Я иду на урок

Важнейшие природные соединения серы

Конспект открытого урока

Образовательные задачи урока. Закрепить знания о свойствах серы; ознакомить учащихся с природными соединениями серы, используя экспонаты школьного геологического музея; расширить их познавательную и исследовательскую деятельность.
Межпредметные связи. Связь химии с другими науками: географией и геологией – происхождение и месторождения минералов; биологией и физиологией – значение серы и ее соединений для организма человека; историей – сведения об открытиях (даты); математикой – вычисление массовой доли.
Методы обучения. Беседа с учащимися, индивидуальный опрос у доски, самостоятельная работа учащихся с таблицей, учебная экскурсия по музею (рассказ учащихся-экскурсоводов), демонстрация опытов.
Оборудование и реактивы. На столах учащихся: таблицы-задания для самостоятельной работы учащихся, таблица растворимости.
На столе учителя – реактивы: твердые сульфиды Na₂S и Al₂S₃, раствор кислоты HCl, растворы солей BaCl₂ и Na₂SO₄, порошок серы.
Оформление стенда «Сегодня на уроке». Таблицы «Аллотропия серы», «Сера в организме человека», таблица-задание «Природные соединения серы».

ХОД УРОКА

Урок начинается с повторения изученного на предыдущем уроке материала о свойствах серы. Ответы у доски:

1-й ученик объясняет восстановительные свойства серы;
2-й ученик рассматривает окислительные свойства серы;
3-й ученик решает задачу: «Сколько граммов серы содержится в вашем организме, если масса тела равна 50 кг, а массовая доля серы составляет 0,16%?»

(Ответ. 80 г S.)

Учитель беседует с классом по следующим вопросам:

1. Какую биологическую функцию выполняет сера в нашем организме?
2. Какими физическими свойствами обладает кристаллическая сера?
3. Чем пластическая сера отличается от кристаллической?
4. Почему геохимик А.Е.Ферсман назвал серу «двигателем химической промышленности»?
5. Какова низшая валентность серы?
6. В каком виде встречается сера в природе (как простое вещество, как элемент)?

Учитель сообщает тему урока и подчеркивает, что ребята должны узнать и усвоить, чему научиться. Он приводит слова М.В.Ломоносова: «Нет ни единой руды, нет почти ни единого камня, который бы через взаимное с другим трение не дал от себя серного духу и не объявил тем самым ее в себе присутствие». Природные соединения серы встречаются в виде сульфидов (полисульфидов) и сульфатов. Ученые установили, что сульфиды в основном образуются в недрах земли при эндогенных процессах. Их насчитывается более 200 минералов. А сульфаты образуются в биосфере. Многие из них получаются при окислении сульфидов. Известно более 150 минералов – сульфатов.
Далее учитель приглашает учащихся в геологический музей (в соседний кабинет) и напоминает, что в ходе экскурсии они должны заполнить два столбца таблицы-задания. Экскурсию проводят двое учащихся из класса, заранее подготовленные.

Таблица-задание
(до экскурсии)

Природные соединения серы

Сульфиды

Сульфаты

Содержание экскурсии

Этот музей создавался на протяжении многих лет. Первые экспонаты появились в нем еще во время существования СССР. Они были привезены из разных уголков советских республик, таких, как Грузия, Казахстан, Азербайджан.Сегодня
мы хотим рассказать вам о сере, которая образует более 200 минералов. В нашем музее представлено много соединений серы, но мы остановимся на самых распространенных. Сначала поговорим о минералах, называемых сульфидами. В сульфидах степень окисления серы –2.

Пирит FeS₂ (колчеданная руда). Посмотрите на этот минерал, как бы вы описали его вид?
Внешне минерал так похож на золото, что их часто путают. А что мешает использовать пирит вместо золота, если он также красив и к тому же дешевле? Конечно же, его хрупкость. Пирит называют еще «золотом дураков».
Пирит так часто встречался немецким горным мастерам, что они прозвали его «Ганс во всех углах». Известна история, которая произошла с Джеком Лондоном. В своих первых попытках найти золото он принял за золото пирит. Принеся свою добычу на пункт скупки, будущий писатель был ужасно разочарован, и долго еще опытные старатели подшучивали над ним.
Минерал имеет соломенно-желтый цвет и металлический блеск. Спаянности нет, электричество проводит слабо. Тест – оставляет черту черного цвета на необожженном фарфоре. Месторождения – Урал, Грузия, Боровичи (Новгородская область).
В наше время колчеданная руда используется в основном для производства серной кислоты.

Киноварь НgS (важнейшая ртутная руда). Это минерал красного цвета, с алмазным блеском, оставляет красную черту на фарфоре. Киноварь была известна на Руси еще в XII в. как природная красная краска. Сейчас применяется для производства ртути. Месторождения – Донбасс, Украина, Чукотка.

Антимонит Sb₂S₃, иначе называемый «сурьмяный блеск», был известен в глубокой древности. Археологи установили, что в Вавилоне в середине 3-го тыс. до н. э. из него уже изготовляли... Как вы думаете, что? Сосуды и емкости для различных целей.
В XVII в. до н. э. монах-алхимик из Вавилона применял соединения сурьмы для очистки человеческого организма от «вредоносных начал». Действие своих «лекарств» он испытывал на монахах. Некоторые из них умирали в муках. Минерал серо-стального цвета, с металлическим блеском, обладает некоторой гибкостью, электричество не проводит. Легкоплавкий и режется ножом. Месторождения – Киргизия, Донбасс.
Сурьма применялась как краска для ресниц и бровей («сюрме» – турецкое выражение, означает «чернение бровей»).

