Переходные металлы –
хром, медь, серебро

Конспект открытого урока • 11 класс

Формируемые умения. Выполнять следующие операции: анализ, сравнение, систематизацию, синтез, обобщение.

Вопросы воспитания. Развивать самостоятельность суждений, умение быстро и точно организовать свой учебный труд, работать с книгой в условиях класса, анализировать свои способности, поощрять стремление к самосовершенствованию.

ХОД УРОКА

Рассматривается электронное строение атомов переходных металлов, по ходу которого учитель задает вопросы.

1. Объясните аномальное заполнение электронных орбиталей атомов хрома, меди, серебра.

Запись на доске:

2. Укажите особенности электронного строения d-элементов.

3. Составьте шкалу степеней окисления хрома, проявляемых им в соединениях.

Запись на доске составляется учителем и учениками.

Учитель. Характерным свойством соединений хрома Cr(+6) является их высокая окислительная способность. Хроматы и дихроматы широко используются в лабораторной практике. Проведем оригинальный опыт, который называется «Вулкан». Опишите свои наблюдения, составьте уравнение протекающей реакции.

Ученик записывает на доске:

Электронный баланс:

• Задача (мысленный эксперимент). Имеются две соли – А и В. Соль А – оранжевая, хорошо растворимая в воде, ее раствор окрашивает пламя в фиолетовый цвет. Эта соль – окислитель, при взаимодействии с восстановителем в кислой среде оранжевая окраска раствора меняется на зеленую. Соль В – белая, при нагревании она разлагается на газообразные продукты. Раствор соли при взаимодействии с раствором АgNO₃ дает белый творожистый осадок. Сухие соли А и В при нагревании реагируют между собой. Определите соли А и В. Составьте уравнение реакции между этими солями.

Решение

Окрашивают пламя в фиолетовый цвет ионы калия, оранжевый цвет соли А придают дихромат-ионы, следовательно, соль А – дихромат калия K₂Cr₂O₇.

В составе соли В есть хлорид-ионы, т. к. именно они с нитратом серебра дают белый творожистый осадок. Соль (хлорид), разлагающаяся при нагревании на газообразные продукты, – это хлорид аммония NH₄Cl.

Уравнение реакции солей А и В:

• Задача (объяснение наблюдаемого явления). К выданному вам раствору хромата калия прилейте несколько капель серной кислоты. Как и почему изменилась окраска раствора? Составьте уравнение реакции в ионном виде.

Ответ.

• Проблемный вопрос. Могут ли давать реакцию «серебряного зеркала» неорганические восстановители? (Вспомните, какой реагент используется в качественной реакции на альдегиды.)

Ответ. В реакции «серебряного зеркала» атомы серебра в оксиде Ag₂O понижают степень окисления от +1 до 0 (восстанавливаются), образуя «зеркало» осаждающегося на стекле серебра. Атомы другого реагента, например серы в Na₂SO₃ или углерода в HCHO, повышают свои степени окисления (окисляются). Уравнения реакций:

В ы в о д. В одной и другой реакции из оксида серебра под действием восстановителя образуется металлическое серебро. Восстановителем может быть как альдегид (органическое соединение), так и сульфит натрия (неорганическое соединение).

Приведенный пример показывает, что только всесторонний анализ, опирающийся на взаимосвязь эксперимента с его теоретической базой, дает возможность целостного подхода к изучаемому явлению. Порядок действий и мыслительных операций при ответе на различные вопросы такой: теория проблема эксперимент вывод.

• Задача (осно'вные соли). Какие вещества будут образовываться при сливании растворов солей CuSO₄ и Na₂CO₃, имеющих противоположный тип гидролиза? Напишите полное и краткое ионные уравнения этой реакции, считая, что образуется гидроксокарбонат меди(II). Объясните причину образования осно'вной соли. Обратите внимание на образование бирюзового осадка, сравните его цвет с зеленым цветом минерала малахита.

Решение

Уравнения электролитической диссоциации исходных солей в их водных растворах:

Образование малодиссоциирующих ионов:

Молекулярное уравнение реакции:

2CuSO₄ + 2Na₂CO₃ + H₂O = (CuOH)₂CO₃ + CO₂ + 2Na₂SO₄.

Краткое ионное уравнение реакции:

Отметим, что в зависимости от условий проведения опыта (концентрация реагентов, температура) иногда одновременно с осно'вными солями образуются и нерастворимые гидроксиды. Схематически этот процесс можно записать так:

CuOH⁺ + OH^– = Cu(OH)₂.

Л и т е р а т у р а

Гузей Л.С., Суровцева Р.П. Химия. 10 класс. М.: Дрофа, 1998; Кузьменко Н.Е., Еремин В.В., Попков В.А. Химия. Для школьников старших классов и поступающих в вузы. Учебное пособие. М.: Дрофа, 1995.

Г.С.НОВИКОВА, учитель химии
(г. Ростов, Ярославская обл.)