загрузка...


ПОУРОЧНЫЕ РАЗРАБОТКИ ПО ХИМИИ 11 класс

Тема V. ВЕЩЕСТВА И ИХ СВОЙСТВА

Урок 42. Общие химические свойства металлов

Цели урока: обобщить, систематизировать и углубить знания учащихся о химических свойствах металлов, применяя при этом знания строения атомов металлов, их восстановительной способности согласно ряду напряжений металлов, научить правильно составлять уравнения химических реакций, подтверждающих свойства металлов.

Основные понятия: электрохимический ряд напряжений металлов, восстановительная способность, интерметаллические соединения, оксиды, галогеииды, сульфиды, гидриды, нитриды, пероксиды.

Оборудование: ПСХЭ Д.И. Менделеева, электрохимический ряд напряжений металлов, набор реактивов (оксиды, основания, кислоты, соли, индикаторы), неметаллы: S, O2; металлы: Na,Mg, Zn, Fe, Сu, CH3COOH — уксусная кислота, С2Н5ОН — этанол; кодоскоп, пробирки, химические стаканы, спиртовки, держатель.

Ход урока

I. Фронтальный опрос

1. Где расположены металлы в ПСХЭ? Каково строение их атомов? К каким семействам относятся эти металлы (примеры)?

2. Какими общими физическими свойствами обладают металлы? В чем причина общности химических свойств?

3. По каким физическим свойства металлы отличаются друг от друга? В чем причина? Как классифицируются металлы?

Ответы на вопросы учащиеся формулируют, опираясь на записи в тетрадях и текст учебника § 18.

По окончании фронтального опроса необходимо разобрать ответы на вопросы 1, 2 § 18.

Щелочные и щелочноземельные металлы расположены в I и II группах главных подгруппах. Это s-элементы. Валентные электроны расположены на внешнем энергетическом уровне, s-подуровне. У щелочных металлов ns1 — один s-электрон, поэтому С.О. +1; у щелочноземельных металлов ns2 — два s-электрона, С.О. +2.

У металлов побочных подгрупп заполняется d-подуровень, предвнешнего энергетического уровня. Валентные электроны расположены на s-подуровне внешнего энергетического уровня иd-подуровня предвнешнего энергетического уровня. С.О. они проявляют в зависимости от того, какие электроны участвуют в образовании соединения. Если участвуют s-электроны, то С.О. будет минимальной. Если участвуют s- и d- электроны, то С.О. может быть и максимальной, равной номеру группы элемента, и промежуточной.

II. Изучение нового материала

План изложения

1. Металлы-восстановители. Восстановительная способность металлов на основании их положения в ПСХЭ.

2. Электрохимический ряд напряжений металлов.

3. Общие химические свойства металлов:

а) взаимодействие с простыми веществами — неметаллами, металлами;

б) взаимодействие металлов со сложными веществами: водой, кислотами, оксидами и солями, органическими соединениями.

Из курса неорганической химии 9 класса известны некоторые сведения о химических свойствах металлов. Главная задача изучении тайного вопроса на уроке — обобщить основные сведения теории о химической активности металлов на основании строения их томов. В атомах металлов на внешнем энергетическом уровне малое количество электронов и очень большой атомный радиус, что способствует быстрой отдаче электронов атомами металлов в результате их взаимодействия с другими соединениями.

Металлы окисляются, сами выступают восстановителями. Химическую активность металлов можно оценить на основании их Положения в ПСХЭ.

В периодах — с увеличением заряда ядра атома она ослабевает; в группах, главных подгруппах с возрастанием заряда ядра она усиливается, т. к. чем больше атомный радиус и меньше электронов на внешнем энергетическом уровне, тем меньше требуется энергии на их отрыв.

Однако чаше реакции протекают в водных растворах. Химическая активность металлов тогда будет определяться на основании их положения в электрохимическом ряду напряжений металлов. В этом ряду металлы расположены с учетом затрат энергии на игры» валентных электронов и разрушение кристаллической решетки, а также с учетом энергии, выделяющейся при гидратации иона металла.

Таким образом, чем меньше энергии затратится на отрыв и разрыв кристаллической решетки и выделится больше энергии при гидратации ионов металлов, тем сильнее восстановительная способность металла в реакциях, происходящих в водных растворах, тем левее он располагается в ряду напряжений металлов.

Следует отметить следующее: высокая электрохимическая активность металла не всегда означает его химическую активность (и наоборот). Обратите внимание на расположение Li и Na в ПСХЭ и в электрохимическом ряду напряжений металлов.

