Открытый урок по химии "Окислительные свойства серной кислоты"

Открытый урок по теме «Окислительные свойства концентрированной серной кислоты»

Дата: 24.04.2023г

Предмет: химия

Класс: 8

Учитель: Эмирбекова З.А.

Цель: изучение свойств концентрированной серной кислоты, действие ее на металлы, выявить отличительные свойства от разбавленной серной кислоты.

Задачи:

• образовательная: расширить знания, учащихся о свойствах концентрированной серной кислоты, развить умения выделять существенные признаки, анализировать факты, делать выводы;

• воспитательная: развивать познавательный интерес к химии, коммуникативные качества, умение работать в команде, воспитать у учащихся уверенность в себе, ввести прием оценивания как фактор реализации принципа психологической комфортности;

• развивающая: формировать навыки самостоятельной работы с учебным материалом и инструкциями к лабораторным опытам.

Тип урока: Урок – исследование особых свойств концентрированной серной кислоты.

Межпредметные связи: экологические проблемы, связанные с производством и использованием серной кислоты.

Формы организации познавательной деятельности: фронтальная с элементами индивидуальной и групповой.

Методы: лабораторные опыты с элементами беседы, исследовательская работа, самостоятельная работа

Средства обучения: оборудование и реактивы для опытов, дидактический материал, мультимедийная презентация.

Эпиграф«Ни одна наука не нуждается в эксперименте в такой степени, как химия. Ее основные законы, теории и выводы опираются на факты. Поэтому постоянный контроль опыта необходимо».

А.М.Бутлеров.

Ход урока

1. Организационно-мотивационный момент.

Сегодня объектом нашего внимания будет необыкновенная особа (показать в колбе раствор серной кислоты), которая появилась в поглотительной башне. Её папа Оксид серы(YI) был мужчиной злого нрава и носил прозвище Серный ангидрид. Её мама была простой, спокойной женщиной, звали её Вода. Союз оксида и воды привёл к появлению нашей незнакомки, которую назвали (ответ учащихся).

 Вот с этой кислотой, которую во времена Петра I привозили в Россию из-за границы, называемую «купоросным маслом», мы и продолжим знакомство. Современное название этого вещества – серная кислота.

- Что вам известно о серной кислоте и что бы еще хотели узнать? (изучить свойства разбавленной и концентрированной кислот, и выяснить чем они отличаются). Чтобы закрепить уже изученные свойства серной кислоты, предлагаю вам дописать следующие уравнения реакций и составить для них ионные уравнения:

1. MgO + H₂SO₄ =

2. Ca(OH)₂ + H₂SO₄ =

3. K₂CO₃ + H₂SO₄ =

4. Na₂S + H₂SO₄ =

5. Ba(NO₃)₂ + H₂SO₄ =

Тема нашего урока «Окислительные свойства серной кислоты»

1. Постановка целей и задач.

-Итак, свойства разбавленной и концентрированной серной кислоты отличаются между собой. Почему? Это нам предстоит сегодня выяснить.

III.Инструктаж по технике безопасности и ходу работы.

-Так как мы работаем с кислотой, какие правила техники вы должны соблюдать? (При работе с серной кислотой следует соблюдать особую осторожность. Поэтому попавшую на кожу или одежду концентрированную серную кислоту следует немедленно смыть большим количеством воды).

-Сейчас мы с вами проведем реакции, подтверждающие окислительные свойства разбавленной и концентрированной серной кислоты.

Разбавленная серная ведет себя, как и остальные кислоты, окислительные свои возможности прячет:

Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑

И еще, что надо помнить про разбавленную серную кислоту: она не реагирует со свинцом. Кусок свинца, брошенный в разбавленную H2SO4 покрывается слоем нерастворимого (см. таблицу растворимости) сульфата свинца и реакция моментально прекращается.

Pb + H2SO4 ≠

Лабораторный опыт: (соблюдайте правила ТБ)

Свойства разбавленной серной кислоты

1. В две пробирки налейте по 1-2 мл разбавленного раствора серной кислоты.

2. В первую пробирку положите 1 гранулу цинка, во вторую -немного стружек меди .

3. Запишите уравнения химических реакций.

Взаимодействие концентрированной серной кислоты с металлами.

За счет серы в степени окисления +6 (высшей) серная кислота приобретает сильные окислительные свойства.

