Урок химии

Урок химии

Раздел программы 9 класса «Металлы».

Тема урока: Металлы главной подгруппы I группы.

Тип урока: изучение нового материала.

Вид урока: эвристический.

Оборудование и реактивы: периодическая система химических элементов (ПСХЭ), фильтровальная бумага, пинцет, скальпель, пробирки, коническая воронка, лабораторный штатив, спички, спиртовка, баночка для мусора, широкая чашка с водой, образцы щелочных металлов (литий, натрий), концентрированная соляная кислота, дистиллированная вода, раствор фенолфталеина, коллекция «Минералы и горные породы».

Электронно-цифровые образовательные ресурсы: электронная презентация в программе Power Point, CD «Методика преподавания химии в школе. Практические задания. 9-10 классы. Авторы , . – Учебно-методическое пособие. – Новосибирск: НГПУ – ОблЦИТ, 2004.

Учебник: , , Оржековский . 9 класс : учеб. для общеобразоват. учреждений. – М.: Мнемозина, 2010.

Цель урока: на основе системы знаний о строении вещества и химической реакции охарактеризовать элементы главной подгруппы I группы.

Задачи урока:

1)  познакомить учащихся с планом системной характеристики химических элементов и их соединений на основе знаний о ПСХЭ , химической связи, строении вещества, теории электролитической диссоциации и теории окислительно-восстановительных реакций;

2)  сформировать представления об особенностях строения, физических и химических свойств простых веществ и соединений щелочных металлов, а также раскрыть закономерности изменения их свойств в связи с зарядом ядра атомов;

3)  продолжить формирование умений устанавливать причинно-следственные связи между составом и строением атомов, строением атомов и окислительно-восстановительными свойствами элементов, строением веществ и химическими свойствами;

4)  развивать умения анализировать, сравнивать, обобщать и делать выводы, устанавливать связь между общим и единичным;

5)  способствовать повышению общекультурного уровня учащихся, расширению их кругозора путём установления связей изучаемого химического содержания с историческими, биологическими, экологическими и другими знаниями.

Планируемые результаты обучения:

- учащиеся научатся давать системную характеристику химических элементов и их соединений, опираясь на знание закономерностей ПСХЭ ,

- учащиеся усвоят особенности физических и химических свойств щелочных металлов, состав, свойства и применение их важнейших соединений;

- учащиеся поймут необходимость и способы установления межпредметных связей при изучении химических объектов.

План-конспект урока

1. Вводная часть.

1.1. Цель и задачи урока – время 3 мин.

В начале урока после приветствия перед учащимися ставится цель: на основе общих сведений о металлах и их соединениях дать характеристику щелочных металлов. Для этого необходимо изучить строение атомов щелочных металлов, их физические и химические свойства, распространение в природе, применение. В связи с этим выдвигаются следующие требования к знаниям и умениям учащихся:

- знать состав главной подгруппы I группы ПСХЭ, называть щелочные металлы по их химическим знакам;

- составлять формулы оксидов, пероксидов, гидроксидов и других соединений щелочных металлов.

- характеризовать щелочные металлы и свойства их оксидов и гидроксидов.

Актуальными является требование описывать связь между составом, строением, свойствами и применением веществ (на примере соединений натрия и калия), а также требование объяснять сходство и различие в строении атомов элементов одной главной подгруппы (на примере щелочных металлов).

1.2. Актуализация имеющихся знаний – время 3 мин.

Вопросы для беседы (слайд 1):

Какие элементы называются металлами?

Какое положение занимают металлы в ПСХЭ?

Какие физические свойства проявляют металлы?

Чем являются металлы в химических реакциях?

2. Изучение нового материала.

2.1. Записывается тема урока (слайд 2) – время 1 мин.

Далее учащимся предлагается программа изучения щелочных металлов (слайд 3):

1. Положение щелочных металлов в ПСХЭ.

2. Строение атомов щелочных металлов.

3. Нахождение щелочных металлов в природе.

4. Физические свойства щелочных металлов (на примере натрия и лития).

5. Химические свойства щелочных металлов.

6. Соединения щелочных металлов (на примере натрия).

7. Получение щелочных металлов и их соединений.

8. Применение щелочных металлов и их соединений.

Целесообразно сразу обратить внимание учащихся на то, что по этой программе они будут в дальнейшем изучать и другие металлы, а затем и неметаллы.

