Урок химии по теме "Химические свойства щелочных металлов"

Урок химии в 11 классе (профильный уровень) по теме:

«Химические свойства щелочных металлов».

Аннотация: конспект урока разработан в соответствии с рабочей программой по химии, составленной на основе Временного компонента государственного стандарта среднего (полного) общего образования по химии (профильный уровень) и является одним из уроков общей темы:

Цели урока:

• углубить знания о химических свойствах щелочных металлов; развивать умения составлять уравнения химических реакций методом электронного баланса;

• развивать внимание, память, логическое мышление, развивать умение анализировать учебный материал и делать выводы;

• воспитывать умение отстаивать свою точку зрения, внимательно слушать других, уметь убеждать, основываясь на научных знаниях; создать условия для развития познавательного интереса к химии.

Планируемые результаты:

• могут составлять уравнения химических реакций с помощью электронного баланса и распознавать соединения щелочных металлов по качественным реакциям на них.

Тип урока: комбинированный

Формы работы: учебная лекция, фронтальная и индивидуальная работа.

Учебное оснащение занятия: таблица «Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева», таблица растворимости, электрохимический ряд напряжений металлов.

Ход урока

І. Организационный этап.

ІІ. Постановка цели и задач урока. Мотивация учебной деятельности учащихся.

Сообщение учащимся темы урока «Химические свойства щелочных металлов». Учитель напоминает, что эта тема изучалась в курсе химии 9 класса. На этом уроке необходимо не только вспомнить, какие элементы относятся к щелочным, но и углубить знания об их свойствах.

ІІІ. Актуализация опорных знаний.

Фронтальная беседа с учащимися по вопросам:

1. Какие металлы относятся к щелочным?

2. Почему элементы І-А группы называются щелочными?

3. Почему в природе эти металлы не встречаются в свободном состоянии?

4. Какие свойства будут проявлять щелочные металлы, исходя из положения в периодической системе химических элементов.

ІV Первичное усвоение новых знаний.

Фронтальная беседа, конспектирование учащимися следующего материала.

К щелочным  металлам — элементам I –А группы периодической таблицы химических элементов относятся: Li,  Na,  K,  Rb,  Cs,  Fr

Особенность строения атомов щелочных металлов заключается в том, что они содержат один электрон на внешнем энергетическом уровне:

их электронная конфигурация ns¹.

Очевидно, что этим атомам  энергетически выгодно для завершения внешнего электронного слоя отдать единственный электрон и приобрести конфигурацию инертного газа. Поэтому для всех щелочных металлов характерны восстановительные свойства

Все щелочные металлы чрезвычайно активны, во всех химических реакциях проявляют восстановительные свойства, отдают свой единственный валентный электрон, превращаясь в положительно заряженный катион:

Mе⁰ -     Mе⁺

В качестве окислителей могут выступать простые вещества – неметаллы, оксиды, кислоты, соли, органические вещества.

Химические свойства щелочных металлов

1.Взаимодействие с неметаллами

Как реагируют щелочные металлы с кислородом?

Один учащийся работает у доски, записывает уравнение окисления лития кислородом воздуха.

4Li + O₂ → 2Li₂O

Но оказывается, что оксид образует только литий.

Натрий, например, образует пероксид (соль пероксида водорода Н₂О₂):

2Na + O₂ → Na₂O₂

Калий, рубидий и цезий – надпероксид:

K + O₂ → KO₂

С галогенами все щелочные металлы образуют галогениды:

2Na + Cl₂ → 2NaCl

Взаимодействие с водородом, серой, фосфором, углеродом, кремнием протекает при нагревании:

с водородом образуются гидриды:

2Na + H₂ → 2NaH

с серой – сульфиды:

2K + S → K₂S

с фосфором – фосфиды:

3K + P → K₃P

с кремнием – силициды:

4Cs + Si → Cs₄Si

с углеродом карбиды образуют литий и натрий:

2Li + 2C → Li₂C₂

Калий, рубидий и цезий карбиды не образуют, могут образовывать соединения включения с графитом.

