Серная кислота и ее соли

Урок-путешествие • 9 класс

Цели. Систематизировать и расширить знания учащихся по данной теме; применить на практике знания и умения; развить экспериментально-исследовательские и творческие навыки; воспитать культуру работы в группах.

Форма организации учащихся – групповая (четыре группы).

Оборудование и реактивы. Карты-инструкции с заданиями, два химических стакана, предметный столик, асбестовая сетка, спиртовка, штатив металлический, серная кислота, (концентрированная и разбавленная), лучина, сахарная пудра, медь, изделия из гипса и гипсоплита, сульфат меди(II), едкий натр, почвенные вытяжки, кристаллы медного купороса, железо, метилоранж, хлорид бария.

Оформление доски. Герб с формулой серной кислоты, два плаката:

ХОД УРОКА

Учитель. В славном царстве Химия жили интересные Кислоты, все разные. Все разные, да все особенные. Образуются они все по-разному, и все по-своему. А отправляемся мы с вами в путешествие по славному царству кислотному, в гости к Кислотушке, которая так о себе молвит: «Мои бабушка и дедушка были простыми и добрыми. Она была прекрасной желтоволосой, когда выходила замуж. Воды не любила страх! Если ее выкупать, всегда выходила сухой из воды. Он был из старинного рода, сам легкий, свежий, прозрачный. Она так любила его, что от любви и сгорела. Здесь появился мой батюшка – их сын. Я родилась от его второго брака. Даже вступив во второй брак, он не изменил своего ядовитого характера, хотя и значительно потяжелел. Моя матушка – прозрачная, подвижная, живая. А кто же я?»

Кто же особа, о которой мы говорим, и кто ее родственники?

Ученики отвечают на вопрос и составляют генетический ряд:

Учитель. Мы с вами отправляемся в гости к Кислоте Серной, чтобы лучше узнать о ней и ее деточках. А для этого разделились мы с вами на группы исследовательские. На столах у вас карты-инструкции, а по ходу урока вы будете составлять свои путевые заметки.

Итак, серная кислота, химическая формула – Н₂SO_4. Проставляем степени окисления элементов и устанавливаем, что же произошло с cерой.

Ученики отвечают, что сера, отдав шесть электронов, приобретает степень окисления плюс шесть, т.е. серная кислота – сильный окислитель.

Учитель. А следовательно, какие правила техники безопасности надо соблюдать при встрече с ней?

Ученики рассказывают о правилах техники безопасности.

Остановка первая – «Классификационная»

Учитель. Классифицируйте вещество H₂SO₄. Поясните, как по химической формуле определить, что это: а) кислота; б) двухосновная кислота;
в) кислородсодержащая кислота.

Задание. Составьте графическую формулу и назовите соединение:

группа 1 – H₂SO₄;

группа 2 – NaHSO₄;

группа 3 – Na₂SO₄.

Задание группе 4. Запишите уравнение диссоциации серной кислоты.

Ответы на задания

Учитель. Мы продолжаем наше путешествие.

Остановка вторая – «Портретная»

Сера горит голубым пламенем

Учитель. Чистая серная кислота похожа на бесцветную жидкость, маслянистую, тяжелую, гигроскопичную, применяемую для осушения газов. Но коварная она, эта кислота, и требует знания правил: чтобы воду в кислоту не вливали, а тонкой струйкой вливали кислоту в воду чистую, а полученный раствор постоянно перемешивали.

Какие наиболее характерные свойства серной кислоты вы можете отметить? Можно ли ее оставлять открытой на воздухе? Как приготовить раствор серной кислоты? Предложите способ изготовления «химической грелки» с помощью серной кислоты.

Ученики отвечают, что плотность серной кислоты равна 1,92 г/см³, она гигроскопична (водоотнимающие свойства), имеет низкую летучесть
(t_кип = 296 °С).

Демонстрации

Опыт 1. В химический стакан с концентрированной серной кислотой опускаем лучину. Наблюдаем медленное обугливание лучины.

Опыт 2. В химический стакан емкостью 100–150 мл насыпаем примерно 20 г сахарной пудры. Ставим стакан на асбестовую сетку. В пробирку наливаем 7–8 мл концентрированной серной кислоты, слегка нагреваем на спиртовке (до 40–50 °С), вливаем кислоту в стакан с сахарной пудрой и быстро размешиваем смесь стеклянной палочкой. Через несколько секунд происходит энергичное обугливание и вспучивание сахарной массы.

Под действием серной кислоты сахар обугливается и вспенивается

Остановка третья – «Металлическая»

Ученики по группам выполняют задания, указанные в картах-инструкциях.

Задание группе 1. Экспериментальным путем установите, будет ли реагировать разбавленная серная кислота с медью и железом. Уравнения возможных реакций рассмотрите с точки зрения окисления-восстановления (составить электронный баланс). Укажите окислитель и восстановитель.

