Урок по химии на тему "Серная кислота и её соли" (9 класс)

Серная кислота и ее соли

Урок-путешествие • 9 класс

Цель: систематизировать и расширить знания учащихся по теме «Сера и ее соединения»; рассмотреть свойства разбавленной и концентрированной серной кислоты; научить учащихся применять на практике полученные знания и умения; развивать экспериментально-исследовательские навыки учащихся при выполнении химического эксперимента; воспитывать культуру работы в парах.

Тип урока: комбинированный.

Оборудование и реактивы: два химических стакана, асбестовая сетка, серная кислота, (концентрированная и разбавленная), лучина, сахарная пудра, гидроксид натрия, фенолфталеин, метилоранж, хлорид бария, гранулы цинка, оксид меди (II).

Ход урока

I.Организационный момент.

II.Повторение изученного материала.

III.Изучение нового материала.

План изучения нового материала.

1.Применение серной кислоты.

2.Строение.

3.Физические свойства кислоты.

4.Правила ТБ при работе с серной кислотой.

5.Химические свойства разбавленной и концентрированной серной кислоты.

6.Соли серной кислоты.

IV.Закрепление.

V.Подведение итогов, задание на дом.

У нас с вами сегодня необычный урок. Нам предстоит путешествие в мир серной кислоты. Но прежде, чем отправиться в путь, необходимо проверить, все ли готовы к путешествию и имеют определенный багаж знаний.

Повторение материала (фронтальный опрос)

1.Назовите соединения серы, которые имеют следующие свойства: а)токсичное;  б)растворимое;  в)гигроскопичное.

(Предполагаемый ответ: а)H₂S;    б)SO₂, SO₃, H₂S;   в)SO₃, H₂SO₄)

2.Внимательно рассмотрите строчки, в которых записаны верхние половины формул веществ (вторая половина формул закрыта чистым листом бумаги). Составьте их формулы и назовите вещества:

SO    CuSO    HS           (Правильный ответ: SO₂, SO₃;  CuSO₄;  H₂S)

3.Внесите в рисунок недостающие элементы. Ответьте на вопросы:

а) Как отразится на биоценозе водоема воздействие кислотных дождей, образовавшихся с участием SO₂; выпавших на почву? Каким образом этого можно избежать?

(Предполагаемый ответ: В настоящее время дождевая и снеговая вода часто представляют собой слабый раствор серной, азотной кислот, предшественниками которых были диоксиды серы и азота. Эти кислоты, содержащиеся в атмосферных осадках, разрушают почву, вызывают коррозию, самопроизвольное разрушение памятников культуры, попадая в водоемы приводят к гибели рыб, исчезновение растений.)

б) Вы – директор предприятия, изображенного на рисунке. Экспертами-экологами обнаружены отклонения от нормы состава воды из ближайшего озера и установлена причина: большие выбросы SO₂ вашим предприятием. Что вы предпримете: - закроете предприятие;

                              - усовершенствуете очистные сооружения;

                              - займетесь очисткой воды в озере?

Обоснуйте выбранный вами вариант.

4.Из «текста» выпишите формулы веществ, содержащих серу. Назовите их.  FSO₃HClSO₄H₃PO₄Al₂(SO₄)₃H₂SO₃H₂OZnSBaCl₂CuSO₄PNH₂SCaCO₃KH₂SO₄.        (Правильный ответ: SO₃, Al₂(SO₄)₃,  H₂SO₃,  ZnS,  CuSO₄,  H₂S,  H₂SO₄)

Изучение нового материала

Итак, сегодня на уроке мы с вами рассматриваем серную кислоту, ее свойства, применение. Урок наш будет проходить в виде путешествия по станциям, на каждой из которых мы будем изучать что-то новое или закреплять уже известный материал. По ходу урока вы в своих тетрадях будете составлять путевые заметки. Запись в тетради темы урока: Серная кислота и ее соли.

Первая остановка «Информационная»

Образно серную кислоту иногда называют «кровь химии». Нет кислоты, которая была бы нужнее и применялась бы чаще, чем серная. В основном ее используют в качестве полуфабриката. Главным образом ее потребляют две отрасли промышленности: производство синтетических волокон и суперфосфата. Также кислота необходима для получения красителей, СМС, медикаментов, ядохимикатов, взрывчатых веществ. Предприятиям металлургии серная кислота необходима для обогащения руд. Ее используют для осушки газов. Много ее идет для очистки нефтепродуктов – бензина, керосина, смазочных масел – от вредных примесей. В машиностроении серной кислотой очищают поверхность металла от оксидов перед покрытием (никелированием, хромированием) Наконец, серная кислота служит электролитом в свинцовых аккумуляторах.

