Инфоурок / Химия / Конспекты / Урок по химии в 10 классе d- элементы
Обращаем Ваше внимание: Министерство образования и науки рекомендует в 2017/2018 учебном году включать в программы воспитания и социализации образовательные события, приуроченные к году экологии (2017 год объявлен годом экологии и особо охраняемых природных территорий в Российской Федерации).

Учителям 1-11 классов и воспитателям дошкольных ОУ вместе с ребятами рекомендуем принять участие в международном конкурсе «Законы экологии», приуроченном к году экологии. Участники конкурса проверят свои знания правил поведения на природе, узнают интересные факты о животных и растениях, занесённых в Красную книгу России. Все ученики будут награждены красочными наградными материалами, а учителя получат бесплатные свидетельства о подготовке участников и призёров международного конкурса.

ПРИЁМ ЗАЯВОК ТОЛЬКО ДО 21 ОКТЯБРЯ!

Конкурс "Законы экологии"

Урок по химии в 10 классе d- элементы

библиотека
материалов

hello_html_60193dec.gifДата: 23.02

Предмет: химия

Класс: 10

Тема: Положение d-элементов в периодической системе, особенности строения атомов. Месторождения меди, цинка, железа, хрома и их соединений в Казахстане.

Цели:

Образовательная: изучить положение d-элементов в периодической системе, особенности строения атомов. Месторождения меди, цинка, железа, хрома и их соединений в Казахстане.

Развивающая: стимулировать познавательную активность учеников, развивать интерес к предмету, смекалку, умения быстро и четко высказывать свои мысли, применять свои знания на практике при выполнении тех или иных заданий;

Воспитательная: формирование научного мировоззрения; воспитание положительного отношения к получению знаний, уверенности в своих силах.

Тип урока: комбинированный

Методы: объяснительный, наглядные,практические

Формы организации познавательной деятельности: коллективная, индивидуальная

Ход урока:

1.Организационный момент

2.Повторение пройденного материала:

  • Рассказать о расположении металлов в таблице Менделеева?

  • Рассказать о физических свойствах металла?

  • Рассказать о применении металла в жизни человека?

  • Рассчитать массовую долю hello_html_7ecaf962.gif,NaOH, CuShello_html_29aa3f78.gif .



3.Изучение нового материала.

Понятие переходный элемент обычно используется для обозначения любого из d- или f-элементов. Эти элементы занимают переходное положение между электроположительными s-элементами и электроотрицательными p-элементами. d-Элементы образуют три переходных ряда — в 4-м, 5-м и 6-м периодах соответственно.Первый переходный ряд включает 10 элементов, от скандия до цинка. Он характеризуется внутренней застройкой 3d-орбиталей. Хром и медь имеют на 4s-орбиталях всего по одному электрону. Дело в том, что полузаполненные или заполненные d-подоболочки обладают большей устойчивостью, чем частично заполненные. В атоме хрома на каждой из пяти 3d-орбиталей, образующих 3d-подоболочку, имеется по одному электрону. Такая подоболочка является полузаполненной. В атоме меди на каждой из пяти 3d-орбиталей находится по паре электронов (аналогичным образом объясняется аномалия серебра). Все d-элементы являются металлами. Большинство из них имеет характерный металлический блеск. По сравнению с s-металлами их прочность в целом значительно выше. В частности, для них характерны свойства: высокий предел прочности на разрыв; тягучесть; ковкость (их можно расплющить ударами в листы).







Элемент

Символ

Атомный номер

Электронная конфигурация

Скандий

Sc

21

1s2

2s22p6

3s23p63d1

4s2

Титан

Ti

22

1s2

2s22p6

3s23p63d2

4s2

Ванадий

V

23

1s2

2s22p6

3s23p63d3

4s2

Хром

Cr

24

1s2

2s22p6

3s23p63d4

4s1

Марганец

Mn

25

1s2

2s22p6

3s23p63d5

4s2

Железо

Fe

26

1s2

2s22p6

3s23p63d6

4s2

Кобальт

Co

27

1s2

2s22p6

3s23p63d7

4s2

Никель

Ni

28

1s2

2s22p6

3s23p63d8

4s2

Медь

Cu

29

1s2

2s22p6

3s23p63d10

4s1

Цинк

Zn

30

1s2

2s22p6

3s23p63d10

4s2



d-элементы и их соединения обладают рядом характерных свойств: переменные состояния окисления; способность к обра­зованию комплексных ионов; образование окрашенных соединений.d-Элементы характеризуются также более высокой плотностью по сравнению с другими металлами. Это объясняется сравнительно малыми радиусами их атомов. Атомные радиусы этих металлов мало изменяются в этом ряду. d-Элементы — хорошие проводники электрического тока, особенно те из них, в атомах которых имеется только один внешний s-электрон сверх полузаполненной или заполненной d-оболочки. Например, медь, .Химические свойства. Электроотрицательность и энергии ионизации металлов первого переходного ряда возрастают в направлении от хрома к цинку. Это означает, что металлические свойства элементов первого переходного ряда посте­пенно ослабевают в указанном направлении. Такое изменение их свойств проявляется и в последовательном возрастании окислительно-восстановительных потенциалов с переходом от отрицательных к положительным значениям.

