само название “электролит” (от греч.  Lysis – разрушение, растворение) предполагало, что ионы проявляются в растворе при пропускании через него электрического тока.

В 1887 году шведский физико-химик Сванте Аррениус, исследуя электропроводность водных растворов, высказал предложение, что в таких растворах вещества распадаются на заряженные частицы – ионы, которые могут передвигаться к электродам – отрицательно заряженному аноду. Это и есть причина электрического тока в растворах. Данный процесс получил название электролитической диссоциации (дословный перевод – расщепление, разложение под действием электричества). Такое название также предполагает, что диссоциация происходит под действием электрического тока. Дальнейшие исследования показали, что это не так: ионы являются только переносчиками зарядов в растворе и существуют в нем независимо от того, проходит через раствор ток или нет.

Теория Аррениуса, с одной стороны, объяснила, почему растворы электролитов проводят ток, с другой стороны – объясняла увеличение числа частиц в растворе. Например, в растворе сульфат алюминия Al₂(SO₄)₃ распадается сразу на пять ионов: два катиона алюминия Al³⁺ и три сульфат-аниона  SO₄^2-. За создание теории электролитической диссоциации Аррениуса в 1903 году был удостоен Нобелевской премии по химии.

По степени диссоциации на ионы электролиты стали относить к сильным (полный распад на ионы) и к слабым (на ионы распадается только часть растворенного вещества). К сильным относятся щелочи, многие кислоты (серная, азотная, соляная), большинство солей. К слабым электролитам относятся уксусная , азотистая, сероводородная, угольная, сернистая, большинство органических кислот. Воду также можно отнести к слабым электролитам, так как лишь очень небольшая часть ее молекул находится в растворах в виде катионов Н⁺ и анионов ОН^-. Фосфорная кислота – электролит средней силы.тело человека также содержит растворы электролитов и проводит электрический ток.

Механизм ЭД можно рассмотреть на примере хлороводорода. (схема)

Ионы резко отличаются по своим физическим и химическим свойствам от нейтральных атомов. Например, атомы натрия реагируют с водой, а катионы натрия – нет; хлор – сильный окислитель и ядовит, а его анионы не являются окислителями и не ядовиты. Цвет анионов при гидротации может изменится. Например, негидротированные ионы меди бесцветны (безводный сульфат меди), а гидротированные – голубые.

5.     Закрепление

Карточка самоконтроля.

1.     Автор теории электролитической диссоциации.

2.     Что называют  электролитом?

3.     Что называют неэлектролитом?

4.     Что означает слово диссоциация?

6. Домашнее задание: § 3, А(1), В(1), С(1).

7. Итог. 

·        Один из уроков диалогической части данного модуля.

Урок №5

Дата:

Тема: «Гидролиз солей»

Оборудование: электронный учебник «Химия, 9 класс», классная доска, таблица растворимости.

Реактивы: карбонат кальция тв., растворы соляной кислоты, сульфата меди, гидроксида натрия.

Ход урока:

1.     Организационный момент

2.     Определение целей и задач:

·        Сформировать понятие процесса гидролиза;

·        Учащиеся должны усвоить определение солей с точки зрения теории электролитической диссоциации;

·        Отработка и закрепление умения записывать уравнения реакции гидролиза в молекулярной, полной и сокращенной ионной форме.

3.     Актуализация знаний

Химический диктант.

1.Реакции ионного обмена протекают до конца, если …..

2. Необратимой реакцией называют …..

3. Обратимой реакцией называют реакцию …..

4.  Щелочную среду  фенолфталеин окрашивает в ….

5. Щелочную среду  универсальный индикатор окрашивает в ….

4.     Изучение  темы с помощью электронного учебника «Химия 9 класс»

Изучив тему по электронному учебнику ответьте на следующие вопросы самоконтроля:

1)    Какие  типы солей подвергаются гидролизу?

2)    Какие типы солей не подвергаются гидролизу?

3)    Что называют гидролизом?

4)    Приведите примеры солей которые подвергаются реакции гидролиза.

5.     Закрепление.

А) Модульная карточка

1)    Напишите уравнения гидролиза солей под кодом 5В, 5Д, 5А в молекулярной, ионной и сокращенной ионной формах. Какова  будет реакция среды?

2)    Напишите уравнения гидролиза солей под кодом 4Б, 3Д, 4Г в молекулярной, ионной и сокращенной ионной формах. Какова  будет реакция среды?

