"Углекислый газ. Угольная кислота и её соли. Круговорот углерода в природе."

Тема. Углекислый газ. Угольная кислота и её соли. Круговорот углерода в природе.

Тип урока: урок изучения новой темы.

Цели:

Образовательные:

1.Рассмотреть состав, строение, свойства, применение угольной кислоты и ее солей, круговорот углерода в природе.

2.Закрепить знания о  средних и кислых солях  на примере карбонатов и гидрокарбонатов, их взаимопревращениях.

3.Закрепить умение составлять уравнения реакций.

4.Изучить качественную реакцию на углекислый газ и карбонат – ион.

5.Ознакомить с практическим применением карбонатов и гидрокарбонатов.

Развивающие:

1.Продолжать развивать умение наблюдать, анализировать, делать выводы при выполнении предложенных заданий.

2.Развивать наблюдательность, память, умение сравнивать.

Воспитательные:

2.Продолжить развитие познавательных интересов учащихся.

3.Воспитывать культуру речи, трудолюбие, усидчивость.

4.Воспитание положительного отношения к знаниям, инициативности, способности преодолевать трудности для достижения цели.

Оборудование: учебник, тетрадь, раздаточный материал (тесты для самостоятельной работы), таблица Менделеева, презентация, видеоролики, таблица растворимости.

Штатив с пробирками, индикаторы.

Реактивы: мел, сода, соляная кислота, гидроксид натрия, хлорид кальция, карбонат натрия,

Здоровьесберегающая:

Закрепить навыки безопасного обращения с реактивами и оборудованием.

Использовать методические приемы, позволяющие предотвратить переутомление учащихся, повысить их внимание.

Методы обучения:

• объяснительно - иллюстративный (таблицы, презентация, видео)

• словесный (рассказ, объяснение, беседа)

• демонстрационный (лабораторный опыт)

Формы организации познавательной деятельности учащихся:

• самостоятельная работа с текстом учебника, выполнение письменных заданий.

• фронтальная

• работа в парах

Педагогические приемы:

• учебно-организационные

(определение цели и задачи урока, создание благоприятных условий деятельности)

• учебно – информационные

(беседа, постановка проблемы, ее обсуждение, работа с учебником, наблюдение)

• учебно – интеллектуальные

(восприятие, осмысление, запоминание информации, мотивация деятельности).

Структура урока

1.Организационный момент 1-2 мин

Организация внимания и порядка в классе, взаимное приветствие, проверка присутствующих, мотивация их деятельности, проверка готовности класса к уроку, формулирование темы урока в сотрудничестве с учащимися.

Вот опять звенит звонок - начинается урок.

Входим дружно все мы в  класс: урок химии у нас.

Первым делом гоним лень,

На уроке не молчать,

Всем работать, отвечать!

В мире много, интересного,

Нам порою неизвестного.

Миру знаний нет предела. Так скорей, друзья, за дело!

(Эмоциональный настрой)

Цитата к уроку:

“Сами, трудясь, вы сделаете все и для близких, и для себя, а если при труде успеха не будет, будет неудача – не беда, пробуйте еще”. Д.И. Менделеев

2.Проверка домашнего задания

Для проверки усвоения знаний, для оценивания предлагает проверочный тест:

Выберите из предложенных утверждений те, которые справедливы для угарного газа

1. Бесцветный газ, без запаха.

2. Газообразный при обычных условиях.

3. Ядовит.

4. Не ядовит.

5. Хорошо растворим в воде.

6. Плохо растворим в воде.

7. Газ легче воздуха.

8. Газ тяжелее воздуха.

9. Проявляет кислотные свойства.

10.Степень окисления углерода +2.

11.Степень окисления углерода +4.

12. В реакциях может быть и окислителем, и восстановителем.

13. В реакциях может быть только окислителем.

14. При пропускании через известковую воду наблюдается помутнение.

Индивидуальная. Учащиеся выполняют тест письменно

Парная. Осуществляют взаимопроверку (обмениваются тетрадями)

Актуализация знаний обучающихся: ( 3 мин)

Учитель:

Какой химический элемент мы изучаем?

