открытый урок по химии «Хром и его соединения» в 11 классе
план-конспект урока по химии (11 класс) на тему

Тема. Хром и его соединения

Учитель химии МБОУ СОШ №2 г.Турана Донгак-оол Ч.К.

(Данный урок был дан мной на конкурсе школьного этапа

«Учитель года -2014»)

Урок «Хром и его соединения»   – это третий урок по теме «Металлы побочных подгрупп», изучается в 11б классе (профильный уровень). Урок сопровождается презентацией. Данный урок очень насыщен теоретическим материалом и экспериментом.В соответствии с рабочей программой при изучении темы «Металлы побочных подгрупп» предполагается проведение 3 семинарских занятий.

Форма семинара способствует глубокому творческому осмыслению материала, воспитанию самостоятельности, формированию умений работать с научной литературой и навыков монологической речи, овладению методами и приемами исследовательской деятельности, закреплению полученных знаний на практике.

За несколько дней до проведения семинара учащиеся получают задание на семинарское занятие и список рекомендуемой литературы. Учащиеся самостоятельно исследуют предложенную тему, систематизируют изученные материалы и выполняют упражнения для самостоятельной работы.

Элементы содержания: хром: особенности строения атома, физические и химические свойства, получение и применение. Оксиды и гидроксиды хрома, зависимость их от свойств, от степени окисления  элемента. Важнейшие соли хрома. Комплексные соединения хрома.

Цели образования

Обучающая:актуализировать изакрепить знания учащихся по теме, отработать умения составлять уравнения реакций с участием соединений хрома, продолжить работу по развитию находить основные, узловые вопросы в материале, анализировать, обобщать, делать выводы, применение теоретических знаний для объяснения результатов проведенных опытов.

Развивающая: развивать

учебно-информационные навыки: умение извлекать информацию из устного сообщения, справочных таблиц,  наблюдаемых процессов;

учебно-логические: умение анализировать данные, выявлять сущность наблюдаемых процессов, обобщать и делать выводы, формулировать определения понятий;

учебно-организационные: организовывать самостоятельную деятельность, совершенствовать навыки самооценки знаний и умений.

Воспитательная:привитие интереса к изучаемому предмету, к самоорганизации и культуре труда, формировать умение вести диалог, дискутировать, выслушивать друг друга,формировать понимание развития своего интеллекта как ценностной характеристики современной личности.

Тип урока:урок совершенствования знаний,умений и навыков

Вид урока: семинар-практикум

Наглядные пособия: таблицы “Периодическая система Д.И.Менделеева”, “Электрохимический ряд напряжений металлов”, “Растворимость соединений”, методическое пособие “Окислительно-восстановительные реакции”, учебники;

Оборудование к уроку:

• Компьютер, мультимедийный проектор, экран,документ-камера
• Презентация.
• Оборудование и реактивы для демонстрационного эксперимента
• На столах учащихся оборудование и реактивы  для лабораторных опытов.
• Распечатанные задания в формате ЕГЭ.
• Инструкция для проведения лабораторных опытов.
• Информационный лист
• План семинара

Педагогическая технология: технология практико-ориентированного подхода в обучении

Методы:

• проблемно -  поисковый,
• объяснительно-иллюстративный
• дифференцированная и индивидуальная  самостоятельная работа учащихся в группах,
• работа с учебной и дополнительной литературой,
• исследовательский

Форма организации учебной деятельности: дифференцированно -  групповая.

Средства обучения:  литература

учебная:1) Габриелян О.С. Химия. 11. – М.:Дрофа, 2010г.

                      2) Рудзитис Г.Е. Химия. 11 класс.- М., 2010г.

дополнительная: 1)Глинка Н.Л. Общая химия: Учебное пособие для вузов.- Л.,:Химия, 1984г.

2)Лидин Р.А. Справочник по общей и неорганической химии.- М,: Просвещение.

3)Хомченко В.М. Химия: учебник.-М.: Высшая школа, 1982г.

 4)Третьяков Ю.Д. Химия: Справ. Материалы :Кн.дляучащихся.-М.:Просвещение.