Б) Какие из перечисленных солей будут подвергаться гидролизу: а) бромид калия; б) сульфид натрия; в) нитрат калия; г) нитрат меди (II)? Ответ поясните.

В) Укажите, какие из перечисленных ниже солей подвергаются гидролизу: а) хлорид бария; б) хлорид меди (II); в) фторид калия; г) иодид калия; д) гидросульфат калия. Напишите уравнения реакций гидролиза в сокращенной ионной, ионной и молекулярной формах.

Г) Имеются уравнения реакций гидролиза в сокращенной ионной форме:

1)

2)

3)

6. Домашнее задание: §10, А(1,2), В(1), С (I вариант).

7. Итог

·        Урок в диалогической части

Урок № 7

Дата:

Тема: Обобщающий урок. Решение задач

Оборудование: карточки с заданиями, классная доска, таблица растворимости.

Ход урока:

1.     Организационный момент

2.     Определение целей:

·        Обобщить знания учащихся о электролитической диссоциации солей, кислот и оснований, а также условий  протекания реакций ионного обмена и гидролиза;

·        Совершенствовать умения экспериментально обнаруживать химические вещества в растворе, на основе теоретических знаний выполнять практические задания, сравнивать, обобщать, логически рассуждать, работать с наглядным материалом;

·        Воспитывать ответственное отношение к собственному здоровью (в связи или вредом поступления в организм некоторых ионов солей).

На доске висит карта маршрута восхождения к вершине «ТЭД», на столе – образцы соединений.

1. Постановка целей. Ребята на протяжении нескольких уроков мы прилагали усилия  и готовили необходимое снаряжение (теоретические и практические знания), чтобы совершить увлекательное путешествие и покорить вершину под названием «ТЭД». Для этого вам предстоит выполнить ряд заданий: пройти маршрут, состоящий из трех препятствий, обозначенных на маршрутной карте, выбрать правильный путь к намеченной цели, потом выполнить групповые задания и заполнить предлагаемую вам схему.

Итак, у нас две команды. Выберите своего капитана. Капитан будет координировать работу своей команды, отмечать на маршрутной карте найденный путь и называть ключевое слово, которое сложится из букв, соответствующих вашим заданиям. Капитан будет не только помогать, но и оценивать работу своей команды в течение всего урока.

Каждый из вас должен выполнить свое задание и внести лепту в преодолении трудностей, стоящих на пути вашего отряда. Не забывайте, что вы – команда, где все придут на помощь друг другу. У каждого из вас лежит руководство к уроку  (Приложение). Как всегда, оно будет для вас хорошим помощником.

2. Интеллектуальная разминка. Активизация мыслительной деятельности учащихся.

1) мозговой штурм. Без раздумий устно сказать, как будут диссоциировать вещества указанные на доске.

 Первая команда: серная кислота, гидрофосфат натрия, хлорид кальция.

Вторая команда: азотная кислота, годроксохлорид железа (2), нитрат натрия.

2) дайте общие определения с точки зрения ТЭД приведенным ниже группам веществ.

I команда

А) HCl, HNO₃, H₂CO₃, H₃PO₄.

II команда

B) NaCl, Ca(OH)Cl, NaHSO₄.

3) С какими понятиями или явлениями по теме у вас ассоциируются следующие слова и словосочетания?

I команда: а)соленная вода; б) электропроводимость.

II команда: а) причины;  б) достаток.

3. Обобщающее повторение.

Повторение проводится по в форме прохождения маршрута. На работу в парах отводится 4 мин, а каждой команде – по 3 мин.

Учитель. Переходим к третьему этапу урока. Каждый из вас получил задания маршрута вашей команды и маршрутов других команд. У 1-ой команды – маршрут А, у 2-ой команды – маршрут Б.

Выполняя задания одно за другим, вы переходите от одной буквы к другой. Из букв составляется слово. Капитаны отмечают путь своего отряда на маршрутной карте.

МАРШРУТ А

Задание 1. Соединения, при диссоциации которых в растворе образуются гидроксид-ионы называются …

1)    Кислотами;  2) основаниями.

                                                      (ответ. 2, буква «Т».)

Задание 2. Выберите уравнение протекающее до конца.

А) CaSO₄ + Na₂CO₃ = CaCO₃ + Na₂SO₄;

Б)Ca(HCO₃) + Ca(OH)₂ = 2CaCO₃ + 2H₂O;

В) NaCl + KNO₃ = NaNO₃ +KCl.

