Урок химии в 11 классе
Учитель химии Хабалова Т.А.
Тема урока: «Гидролиз неорганических веществ».
Цель: продолжить формировать представление о сильных и слабых кислотах и основаниях, познакомить с сущностью гидролиза солей; научить составлять уравнения реакций гидролиза солей в молекулярном и ионном виде, определять среду водного раствора электролита на основании состава соли.
Задачи:
Образовательные задачи:
повторить понятие о диссоциации неорганических веществ;
выработать умения по составлению уравнений гидролиза солей в молекулярном и ионном виде;
выработать умения определять среду водного раствора электролита на основании состава соли;
дать рекомендации обучающимся по решению заданий по теме «Гидролиз», которые встречаются в ЕГЭ части А и В.
Развивающие задачи:
способствовать формированию и развитию познавательного интереса учащихся к предмету;
формирование умений анализировать, сопоставлять и обобщать знания по теме;
совершенствовать логическое мышление;
научить делать выводы.
Воспитательные задачи:
воспитание осознанной потребности в знаниях;
создать положительную мотивацию изучения химии через ознакомление учащихся с ролью гидролиза в жизни человека;
проявлять творческий подход к выполнению заданий.
Методическое обеспечение урока:
Интерактивная доска, слайды, содержащие информацию по новому материалу, задания для проверки первичного усвоения знаний, тестовые задания.
Для эксперимента: таблица растворимости, индикаторная шкала, штатив с пробирками, растворы фенолфталеина, метилового оранжевого, соляной кислоты, гидроксида натрия, хлорида железа (III), карбоната натрия, хлорида натрия, образцы солей: сульфата алюминия, нитрата меди (II), хлорида алюминия, карбоната калия, силиката натрия, нитрата калия, сульфата натрия, мыло, синтетическое моющее средство, крахмал.
Тип урока – урок изучения нового материала – лекция, дополненная просмотром слайдов, беседа, демонстрация эксперимента, работа с учебником, тестирование.
Вид урока: проблемно-исследовательский, комбинированный ( словесно – наглядно – практический). Использование технологии проблемного обучения.
Этапы занятия:
1. Организационный момент
• Приветствие
• Проверка явки учащихся
• Заполнение журнала
2. Актуализация знаний учащихся
• Проверка имеющихся знаний и умений
• Подготовка к изучению новой темы.
3. Изучение нового материала
4. Первичное закрепление пройденного материала
• Решение тестовых заданий
5. Подведение итогов урока.Рефлексия
6. Домашнее задание
Ход урока.
I. Организационный момент.
2. Актуализация знаний учащихся.
Проверка домашнего задания, фронтальный опрос с целью подготовки учащихся к восприятию нового материала.
1). Что называется электролитической диссоциацией?
2). Что такое электролиты?
3). На какие группы делятся электролиты по степени диссоциации?
4). Приведите примеры сильных кислот и щелочей.
5). Напишите уравнения их электролитической диссоциации.
6). Какова среда в растворах этих веществ?
7). Как обнаружить в растворах ионы: Н+ и ОН- ?
8). Что такое индикаторы? Какие вы знаете индикаторы?
9). Приведите примеры слабых кислот и оснований.
3. Изучение нового материала.
Вопрос: «Что же называется гидролизом? ».
«Гидро» - вода, «лизис» - разложение.
Запишем: гидролизом называют реакции обменного взаимодействия вещества с водой, приводящие к их разложению. По направлению реакции гидролиза можно разделить на обратимые и необратимые. Вспомним, что вода – слабый электролит и в чистой воде происходит процесс: НОН ↔ Н+ + ОН – и существует равенство концентрации:
[H+] = [OH –] = 10 – 7 моль/л, pH = 7, среда нейтральная (индикатор метиловый оранжевый окраску не меняет).
Что произойдет, если к дистиллированной воде прибавить НСl? (Концентрация (ОН-) останется прежней, зато концентрация (Н+) увеличится.) Какая будет среда? Записываем ответ на доске: (Н+) > (ОН-) – среда кислая. Индикатор метиловый оранжевый в кислой среде становится красным.