Какие соединения  образует углерод?

Какой высший оксид образует углерод?

Какие соединения углерода мы уже изучили?

  ( Ответ: оксид углерода (II))

А какие соединения предстоит изучить?       

 (Ответ: углекислый газ, угольную кислоту и её соли)

Фронтальная беседа:

• Формула и названия угарного газа

• Симптомами отравления газом

Сильная головная боль и головокружение (голова как бы «стянута обручем»).

Шум в ушах.

Темнеет в глазах.

Тошнота.

Мышечная слабость,  дрожь во всем теле.

Потеря сознания

• Первую помощь при отравлении угарным газом.

Свежий воздух

Расстегните ворот и стягивающую одежду.

Обеспечьте покой и непрерывный доступ свежего воздуха.

Вызовите скорую медицинскую помощь по телефону «103».

Разотрите энергичными движениями тело пострадавшего.

На голову и грудь положите холодный компресс.

Если пострадавший в сознании, напоите его теплым чаем, кофе.

• Как действует угарный газ на организм

Он поступает в кровь человека в 200 раз быстрее кислорода и «перехватывает» у него инициативу. Угарный газ в несколько раз легче и активнее вступает в связь с гемоглобином, который в результате этого теряет способность переносить кислород в ткани, в том числе в жизненно важные — мозг, легкие, сердце. От недостатка кислорода и наступает удушье. И если Вы дышите воздухом с высоким содержанием угарного газа, то смерть может произойти через несколько минут.

• Источники угарного газа

Угарный газ выделяется при пожарах, в банях, в дачных и сельских домах с печным отоплением, на городской кухне при неполном сгорании природного газа.

Угарный газ может исходить из любого источника, работающего на горючем топливе. Легковые автомобили, камины, катера, дровяные, керосиновые обогреватели, древесно-угольные грили и газовые устройства, использующиеся в нагревателях воды, печах, сушилках.

Мотивация учебной деятельности, постановка цели урока

Демонстрация «Открывание бутылки с газированной водой» 

Учитель: 

Открывая бутылку лимонада, или любого другого газированного напитка мы сталкиваемся с нашей незнакомкой. Это она, угольная кислота. Любая газированная вода представляет собой раствор углекислого газа в воде.

Открывая бутылку газированной воды, мы видим, как выделяется газ, разбрызгиваясь вокруг. Это происходит от того, что молекулы угольной кислоты крайне неустойчивы, а в бутылке она находится под большим давлением, когда мы открываем крышку, она сразу разлагается, выделяя углекислый газ.

Учитель:

• Что образуется при растворении углекислого газа в воде?

• Назовите формулу угольной кислоты.

Составляют уравнение реакции угольной кислоты

H₂CO₃=H₂O + CO₂

Изучение нового материала

Оксид углерода (IV) СO₂ – углекислый газ.

Физические свойства:

(Совместно с учителем описывают физические свойства углекислого газа)

Углекислый газ, бесцветный, без запаха, растворимость в воде - в 1V H₂O растворяется 0,9V CO₂ (при нормальных условиях); тяжелее воздуха; t°пл.= -78,5°C (твёрдый CO₂ называется "сухой лёд"); не поддерживает горение.

При обычной темпера­ту­ре и вы­со­ком дав­ле­нии ди­ок­сид уг­ле­ро­да сжи­жа­ет­ся. При его ис­па­ре­нии по­гло­ща­ет­ся так много теп­ло­ты, что часть ок­си­да уг­ле­ро­да (IV)пре­вра­ща­ет­ся в сне­го­об­раз­ную массу – «сухой лед»

Бла­го­да­ря тому, что оксид уг­ле­ро­да (IV) не под­дер­жи­ва­ет го­ре­ния, им за­пол­ня­ют ог­не­ту­ши­те­ли.

Работа с учебником стр 123 применение углекислого газа.

Получение: (учащиеся совместно с учителем записывают уравнения реакций)

1.Термическим разложением солей угольной кислоты (карбонатов).