Хром — твердый голубовато-белый металл. При высоких температурах горит в кислороде с образованием Сr2О3, реагирует с парами воды


2 Сr + 3 Н2O Сr2О3 + 3 Н2 ,


и с галогенами, образуя галогениды состава СrНаl3. Хром (так же, как алюминий) пассивируется холодными концентрированными Н2SО4 и НNО3. Однако при сильном нагревании эти растворяют хром:


2 Сr + 6 Н2SО4(конц) = Сr2(SО4)3 + 3 SО2↑ + 6 Н2О,


Сr + 6 НNО3(конц) = Сr(NО3)3 + 3 NO2↑ + 3 Н2О.


При обычной температуре хром растворяется в разбавленных кислотах (НСl, Н2SО4) с выделением водорода, образуя Сr2+. По своим свойствам соли Сr2+ похожи на соли Fе2+. Обрабатывая их растворы щелочами, получают желтый осадок гидроксида хрома (II):


СrСl2 + 2 NaОН = Сr(ОН)2↓ + 2 NaСl.


При прокаливании Сr(ОН)2 в отсутствие кислорода образуется оксид хрома (II) СrО.


Соли Cr3+ сходны с аналогичными солями алюминия. При действии щелочей на соли Сr3+ выпадает студнеобразный осадок гидроксида хрома (III) зеленого цвета:


Сr2(SО4)3 + 6 NaОН = 2 Сr(ОН)3↓ + 3 Na2SО4,


обладающий амфотерными свойствами. Он растворяется как в кислотах с образованием солей хрома (III)


2 Сr(ОН)3 + 3 Н2SО4 = Сr2(SО4)3 + 6 Н2О,

так и в щелочах с образованием тетрагидроксихромитов, т.е. солей, в которых Сr3+ входит в состав аниона:


Сr(ОН)3 + КОН = К[Cr(ОН)4].

В результате прокаливания Сr(ОН)3 получают оксид Сr2О3 - зеленые кристаллы, нерастворимые в воде. Этот оксид получают также прокаливанием дихроматов калия и аммония:

При сплавлении Сr2О3 со щелочами, содой и кислыми солями получаются соединения Сr+3, растворимые в воде:


Сr2О3 + 2 NaОН = 2 NaСrО2 + Н2О↑,


Сr2О3 + Nа2СО3 = 2 NaСrО2 + СО2↑,


Сr2О3 + 6 КНSО4 = Сr2(SО4)3 + 3 К2SО4 + 3 Н2О.


Наиболее важными соединениями хрома в высшей степени окисления +6 являются оксид хрома (VI) СrО3, хромат (VI) калия К2СrО4 и дихромат (VI) калия К2Сr2О7.

Оксид хрома (VI) — ангидрид хромовой Н2СrО4 и дихромовой Н2Сr2О7 кислот, представляет собой ярко-красные кристал­лы, растворимые в воде. Он также реагирует со щелочами, образуя желтые хроматы СrО42-:


СrО3 + 2 КОН = К2СrО4 + Н2О.


В кислой среде ион CrO42- превращается в ион Сr2О72- . В щелочной среде эта реакция протекает в обратном направлении:

Щелочная среда

 

 Кислая среда

2 СrO2-4 + 2 H+


Cr2O2-7 + H2O


Металлическое железо получают восстановлением его оксидов; реагируя с водяным паром, оно образует смешанный оксид железа (II, III) FеO.Fе2О3:

3 Fе + 4 Н2О(пар) Fе3О4 + 4 Н2.

На воздухе в присутствии влаги ржавеет:

4 Fе + 3 O2 + 6 Н2О = 4 Fе(ОН)3.

С галогенами оно образует галогениды железа (III)

2 Fе + 3 Вr2 = 2 FеВr3,

а взаимодействуя с соляной и разбавленной серной кислотами железа (II):

Fе + Н2SО4 = FеSО4 + Н2↑.

Концентрированные (НNО3, Н2SО4) пассивируют железо на холоде, однако растворяют его при на­гревании:

2 Fе + 6 Н2SО4(конц) = Fе2(SО4)3 + 3 SО2↑ + 6 Н2О,

Fе + 6 НNО3(конц) = Fе(NО3)3 + 3 NО2↑ + 3 Н2О.

Растворимые соли железа в воде гидролизуются и дают кислую реакцию, поскольку железа (II) и (III) в воде не растворимы.

Гидроксид железа (II) получают действием раствора щелочи на соли железа (II) без доступа воздуха:

FеSО4 + 2 NaОН = Fе(ОН)2↓ + Na2SО4.