С азотом легко реагирует только литий, реакция протекает при комнатной температуре с образованием нитрида лития:

6Li + N₂ → 2Li₃N

2.Взаимодействие с водой 

Все щелочные металлы реагируют с водой, литий реагирует спокойно, держась на поверхности воды, натрий часто воспламеняется, а калий, рубидий и цезий реагируют со взрывом по общей схеме:

2Mе + 2H₂O → 2MеOH + H₂↑

1)Как доказать, что в результате взаимодействия, например, натрия с водой, образуется щелочь?

(Необходимо предварительно в воду добавить индикатор фенолфталеин. Малиновое окрашивание полученного раствора тому подтверждение).

2) А как еще называется гидроксид натрия? (каустической сода). Где используется? Как работать с данным веществом?

3.Взаимодействие с кислотами

Щелочные металлы способны реагировать с разбавленными кислотами с выделением водорода, однако реакция будет протекать неоднозначно, поскольку металл будет реагировать с водой, а затем образующаяся щелочь будет нейтрализоваться кислотой.

Так если представить, что будет происходить при добавлении щелочного металла к раствору серной кислоты, например, то это можно выразить следующими уравнениями реакций:

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑

2NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2H₂O

Суммарно: 2Na + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂↑

При взаимодействии с кислотами-окислителями, например, азотной, образуется продукт восстановления кислоты, хотя протекание реакции также неоднозначно.

У доски учащиеся составляют уравнения реакций взаимодействия щелочных металлов с концентрированными неорганическими кислотами с помощью электронного баланса

8Na + 5H₂SO_{4 (к)} → 4Na₂SO₄ + H₂S↑ + 4H₂O

в-ль Na⁰ - 1 → Na ⁺ │8 ок-ние

ок-ль S⁶⁺ + 8 → S^2- │1 в-ние

8 Na + 10HNO_{3 (к)} → 8NaNO₃ + NH₄NO₃ + 3H₂O

в-ль Na⁰ - 1 → Na ⁺ │8 ок-ние

ок-ль N⁵⁺ + 8 → N^3- │1 в-ние

Взаимодействие щелочных металлов с кислотами практически всегда сопровождается взрывом, и такие реакции на практике не проводятся.

4.Взаимодействие с органическими веществами

Щелочные металлы реагируют со спиртами и фенолами, которые проявляют в данном случае кислотные свойства:

2Na + 2C₂H₅OH → 2C₂H₅ONa + H₂;

Также они могут вступать в реакции с галогеналканами (реакция Вюрца по удлинению цепи)

2Na + 2CH₃Cl → С₂Н₆ + 2NaCl

5. Восстановление металлов из оксидов и солей

3Na + AlCl₃ → Al + 3NaCl

Na + КCl  → К + NaCl

4Na + TiO₂ → 2Na₂O + Ti

Качественные реакции на катионы щелочных металлов

Где это используется? (фейерверки и салюты)

V. Первичная проверка понимания материала урока

Работа с классом (предлагается тест)

С какими из веществ будут реагировать натрий и калий:

а) H₂O; б) С₂Н₅ОН ; в) Br₂ ; г) P₂O₅; д) Ti е)O₂ ж) WO₃

VІ. Первичное закрепление

2. Осуществите цепочку превращений:

Na→ Na₂О₂ → Na₂О → NaОН →Na₂СO₃ →Na₂SO₄ →NaOH

VІІ. Информация о домашнем задании, инструктаж по его выполнению

Домашнее задание:

Выучить конспект, осуществить цепочку превращений,

решить задачи №2 и 3.

1. Осуществите цепочку превращений:

К→ К₂О₄ → К₂О → КОН →КСl →К

Задача 2. Окислением щелочного металла массой 70 г получили 150 г его оксида. Определите металл.

Задача 3. В воде объемом 0,5 л растворили 0,75 моль калия. Какой объем водорода при этом выделился?

VІІІ. Рефлексия (подведение итогов занятия)

Вопросы к классу:

1. Что нового вы узнали на этом уроке?

2. Попробуйте сформулировать основные выводы по химическим свойствам щелочных металлов.