Какая будет среда, если в дистиллированной воде растворить гидроксид натрия? Почему? (Н +)< (ОН- ) – среда щелочная. Индикатор метиловый оранжевый в щелочной среде становится жёлтым.Изменится пи значение водородного показатель среды, если в воде растворить соль? Проверим это опытным путем: поместим в пробирку раствор хлорида железа (III) и добавим несколько капель метилового оранжевого. Что мы наблюдаем? (Окраска раствора становится красной.) Какой вывод мы можем сделать на основе этих наблюдений? (Раствор соли хлорида железа (III) также как и раствор кислоты имеет pH<7, среда кислая).Действительно, убедимся в этом используя данные таблицы растворимости. Проанализируем состав соли. Соль можно рассматривать как продукт реакции нейтрализации основания кислотой. Каким основанием и какой кислотой может быть образованна эта соль? Сильными или слабыми электролитами являются эти основание и кислота? (Соль FeCl3 образована слабым основанием Fe(OH)3 (нерастворимое основание) и сильной кислотой HCl).
Рассмотрим, что же происходит при взаимодействии соли с водой? Составим уравнение реакции: молекулярное, полное и сокращенное ионные.
FeCl3 + HOH ↔ HCl + FeOHCl2
Fe3+ + 3Cl – + HOH ↔ H+ + Cl – + FeOH2+ + 2Cl –
Fe3+ + HOH ↔ FeOH2+ + H+
pH<7, [H+] > [OH –], среда кислая. Гидролиз по катиону.
Учащиеся делают вывод: что сильнее, того и больше. И записывают определение: «Раствор соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой, имеет кислую среду, т.к. происходит гидролиз по катиону».
На демонстрационным столе выберите соли, образованные сильной кислотой и слабым основанием, поставьте перед ними соответствующую табличку.
Ученик ставит таблички «pH<7» перед солями сульфат алюминия, нитрат меди (II), хлорид алюминия и составляет уравнения реакции гидролиза хлорида алюминия по алгоритму.
Алгоритм составления гидролиза солей, образованных слабым основанием и сильной кислотой.
1.Составить уравнение диссоциации соли, определить ион слабого электролита. AlCl3 ↔ Al3++3Cl-
Al3+- катион алюминия, слабое основание, гидролиз по катиону.
2.Составить уравнение его взаимодействия с водой, определить продукты гидролиза в виде ионов.
Al3++H+OH− ↔ (AlOH)2++H+
3.Сделать вывод о среде электролита. Среда кислая, т.к. [H+]>[OH−].
4.Составить уравнение в молекулярном и ионном виде.
AlCl3+HOH ↔ (AlOH)2+Cl2+HCl
Al3++3Cl−+HOH ↔ (AlOH)2++3Cl−+H+
Al3++HOH ↔ (AlOH)2++H+
Теперь проведем эксперимент с раствором карбоната натрия. Поместим в пробирку раствор данной соли и добавим одну-две капли раствора фенолфталеина. Что вы наблюдаете? (Раствор окрасился в ярко малиновый цвет). Для сравнения в другую пробирку пометим раствор гидроксида натрия и так же добавим одну-две капли раствора фенолфталеина. Что мы наблюдаем? (Раствор окрасился также в ярко малиновый цвет).
Какой вывод мы можем сделать на основе этих наблюдений? (Раствор соли карбонат натрия так же как и раствор гидроксида натрия имеет pH>7, среда щелочная).
Используя таблицу растворимости, проанализируем состав соли. (Соль Na2CO3 образованна угольной кислотой H2CO3 и гидроксидом натрия NaOH). Какой силы эти электролиты? (Угольная кислота – слабая летучая кислота, гидроксид натрия – сильное растворимое основание, щелочь).
Далее, используя алгоритм, составляем гидролиз соли Na2CO3, образованной сильным основанием и слабой кислотой.
Один ученик выполняет гидролиз на доске ( под контролем учителя), остальные учащиеся в тетрадях.
Na2CO3 ↔ 2Na++ CO2−3CO2−3 – карбонат-анион, слабая кислота, гидролиз по аниону.
CO2−3+HOH ↔ HCO−3+ OH− среда щелочная, т.к.[OH−]> [H+]
Na2CO3+ HOH ↔ NaHCO3+NaOH
2Na++ CO2−3+H+OH− ↔ HCO−3+ 2Na⁺ +OH−
CO2−3+HOH↔HCO−3+OH−
Учащиеся убеждаются в правильности вывода: что сильнее, того и больше. И записывают определение: «Раствор соли, образованной сильным основанием и слабой кислотой, имеет щелочную среду, т.к. происходит гидролиз по аниону».