Оборудование и реактивы: Реактивы: бихромат аммония (NH4)2Cr2O7, раствор хлорида хрома (III) CrCl3, раствор бихромата калия K2Cr2O7, раствор сульфита натрия Na2SO3, раствор нитрата бария Ba(NO3)2, разбавленный раствор соляной кислоты HCl, разбавленный раствор серной кислоты H2SO4, раствор гидроксида натрия NaOH (ω = 30%),раствор хромата калия K2CrO4, раствор нитрата серебра АgNO3.

Посуда и оборудование: фарфоровая чашка, шпатель, спиртовка, штатив для пробирок, пробирки, стеклянная палочка, колбы

Эпиграф урока: «Радость видеть и понимать есть самый великий дар природы» (А.Эйнштейн).

План урока:

Орг.момент

1.Вступительное слово учителя. Мотивация важности выбранной темы.

2.Семинарское занятие.

3. Первичная проверка степени усвоения материала.

3.Закрепление: решение тестовых заданий из работ ЕГЭ по данной теме.

4.Рефлексия.

5.Задание на дом.

Ход занятия.

 Организационный момент.

Приветствие, отметка в журнале отсутствующих, ознакомление с темой и планом работы на данном занятии.

1.Вступительное слово учителя. Мотивация важности выбранной темы.

    Мы продолжаем изучать свойства d-элементов. Какие d-элементы (переходные) мы изучили? (правильно, это элемент I-ой группы –  медь.Сегодня мы посвящаем урокd-элементу VI-ой группы - хрому. Что же характерно для всех этих переходных элементов? (Правильно, образование комплексных соединений, часто сами вещества и их растворы бывают окрашены, а также что все d-элементы- металлыd-элементы и их соединения обладают рядом характерных свойств: переменные состояния окисления; способность к образованию комплексных ионов; образование окрашенных соединений). Вспомним электронные конфигурации d-элементов. Какой или какие слои заполняются электронными (правильно, предвнеший d-слой и внешний s-слой). Напоминаю, что именно из-за наличия d-оболочки свойства этих элементов отличаются от свойств элементов основных групп. Поэтому их выделили в так называемые побочные подгруппы.

2.Семинар-практикум

План семинарского занятия:

1. Положение хрома в ПСХЭ
2. Получение и свойства  Cr0
3. Получение и свойства  оксида и гидроксида Cr+2
4. Получение и свойства  оксида и гидроксида Cr+3
5. Получение и свойства  оксида, гидроксида и солей Cr+6(Лабораторная работа)
6. Нахождение в природе, биологическая роль и применение.

(По ходу объяснения материала учащиеся ведут записи в своих тетрадях, т.е. составляют конспект лекций – подготовка к традиционному вузовскому обучению.Кроме этого, постоянно идет диалог учитель-ученик для лучшего понимания и усвоения материала).

Для этого  ученики разделены  на три рабочие группы: “Теоретики”, “Экспериментаторы” и “Промышленники” (каждый ученик заранее подготовил себе персональный пейджик с названием своей группы и своим именем с целью формирования у учащихся чувства ответственности за порученное дело и полученный результат, уважения к себе и своим сверстникам, а также для поднятия уровня собственной самооценки).

Каждая группа получила задание, в ходе выполнения которого шла активная проработка нового и закрепление пройденного ранее материала, поиск нестандартных решений, формируются чувства коллективизма, навыки самостоятельной работы.

1. Задание для теоретиков. Теоретическая часть семинара
2. Задание для экспериментаторов. Практическая часть семинара
3. Задание для промышленников. Познавательная часть семинара

Характеристика хрома и его соединений(выступление теоретиков)

Хром расположен в побочной подгруппе VI группы таблицы Д.И.Менделеева. При составлении электронной формулы хрома необходимо вспомнить, что в связи с большей устойчивостью конфигурации 3d5 у атома хрома наблюдается проскок электрона и электронная формула имеет вид: 1s22s2p63s2p64s13d5. В соединениях хром может проявлять степени окисления +2, +3 и +6 (степень окисления +3 является наиболее устойчивой):

Хром получил свое название от греческого слова chroma (цвет, краска) из-за яркой разнообразной окраски его соединений.