На основании их расположения в ПСХЭ Na активнее Li (учитывается только один фактор — атомный радиус Ar(Na) > Ar(Li)). На основании положения в электрохимическом ряду напряжений металлов Li стоит левее Na, его восстановительная способность выше, т. к. в этом случае учитывается не только атомный радиус металлов, но и энергия отрыва электронов, энергия разрушения кристалла и энергия гидратации ионов металлов. В целом три фактора.

Работая с электрохимическим рядом напряжений металлов, следует помнить:

— металлы расположены в порядке убывания восстановительных свойств при реакциях в растворах (t° = 25 °С, Р = 1 атм);

— металл, стоящий левее, вытесняет правее стоящий металл из растворов их солей;

— металл, стоящий в ряду напряжений до водорода, вытесняет его из разбавленных кислот (кроме HNO3(разб. ), HNО3(конц.) и H2SО4(конц.));

— металлы, стоящие в ряду напряжений до Al, взаимодействуют с водой с образованием щелочей и выделением водорода. Остальные металлы взаимодействуют в жестких условиях с образованием оксида металла и водорода;

— металлы, стоящие в ряду напряжений за водородом, не взаимодействуют с водой;

— на основании восстановительной способности металлов в ряду напряжений металлы условно можно разделить на три группы по активности:

от Li до Аl — очень активные металлы;

от Аl до Н2 — металлы средней активности;

от Н2 до Au — малоактивные металлы.

Зная такое условное деление металлов по их химической активности, возможно правильное объяснение их химических свойств по отношению к простым и сложным веществам.

1. Взаимодействие металлов с простыми веществами — неметаллами и металлами:

а) взаимодействие с кислородом:

Эксперимент:

Образуются пероксиды и оксиды.

б) взаимодействие с серой.

Эксперимент:

— сульфид цинка

Образуются сульфиды.

в) взаимодействие с галогенами:

Mg + Cl2 = MgCl2 без нагревания.

Галогениды: фториды, хлориды, бромиды, иодиды.

г) взаимодействие с водородом — только активные металлы:

2Na + Н2 = 2NaOH — гидрид натрия;

д) взаимодействие с азотом:

6Li + N2 = 2Li3N — без нагревания.

Остальные металлы реагируют с азотом при нагревании; обратился нитриды.

е) взаимодействие с металлом, получение интерметаллического соединения: Cu3Au, LaNi5.

2. Взаимодействие со сложными веществами:

а) взаимодействие с водой.

Эксперимент:

— удаление оксидной пленки под слоем ртути,

Чем активнее металл, тем скорость реакции выше.

б) взаимодействие металлов с растворами неорганических и органических кислот.

Эксперимент: взаимодействие металлов Mg, Zn, Fe, Сu с растворами:

а) соляной кислоты:

б) уксусной кислоты:

На основании положения металлов Mg, Zn, Fe в электрохимическом ряду напряжений металлов убеждаемся экспериментально в том, что они вытесняют водород из растворов кислот. Они расположены до водорода. Сu — не вытесняет водород из растворов кислот, т. к. расположен в электрохимическом ряду напряжений за водородом.

в) взаимодействие металлов с растворами солей.

Задание: На основании положения металлов в электрохимическом ряду напряжений обоснуйте возможность протекания следующих химических реакций:

а) Zn и CuSO4; Сu и ZnSO4;

б) Fe и CuSO4; Сu и FeSO4.

Ответ: a) Zn активнее Сu, т. к. расположен в ряду напряжений левее Сu; Zn способен вытеснить Сu из раствора ее соли.

Эксперимент (кодоскоп):

б) Fe активнее Сu, так как расположен в ряду напряжений левее Сu; Fe способен вытеснить Сu из раствора ее соли.

Эксперимент:

При взаимодействии активных металлов (до Al) с растворами солей не происходит вытеснения менее активного металла, т. к. активный металл будет вытеснять водород из воды.

в) взаимодействие металлов с органическими веществами:

г) взаимодействие переходных металлов с растворами щелочей.

III. Дополнительный материал

В состав многих органических соединений входят металлы. Такие соединения называются металлоорганическими. Они имеют большое значение в органическом синтезе.

Пример: реактив Гриньяра — CH3MgCl — применяется в синтезе алканов.

Соединение Рb2Н5)4 — тетраэтилсвинец — применяется как антидетонатор в моторном топливе. Это сильное ядовитое соединение. Бензин часто называют «этилированным».

IV. Обобщенияин выводы

Знание особенностей положения металлов в ПСХЭ Д. И. Менделеева, в электрохимическом ряду напряжений ласт возможность характеризовать общие химические свойства металлов: отношение их к простым и сложным веществам.

V. Домашнее задание

§ 18. до с. 201-207; с. 223; 1) № 5 (у), № 6 (у); 2) № 8. № 9.






загрузка...
загрузка...