Программа изучения щелочных металлов рассчитана на два урока. На данном уроке рассматриваются пункты 1-5; пункты 6-8 будут изучены на следующем уроке.

2.2. Положение щелочных металлов в ПСХЭ – время 1 мин.

С целью изучения положения щелочных металлов в ПСХЭ учащимся предлагаем прочитать первый абзац § 16 (с.84-85, таблица 8 в учебнике).

2.3. Строение атомов щелочных металлов – время 5 мин.

Выполняем задание после таблицы 8: на основании положения элементов в ПСХЭ укажите: а) общие черты в строении атомов щелочных металлов; б) различия в строении атомов щелочных металлов.

Один из учеников под руководством учителя начинает составлять на доске опорный конспект «Строение атомов щелочных металлов», а остальные учащиеся записывают его в тетрадях:

Li		1s22s1	Степень окисления +1 Восстановительные свойства возрастают.
Na		1s22s22p63s1
K		1s22s22p63s23p64s1
Rb	+ 37	… 5s1
Cs	+ 55	… 6s1

Указания и вопросы, направляющие мыслительную деятельность учащихся:

Составьте схему строения атома лития.

Какие свойства должен проявлять литий в химических реакциях?

Какова его степень окисления?

Составьте схему строения атома натрия.

Сравните строение атома натрия со строением атома лития.

Объясните свойства натрия, сравнив их со свойствами лития. И т. д.

Прогнозируя свойства элементов, обращаем особое внимание на наружный слой электронной оболочки, поэтому для рубидия и цезия необязательно составлять графическую и полную электронную формулу.

После анализа строения атомов щелочных металлов приходим к выводу, что единственная возможная для них степень окисления в соединениях равна +1, общие химические свойства можно выразить схемой:

Me0 – nē → Me+

Различия в строении, состоящие в увеличении радиусов атомов в связи с появлением новых электронных слоёв, влияют лишь на изменение химической активности щелочных металлов: с увеличением заряда ядра атомов щелочных металлов их восстановительные свойства возрастают (записывается справа от схем строения атомов).

2.4. Распространение щелочных металлов в природе – время 7 мин.

Сначала даётся информация. Натрий занимает шестое, а калий – седьмое место по распространённости в земной коре (диаграмма распространённости элементов в земной коре – слайд 4). Примеры важнейших минералов этих элементов: натрия – галит (каменная, или поваренная соль) – NaCl, нитронатрит (натронная, или чилийская, селитра) – NaNO3, криолит – Na3[AlF6] и другие; калия – сильвин KCl, ортоклаз – K[AlSi3O8] и т. д. (демонстрируем образцы минералов, содержащих натрий и калий).

Обобщая эту информацию, акцентируем внимание школьников на том, что в земной коре натрий и калий встречаются в основном в составе соединений – различных солей.

Ставится учебная проблема: почему натрий и калий встречаются в земной коре в основном в составе соединений?

Помогают решить эту проблему вспомогательные вопросы: В какой форме металлы могут встречаться в природе? От чего зависит форма нахождения металла в природе?

Доказательство и применение найденного решения: ознакомление школьников с содержанием в земной коре остальных элементов семейства. Так, литий также встречается в природе в составе минералов (амблигонит – LiAl(PO4)F, сподумен – LiAl(Si2O6) и др.; но его содержание очень незначительно. Рубидий и цезий являются спутниками калия в минералах и соляных пластах. Их содержание также невелико. Так, карналлит KCl∙MgCl2∙6H2O включает лишь 0,015-0,04 % рубидия, а цезия – ещё меньше (на слайде 5 – изображения минералов).

Вторая учебная проблема: содержатся ли щелочные металлы в живых организмах? О роли какого элемента данного семейства в жизнедеятельности растений вам уже известно? Как вы думаете, содержатся ли щелочные металлы в организме человека? Какова роль щелочных металлов в организме человека?

Наибольшее значение для жизнедеятельности человека имеют натрий и калий. Они активируют множество ферментов, играют важную роль в осмотическом балансе, стабилизируют структуру нуклеиновых кислот. Особо следует подчеркнуть значение катионов натрия и калия для передачи нервных импульсов при сокращении мышц и работе внутренних органов. Нарушение баланса этих катионов может привести к весьма плачевным последствиям, например, к сбою сердечного ритма и смерти (соответствующие иллюстрации на слайде 6).