Обжиг известняка – в промышленности: 

CaCO₃  ^t=1200˚C→ CaO + CO₂­ 

2.Действием сильных кислот на карбонаты и гидрокарбонаты в лаборатории: 

CaCO_{3 (мрамор)} + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂­

3. Сгорание углеродсодержащих веществ:

СН₄ + 2О₂ → 2H₂O + CO₂­

4. При медленном окислении в биохимических процессах (дыхание, гниение, брожение)

Химические свойства углекислого газа:

Кислотный оксид:

1) с водой даёт непрочную угольную кислоту:

СО₂ + Н₂О ↔ Н₂СО₃

2) реагирует с основными оксидами и основаниями, образуя соли угольной кислоты 

Na₂O + CO₂ → Na₂CO₃

2NaOH + CO₂ → Na₂CO₃ + H₂O

NaOH + CO_{2 (избыток)} → NaHCO₃ 

Л.0.№6

Качественная реакция на углекислый газ видео-опыт

Цель: научится распознавать углекислый газ.

• Что наблюдаете?

Ответы учащихся: Помутнение известковой воды Ca(OH)₂ за счёт образования белого осадка

Составляют уравнение реакции:

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓+ H₂O

Угольная кислота и её соли

Химическая формула - H₂CO₃

Структурная формула – все связи ковалентные полярные:  

Характеристика угольной кислоты составляется в ходе беседы с классом. Учащиеся классифицируют угольную кислоту по известным признакам, записывают уравнения диссоциации по ступеням.

Как электролит – очень слабая кислота, диссоциирует на ионы в малой степени, поэтому изменяет окраску индикатора слабо.

Кислота слабая, существует только в водном растворе, очень непрочная, разлагается на углекислый газ и воду:

H₂CO₃ ↔  CO₂ + H₂O 

Для угольной кислоты характерны все свойства кислот

1) Диссоциация – двухосновная кислота, диссоциирует слабо в две ступени, индикатор - лакмус краснеет в водном растворе:

H₂CO₃ ↔ H⁺ + HCO₃^-_{(гидрокарбонат-ион)}

HCO₃^- ↔ H⁺ + CO₃^2- _{(карбонат-ион)}

2) с активными металлами

H₂CO₃ + Ca = CaCO₃ + H₂↑

3) с основными оксидами

H₂CO₃ + CaO = CaCO₃ + H₂O

4) с основаниями

H₂CO_3(изб) + NaOH = NaHCO₃ + H₂O

H₂CO₃ + 2NaOH = Na₂CO₃ + 2H₂O

Соли угольной кислоты – карбонаты и гидрокарбонаты

Стадия осмысления (получение новой информации)

Учитель: так как угольная кислота двухосновная, то ей соответствуют соли двух типов.

• Какие?

Ответы учащихся: Средние CaCO₃ и Кислые Ca(HCO₃)₂).

Учитель: Дайте названия этим солям

Ответы учащихся: (Карбонат кальция) и (Гидрокарбонат кальция)

Учитель: Что можно сказать о растворимости карбонатов и гидрокарбонатов?

(работа с таблицей растворимости)

Ответы учащихся: растворимы только соли K⁺, Na⁺, NH₄⁺ , гидрокарбонаты все растворимы в воде.

На демонстрационном столе карбонаты (учащиеся описывают физические свойства)

Физические свойства:

Оборудование: стакан с водой, карбонаты, стеклянная палочка.

Все карбонаты – твёрдые белые кристаллические вещества.

Большинство из них в воде не растворяются.

Гидрокарбонаты растворяются в воде (растворяют в воде).

Карбонаты в природе, область их применения:

презентация

CaCO₃ - мел, мрамор, известняк

NaHCO₃ – питьевая сода

K₂CO₃ -(поташ, в золе растений)

Na₂CO₃ – сода, кальцинированная сода

Na₂CO₃  x 10H₂O – кристаллическая сода

Химические свойства карбонатов

Общие свойства солей:

1) Вступают в реакции обмена с другими растворимыми солями (демонстрация)                

Na₂CO₃ + CaCl₂ = CaCO₃↓ + 2NaCl

2) Разложение гидрокарбонатов при нагревании

NaHCO₃ ^t˚C → Na₂CO₃ + H₂O + CO₂↑

3) Разложение нерастворимых карбонатов при нагревании

CaCO₃ ^t˚C → CaO+ CO₂↑

4) Взаимодействие с кислотами

Лабораторный опыт №7. «Качественная реакция на карбонат-ион».