Эти реакции строго стандартизированны и идут по схеме:

H2SO4(конц.) + металл → сульфат металла + H2O + продукт восстановленной серы.

Есть два нюанса:

1) Алюминий, железо и хром с H2SO4 (конц) в нормальных условиях не реагируют, из-за пассивации. Нужно нагреть.

2) С платиной и золотом H2SO4 (конц) не реагирует вообще.

Сера в концентрированной серной кислоте – окислитель значит, сама будет восстанавливаться;

то, до какой степени окисления будет восстанавливаться сера, зависит от металла.

До -2 серу могут восстановить только очень активные металлы — в ряду напряжений до алюминия включительно.

Реакции будут идти вот так:

8Li + 5H2SO4(конц.) → 4Li2SO4 + 4H2O + H2S↑

4Mg + 5H2SO4(конц.) → 4MgSO4 + 4H2O + H2S↑

8Al + 15H2SO4(конц.) (t)→ 4Al2(SO4)3 + 12H2O + 3H2S↑

при взаимодействии H2SO4 (конц) с металлами в ряду напряжений после алюминия, но до железа, то есть с металлами со средней активностью сера восстанавливается до 0:

3Mn + 4H2SO4(конц.) → 3MnSO4 + 4H2O + S↓

2Cr + 4H2SO4(конц.) (t)→ Cr2(SO4)3 + 4H2O + S↓

3Zn + 4H2SO4(конц.) → 3ZnSO4 + 4H2O + S↓

все остальные металлы, начиная с железа в ряду напряжений (включая те, что после водорода, кроме золота и платины, конечно), могут восстановить серу только до +4.

Так как это малоактивные металлы:

2Fe + 6H2SO4(конц.) (t)→ Fe2(SO4)3 + 6H2O + 3SO2↑ (обратите внимание, что железо окисляется до +3, до максимально возможной, высшей степени окисления, так как оно имеет дело с сильным окислителем)

Cu + 2H2SO4(конц.) → CuSO4 + 2H2O + SO2↑

2Ag + 2H2SO4(конц.) → Ag2SO4 + 2H2O + SO2↑

H2SO4 (конц) окисляет некоторые неметаллы (которые проявляют восстановительные свойства), как правило, до максимальной — высшей степени окисления (образуется оксид этого неметалла). Сера при этом тоже восстанавливается до SO2:

C + 2H2SO4(конц.) → CO2↑ + 2H2O + 2SO2↑

2P + 5H2SO4(конц.) → P2O5 + 5H2O + 5SO2↑

Свежеобразованный оксид фосфора (V) реагирует с водой, получается ортофосфорная кислота. Поэтому реакцию записывают сразу:

2P + 5H2SO4(конц) → 2H3PO4 + 2H2O + 5SO2↑

То же самое с бором, он превращается в ортоборную кислоту:

2B + 3H2SO4(конц) → 2H3BO3 + 3SO2↑

Очень интересны взаимодействие серы со степенью окисления +6 (в серной кислоте) с «другой» серой (находящейся в другом соединении). Сера 0 будет окисляться, а сера +6 будет восстанавливаться, то есть понижать степень окисления. Будет выделяться сернистый газ: 2H2SO4(конц.) + S → 3SO2↑ + 2H2O

Но в случае с сероводородом:

H2SO4(конц.) + H2S → S↓ + SO2↑ + 2H2O

Лабораторный опыт: (соблюдайте правила ТБ)

Окислительные свойства концентрированной кислоты серной кислоты.

1. В две пробирки налейте по 1-2 мл концентрированной серной кислоты. В первую пробирку добавьте гранулу цинка, во вторую –немного порошка меди.

2. Как концентрированная серная кислота относится к данным металлам?

3. Запишите уравнение реакции с медью, цинком (используя таблицу).

4. Расставьте коэффициенты методом электронного баланса.

V. Отношение концентрированной кислоты к органическим веществам. (Демонстрация опыта учителем).

Описание опыта «Обугливание сахара». Оборудование: стакан, стеклянная палочка.

Реактивы: концентрированная серная кислота, сахарная пудра, вода.

Ход работы:

Смешать 20 г сахарной пудры, 3 мл воды, 10 мл серной кислоты, оставить стеклянную палочку в стакане. Наблюдается обугливание массы и увеличение ее в объеме.