В отличие от натрия и калия литий является токсичным элементом. Тем не менее, он накапливается в печени и лёгких. Его физиологическая роль до конца не ясна.

2.5. Физические свойства щелочных металлов – время 5 мин.

Физические свойства щелочных металлов рассматриваются на примере натрия и (если имеется) лития. Учащимся демонстрируем образец натрия, извлечённый непосредственно из керосина, и кусочек натрия, зачищенный от оксидной пленки. Объясняем, что литий, в отличие от других щелочных металлов, хранят в вазелине, поскольку он всплывает в керосине в силу своей малой плотности. Представляем фотографии других металлов (слайд 7).

Обсуждаем другие свойства щелочных металлов, для чего используется соответствующая таблица (слайд 8).

Таблица Физические свойства щелочных металлов

Название	Обозначение	Ar	Tплавл.0C	Tкип.0C	r (г/см3)
Литий	Li	6,9	180,5	1370	0,54
Натрий	Na	23,0	98	883	0,97
Калий	K	39,1	63,5	760	0,86
Рубидий	Rb	85,5	39,9	696	1,52
Цезий	Cs	132,9	28	685	1,9

2.6. Химические свойства щелочных металлов – время 15 мин.

Зная общие химические свойства металлов, можно прогнозировать свойства щелочных металлов. Предлагаем учащимся схему, на основе которой можно составить уравнения реакций с участием, например, натрия (слайд 9):

Объясняем, что литий, натрий и калий загораются при нагревании, а рубидий и цезий способны загораться при температуре 20-250С, при этом натрий и калий образуют пероксиды Na2O2 и K2O2 и супероксиды NaO2 и KO2. В пероксидах щелочные металлы проявляют свою обычную степень окисления, а кислород имеет степень окисления равную –1.Только литий образует оксид Li2O непосредственно при взаимодействии с кислородом. Для всех случаев составляем химические уравнения. Делаем вывод об изменении активности щелочных металлов по отношению к кислороду:

Li Na K Rb Cs

 

Окисляемость на воздухе возрастает

Учащиеся составляют уравнения других реакций с участием натрия в соответствии с предложенной схемой. Во всех случаях отмечается изменение степени окисления натрия от 0 до +1.

В указанном выше направлении возрастает и скорость взаимодействия щелочных металлов с водой. Ставим перед учащимися проблемный вопрос: какой из щелочных металлов будет активнее всех взаимодействовать с водой? Какой металл более активный – натрий или литий? Отвечая на вопросы, учащиеся должны привлечь знания о строении атомов этих элементов.

Для доказательства вывода о большей активности натрия по сравнению с литием, демонстрирует опыт «Взаимодействие лития и натрия с водой». Опыт проводится в широкой стеклянной чашке с соблюдением необходимых требований техники безопасности. Если такой возможности нет, то показывается видеозапись данного опыта (см. CD).

Для подтверждения того, что натрий вытесняет из воды водород, проводим повторно реакцию натрия с водой, но уже в пробирочном варианте, поджигая выделяющийся водород горящей лучинкой и доказывая образование щелочи с помощью раствора фенолфталеина.

Далее демонстрируем взаимодействие натрия с концентрированной соляной кислотой, в ходе которого доказываем образование водорода и обнаруживаем хлорид натрия по появлению кристаллов (необходимо учесть, что кроме хлорида натрия образуется и гидроксид натрия).

Для обеих реакций учащиеся самостоятельно составляют уравнения и электронные балансы.

В завершение напоминаем учащимся, что впервые сумел не только получить щелочные металлы, но и изучить некоторые их химические свойства английский химик Г. Дэви (демонстрируется портрет учёного на слайде 10).

3. Заключение – время 5 мин.

Обобщение по химическим свойствам щелочных металлов проводим форме беседы, предлагая следующие вопросы:

Что общего в строении атомов щелочных металлов?

Как это отражается на их химических свойствах?

С какими веществами взаимодействуют щелочные металлы?

Как изменяется активность в группе щелочных металлов при переходе от лития к францию? Почему?

Какие щелочные металлы тонут в воде?

Какой щелочной металл имеет самую высокую и самую низкую температуру плавления?

Как объяснить, что химически менее активный литий в электрохимическом ряду напряжений металлов стоит перед натрием?

4. Домашнее задание: § 16, с.84 – 87, упр.1 – 3, 6. Время – 2 мин.