Можно сказать, что серная кислота применяется почти во всех отраслях производства. «Едва найдется другое, искусственно добываемое вещество, столь часто применяемое в технике, как серная кислота. Там, где техническая деятельность развита, там потребляется и много серной кислоты, - писал Д.И.Менделеев в «Основах химии».

Вам из курса 8 класса известно, что формула серной кислоты H₂SO₄. Задание: составьте структурную формулу кислоты, определите степень окисления серы в ней. Охарактеризуйте кислоту по всем классификационным признакам.

Предполагаемый ответ:

В молекуле серной кислоты H₂SО₄ cтепень окисления серы +6. Структурная формула серной кислоты:

  

Кислота а)кислородсодержащая;  б)двухосновная;  в)растворимая;  г)нелетучая;  д)сильная – сильный электролит;  е)стабильная.

Вторая остановка «Портретная»

В природе H₂SО₄ в свободном состоянии не встречается. Но «естественные заводы» по ее производству есть. Например, в центре пустыни Каракумы находятся холмы, состоящие из смеси песка и серы. В условиях жаркой пустыни сера легко окисляется до оксида серы(IV), который под действием атомарного кислорода, образующегося при интенсивной солнечной радиации, превращается в оксид серы (VI). Катализаторами служат оксиды металлов, содержащиеся в песке. Образовавшийся SO₃, жадно поглощая ночную влагу, быстро превращается в H₂SО₄. Так природа производит серныю кислоту. Реагируя с почвой, она превращается в сульфаты, которые грунтовые воды выносят в океан.

Какие физические свойства кислоты вы можете отметить? Можно ли склянку с кислотой оставлять открытой на воздухе и почему?

Серная кислота – бесцветная, тяжелая ( = 1,84 г/мл), нелетучая,  маслянистая жидкость; гигроскопична, поэтому применяется для осушения газов. Склянку с серной кислотой нельзя оставлять открытой, так как кислота поглощает воду, при этом ее объем увеличивается, а концентрация уменьшается.  Кислота очень коварная.

Наш поезд отправляется дальше, но красный цвет светофора предупреждает о том. Что следующая остановка «Правила техники безопасности». Дежурный по станции расскажет нам правила ТБ при работе с кислотой.

Правила ТБ при работе с серной кислотой (заранее подготовленное сообщение учащегося). 1)Кислоту, попавшую на кожу не следует вытирать полотенцем, а надо промыть большим количеством воды.

   2)Нельзя нейтрализовать кислоту на руке, так как к химическому ожогу может добавиться термический ожог от теплоты, выделяющейся при реакции нейтрализации.

                       3)При разбавлении кислоты надо кислоту вливать в воду тонкой струйкой, постоянно помешивая, иначе происходит разбрызгивание кислоты, так как она более тяжелая, чем вода, и реакция идет с выделением большого количества теплоты. Сначала - вода, потом  - кислота, иначе случится большая беда (плакат на доске).

Четвертая остановка «Экспериментальная»

Химические свойства концентрированной серной кислоты как окислителя отличаются от свойств разбавленной серной кислоты, которая проявляет все свойства, характерные для кислот.

Лабораторный опыт. Свойства разбавленной серной кислоты (инструкции на столах учащихся).

Цель: рассмотреть свойства разбавленной серной кислоты.

Ход работы.

1.Проведите следующие опыты и запишите наблюдения и уравнения реакций:

а)изменение окраски индикаторов в кислой среде – метилоранжа;

б)металл (цинк) + H₂SO₄ (разб.);

в)основный оксид (CuO) + H₂SO₄ (разб.);

г)основание (КОН) + фенолфталеин + H₂SO₄ (разб.);

д)соль (BaCl₂) + H₂SO₄ (разб.).

Последнюю реакцию записать в ионном виде. Это качественная реакция на сульфат-ион (учащиеся комментируют запись реакций с места).

 Свойства концентрированной серной кислоты

1.Концентрированная H₂SO₄ – сильный окислитель -  реагирует почти со всеми металлами при нагревании и обугливает органические вещества, лишая их воды:

Демонстрации:

 Опыт 1. В химический стакан с концентрированной серной кислотой опускаем лучину. Наблюдаем медленное обугливание лучины.