Аурипигмент Аs₂S₃ имеет золотисто-желтый цвет и поэтому с античных времен использовался в качестве желтой краски.
Немецкий монах и философ, убежденный алхимик, Альберт фон Больштедт получил мышьяк из аурипигмента в 1250 г. Сейчас этот минерал используется в промышленности для производства мышьяка.

Сфалерит ZnS (цинковая обманка). Название этого минерала происходит от греческого слова sfaleros – вероломный, обманчивый. Минерал от бесцветного до черного цвета. Оставляет белую и от светло-желтой до темно-коричневой черты. Жирно-алмазный блеск. Месторождения – Адыгея, Дальнегорск (Дальний Восток), Питкяранта (Карелия). Важнейшая руда для производства цинка.

Галенит РbS (свинцовый блеск). Минерал непрозрачный, свинцово-серого цвета, с металлическим блеском. Не растворяется в воде, электричество проводит слабо. Служит источником для получения свинцовой руды. Месторождения – Адыгея, Дальнегорск, Питкяранта.

Халькозин Сu₂S (медный блеск). Минерал имеет цвет от свинцово-серого до черного, непрозрачный, с металлическим блеском. Обладает ковкостью и хорошей проводимостью. Растворяется в HNO3, выделяя серу. Важнейшая медная руда. Месторождения – Казахстан, Урал.

Халькопирит СuFeS₂ (медный колчедан). Минерал латунно-желтого цвета. Оставляет зеленовато-черную черту, имеет металлический блеск. Отличается хрупкостью. Плохой проводник. Представляет собой смесь СuS и FeS. Используется для комплексного производства Сu и Fе. Месторождения – Урал, Азербайджан.

А теперь поговорим о других природных соединениях серы – сульфатах. В них у серы высшая степень окисления +6.

Мирабилит Nа₂SO₄•10Н₂O добывают в заливе Кара-Богаз-Гол на Каспийском море. Минерал носит название «глауберова соль» в честь немецкого врача и химика, получившего его искусственно. Важное сырье для получения соды по способу Леблана. Минерал часто белого цвета, горько-соленый на вкус, легко растворимый в воде и кислотах. Добывается в озерах Нижнего Поволжья.
Барит ВаSO₄ – хрупкий минерал белого или сероватого цвета. Применяется для изготовления белой краски. Также применяется в медицине. Сульфат бария BaSO₄, смешанный с водой, выпивают перед рентгеноскопией желудка, ведь барит поглощает рентгеновские лучи. Добывается на Северном Кавказе в месторождении Белореченское.

Целестин SrSO₄ – малорастворимый в воде сульфат стронция, применяется для получения металлического стронция, а также других солей стронция.

Гипс СаSO₄•2H₂O (легкий шпат) – минерал белого, розового или серого цвета. Имеет блеск от стеклянного до перламутрового. Растворяется в НСl и Н₂О. Встречается повсеместно. Широко распространен в Свердловской области. Используется в медицине для фиксации костей при переломах, а также в производстве алебастра, т. е. жженого гипса (строительный материал).

Таблица-задание
(после экскурсии)

Природные соединения серы

Сульфиды

Окончание
таблицы-задания

Сульфаты

После экскурсии (15 мин) проводим беседу и проверяем выполнение задания (заполнение таблицы). Затем предлагаются следующие вопросы:

1. Что общего в свойствах сульфидов?

Ответ. Блеск, непрозрачность, хрупкость,
нерастворимость в воде.

2. Какие различия можно наблюдать у сульфидов?

Ответ. Цвет, твердость.

3. Как доказать, что исследуемый минерал является сульфидом? (Демонстрируется опыт: FeS + 2H⁺ = Н₂S + Fe²⁺.)

Ответ. По выделению сероводорода.

4. Как можно распознать сульфаты, если они растворяются в воде? (Демонстрируется опыт: + Ва²⁺ = ВаSО₄.)

Ответ. По образованию белого осадка ВаSО₄.

5. Где применяются сульфиды? (Проверяем графу «Применение» таблицы-задания «Сульфиды».)

Ответ. Для производства Н₂SO₄, в металлургии –
для получения железа и цветных металлов.

6.

(Учащиеся записывают уравнения соответствующих реакций.)

7. Где применяются сульфаты?

Ответ. См. заполненную таблицу-задание «Сульфаты».

В заключение урока учащимся предлагаются задачи.

1. Какой объем SО₂ выделится при обжиге 60 кг FeS₂?

Ответ. 22,4 м³ SO₂.

2. Какой сульфид богаче серой: ZnS или CuS?

Ответ. CuS.

Домашнее задание. Прочитать § 19.1, выполнить упр. 7, 9, 10т, с. 79 (Гузей Л.С., Суровцева Р.П., Сорокин В.В. Химия-9. М.: Дрофа, 2002).

Ф.Х.НИЗАМЕТДИНОВА,
учитель химии
школы № 1695
(Москва)