Хром – белый блестящий металл, очень твердый, хрупкий, тугоплавкий. Устойчив к коррозии. На воздухе покрывается оксидной пленкой, из-за чего поверхность становится матовой.

Хром — твердый, голубовато-белый металл. ρ = 7,2г/см3, tплавл= 18570С
СО: +2,+3,+6
Химические свойства.
Взаимодействие с простыми веществами. 

1. При обычных условиях хром реагирует только со фтором. При высоких температурах (выше 6000C) взаимодействует с кислородом, галогенами, азотом, кремнием, бором, серой, фосфором.

4Cr + 3O2  2Cr2O3

2Cr + 3Cl2   2CrCl3

2Cr + N2  2CrN

2Cr + 3S   Cr2S3

Взаимодействие со сложными веществами.

1. В раскалённом состоянии реагирует с парами воды:2Cr + 3H2O  Cr2O3 + 3H2
   2. Хром растворяется в разбавленных сильных кислотах (HCl, H2SO4). В отсутствии воздуха образуются соли Cr2+, а на воздухе – соли Cr3+.

Cr + 2HCl → CrCl2 + H2

2Cr + 6HCl + O2 → 2CrCl3 + 2H2O + H2
3. Наличие защитной окисной плёнки на поверхности металла объясняет его пассивность по отношению к холодным концентрированным кислотам – окислителям. Однако при сильном нагревании эти кислоты растворяют хром:2 Сr + 6 Н2SО4(конц) Сr2(SО4)3 + 3 SО2↑ + 6 Н2О
Сr + 6 НNО3(конц)  Сr(NО3)3 + 3 NO2↑ + 3 Н2О

Получение.

1) электролизом водных растворов или расплавов его солей:

2.Алюминотермия: Cr2O3 + 2Al  Al2O3 + 2Cr

3.Восстановлением оксидов хрома оксидом углерода (II), водородом: CrO + Н2  Cr + H2O

 Соединения хрома

Соединения двухвалентного хрома
Оксид хрома (II) CrO
Физические свойства: твердое нерастворимое в воде вещество ярко-красного или коричнево- красного цвета.
Химические свойства. CrO – основной оксид, восстановитель
1.Взаимодействует с кислотами: CrO + 2HCl → CrCl2 + 2H2O

2.Легко окисляется на воздухе при нагревании до оксида хрома (III): 4CrO + O2  2 Cr2O3 

3.Восстанавливается водородом до хрома: CrO + Н2  Cr + H2O

Получение.
1. При окислении амальгамы хрома на воздухе: 2Cr + O2  2 CrO

2.При прокаливании Сr(ОН)2 в отсутствие кислорода: Сr(ОН)2 CrO + H2O

3. Cr2O3 + 3Н2  2Cr + 3H2O

 Гидроксид хрома (II) Сr(ОН)2
Физические свойства: твердое нерастворимое в воде вещество желтого цвета.
Химические свойства. Сr(ОН)2 – слабое основание.
1.Взаимодействует с кислотами: Cr(OH)2 + 2HCl → CrCl2 + 2H2O

2.Легко окисляется в присутствии влаги кислородом воздуха в Сr(ОН)3:

4Cr(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Cr(OH)3
3. При прокаливании разлагается:

а) без доступа воздуха: Сr(ОН)2 CrO + H2O
б) в присутствии кислорода: 4Сr(ОН)2 2 Cr2O3 + 4H2O

Получение.
1.Действием щелочи на растворы солей Cr(II): СrСl2 + 2 NaОН = Сr(ОН)2↓ + 2 NaСl.