Опыт 2. В химический стакан емкостью 100–150 мл насыпаем примерно 20 г сахарной пудры. Ставим стакан на асбестовую сетку. В пробирку наливаем 7–8 мл концентрированной серной кислоты, слегка нагреваем на спиртовке (до 40–50 °С), вливаем кислоту в стакан с сахарной пудрой и быстро размешиваем смесь стеклянной палочкой. Через несколько секунд происходит энергичное обугливание и вспучивание сахарной массы.

Опыт 3. На листе белой бумаги написать или нарисовать что-либо лучинкой, смоченной конц. H₂SO₄. Если просушить бумагу, то на ней проявляется надпись. Так как кислота обугливает бумагу. (Аналогичный опыт можно провести, сделав надпись предварительно разб. H₂SO₄, после высыхания бумаги подержать ее над спиртовкой.)

Задание: написать уравнение реакции взаимодействия конц. H₂SO₄ с цинком. Рассмотреть ее как ОВР (учащийся выполняет задание у доски).

4Zn + 5H₂SO_4(конц.) =  4ZnSO₄ + H₂S + 4H₂O

Какой вывод можно сделать, говоря о взаимодействии концентрированной и разбавленной серной кислоты с металлами?

Вывод: серная кислота проявляет все свойства, характерные для кислот. При взаимодействии разб. H₂SO₄ с металлами окислителем является катион водорода, тогда как при взаимодействии конц. H₂SO₄с металлами окислитель – сульфат-ион.

Последняя остановка «Практическая». Дежурный по станции расскажет нам о применении солей серной кислоты (учащийся рассказывает заранее подготовленное сообщение).

К солям серной кислоты, имеющим широкое применение относятся медный и железный купорос, глауберова соль и гипс.

Медный купорос  СuSO₄ ^. 5H₂O применяется для изготовления зеленых и синих красок, для борьбы с вредителями растений.

Железный купорос FeSO₄ ^. 7H₂O применяли раньше для лечения чесотки, гельминтоза и опухолей желез, в настоящее время используют для борьбы с сельскохозяйственными вредителями.

«Глауберова соль» Nа₂SO₄ ^. 10Н₂O была получена немецким химиком И.Р.Глаубером при действии серной кислоты на хлорид натрия, в медицине ее используют как слабительное средство.

«Бариевая каша» BaSO₄ обладает способностью задерживать рентгеновские лучи в значительно большей степени, чем ткани организма. Это позволяет рентгенологам при заполнении «бариевой кашей» полых органов определить в них наличие анатомических изменений.

Гипс СаSO₄ ^. 2Н₂O находит широкое применение в строительном деле, в медицинской практике для накладывания гипсовых повязок, для изготовления гипсовых скульптур.

Итак, наше путешествие в страну серной кислоты подходит к концу, и нам нужно возвращаться. Но, прежде чем вернуться, в исходную точку, закрепим наши знания.

1.Отгадайте загадки.

Это серное соединение,
Для него найдется применение:
Его больные выпивают,
И их рентгеном облучают.
На мониторе язва выявляется.
Как соединенье называется?

(Сульфат бария BaSO₄.)

Применение нашел в скульптуре,
А также и в архитектуре.
Кто-то руку поломает,
Он при травме помогает,
И для дома плиты льют.
Ну так, как его зовут?

(Гипс СaSO₄•2Н₂О.)

2.Я зачитаю вам сказку. Объясните, о чем в ней идет речь?

В химическом царстве, великом государстве Кислот в городе Двухосновных жила-поживала юная принцесса Серная, красавица и умница. Пришло ей время замуж выходить. Жалко было королю – отцу Водороду – отпускать дочь в другие островные царства. Вот и придумал он трудные испытания для принцев иноземных, чтобы любовь была с взгляда первого, видимого и мгновенного. Много красавцев съехалось в палаты королевские: королевич от оксидов основных – Оксид Магниевич, от оснований, едких щелочей – Гидроксид Натриевич… Но покорил своенравную Серную скромный вежливый королевич с острова Солей, сын князя Бария – Барий Хлоридович. Встретились они и поняли, что не прожить им друг без друга.

Дружным пирком да за свадебку. И отцы довольны: король Водород – внучкой-малышкой Соляной, а князь Барий – внуком Барием Сульфатовичем.

Задание на дом: п. 22, решить задачу:

При сжигании гайской руды образуется загрязняющий атмосферу города сернистый газ. Определите объем газа (н.у.), который образуется при сжигании одного из компонентов руды – сульфида цинка массой 2 т, содержащего 3 % негорючих примесей.