Среди солей на демонстрационным столе выберите соли, образованные слабой кислотой и сильным основанием, поставьте перед ними соответствующую табличку.
Ученик ставит таблички «pH >7» перед солями силикат натрия, карбонат калия и карбонат натрия.
Теперь проведем эксперимент с раствором соли хлорид натрия. Поместим в две пробирку раствор данной соли и добавим в первую несколько капель раствора фенолфталеина. Что вы наблюдаете? (Изменение окраски раствора не происходит). Во вторую пробирку с раствором соли добавим несколько капель мелового оранжевого. Что вы наблюдаете? (Раствор приобрел бледно оранжевую окраску.) Для сравнения в две другие пробирки пометим дистиллированную воду и так же добавим в одну фенолфталеин, в другую – метиловый оранжевый. Что мы наблюдаем? (Присутствие фенолфталеин не изменило цвет раствора, он остался бесцветным, в присутствии метилового оранжевого окрасился в бледно оранжевый цвет).
Какой вывод мы можем сделать на основе этих наблюдений? (Раствор соли хлорида натрия так же как и дистиллированная вода имеет pH=7, среда нейтральная).
Используя таблицу растворимости, проанализируем состав соли. (Соль NaCl образованна кислотой HCl и гидроксидом натрия NaOH). Какой силы эти электролиты? (Соляная кислота – сильный электролит, гидроксид натрия – сильное растворимое основание, щелочь).
Na+ + Cl – + HOH ↔ Na+ + OH – + H+ + Cl –
HOH ↔ OH – + H+
pH=7, [H+] = [OH –]. Среда нейтральная.
Учащиеся делают вывод, что силы электролитов равны и записывают определение: «Раствор соли, образованной сильным основанием и сильной кислотой имеет нейтральную среду, т.к. равенство концентраций ионов водорода и гидроксид-ионов не нарушено. Можно сказать, что такие соли гидролизу не подвергаются».
Среди солей на демонстрационным столе выберите соли, образованные сильной кислотой и сильным основанием, поставьте перед ними соответствующую табличку.
Ученик ставит таблички «pH=7» перед солями хлорид натрия, нитрат калия, сульфат натрия.
Какой еще может быть случай образования солей? (Соль может быть образованна слабым основанием и слабой кислотой)
Обратимся за помощь к тексту учебника на странице 150. (Учащиеся читают текст учебника и выписывают уравнение реакции гидролиза сульфида алюминия).
Такому же необратимому гидролизу подвергается соль карбоната железа (III): Fe2(CO3)3 + 3HOH → 2Fe(OH)3↓+ 3CO2↑
Учащийся делает вывод: «Соли, образованные слабым основанием и слабой летучей кислотой, подвергаются необратимому гидролизу, т.е. полностью разлагаются с образованием осадка и выделением газа».
Разрешение проблемы (решение задачи).
Вернемся к задаче, в решении которой мы зашли в тупик. Что нужно изменить в написании уравнения реакции?
В левую часть добавить вещество H2O, в правой части соль карбонат железа (III) заменить на осадок гидроксида железа (III) и углекислый газ. Соль хлорид натрия образованна сильным основанием и сильной кислотой, поэтому гидролизу не подвергается, в уравнении реакции остается без изменений.
Приглашаем того же ученика закончить решение задачи.
Ученик изменяет уравнение реакции и производит расчеты:
2FeCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Fe(OH)3↓+ 3CO2↑+ 6NaCl.
n (Fe(OH)3) = n (FeCl3) = 5 моль.
m (Fe(OH)3) = M x n = 107 x 5 = 535 г.
Ответ: масса выпавшего осадка составляет 535г.
Вот мы и решили эту задачу, определили газ, нашли массу осадка.
Полному необратимому гидролизу подвергаются некоторые бинарные
соединения : карбиды, галогениды, фосфиды.
CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + C2 H2↑
карбид ацетилен
кальция
Al4C3+ 12H2O = 4Al(OH)3 + 3CH4↑
карбид метан
алюминия
SiCl4+ 3H2O = H2SiO4↓ + 4HСl
хлорид кремниевая
кремния кислота
Са3P2 + 6H2O = 3Са(OH)2 + 2PH3↑
фосфид фосфин
кальция
4. Первичное закрепление пройденного материала.