Н2SO4 (концентрированная) обугливает органические вещества.

Опустим лучину в концентрированную Н2SO4. Результат – мы видим обугливание древесины. Такое же воздействие происходит на другие органические вещества: сахар, кожу, ткани.  Древесина состоит из множества органических веществ, среди которых – целлюлоза (C₆H₇O₂(OH)₃)_n . Концентрированная серная кислота разрушает органические молекулы, отнимая водород и кислород – составляющие воды. Разрушение органических молекул сопровождается выделением свободного углерода. Поэтому лучинка при соприкосновении с концентрированной серной кислотой чернеет, обугливается.

Опыт «Дым без огня»

Реактивы: поваренная соль, концентрированная серная кислота, нашатырный спирт.

На дно стакана поместить поваренную соль, добавить концентрированную серную кислоту, после появления дыма хлороводорода внести, смоченную нашатырным спиртом, вату в стакан, появляется дымок – это хлорид аммония.

Очень часто применяют данный опыт фотографы, при съемках пейзажей, создавая эффект тумана.

VI. Закрепление в виде экспресс-опроса.

1. Какой по силе является серная кислота?Серная кислота является сильной кислотой.

2. Какие реакции 3-х типов характерны серной кислоте?В ступает в реакции трех типов: кислотно-основные, ионные, окислительно-восстановительные.

3. С какими веществами реагирует серная кислота?Реагирует с металлами, с основаниями и с основными оксидами.

4. Как можно обнаружить серную кислоту и ее соли?Для определения серной кислоты служат ионы бария. Выпадает белый осадок

5. Какой элемент является окислителем у разбавленной серной кислоты и у концентрированной серной кислоты?У концентрированной серной кислоты окислителем является элемент образующий кислотный остаток - SO₄^2-, за счет атома серы в максимальной степени окисления. Окислительные свойства SO₄^2- значительно выше, чем иона водорода Н⁺.

6. Каковы особые свойства концентрированной серной кислоты?Концентрированная серная кислота взаимодействует практически со всеми металлами, расположенными в ряду напряжений как до водорода, так и после водорода, кроме золото и платины, также с многими неметаллами. Концентрированная кислота очень гигроскопична: энергично поглощает влагу и отнимает воду от многих органическихвеществ. Кроме того, благодаря этой способности, концентрированная серная кислота обугливает органические вещества (сахар, древесину), вызывает сильные ожоги кожи.

На этапе обобщения и систематизации знаний, учащиеся проводят экспертизу полученных результатов и делают вывод: Серная кислота является сильной кислотой. В ступает в реакции трех типов: кислотно-основные, ионные, окислительно- восстановительные. Реагирует с металлами, с основаниями и с основными оксидами. Для определения серной кислоты служат ионы бария. Выпадает белый осадок. У концентрированной серной кислоты окислителем является элемент образующий кислотный остаток - SO42- , за счет атома серы в максимальной степени окисления. Окислительные свойства SO42- значительно выше, чем иона водорода Н+, поэтому концентрированная серная кислота взаимодействует практически со всеми металлами, расположенными в ряду напряжений как до водорода, так и после водорода, кроме золото и платины, также с многими неметаллами. Учащиеся записывают вывод в таблицу.

• Почему склянку с концентрированной серной кислотой нельзя оставить открытой?

• Почему не замерзнет стекло, если стакан с концентрированной серной кислотой поставить зимой между рамами?

• Какую серную кислоту надо взять, чтобы растворить ртуть: концентрированную или разбавленную?

• Какую первую помощь необходимо оказать при попадании кислоты на кожу рук?

• Объясните образование «химического молока» при сливании сульфата натрия и хлорида бария?

VII. Домашнее задание

1. Используя схемы, данные на уроке, закончите уравнения реакций и расставьте в них коэффициенты:

1. AI + H₂SO₄ (конц.) →

2. Ag + HNO₃ (конц.) →

3. KBr + KMnO₄ + H₂SO₄ → … +Br₂ +K₂SO₄ + H₂O

2. Учебник: учить стр.128-135

VIII.Рефлексия.

1. Усвоил полностью

2.В основном усвоил, но требуется ещё разобрать дома

3. Не понял тему

4. Очень было интересно выполнять опыты.