Урок химии для 11 класса по теме «Основные классы неорганических соединений» (стр. 3 )

Оборудование: информационный лист «Основания», карта проекта по основаниям, поднос с приборами и реактивами к опытам (Оборудование: штатив, пробирки, колба с водой, фарфоровые чашки, шпатель. Реактивы: универсальный индикатор, оксид кальция, гидроксид кальция (тв.), нитрат аммония (тв.) вода, фенолфталеин)

Основные гидроксиды

(информационный лист)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Осно́вные гидрокси́ды — это сложные вещества, которые состоят из атомов металла или иона аммония и гидроксогруппы (—OH) и в водном растворе диссоциируют с образованием анионов ОН− и катионов. Название основания обычно состоит из двух слов: слова «гидроксид» и названия металла в родительном падеже (или слова «аммония»). Хорошо растворимые в воде основания называются щелочами.

Получение

Взаимодействие сильноосновного оксида с водой позволяет получить сильное основание или щёлочь.

CaO + H2O = Ca (OH)2

Слабоосновные и амфотерные оксиды с водой не реагируют, поэтому соответствующие им гидроксиды таким способом получить нельзя.

Гидроксиды малоактивных металлов получают при добавлении щелочи к растворам соответствующих солей. Так как растворимость слабоосновных гидроксидов в воде очень мала, гидроксид выпадает из раствора в виде студнеобразной массы.

CuSO4 + 2NaOH=Cu(OH)2 ↓ + Na2SO4

Также основание можно получить при взаимодействии щелочного или щелочноземельного металла с водой.

2Na + 2 H2O = 2NaOH + H2↑

Гидроксиды щелочных металлов в промышленности получают электролизом водных растворов солей:

2NaCl + 2H2O = 2NaOH +Cl2↑+ H2↑

Некоторые основания можно получить реакциями обмена:

Li2SO4 + BaCl2=2LiOH+BaSO4

Основания металлов встречаются в природе в виде минералов, например: гидраргиллита Al(OH)3, брусита Mg(OH)2.

Классификация

Основания классифицируются по ряду признаков.

1.  По растворимости в воде.

Растворимые основания (щёлочи): гидроксид лития LiOH, гидроксид натрия NaOH, гидроксид калия KOH, гидроксид бария Ba(OH)2, гидроксид стронция Sr(OH)2, гидроксид цезия CsOH, гидроксид рубидия RbOH.

Практически нерастворимые основания: Mg(OH)2, Ca(OH)2, Zn(OH)2, Cu(OH)2, Al(OH)3, Fe(OH)3, Be(OH)2.

Другие основания: NH3·H2O

Деление на растворимые и нерастворимые основания практически полностью совпадает с делением на сильные и слабые основания, или гидроксиды металлов и переходных элементов. Исключение составляет гидроксид лития LiOH, хорошо растворимый в воде, но являющийся слабым основанием.

2.  По количеству гидроксильных групп в молекуле.

Однокислотные (гидроксид натрия NaOH)

Двукислотные (гидроксид меди(II) Cu(OH)2)

Трехкислотные (гидроксид железа(III) Fe(OH)3)

3.  По летучести.

Летучие: NH3, CH3-NH2

Нелетучие: щёлочи, нерастворимые основания.

4.  По стабильности.

Стабильные: гидроксид натрия NaOH, гидроксид бария Ba(OH)2

Нестабильные: гидроксид аммония NH3·H2O (гидрат аммиака).

5.  По степени электролитической диссоциации.

Сильные (α > 30 %): щёлочи.

Слабые (α < 3 %): нерастворимые основания.

6.  По наличию кислорода.

Кислородсодержащие: гидроксид калия KOH, гидроксид стронция Sr(OH)2

Бескислородные: аммиак NH3, амины.

7.  По типу соединения:

Неорганические основания: содержат одну или несколько групп - OH.

Органические основания: органические соединения, являющиеся акцепторами протонов: амины, амидины и другие соединения.

Номенклатура

По номенклатуре IUPAC неорганические соединения, содержащие группы - OH, называются гидроксидами. Примеры систематических названий гидроксидов:

NaOH — гидроксид натрия

TlOH — гидроксид таллия(I)

Fe(OH)2 — гидроксид железа(II)

Химические свойства

·  В водных растворах основания диссоциируют, что изменяет ионное равновесие:

KOH ↔ K+ + OH-

·  это изменение проявляется в цветах некоторых кислотно-основных индикаторов:

лакмус становится синим,

метилоранж — жёлтым,

фенолфталеин приобретает цвет фуксии.

·  При взаимодействии с кислотой происходит реакция нейтрализации и образуется соль и вода:

LiOH + HCl = LiCl + H2O

Примечание: реакция не идёт, если и кислота и основание слабые.

