План-конспект открытого урока по химии для 9 класса по теме "Серная кислота"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Средняя общеобразовательная школа имени Рустема Абзалова с. Алкино-2 муниципального района Чишминский район Республики Башкортостан

План-конспект открытого урока по химии для 9 класса по теме

«Серная кислота»

Составитель:

Ибатуллина Р.Р учитель биологии и химии МБОУ СОШ с.Алкино-2

2024 г.

Цели и задачи открытого урока

Цель:

а) познавательная – формировать умения характеризовать свойства серной кислоты в свете теории электролитической диссоциации, окислительно-восстановительных реакций, подтверждать соответствующими уравнениями химических реакций;

б) развивающая – усложнение смысловой функции речи, способность анализировать, обобщать, сравнивать;

в) воспитывающая – толерантное отношение к высказываниям других, дисциплинированность и собранность.

Задачи:

1. Рассмотреть физические и химические свойства серной кислоты.

2. Изучить методы получения серной кислоты.

3. Ознакомить с применением серной кислоты в различных отраслях.

4. Развить навыки работы с химическими уравнениями и расчетами.

5. Обсудить безопасность при работе с серной кислотой.

Оборудование и материалы:

серная кислота (разбавленная и концентрированная), для концентрированной кислоты необходима пипетка или стеклянная трубочка, гранулы цинка, медная проволока, раствор гидроксида натрия, раствор карбоната натрия, раствор хлорида бария, лучинка, лист белого картона, пробирки, эксикатор, фильтровальная бумага, сухое горючее, спички; компьютер, проектор, экран, компьютерная презентация; на ученических столах разложены периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева и «Таблица растворимости кислот, оснований и солей в воде», а также схема «Взаимодействие концентрированной серной кислоты с металлами».

I. Введение

1.1. Актуальность темы

Серная кислота (H₂SO₄) является одной из самых важных и широко используемых кислот в химической промышленности. Она играет ключевую роль в производстве удобрений, красителей, взрывчатых веществ и многих других химических соединений. Изучение серной кислоты позволяет понять основные принципы кислотно-основных реакций и их применение в жизни.

Актуализация знаний в виде беседы

– Укажите расположение химического элемента серы в Периодической системе химических элементов;

– Рассчитайте число элементарных частиц в атоме серы (число протонов, электронов и нейтронов);

– Напишите и прочитайте электронную формулу атома серы;

– Укажите, какие степени окисления может проявлять сера в сложных веществах;

– Приведите примеры соединений серы, где она проявляет степени окисления 0, –2, +2, +4, +6;

– Составьте формулы оксидов серы и укажите характер этих оксидов серы;

– Составьте формулы соответствующих гидроксидов и укажите характер этих гидроксидов;

– Перечислите, с какими классами неорганических соединений будет реагировать сернистая и серная кислоты.

1.2. История открытия

Серная кислота была известна с древних времен, но ее современное производство началось в 18 веке с использованием метода Кастнера. С тех пор она стала основным продуктом химической промышленности.

1.3 Предварительная подготовка

На доске предварительно учителем написаны задания:

1) Осуществите цепочку превращений:

S ¹→ SO₂ ²→ SO₃ ³→ H₂SO₄ ⁴→ BaSO₄

2) Вычислите объем воздуха, который необходим для сжигания 320 мг серы,

3) Напишите молекулярные уравнения химических реакций, характеризующие свойства соляной кислоты.

II. Структурные особенности серной кислоты

2.1. Химическая формула

Формула: H₂SO₄ — это двуосновная кислота, содержащая два атома водорода, один атом серы и четыре атома кислорода.

2.2. Структура молекулы

Молекула серной кислоты имеет тетраэдрическую форму, где атом серы находится в центре, а атомы кислорода расположены на вершинах тетраэдра.

III. Физические свойства серной кислоты

3.1. Внешний вид

Серная кислота — это бесцветная, вязкая жидкость с характерным запахом.

3.2. Температура кипения и плавления

Температура плавления: -10 °C

Температура кипения: 338 °C

3.3. Растворимость

Серная кислота хорошо растворима в воде, при этом процесс растворения сопровождается выделением тепла (экзотермическая реакция).

IV. Химические свойства серной кислоты

1. Свойства разбавленной серной кислоты

Разбавленная серная кислота реагирует с металлами, стоящими в ряду активности металлов до водорода:

H₂SO₄+Zn=ZnSO₄+H₂

Реагирует с основными и амфотерными оксидами:

H₂SO₄+MgO=MgSO₄+H₂O

H₂SO₄ +ZnO=ZnSO₄+H₂O

Взаимодействует с основаниями, например с NaOH, в зависимости от соотношения количества вещества серной кислоты и основания, могут образовываться разные соли

H₂SO₄+2KOH=K₂SO₄+2H₂O

Если кислота взята в избытке, то образуется кислая соль:

H₂SO₄+NaOH=NaHSO₄+H₂O

Реагирует с солями, вытесняя из них другие кислоты:

H₂SO₄+Na₂CO₃ =Na₂SO₄+H₂O +CO₂

2. Свойства концентрированной серной кислоты

Разбавление концентрированной серной кислоты (необходимо повторить соответствующее правило: «кислота льется в воду»)

H₂SO₄+nH₂O=H₂SO₄·nH₂O+Q

Взаимодействие концентрированной серной кислоты с металлами совершенно отличается от реакции с ними разбавленной кислоты. Очевидно, в силу того что она содержит очень мало воды (например, концентрированная лабораторная кислота всего 2%), окислителями будут не катионы Н+ ( их нет в таком «растворе» кислоты), а сами молекулы серной кислоты (точнее, S+6 , входящая в её состав). Поэтому, H2SO4 (концентрированная) окисляет многие металлы, независимо от их положения в ряду напряжений, при этом образуя не Н2 ,а восстанавливаясь до S, SO2 или H2S в зависимости от металла и условий реакции.