Цель: научиться распознавать карбонаты.

Учитель: В пробирку с мелом приливаем несколько капель раствора сильной кислоты.

Что наблюдаем?

Ответы учащихся: «вскипание» и выделение углекислого газа  

Составляют уравнение реакции:

CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂­ + H₂O + CO₂­↑

5) Карбонаты и гидрокарбонаты могут превращаться друг в друга:

Учитель: Особенностью солей угольной кислоты является их способность превращаться друг в друга. 

Видео – опыт "Взаимопревращение карбонатов и гидрокарбонатов"

Учитель:

• Какой вывод можно сделать из наблюдаемых явлений?

• Что происходит, если дольше пропускать углекислый газ через мутный осадок?

Ответы учащихся: при пропускании углекислого газа через мутный раствор карбоната кальция осадок растворяется.

Составляют уравнение реакции:

CaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca(HCO₃)₂.

мутн. прозр.

Учитель:  При избытке углекислого газа в присутствии воды карбонаты могут превращаться в гидрокарбонаты. Именно наличием этой соли и объясняется временная жесткость воды. Почему временная? Потому что, при нагревании растворимый гидрокарбонат кальция снова превращается в нерастворимый карбонат:

Составляют уравнение реакции:

Ca (HCO₃)₂ → CaCO₃↓ + CO₂↑+H₂O

Эта реакция приводит к образованию накипи на стенках котлов, домашних чайников.

Жёсткость воды

Использование жёсткой воды приводит к образованию накипи. Анализ показывает, что жёсткая вода содержит большое количество растворимых солей кальция и магния.

Жёсткость воды

временную жёсткость постоянную жёсткость

Ca(HCO₃)₂ и Mg(HCO₃)₂ СaCl₂ и MgCl₂

Временная жёсткость воды или карбонатная

обусловлена присутствием в воде гидрокарбонатов кальция и магния.

• Она легко устраняется кипячением:

_t

Ca(HCO₃)₂ Са СO₃ + H₂O + CO₂

• Действием известкового молока или соды

Ca(HCO₃)₂ +Ca(OH)₂

Ca(HCO₃)₂ + Na₂CO₃ 

Постоянная или некарбонатная жёсткость

обусловлена присутствием в воде других растворимых солеё кальция или магния.

• Она устраняется добавлением соды

CaCl₂+ Na₂CO₃

Круговорот углерода в природе

Работа с учебником стр. 126-127 читать (обсуждение совместно с учителем)

Закрепление знаний:

Осуществить превращения и указать типы реакций:

 C → CO→ CO2→H2CO3→Ca(OH)₂ → CaCO3→ Ca(HCO₃)₂ → CaCO3→ CaCl₂­

Стадия размышления (Составление синквейна)

1 существительное

2 прилагательных

3  глагола

1 предложение

1 слово                        

  Пример

     1.Карбонаты

     2. Средние, кислые

     3.Образуют, защищают, создают

     4.Входят в состав объектов живой и неживой природы

     5.Соли.

Рефлексия учебной деятельности:

– Какую цель мы ставили на уроке?

– Вы достигли цели урока?

- Тема урока мне  понятна

-Я  доволен своей работой на уроке

- На самостоятельной работе у меня все получилось

• мне было легко

• я затруднялся

• мне было трудно

Китайская мудрость гласит:

«Даже если вы достигли вершины горы, продолжайте карабкаться дальше».

Я думаю, мы удачно доплыли до пристани «Перемена» и выполнили поставленную задачу.

Домашнее задание:

§ 34-35 выучить свойства, стр 129 №7 письменно, конспект.