1) а, б; 2) в.

                                   (ответ. 1, буква «О».)

Задание 3. Какие соли не подвергаются гидролизу?

1)    Образованные сильными кислотами и слабыми основаниями;

2)    Образованные сильными кислотами и сильными основаниями.

                                          (Ответ. 2, буква «М».)

Ключевое слово – АТОМ.

МАРШРУТ К

Задание 1. Соединения, при диссоциации которых в растворе образуются катионы водорода называются …

1)    Кислотами;  2) солями.

                                 (Ответ. 1, буква «Р».)

Задание 2. Выберите уравнение протекающее не до конца.

А) CaSO₄ + Na₂CO₃ = CaCO₃ + Na₂SO₄;

Б)Ca(HCO₃) + Ca(OH)₂ = 2CaCO₃ + 2H₂O;

В) NaCl + KNO₃ = NaNO₃ +KCl.

1) а, б; 2) в.

                                                         (Ответ. 2, буква «Е».)

Задание 3. Какие соли подвергаются гидролизу?

1)    Образованные сильными кислотами и сильными основаниями;

2)    Образованные сильными кислотами и слабыми основаниями.

                                    (Ответ. 2, буква «М».)

4. Обобщающее повторение. РИО, гидролиз, решение задач на избыток и недостаток.

Повторение проводится в форме групповой работы. Капитаны становятся координаторами, организующими работу своей группы, а также отвечающими за заполнение таблицы по итогам работы. Капитаны также принимают участие в оценке деятельности членов своей команды и своей группы в целом. На выполнение индивидуального задания отводится 5 мин. Затем учащиеся совместно заполняют таблицу, учитель обобщает результаты работы всех групп.

Ученикам, выполняющим практические задания, напоминаются правила техники безопасности.

Задания различаются по уровню сложности, т.е. используется дифференцированный подход в соответствии со способностями учеников.

Задания 1-ой команде.

Задание 1. Составьте уравнение реакции между нитратом магния и гидроксидом калия в молекулярной, ионной и сокращенной ионной формах.

Задание 2. Какова будет реакция среды (кислая или щелочная) в водных растворах следующих солей: а) нитрат серебра; б) карбонат калия; гидрокарбонат калия; г) сульфат цинка?

Задание 3. Определите концентрацию раствора серной кислоты, если концентрация сульфат-ионов составляет 3*10^-3 моль/л и α=0,01.

Задание 4. Сколько литров водорода (н.у.) выделится при взаимодействии 40 г цинка с раствором серной кислоты объемом 200 мл и массовой долей 0,2 (ρ=1,143 г/мл)?

Задания 2-ой команде.

Задание 1. Составьте уравнение реакции между карбонатом натрия и хлоридом бария  в молекулярной, ионной и сокращенной ионной формах.

Задание 2. Составьте уравнения реакций гидролиза следующих солей в молекулярной, ионной и сокращенной ионной формах: а) гидросульфит натрия; б) фторид натрия; в) хлорид магния; г) сульфит натрия. Укажите реакцию среды в растворах этих солей.

Задание 3. Рассчитайте концентрацию ионов алюминия и сульфат-ионов, если концентрация раствора сульфата алюминия 0,001 моль/л и степень диссоциации 90%.

 Задание 4. Сколько литров углекислого газа (н.у.) выделится при взаимодействии мрамора, массой 20 г, со 120 мл 15%-ной (ρ=1,075 г/мл) соляной кислотой?

5. Итоговое тестирование

Выберите правильные утверждения.

Вариант 1

1.     При растворении в воде вещества распадаются на ионы.

2.     Диссоциация не обусловлена гидратацией веществ.

3.     Под действием электрического тока ионы приобретают направленное движение.

4.     Диссоциация – это распад.

5.     Многоосновные кислоты диссоциируют одноступенчато.

6.     Молярной концентрацией называется величина, показывающая количество молей растворенного вещества в 1 литре раствора.

7.     Реакция обратима, если в результате не образуется ни осадок, ни газ и ни вода.

8.     Реакция ионного обмена протекает до конца, если в результате образуется только газ.

9.     По химической природе соли подразделяются на 4 группы.

10.  Соли, образованные слабой кислотой и слабым основанием полностью гидролизуются

6. Домашнее задание: А(1,2,3), В(1,2), С(3)

7. Итог