Серная кислота

Серная кислота
Н. Л. Мирошниченко, учитель химии
Тема рассчитана на два урока, поэтому особенно пригодится учителям, работающим
по модульной системе.
Цели: сформировать понятие о физических и химических свойствах серной кислоты;
ознакомить учащихся со специфическими свойствами серной кислоты; совершенствовать
навыки лабораторного эксперимента, учить анализировать, делать выводы; формировать
навыки самостоятельной работы; воспитывать необходимость творческого самовыражения,
расширять кругозор учащихся.
Оборудование и материалы: ряд активности металлов, таблица растворимости, общая схема
химических свойств кислот, карточки с заданиями для трех групп, компьютер, диск со слайдшоу «Применение сульфатов»; концентрированная вода, термометр, железный гвоздь,
сахарная пудра, опилки, бумага, реактивы для полумикроанализа.
Тип урока: получения новых знаний с использованием модульной организации обучения.
Ход урока
I. Мотивационный мини-модуль
Учитель. На уроке мы будем изучать свойства сильной неорганической кислоты. Объемы
производства серной кислоты свидетельствуют об уровне индустриализации любой страны,
так как огромные ее количества необходимы во всевозможных отраслях промышленности.
Мы завершаем изучение соединений серы согласно генетическому ряду. (Предлагает
записать тему урока.)
(запись на доске под темой урока)
Ожидаемые результаты:
ученики изучат свойства серной кислоты;
убедятся в том, что изучение нового материала — процесс творческий;
поймут, что необходимую информацию интереснее и проще получать, работая
совместно. (Запись на доске)
1
Блиц-опрос
1) Молекулярная формула серной кислоты;
2) структурная формула серной кислоты;
3) степень окисления серы в серной кислоте;
4) тип химической связи в молекуле серной кислоты.
Химический диктант
1. На какие катионы и анионы диссоциируют молекулы кислот?
2. На какие катионы и анионы диссоциируют соли?
3. Возможные степени окисления серы в соединениях.
4. Какой оксид в результате взаимодействия с водой образует серную кислоту?
5. Запишите два вида анионов солей серной кислоты.
6. Из перечня веществ выберите те, с которыми не может взаимодействовать разведенная
а) основной оксид;
б) основание;
в) кислота;
г) соль;
д) кислотный оксид;
е) амфотерный оксид,
ж) металл.
7. Согласно правилам техники безопасности, необходимо доливать:
а) серную кислоту в воду;
б) воду в серную кислоту.
8. Используя таблицу растворимости, выпишите формулы нерастворимых солей серной
кислоты.
9. Как называется реакция, при помощи которой можно установить качественный состав
вещества?
10. Как называют реакцию, которая происходит с выделением тепла?
11. Запишите формулу иона гидроксония.
(Учащимся предлагают в парах обменяться выполненными заданиями для взаимной
проверки. Учитель оглашает правильные ответы химического диктанта для
корректировки.)
2
II. Содержательно-поисковый мини-модуль
Ученикам предлагают подготовить таблицу в рабочей тетради для создания мини-конспекта
о свойствах серной кислоты.
По рядам, на каждую парту, заранее раскладывают задачи.
Эксперты к уроку выполнили соответствующие опережающие задачи.
Образец таблицы
Свойства
(разбавленная)
Свойства
(концентрированная)
Ключи
Свойства
(разбавленная)
Заполнить согласно ответам в
Свойства
(концентрированная)
H 2 SO4 конц.
игре «Да или нет» (см. ниже)
nH 2 O
H 2 SO4 конц.
2 H 2 SO4 конц.
2H2 SO4 конц.
Cu
C12 H22O11
SO2
2SO2
H 2 SO4 nH 2O
Fe
CuSO4
2H 2O
13H2O CO2
11C
Учитель. Серная кислота в разведенном и концентрированном состоянии существенно
отличается по свойствам, поэтому конспект, записанный вами, будет состоять из двух
частей, заполнив которые, вы будете иметь возможность сравнить свойства
различной
концентрации.
Концентрированная
— маслянистая жидкость плотностью 1,83 г/мл (98,3 %),
бесцветная, прозрачная, хорошо растворимая в воде, почти нелетучая, очень гигроскопичная.
Разведенная серная кислота проявляет свойства, подобные другим неорганическим
кислотам. Чтобы вспомнить эти свойства, используем раздаточный материал «Общая схема
химических свойств кислот».
Групповая работа
Ученики по рядам объединены в группы, каждая из которых получает задание. Учитель
предлагает игру «Да или нет»: если школьники отвечают на вопросы «да», то в левую часть
конспекта записывают соответствующее уравнение реакции в молекулярной форме; под
записью реакции ученики оставляют место для работы дома — записи ионных уравнений.