Соединения трёхвалентного хрома
Оксид хрома (III) Cr2O3
Физические свойства: темно-зеленое тугоплавкое вещество, нерастворимое в воде.
Химические свойства. Cr2O3 - амфотерный оксид.
1.Взаимодействует с кислотами, как основной оксид: Cr2O3 + 6HCl  2 CrCl3 + 3H2O

2.Взаимодействует со щелочами, как кислотный оксид: Cr2O3 + 2NaOH  2NaCrO2 + H2O

Хромит натрия
3.При высокой температуре восстанавливается водородом, кальцием, углеродом до хрома:

Cr2O3 + 3Н2  2Cr + 3H2O
Получение. 1.При окислении хрома: 4Cr + 3O2  2Cr2O3

2.При разложении гидроксида хрома (III): 2Сr(ОН)3  Cr2O3 + 3H2O

3.Разложение дихромата аммония (дем.опыт):

(NH4)2Cr2O7 Cr2O3 + N2+ 4H2O

Гидроксид хрома (III) Cr(OH)3
Физические свойства: нерастворимое в воде вещество зелёного цвета.
Химические свойства. Сr(ОН)3 – амфотерный гидроксид(дем.опыт)

1.Взаимодействует с кислотами, как нерастворимое основание: 

2Cr(OH)3 + 3H2SO4 →Cr2(SO4)3 + 6H2O
2.Взаимодействует со щелочами, как нерастворимая кислота:

Cr(OH)3 + KOH → KCrO2+ 2H2O
(хромит калия)

3.При нагревании легко разлагается: 2Сr(ОН)3  Cr2O3 + 3H2O

Получение.
1.При действии щелочей на соли Сr3+ выпадает студнеобразный осадок гидроксида хрома (III) зеленого цвета(дем.опыт):

Сr2(SО4)3 + 6NaОН → 2 Сr(ОН)3↓ + 3 Na2SО4,

Соединения шестивалентного хрома
Оксид хрома (VI) CrO3
Физические свойства: твердое вещество темно-красного цвета, хорошо растворимое в воде. Ядовит!
Химические свойства. CrO3 – кислотный оксид.
1.Взаимодействует со щелочами, образуя соли желтого цвета-хроматы:

CrO3 + 2KOH → K2CrO4 + H2O
2.Взаимодействует с водой, образуя кислоты: CrO3 + H2O → H2CrO4 хромовая кислота

2 CrO3 + H2O → H2Cr2O7 дихромовая кислота
3.Термически неустойчив: 4 CrO3 → 2Cr2O3 + 3O2 ↑

Получение.
1.Получают из хромата (или дихромата) калия действием H2SO4(конц.).
K2CrO4 + H2SO4 → CrO3 + K2SO4 + H2O
K2Cr2O7 + H2SO4 → 2CrO3 + K2SO4 + H2O

Гидроксиды хрома (VI) H2CrO4 - хромовая кислота, H2Cr2O7 - дихромовая кислота
Обе кислоты неустойчивы, при попытке их выделения в чистом виде распадаются на воду и оксид хрома (VI). Однако соли их вполне устойчивы. Соли хромовой кислоты называют хроматами, они окрашены в желтый цвет, а соли дихромовой кислоты – дихроматами, они окрашены в оранжевый цвет. 

Хромат и дихромат-ионы способны к взаимопревращению в зависимости от кислотности среды(дем.опыт)В кислой среде хроматы переходят в дихроматы, раствор приобретает оранжевую окраску; в щелочной среде дихроматы переходят в хроматы, раствор становится желтым:2K2CrO4 + H2SO4 )K2Cr2O7 + K2SO4 + H2O,

K2Cr2O7 + 2KOH 2K2CrO4 + H2O.

Ион  устойчив в щелочной среде, а  – в кислой.

Окислительные свойства  соединений хрома (VI)(дем. опыт)

K2Cr2+6O7 + 7H2SO4 (разб) + 6KI-1 = Cr2+3(SO4)3 + 4K2SO4 + 3I20 + 7H2O
Cr+6 + 3e → Cr+3 (восстановление – окислитель)
2I-1- 2e → I20 (окисление – восстановитель)

Выполнение лабораторной работы. Качественная реакция на хромат и дихромат ион (по инструктивной карточке.Ознакомить с основными правилами техники безопасности.)

Качественная реакция на хромат и дихромат ионы.

     Налейте в пробирку немного раствора хромата калия и прилейте раствор нитрата бария. Отметьте цвет образовавшегося осадка. Запишите уравнение реакции получения хромата бария BaCrO4 в молекулярной и ионной форме,. Налейте в пробирку немного раствора дихромата калия и прилейте раствор нитрата серебра (I) Отметьте цвет образовавшего осадка. Запишите уравнение реакции в молекулярной и  ионной  форме.

