Открытый педагогический форум "Новая школа"

Щелочные металлы, возможно, и не имеют большого значения в повседневной жизни, но их соединения применяют в огромных масштабах. Поэтому знакомство со щелочными металлами и их важнейшими соединениями обязательно. Вашему вниманию представлен план открытого урока, цель которого не только помочь освоить новый материал, но и сформировать у обучающихся систематическую потребность в выполнении самостоятельной работы с использованием технических средств обучения. Данный вид занятия можно применять на занятии по химии для 9 класса.

Статья:

План

открытого урока по химии

на тему: «Щелочные металлы».

Цели занятия:

Образовательные:

освоить новый материал.
систематизировать ранее полученные знания по темам: «Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева», «Металлы», «Строение атома».

Развивающие:

развивать мышление
развивать умение формулировать и аргументировать собственное мнение.
развивать аналитические способности.

Воспитательные:

совершенствовать коммуникативные навыки при работе в группе.

Тип занятия: освоение нового материала.

Вид занятия: комбинированный.

Междисциплинарные связи: физика, биология, кулинария.

Оборудование:

ТСО: мультимедийный проектор, ноутбук.

Химические реактивы и оборудование: поваренная сольNaCl,уксусная кислота CH₃COOH, гидрокарбонат натрия (сода) NaHCO₃, гидроксид натрия (шуманит) NaOH, фенолфталеин.

Ход урока:

Организационный момент.
Постановка цели.
Изложение нового материала.
Подведение итогов.
Домашнее задание.

Демонстрация фрагмента из м/ф «Mister Pron’ka» (с 21 до 23 мин).

Преподаватель: О каких металлах пойдет речь на занятии?

Учащиеся: О щелочных металлах.

Преподаватель: Давайте запишем тему занятия: «Щелочные металлы».Как вы, наверное, увидели в мультфильме, главного героя купали в ванне с надписью «Щелок». Важным химическим продуктом глубокой древности являлась зола. Мылкий раствор, образующийся при кипячении золы с водой (ЩЕЛОК), был первым моющим средством, созданным человеком. В Средние Века люди научились выделять из золы соединения, которые и делали ее раствор мылким, - соду и поташ (сейчас известно, что это карбонаты натрия и калия). Долгое время названия этих солей означали лишь разные виды золы: поташом называли золу, остающуюся после сгорания древесины, соломы, камыша и папоротника, а соду – золу других травянистых растений (солерос). Химическое различие между содой и поташом окончательно установил немецкий химик Маргграф в 1758 г. А впервые натрий и калий были получены английским химиком и физиком Г. Дэви в 1807 г. при электролизе едких щелочей. Й. Берцелиус предложил назвать элемент №11 натрием (от араб. Натрун - сода), а элемент №19 по предложению У. Гилберта получил название «калий» (от араб. Алкали - щелочь). Несмотря на это, в англоязычной версии ПСХЭ Na называется sodium, K – potassium.

В XIX веке были открыты литий, рубидий и цезий.

Li был открыт шведским химиком А. Арфведсоном в 1817 г. и по предложению Й. Берцелиуса назван литием (от греч. Литос - камень), так как, в отличие от калия и натрия, был обнаружен в камне.

В 1860-1861 гг. немецкие ученые Р. Бунзен и Г. Кирхгоф, изучая природные алюмосиликаты, обнаружили в них два новых элемента. По цвету наиболее сильных линий спектра один из них назвали рубидием (от лат. Rubidos – темно-красный), а другой – цезием (от лат. Caeisus – небесно-голубой).

В 1939 г. французский радиохимик Маргарет Пере в продуктах полураспада изотопа урана-235 обнаружила новый радиоактивный элемент. Как назвала этот элемент исследовательница? Высокая радиоактивность этого элемента служит препятствием не только для практического применения, но даже для изучения свойств этого металла [1].