Задание группе 2. Запишите уравнение реакции концентрированной серной кислоты с барием. Составьте электронный баланс. Укажите окислитель и восстановитель.

Задание группе 3. Запишите уравнение реакции концентрированной серной кислоты с магнием. Составьте электронный баланс. Укажите окислитель и восстановитель.

Задание группе 4. Запишите уравнение реакции концентрированной серной кислоты с серебром. Составьте электронный баланс. Укажите окислитель и восстановитель.

Затем учащиеся делают вывод о том, что при взаимодействии разбавленной серной кислоты с металлами окислителем является катион водорода, тогда как при взаимодействии концентрированной серной кислоты с металлами окислитель – сульфат-ион.

Остановка четвертая – «Электролитная»

Задание А. Подчеркните формулы веществ, с которыми будет реагировать разбавленная серная кислота:

SO₂, Al(OH)₃, FeO, NaNO₃, CaCO₃, BaCl₂, Cu(OH)₂.

Задание В ( по группам).

Группа 1. Опытным путем докажите качественный состав серной кислоты.

Группа 2. Докажите опытным путем, что выданный вам ядохимикат, применяемый для борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур, – сульфат меди(II).

Группа 3. С помощью какого реактива можно отличить друг от друга два удобрения – КСl и К₂SO₄? Ответ обоснуйте.

Группа 4. В пронумерованных пробирках находятся почвенные вытяжки. Исследуйте их на содержание сульфатов и сделайте вывод.

После выполнения заданий обсуждаются полученные результаты.

Остановка пятая – «Практическая»

Представители групп демонстрируют выращенные к уроку кристаллы медного купороса, фигурки, изготовленные из гипса, по результатам работы с дополнительной литературой сообщают о применении серной кислоты и ее солей.

Ученики. Купоросами в прошлые века называли сульфаты железа(II), меди(II), цинка и некоторых других металлов, содержащие химически связанную «кристаллизационную воду». Железный купорос FеSО₄•7Н₂O применяли раньше для лечения чесотки, гельминтоза и опухолей желез, в настоящее время используют для борьбы с сельскохозяйственными вредителями.

Медный купорос CuSO₄•5Н₂O широко используют в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями растений.

«Глауберова соль» Nа₂SO₄•10Н₂O была получена немецким химиком И.Р.Глаубером при действии серной кислоты на хлорид натрия, в медицине ее используют как слабительное средство.

«Бариевая каша» BaSO₄ обладает способностью задерживать рентгеновские лучи в значительно большей степени, чем ткани организма. Это позволяет рентгенологам при заполнении «бариевой кашей» полых органов определить в них наличие анатомических изменений.

Гипс СаSO₄•2Н₂O находит широкое применение в строительном деле, в медицинской практике для накладывания гипсовых повязок, для изготовления гипсовых скульптур.

Кристаллы гипса CaSO4•2H2O

Затем учитель предлагает учащимся зачитать свои «путевые заметки».

Ученики.

Однажды во царстве да химическом
Жила-поживала себе Серная Кислота.
Была та кислота бесцветная,
тяжелая и маслянистая.
Обладала та кислотушка необычайной
                                      силушкой –
Необычайной силушкой обугливания.
Избегали ее все органические вещества.
Избегали да разбегалися,
Крики, вопли поднималися!
Во дворце во своем
Гуляла Серна Кислотушка,
Да ни о чем не думая.
Но вот гонец-молодец,
Да Кислотный Остаточек
Принес плоху весточку.
Та-то весточка такова была,
Что во царстве-то человеческом
Да неопытная девочка
Н₂О влила в Н₂SO₄-то,
Да обожгла себе чудо-личико.
Ну а вы навсегда запомните:
Надо Н₂SO₄ потихоньку вливать в водиченьку
Да при этом еще и размешивать!
В печи для обжига пирит
В потоке воздуха кипит,
Получится сернистый газ.
Его очистят много раз,
Потом добавят кислород,
И газовая смесь пойдет
В контактный аппарат.
Контакт? Готово, есть контакт!
Продукт конечный поглощают
И наконец-то получают
Прекрасный чистый олеум.

Загадки

Это серное соединение,
Для него найдется применение:
Его больные выпивают,
И их рентгеном облучают.
На мониторе язва выявляется.
Как соединенье называется?

(Сульфат бария BaSO₄.)

Применение нашел в скульптуре,
А также и в архитектуре.
Кто-то руку поломает,
Он при травме помогает,
И для дома плиты льют.
Ну так, как его зовут?

(Гипс СaSO₄•2Н₂О.)

В заключение урока проводится рефлексия: учащиеся отвечают на вопросы учителя по теме урока.

Н.М.ЯКОВЛЕВА,
учитель химии школы № 50
(г. Калининград)