Fе(ОН)2 — осадок белого цвета; в присутствии воздуха он быстро превращается в гидроксид железа (III) (бурый осадок):

4 Fе(ОН)2 + O2 + 2 Н2О = 4 Fе(ОН)3.

Гидроксид железа (III), в отличие от Fе(ОН)2, амфотерен, при нагревании он способен растворяться в щелочах с образова­нием гексагидроферрата (III):

Fе(ОН)3 + 3 КОН = К3[Fе(ОН)6]

Это — один из анионных комплексов железа (III).

Отметим еще две важные комплексные соли железа: гексацианоферрат (II) калия К4[Fе(СN)6] (желтая кровяная соль) и гексацианоферрат ( III) калия К3[Fе(СN)6] (красная кровяная соль), являющиеся реактивами для качественного определения ионов Fе3+ и Fe2+ соответственно.

Добавление раствора гексацианоферрата (II) к растворам, в которых содержатся вызывает образование темно-синего осадка, часто называемого берлинской лазурью:

4 К4[Fе(СN)6] + 4 Fе3+ = 4 КFеIII[FеII(СN)6]↓ + 12 К+. (*)

Такой же темно-синий осадок образуется при добавлении рас­твора гексацианоферрата (III) к растворам, содержащим ионы железа (II). В этом случае осадок называется турнбуллевой синью:

3 К3[Fе(СN)6] + 3 Fе2+ = 3 КFеII[FеIII(СN)6]↓ + 6 К+. (**)

Установлено, что берлинская лазурь и турнбуллева синь — это одно и то же вещество, так как комплексы, образующиеся в реак­циях (*) - (**) находятся между собой в равновесии:

КFеIII[FеII(СN)6] КFeII[FеIII(СN)6].

Медь — довольно мягкий металл красно-желтого цвета, об­ладающий наименьшей активностью среди рассмотренных выше переходных металлов, которые вытесняют из растворов ее солей. Медь не реагирует с соляной и разбавленной серной кис­лотами и растворяется только в кислотах — окислителях:

Сu + 2 Н2SО4(конц) = СuSО4 + SО2↑ + 2 Н2О,

Сu + 4 НNO3(конц) = Сu(NО3)2 + 2 NО2↑ + 2 Н2О,

3 Cu + 8 НNО3(разб) = 3 Сu(NO3)2 + 2 NO↑ + 4 Н2О.

Известны соединения меди со степенями окисления +1 и +2, из которых последние более устойчивы. Одновалентная медь об­разует либо нерастворимые Хлорид меди (I) растворяется в концентрированном растворе аммиака с образованием комплексной соли хлорида диамминмеди (I)[Сu(NН3)2]Сl; так же в аммиаке растворяется оксид меди (I):

СuСl + 2 NН3 = [Сu(NН3)2]Сl,

Сu2О + 4 NН3 + Н2О = 2[Сu(NН3)2]ОН.

Ионы Сu2+ в водном растворе существуют в виде комплексов гексааквамеди (II) [Сu(Н2О)6]2+, придающих раствору сине-голубую окраску. При добавлении щелочи к такому раствору об­разуется голубой осадок гидратированного гидроксида меди (II):

[Сu(Н2O)6]Сl2 + 2 NаОН = [Сu(ОН)2(Н2О)4]↓ + 2 NаСl + 2 Н2О.

Полученный осадок, в свою очередь, растворяется в растворе аммиака, образуя ярко-синий комплекс.

[Сu(ОН)2(Н2O)4] + 4 NН3 = [Сu(NН3)4(Н2О)2]2+ + 2 ОН- + 2 Н2О.

Изменение окраски соединений меди при переходе из степени окисления +2 в Так, свежеосажденный Cu(ОН)2 голубого цвета восстанавливается альдегидами или углеводами (глюкозой) в желтый осадок гидроксида меди (I); последний даже при слабом нагревании распадается на воду и оранжевый оксид Сu2О.

4.Закрепление.

Сравнить металлы хром, железо, цинк, медь.

металл

хром

цинк

медь

железо

Агрегатное состояние





цвет





электропроводность





теплопроводность





Растворимость в воде





применение





Месторождение в Казахстане.







5.Оценивание. Д/З стр.177 §7,1

6. Рефлексия


Самые низкие цены на курсы переподготовки

Специально для учителей, воспитателей и других работников системы образования действуют 50% скидки при обучении на курсах профессиональной переподготовки.

После окончания обучения выдаётся диплом о профессиональной переподготовке установленного образца с присвоением квалификации (признаётся при прохождении аттестации по всей России).

Обучение проходит заочно прямо на сайте проекта "Инфоурок", но в дипломе форма обучения не указывается.

Начало обучения ближайшей группы: 18 октября. Оплата возможна в беспроцентную рассрочку (10% в начале обучения и 90% в конце обучения)!

Подайте заявку на интересующий Вас курс сейчас: https://infourok.ru

Общая информация

Номер материала: ДВ-479379

Похожие материалы