Эксперты начинают контролировать работу в группах, оказывая помощь при необходимости.
3
Тексты заданий для работы в парах, по группам (рядам)
Группа 1, ряд 1
1) Эта кислота бескислородная.
2)
относится к двухосновным кислотам (реакция
электролитической диссоциации).
3) Взаимодействует с
4) Взаимодействует с
5) Взаимодействует с
6) Взаимодействует с Zn.
7) Взаимодействует с
8) Взаимодействует с
9) Взаимодействует с
10) Изменение окраски индикатора метилоранжа свидетельствует о
наличии в растворе ионов
Группа 2, ряд 2
1) Эта кислота кислородсодержащая.
2)
относится к двухосновным кислотам (реакция
электролитической диссоциации).
3) Взаимодействует с
4) Взаимодействует с
5) Взаимодействует с
6) Взаимодействует с Al.
7) Взаимодействует с
8) Взаимодействует с
9) Взаимодействует с
10) Изменение окраски индикатора метилоранжа свидетельствует о
наличии в растворе ионов
4
Группа 3, ряд 3
1) Эта кислота бескислородная.
2)
относится к двухосновным кислотам (реакция
электролитической диссоциации).
3) Взаимодействует с
4) Взаимодействует с
5) Взаимодействует с
6) Взаимодействует с Са.
7) Взаимодействует с
8) Взаимодействует с
9) Взаимодействует с
10) Изменение окраски индикатора лакмуса свидетельствует о наличии
в растворе ионов
Учитель. Концентрированная
в случае смешивания с водой выделяет большое
количество тепла (демонстрация изменения температуры во время приготовления
не взаимодействует с железом (демонстрация — железный гвоздь в
Взаимодействуя с металлами, она никогда не образует водород (сера
восстанавливается до соединения со степенью окисления +4, 0, –2, в зависимости от
активности металла), очень гигроскопична, отбирает воду у многих органических веществ
(демонстрация — «обугливание» сахарозы, древесины, бумаги).
Все реакции учитель записывает на доске, а ученики — в правой части конспекта.
Учитель. Серная кислота и все ее соли дают качественную реакцию на ион.
Ученикам предлагают выполнить лабораторное исследование по определению сульфатов.
Лабораторная работа «Определение сульфатов»
(Метод полумикроанализа)
Оборудование и материалы: растворы
метилоранжа,
подставка для капельного метода анализа.
Ход работы
Обсуждение правил безопасности во время выполнения работы.
5
Добавление исследуемых растворов серосодержащих веществ в подставку для
капельного метода анализа.
Добавление в каждый реагент раствора
Наблюдение изменений.
Выводы.
III. Адаптивно-преобразующий модуль
Учитель. Широко применяют не только серную кислоту, но и ее соли — сульфаты и
гидросульфаты.
Творческая группа учащихся класса в течение месяца работала над темой «Применение
сульфатов ». Ученики собирали и обрабатывали информацию по использованию сульфатов в
сельском хозяйстве, медицине, промышленности. Результатом их работы является слайдшоу.
(Презентация слайд-шоу)
Тексты к слайдам
Слайд 1. Фото изделий с гальванопокрытием.
Слайд 2. Для нанесения на изделия с металлическим покрытием используют растворы с
концентрацией 240 г/л, раствор
с концентрацией 120 г/л.
Слайд 3. Заставка «А что же это?»
Слайд 4. Гальваническое покрытие — это пленка металла толщиной от долей сантиметра до
десятых долей миллиметра, которую наносят методом электрического осаждения на
поверхность металлических изделий. Это покрытие защищает от коррозии и механического
износа, а также придает поверхности специальные химические, физические и эстетические
свойства.
Слайд 5. Гальванотехника — осаждение на катоде (им является металлическое изделие)
положительно заряженных ионов металлов из водных растворов их солей при пропускании
через все растворы постоянного электрического тока.
Слайд 6. Фото лаборатории фармакологического факультета мединститута.
Слайд 7.
— барий сульфат. Это инертное вещество, нерастворимое в воде, безвредное
для человеческого организма. В медицине используют для получения рентгеновских
снимков внутренних органов.
Слайд 8.
— сульфат кальция (гипс). Широко используют в медицине для
гипсовых повязок при переломах костей.
6
Слайд 9.
— глауберова соль. Впервые в XVIII веке ее открыл И. Глаубер. Это
вещество применяют в медицине как слабительное лекарство.
Слайд 10.
— сульфат магния (магнезия). Применяют как слабительное, желчегонное
средство, лекарство против столбняка, кори, при гипертонии, судорогах различного
происхождения.
Слайд 11.
— сульфат цинка. Входит в состав глазных капель как средство для
лечения конъюнктивитов.