Выступление промышленников (презентация), на каждой парте выданы информационные листы:

История открытия.

В 1797 г. французский химик Л. Вокелен впервые исследовал красноватый, тяжелый минерал крокоизит, из которого открыл соединение нового элемента.   Выделить этот элемент в чистом виде он не смог. Пораженный разнообразием окрасок, образуемых разными соединениями вновь открытого элемента, Вокелен назвал его хромом (от греческого слова "хрома" - цвет, краска). В сравнительно чистом виде новый элемент был выделен в 1799 г. Ф. Тассером. Он представлял собой серо-стальной металл с серебристыми блестками в изломе, тугоплавкий.

Биологическая роль.

Хром обнаруживается в растительных и животных организмах. В организме взрослого человека содержится примерно 6 г Сr (0,1%).

Металлический хром нетоксичен, а соединения Сr(III) и Сr(VI) опасны для здоровья. Они вызывают раздражение кожи, что приводит к дерматитам.

Хром — один из биогенных элементов, постоянно входит в состав тканей растений и животных. У животных хром участвует в обмене липидов, белков (входит в состав фермента трипсина), углеводов. Снижение содержания хрома в пище и крови приводит к уменьшению скорости роста, увеличению холестерина в крови.

В конце 1950-х гг. два исследователя, Шварц и Мерц, сообщили, что у крыс, которые были на рационе, дефицитном по хрому, развивалась непереносимость сахара; при добавлении же хрома в рацион их состояние нормализовалось. Это было первым подтверждением, что хром необходим животным для нормальной жизни. С тех пор исследователи поняли, что хром играет такую же роль и для здоровья человека.

Применение металлического хрома.

В виде феррохрома сплавляют с железом и получают высококачественные твердые при высокой температуре стали, металлорежущие инструменты.

При добавлении к железу хрома (около 12%) получают нержавеющую сталь.

Покрывают (хромируют) различные стальные изделия для предотвращения коррозии.

III. Закрепление: решение тестовых заданий из работ ЕГЭ по данной теме

В качестве закрепления учащиеся получают распечатанные задания в формате ЕГЭ.

В конце работы учитель обращает внимание учеников  на тестовую работу, демонстрирует на экране правильные ответы,взаимопроверка (ответы через документ- камеру)

IV. Стадия рефлексии.

(Учитель вместе с учениками подводят итог проделанной работы и делают вывод.)

Ответы на ключевые вопросы семинара.

1. Как изменяются кислотно-основные свойства соединений хрома?(С увеличением степени окисления хрома усиливается кислотный характер его соединений.)

2. Как изменяются окислительно-восстановительные свойства соединений хрома?(С увеличением степени окисления хрома усиливаются окислительные свойства соединений хрома.)

3. Как изменяется окраска растворов соединений хрома с повышением степени окисления (синий- зелёный-красный-оранжевый-жёлтый)

4.С какими ранее изученными элементами сходны свойства хрома и его соединений (с Fe+2,Fe+3, Аl+3, S+6)

В тетрадях записывают краткий вывод: Для 3d-элементов, характеризующихся большим разнообразием степеней окисления по мере возрастания степени окисления усиливается кислотный характер оксидов и гидроксидов, а также их окислительная способность, и наоборот.

( Учитель предлагает учащимся оценить свою работу, ответы товарищей.)

 Итак, как вы считаете, смогли ли мы  решить в ходе урока  поставленную цель?

Что вы узнали, чему научились?

Учитель оценивает работу учащихся на уроке и благодарит их за работу.

V. Домашнее задание

Закончить урок разрешите словами Гёте «Просто знать ещё не всё, знания нужно уметь использовать »

• Подготовка к семинару «Марганец и его соединения».