Возможно, эти металлы и не имеют большого значения в повседневной жизни, но их соединения – различные соли, а также гидроксиды (щелочи) - применяют в огромных масштабах. Поэтому знакомство со щелочными металлами (сокращаем в конспекте ЩМ) и их важнейшими соединениями обязательно. Эти металлы находятся в ПСХЭ в I группе А подгруппе. Мы уже перечислили щелочные металлы. Давайте охарактеризуем их по положению в таблице

Студенты составляют самостоятельно в тетрадях и у доски электронно-графические формулы Li, Na, K, формулы оксидов, гидроксидов.

Преподаватель: Что общего у атомов ЩМ?

Учащийся: На внешнем энергетическом уровне атомы этих элементов содержат по одному электрону. Они легко отдают этот электрон. Во всех своих соединениях ЩМ проявляют степень окисления +1. Восстановительные свойства усиливаются при переходе от Li к Cs, что связано с увеличением радиусов.

Способы получения:

1. Для получения щелочных металлов используют в основном электролиз расплавов их галогенидов, чаще всего — хлоридов, образующих природные минералы:

2 LiCl → 2 Li + Cl₂

катод: Li⁺ + e → Li

анод: 2Cl⁻ — 2e → Cl₂

2. Иногда для получения щелочных металлов проводят электролиз расплавов их гидроксидов:

4 NaOH →4 Na + 2 H₂O + O₂

катод: Na⁺ + e → Na

анод: 4OH⁻ — 4e → 2H₂O + O₂

3. Щелочной металл может быть восстановлен из соответствующего хлорида или бромида кальцием, магнием, кремнием и др. восстановителями при нагревании под вакуумом до 600-900 °C:

2 MCl + Ca → CaCl₂+2 M

Поскольку щелочные металлы в электрохимическом ряду напряжений находятся левее водорода, то электролитическое получение их из растворов солей невозможно; в этом случае образуются соответствующие щёлочи и водород [2].

Физические свойства:

Все металлы этой подгруппы имеют серебристо-белый цвет (кроме серебристо-жёлтого цезия), они очень мягкие, их можно резать скальпелем. Литий, натрий и калий легче воды и плавают на её поверхности, реагируя с ней.

http://www.youtube.com/watch?v=O0qKywNFQ3Y

Плотность возрастает от Li (0,58 г/см³) к Cs (2,44 г/см³). Температура плавления уменьшается от Li (180˚) к Cs (28,6˚).

Химические свойства:

Свойства ЩМ сильно различаются. Пожалуй, общее у них – это взаимодействие с водой с образованием соответствующей щелочи и выделением водорода, а также взаимодействие с галогенами (Hal – элементы VII A группы: F_2,Cl₂, Br₂, I₂) с образованием галогенидов.

ЩМ + О₂:

ЩМ (кроме Li) при взаимодействии с кислородом в качестве основного продукта образуют пероксиды:

4 Li + O₂ → 2 Li₂O

2 Na + O₂ → Na₂O₂

Оксиды натрия и калия могут быть получены при нагревании смеси пероксида с избытком металла в отсутствии кислорода:

К₂О₂+ 2К → 2 К₂О

ЩМ + Н₂:

ЩМ при взаимодействии с водородом образуют гидриды:

2 М + Н₂ → 2 МН

ЩМ + Сl₂:

ЩМ при взаимодействии с хлором образуют хлориды:

2 M + Cl₂ → 2 MCl

ЩМ + S:

ЩМ при взаимодействии с серой образуют сульфиды:

2 M + S →M₂S

Все ЩМ активно взаимодействуют с водой, образуя щелочи:

2 М + 2 НОН → 2 МОН + Н₂ [3]

Демонстрационный опыт: В одну пробирку прилить небольшое количество средства «Шуманит», в состав которого входит щелочь, и добавить 2-3 капли фенолфталеина. Отметить цвет. В другую пробирку налить уксусную кислоту, добавить 2-3 капли фенолфталеина. Изменился ли цвет раствора? Для запоминания цвета фенолфталеина в щелочной среде (в случае его применения в качестве индикатора) существует мнемонические правило:

Фенолфталеиновый — в щелочах малиновый

Но, несмотря на это, в кислотах он без цвета.