— сульфат марганца. Применяют для лечения атеросклероза.
— сульфат железа. В медицине применяют для лечения анемии, при слабости и
истощении организма.
Слайд 12. Сера — элемент, необходимый растениям для построения белков. Растения
получают его из почвы в виде сульфатов. Это звено в цепи круговорота серы в природе
по схеме:
сульфат → белки → сероводород
(растение) (гнилостные бактерии)
Слайд 13. Сульфатные минеральные удобрения — бесцветные кристаллические вещества,
хорошо растворимые в воде.
Слайд 14. Растения забирают из почвы примерно столько же серы, сколько и фосфора,
поэтому в сельском хозяйстве используют минеральные удобрения:
Слайд 15. Клевер, например, извлекает из почвы значительно больше серы, чем фосфора.
Слайд 16. В случае обнаружения недостатка в почве серы в качестве серного удобрения
применяют гипс. Гипсование используют также для устранения щелочности, создаваемой
карбонат-ионами, и улучшения структуры почв.
Слайд 17. Наиболее распространенным в природе сульфатным минералом является гипс
Слайд 18. Фото вещества сульфата меди(II) и изображение структуры этого вещества.
Слайд 19. В строительстве водный раствор сульфата меди применяют для нейтрализации
протечек, ликвидации пятен ржавчины во время ремонта квартир, для удаления выделений
солей («высолов») с кирпичных, бетонных и оштукатуренных поверхностей, а также как
средство для предотвращения гниения древесины.
Слайд 20. Сульфат меди(II)
— бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде.
Однако из водных растворов кристаллизуется голубой пентагидрат
купорос. При хранении бесцветных кристаллов
7
— медный
на воздухе они становятся голубыми.
Благодаря этому свойству сульфат меди(II) иногда используют как индикатор влажности
помещения.
Слайд 21. Гипс — минерал класса сульфатов, имеет формулу
Волокнистую
разновидность гипса называют селенит, а зернистую — алебастр. В алебастре меньше
кристаллизационной воды —
Слайд 22. Алебастр используют в строительстве как вяжущее вещество для оштукатуривания
стен и потолков в зданиях с относительной влажностью не более 60 %, в производстве
гипсовых перегородочных панелей, листов сухой штукатурки, гипсокартона,
вентиляционных коробов, арболита, гипсоволоконных и гипсостружечных плит. При
смешивании с водой алебастр быстро затвердевает, снова превращаясь в гипс.
Слайд 23. Фото лепнины.
Слайд 24. Фото вещества сульфата бария и изображения этого вещества.
Слайд 25. При производстве некоторых огнеупорных материалов также используют
сульфаты. Огнеупорные материалы — это материалы, применяемые для металлургических
процессов (плавление, отжиг, обжиг, испарение и дистилляция), конструирования печей,
высокотемпературных агрегатов (реакторы, двигатели, конструкционные элементы и др.).
Слайд 26. Сульфаты можно использовать как белые наполнители для пластмасс, а также как
компонент буровых растворов для увеличения их плотности.
ІV. Системно-обобщающий мини-модуль
Учитель. Для закрепления материала учащимся предлагают игру «Найди меня». В рабочих
папках, разложенных на каждой парте, есть задача для игры: можно ли получить вещество из
правого столбца таблицы, используя вещество из левой колонки, если вторым реагентом
будет разведенная серная кислота?
Эксперты должны проконтролировать правильность выполнения задания.
Mg
Hg
8
H 2 SO4 разв.
После окончания работы учащимся предлагается ответить на вопрос:
1) Какие свойства
H 2 SO4 конц.
позволяют использовать ее как осушитель?
H 2 SO4 конц. очень гигроскопична)
2) Почему
H 2 SO4 конц.
можно транспортировать в железных емкостях?
H 2 SO4 конц. не взаимодействует с железом)
3) Почему лучина, смоченная в
при нагревании обугливается?
(При нагревании вода испаряется, и кислота превращается из разбавленной в
концентрированную — очень гигроскопичное вещество, что и приводит к обугливанию.)
V. Контрольно-рефлексивный мини-модуль
Учитель обращает внимание учащихся на запись «Ожидаемые результаты» и предлагает
подумать и высказаться относительно реализации поставленных задач. Эксперты сдают
учителю для проверки работы учащихся (химический диктант) и докладывают о наиболее
активных школьниках, заслуживающих поощрительные баллы.
Учитель. Вы ознакомились с результатами работы над проектом «Применение сульфатов». В
качестве домашнего задания предлагаю вам подготовить сообщения о профессиях в
химической промышленности (составить слайд-шоу), связанных с применением сульфатов, а
также записать все реакции обмена, о которых шла речь на уроке, в ионной форме.
9