Демонстрируется взаимодействие H2SO4 (концентрированной) с медью при нагревании и разбирается с точки зрения ОВР (для этого учитель вызывает одного ученика к доске, который методом электронного баланса расставляет коэффициенты в этом уравнении реакции):

Cu0 + 2H2S+6O4 = Cu+2SO4 + S+4O2 + 2H2O

H2SO4 (концентрированная) не реагирует с некоторыми металлами при обычных условиях (стандартных), например, с железом, алюминием, хромом, золотом. Поэтому её можно хранить в железной таре, перевозить в стальных цистернах.

Для того, чтобы определить в каком случае какое вещество S, SO2 или H2S писать, надо воспользоваться подсказкой в виде схемы, которая находиться на вашем столе в виде раздаточного материала, а также на слайде №13, спишите ее, пожалуйста, в свою рабочую тетрадь.

3. Соли серной кислоты.

Как двухосновная кислота, H2SO4 в растворе диссоциирует ступенчато:

H2SO4 = H+ + HSO4- (1 ступень)

HSO4- = H+ + SO42- (2 ступень)

Серная кислота образует два ряда солей:

кислые, или гидросульфаты, например, NaHSO4,

средние (нормальные), или сульфаты, например, Na2SO4 .

Все гидросульфаты и большинство сульфатов хорошо растворимы в воде.

4. Качественная реакция на сульфат-ион

Характерной реакцией на серную кислоту и её соли является взаимодействие с растворимыми солями бария:

H₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2HCl

Выпадает белый осадок, который не растворяется ни в воде, ни в концентрированной азотной кислоте

V. Методы получения серной кислоты

5.1. Процесс контакта

Наиболее распространенный метод получения серной кислоты — это процесс контакта:

1. Оксид серы (IV) (SO₂) получают из сернистого газа.

2. SO₂ окисляется до SO₃ в присутствии катализатора (обычно V₂O₅).

3. SO₃ затем растворяется в воде для получения H₂SO₄.

5.2. Окисление сульфидов

Сульфиды окисляются до серной кислоты:

FeS + O₂ → Fe₂O₃ + SO₂ → H₂SO₄

5.3. Гидролиз сульфатов

Гидролиз некоторых сульфатов также может привести к образованию серной кислоты.

VI. Применение серной кислоты

6.1. В химической промышленности

• Серная кислота используется для производства удобрений (например, суперфосфата), красителей, взрывчатых веществ, а также в производстве различных химикатов.

6.2. В нефтяной промышленности

• Применяется для очистки нефти и переработки нефтепродуктов.

6.3. В аккумуляторах

• Используется в свинцово-кислотных аккумуляторах как электролит.

6.4. В лабораториях

• Широко используется как реагент для проведения различных химических реакций.

VII. Безопасность при работе с серной кислотой

7.1. Опасности

• Серная кислота является коррозионным веществом, способным вызывать ожоги кожи и повреждения глаз.

• При взаимодействии с водой выделяется большое количество тепла, что может привести к разбрызгиванию.

7.2. Меры предосторожности

• Использовать защитные очки, перчатки и специальную одежду.

• Работать в хорошо проветриваемом помещении или под вытяжным шкафом.

• При разливе немедленно нейтрализовать щелочью (например, содой) и удалить остатки.

VIII. Домашнее задание

1) написать уравнения реакций H2SO4 (разб.) в ионном виде с веществами Zn, MgO, ZnO, NaOH, Ca3(PO4)2;

2) написать уравнения реакций взаимодействия концентрированной серной кислоты с Na и Ag, расставить коэффициенты методом электронного баланса;

3) по приведенному сокращенному ионному уравнению

Ba+2 + SO42- = BaSO4

восстановите полное ионное и молекулярное уравнения.

Заключение

Серная кислота — это важное химическое соединение с множеством применений в различных отраслях промышленности и науки. Ее изучение позволяет глубже понять принципы кислотно-основных реакций и их значение в жизни человека.

Список литературы

1. Габриелян O. C. Химия. 9 класс: учебник для общеобразовательных организаций / О. С. Габриелян, И. Г. Остроумов, С. А. Сладков. — М.: Просвещение, 2022.

2. Габриелян O. C. Химия. Методическое пособие для 9 класса учебное пособие для общеобразовательных организаций / О. С. Габриелян, И. В. Аксёнова, И. Г. Остроумов. — М.: Просвещение, 2022.

3. Габриелян O. C. Химия. Сборник задач и упражнений. 9 класс: учебное пособие для общеобразовательных организаций/ О. С. Габриелян, И. В. Тригубчак М.: Просвещение, 2022.