·  При избытке кислоты или основания реакция нейтрализации идёт не до конца и образуются кислые или осно́вные соли, соответственно:

NaOH + H3PO4= NaH2PO4 + H2O

Fe(OH)2 + HCl = FeOHCl + H2O

·  Амфотерные основания могут реагировать с щелочами с образованием гидроксокомплексов:

NaOH + Al(OH)3 = Na[Al(OH)4]

·  Основания реагируют с кислотными или амфотерными оксидами с образованием солей:

2NaOH + Al2O3= 2 NaAlO2+ H2O

2NaOH + SiO2 = Na2SiO3 + H2O

·  Основания вступают в обменные реакции (реагируют с растворами солей):

CuSO4 + 2NaOH=Cu(OH)2 ↓ + Na2SO4

·  Слабые и нерастворимые основания при нагреве разлагаются на оксид и воду:

Cu(OH)2 ↓ = CuO+ H2O

·  Некоторые основания (Cu(I), Ag, Au(I)) разлагаются уже при комнатной температуре.

·  Основания щелочных металлов (кроме лития) при нагревании плавятся, расплавы являются электролитами.

Карта проекта:

№	Этапы проекта	Содержание проекта
1	Авторы проекта (Ф. И. участников групп)
2	Проблемная задача	решил получить богатый урожай на своем участке, поросшем хвощем. Так как почва была слишком бедная, он решил использовать азотные удобрения. Порывшись у себя в кладовой, Василий Петрович откопал аммиачную селитру, которую химики называют по-научному нитрат аммония. Чтобы растения хорошо росли на его участке с повышенной кислотностью почвы, садовод решил еще и внести в почву известь – пушонку, так называемый гидроксид кальция, но в запасах у садовода оказалась только негашеная известь (оксид кальция). С помощью нехитрых действий Василий Петрович получил из негашеной извести пушонку и, подсушив ее, распылил по всему участку, хорошо перемешав с нитратом аммония. Получит ли садовод хороший урожай? Ответ подтвердите экспериментальным путем. Проведите опыты, проделанные Василием Петровичем.
3	Цель проекта (создать, пронаблюдать, проанализировать, обобщить, установить взаимосвязи, исследовать, изучить и т. д.)
4	Задачи проекта (прочитать, подобрать, посмотреть, проанализировать, определить, научиться, провести, найти и т. д.)	1 2 3 4
5	Объект исследования (что изучаем?)
6	Предмет исследования (Какой процесс изучаем у объекта)
7	Гипотеза исследования (предположение)
8	Методы исследования (наблюдение, беседа, анкетирование, диагностирование, анализ, синтез, эксперимент и т. д.)
9	План проведения эксперимента	(Продумайте 1-2 опыта (исходя из предложенных реактивов), которые помогли бы решить поставленную проблемную задачу и подтвердить или опровергнуть вашу гипотезу. Составьте план проведения эксперимента) 1. 2. 3. 4. 5.
10	Проведение исследования	(Проведите эксперимент, запишите соответствующие уравнения реакций, исходя из проведенных исследований) 1. 2. 3. 4.
11	Результаты исследования	(Сделайте вывод о принадлежности данного вещества к классу соединений и предположение о его возможных свойствах, составьте уравнения реакции, на основании характерных реакций для данного класса соединений, составьте цепочку химических превращений с данным веществом)

Стол №3 «Кислоты»

Оборудование: информационный лист «Кислоты», карта проекта по кислотам, поднос с приборами и реактивами к опытам (Оборудование: штатив, пробирки Реактивы: универсальный индикатор, известковая вода, соляная кислота, лакмус, карбонат кальция)

Кислоты

(информационный лист)

Слова "кислота" и "кислый" не зря имеют общий корень. Растворы всех кислот на вкус кислые. Это не означает, что раствор любой кислоты можно пробовать на язык – среди них встречаются очень едкие и даже ядовитые. Но такие кислоты как уксусная (содержится в столовом уксусе), яблочная, лимонная, аскорбиновая (витамин С), щавелевая и некоторые другие (эти кислоты содержатся в растениях) знакомы вам именно своим кислым вкусом.

Все кислоты, независимо от их происхождения, объединяет общее свойство – они содержат реакционноспособные атомы водорода. В связи с этим кислотам можно дать следующее определение:

Кислота – это сложное вещество, в молекуле которого имеется один или несколько атомов водорода и кислотный остаток

.

Химические свойства неорганических и органических кислот.

Кислый вкус, действие на индикаторы, электрическая проводимость, взаимодействие с металлами, основными и амфотерными оксидами, основаниями и солями, образование сложных эфиров со спиртами — эти свойства являются общими для неорганических и органических кислот.

1. В воде кислоты диссоциируют на катионы водорода и анионы кислотных остатков, например:

Растворы кислот изменяют цвет индикаторов: лакмуса — в красный, метилового оранжевого — в розовый цвет фенолфталеина не изменяют.

2. Растворы кислот реагируют с металлами, стоящими в электрохимическом ряду напряжений левее водорода, при соблюдении ряда условий, важнейшим из которых является образование в результате реакции растворимой соли.