Итак, сегодня мы познакомились с явлением гидролиза солей. Прошу дать краткие ответы на мои вопросы:
Что такое гидролиз?
На какие группы мы разделили все соли?
Как происходит гидролиз каждой группы?
Проверим результативность нашей совместной исследовательской деятельности: учащиеся самостоятельно выполняют 3 примера тестовых заданий части А ЕГЭ с рекомендациями учителя к их выполнению и 4 задания части В теста ЕГЭ на карточках, работают в группах по 2 человека.
Часть А.
1. Гидролизу в водном растворе не подвергается
1) карбонат натрия
2) фосфат натрия
3) сульфид натрия
4) нитрат натрия
Для того, чтобы быстро и верно выполнить это задание, необходимо выбрать соль сильной кислоты и сильного основания Ответ 4.
2. Среда раствора фосфата калия
1) щелочная 2) кислая 3) слабокислая 4)нейтральная
Анализ формулы соли K3PO4 даст возможность определить ее тип – эта соль сильного основания (KOH) и слабой кислоты (H3PO4). Следует обратить внимание на то, что кислота средней силы (фосфорная, сернистая) в солях щелочных металлов выступает в роли слабой кислоты. Ответ 1.
3. Среда раствора хлорида цинка
1) щелочная 2) кислая 3) слабощелочная 4) нейтральная
Анализ формулы соли ZnCl2 даст возможность определить ее тип – эта соль слабого основания (Zn(OH)2) и сильной кислоты (HСl). Ответ 2.
Часть В.
1. Установите соответствие между формулой соли и типом гидролиза.
2. Установите соответствие между названием соли и способностью ее к гидролизу. 3. Установите соответствие между названием соли и средой ее водного раствора. г) Сульфид лития.
4. Установите соответствие между формулой соли и молекулярно-ионным уравнением гидролиза
6) SO42−+2H2O↔H2SO4+2OH−.
Правильные ответы :
1 : 3122
№2:
4124
№3:
1232
№4:
3512
5. Подведение итогов урока. Рефлексия.
1). Учащиеся по очереди говорят по одному предложению, выбирая начало фразы с рефлексивной таблицы на экране.
1.Сегодня я узнал …
2. Было интересно …
3. Было сложно…
4.Я понял, что …
5. Я научился …
6. Я работал на уроке…
10.Выводы урока таковы …
2). Комментированное выставление оценок.
6. Домашнее задание.
§ 16, письменное домашнее задание учащиеся получают на отдельных листах.
Задания для самостоятельной работы дома.
1. Установите соответствие между названием соли и реакцией среды ее водного раствора.
Название соли Реакция среды
А) сульфат аммония 1) нейтральная
Б) нитрат натрия 2) кислая
В) хлорид железа (III) 3) щелочная
Г) карбонат калия
2. Установите соответствие между формулой соли и реакцией среды ее водного раствора.
Формула соли Реакция среды
А) Сa(NO3)2 1) нейтральная
Б) CoSO4 2) кислая
В) K2SO3 3) щелочная
Г) NH4Br
3. Установите соответствие между формулой соли и типом гидролиза этой соли.
Формула соли Тип гидролиза
А) СН3СООNa 1) по катиону
Б) (NH4)2CO3 2) по аниону
В) Al2(SO4)3 3) по катиону и аниону
Г) CuCl2
4. Установите соответствие между формулой соли и ионным уравнением гидролиза этой соли.
Формула соли Ионное уравнение гидролиза
А) K2S 1) NH4+ + H2O ↔ NH3∙H2O + H+
Б) NaCN 2) S2- + H2O ↔ HS- + OH-
В) CH3COONH4 3) СN- + H2O ↔ HCN + OH-
Г) CH3COOK 4) CH3COO- + H2O ↔ CH3COOH + OH-
5) CH3COO- + NH4+ + H2O ↔ CH3COOH + NH3∙H2O
5. Установите соответствие между формулой соли и соотношением концентраций ионов водорода и гидроксид-ионов в растворе этой соли.
Формула соли Соотношение концентраций [H+] и [OH-]
А) Rb2SO4 1) [H+] = [OH-]
Б) C17H35COOK 2) [H+] > [OH-]
В) CuSO4 3) [H+] < [OH-]
Г) Na2SiO3
Ответы