Давайте попробуем осуществить цепочку превращений, составив уравнения реакций:

____________

| ↓

Li → Li₂O →LiOH → LiCl

|_______________↑

4 Li + O₂ → 2 Li₂O
Li₂O + H₂O → 2 LiOH
LiOH + HCl → LiCl + H₂O
2Li + 2 H₂O → 2 LiOH + H₂
Li₂O + 2 HCl → 2 LiCl + H₂O

Применение соединений ЩМ.

В свободном виде в природе ЩМ не встречаются из-за своей исключительно высокой химической активности.

NaCl- хлорид натрия, поваренная соль.

Na₂CO₃ – карбонат натрия, кристаллическая сода, применяют в производстве стекла, мыла, бумаги.

NaHCO₃ – гидрокарбонат натрия, пищевая сода (в быту), питьевая сода (в медицине).

NaOH – гидроксид натрия, Шуманит – средство для чистки кухонных поверхностей.

Na₂SO₄∙10 H₂O – сульфат натрия, глауберова соль, применяют для производства соды, стекла, в качестве слабительного средства.

KOH – гидроксид калия, едкое кали, применяется в качестве электролита в щелочных аккумуляторах.

K₂CO₃ – карбонат калия, поташ, применяется для изготовления жидкого мыла, хрустального стекла, соли калия являются хорошим удобрением для растений, в качестве добавки в строительный раствор для уменьшения температуры замерзания. Зарегистрирован в качестве пищевой добавки E501.

Задача: почему в Англии в последние десятилетия наблюдается снижение

Смертности от болезней сосудов головного мозга?

Научно-популярная информация - подсказка: Это связано с увеличением потребления свежих фруктов и овощей. В свежих овощах и фруктах всегда много калия и мало натрия. Натрий задерживает воду в организме, повышая артериальное давление, а калий, напротив, способствует его снижению. Вот почему увеличение потребления овощей, фруктов, в частности яблок, можно рассматривать как существенную меру предупреждения болезней сосудов головного мозга [4].

Задание:

1 вариант: Написать формулы солей натрия и дать им названия.

2 вариант: Написать формулы солей калия и дать им названия.

Самостоятельная работа учащихся с использованием ТСО (примерно) http://www.abcslim.ru/articles/156/mineralnye-vecshestva/ http://ru.wikipedia.org/wiki/Минеральные_вещества:

Таблица 1.

Влияние ЩМ на организм человека:

Ме

Продукты питания, содержащие Ме.

Функции в организме

Избыток

Недостаток

Li⁺

Питьевая вода, томаты, печень и легкие животных.

1.Повышает иммунитет;

2.Снижает возбудимость нервной системы;

3.Нейтрализует воздействие радиации, солей тяжелых Ме;

4.Антиаллергическое действие.

Диарея, умеренная жажда, увеличение массы тела, ухудшение зрения, рвота, потеря координации, мышечная вялость.

Пониженное содержание в организме у больных алкоголизмом, а также при состояниях иммунодефицита и некоторых новообразованиях.

Домашнее задание:

Осуществить цепочку превращений:

Na → Na₂O₂ →Na₂O → NaOH → Na₂SO₄

↓

NaNO₃

Продолжить таблицу 1.

Подведение итогов работы. Преподаватель выставляет оценки за работу на занятии.

Литература:

Габриелян О.С. Химия 9 класс. М.: Дрофа, 2011г.
Еремин В.В. и др. Химия 9 класс. М.: Дрофа, 2007г.

Интернет-ресурсы:

ru.wikipedia.org
xumuk.ru
http://www.abcslim.ru/articles/156/mineralnye-vecshestva/
Газета «Химия» издательского дома «Первое сентября» http://him.1september.ru/index.

Приложения

Статья

Статья