Литература:

1. О.С.Габриелян. Химия. 11 класс. Профильный уровень.  Учебник для общеобразовательных учебных заведений, М., Дрофа, 2010
2. И.И.Новошинский, Н.С.Новошинская. Химия. 10 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений, М., «ОНИКС 21 век»; «Мир и Образование», 2004
3. О.С.Габриелян, Г.Г.Лысова, А.Г.Введенская. Настольная книга учителя химии. 11 класс. М., Дрофа. 2004
4. К.К.Курмашева. Химия в таблицах и схемах. М., «Лист Нью». 2003
5. Н.Б.Ковалевская. Химия в таблицах и схемах. М., «Издат-школа 2000». 1998
6. Дж. Кемпбел, "Современная общая химия". М.: "Мир", 1975, том 2
7. Справочник химика / Под ред. Никольского Б.П. / М.: "Химия", 1965, том III
8. https://him.1september.ru/2003/05/14.htm  – работа в среде табличного редактора MicrosoftExcel

Проверочная работа в формате ЕГЭ

Хром и его соединения

Часть А(вариант1)

1.Катион хрома Cr3+ образуется при диссоциации

1)Cr2O3          2)CrCl2          3)Cr(OH)2          4)Cr(NO3)3

2.Продуктом, образующимся при нагревании дихромата аммония, является

1)CrO3         2)N2          3)NH3         4)CrN

3.Соединения состава Na2ЭО4 образует каждый из двух элементов:

1)хром и фосфор          2)сера и хром          3)азот и селен          4)сера и хлор

4.С основаниями не реагирует

1)Cl2O5          2)SiO2          3)SO3          4)CrO

5.Оксид хрома (VI)взаимодействует с каждым из двух веществ:

1)оксидом кремния и углекислым газом

2)водой и углекислым газом

3)водой и гидроксидом натрия

4)кислородом и водородом

Часть В

1.Установите соответствие между формулой вещества и степенью окисления хрома.

Формула веществСтепень окисления

А)NaCrO2        1)+7

Б)H2Cr2O7        2)+6

В)BaCrO4        3)+4

Г)CrSO4        4)+3

         5)+2

2.Установите соответствие между исходными веществами и основным продуктом их взаимодействия.

Формулы веществ                      Продукт взаимодействия

А)Cr+Cl2                                          1)CrCl2

Б)Cr+HCl                                         2)CrCl3

В)CrO3+HCl                                     3)CrCl4

Г)K2Cr2O7+HCl                                4)CrCl6

Часть С

1.Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакции

K2Cr2O7+K2SO3+H2SO4=Cr2(SO4)3+…+…

Определите окислитель и восстановитель.

Оценка: 10-12- «5»7-9-«4»4– 6-«3»           менее 4- «2»

Проверочная работа в формате ЕГЭ

Хром и его соединения

Часть А(вариант2)

1.Наиболее низкую степень окисления хром проявляет в соединении

1)K2Cr2O7          2)Na[Cr(H2O)F4]          3)Cr2O3          4)Cr(OH)2

2.В атоме хрома число свободных 3d-орбиталей равно

1)1          2)2        3)3          4)0

3. С гидроксидом хрома (II) не взаимодействует

1) соляная кислота  2) кислород  3)гидроксид калия    4) серная кислота

4.Верны ли следующие суждения о хроме и его соединениях?

А. Степень окисления хрома в высшем оксиде равна +3.

Б. Хроматы и дихроматы  – сильные  окислители

1)верно только А          2)верно только Б          3)верны оба суждения          4)оба суждения неверны

5.При взаимодействии свежеприготовленного осадка гидроксида хрома(III) с избытком раствора щелочи образуется:

1)средняя соль          2)основная соль          3)двойная соль          4)комплексная соль

Часть В

1.Установите соответствие между схемой изменения степени окисления элемента и уравнениям реакции, в которой это изменение происходит.

Изменение степени                 Уравнение реакции

окисления

А)Cr+3-Cr0                                     1)2Cr+6H2SO4(конц)=Cr2(SO4)3+3SO2+6H2O

Б)Cr+6-Cr0                                     2)2CrO3+3H2S(р-р)=2Cr(OH)3+3S

В)Cr0-Cr+3                                     3)K2Cr2O7+4Al=2Cr+Al2O3+2KAlO2        

Г)Cr+6-Cr+3                                                        4)Cr2O3+3Ca=2Cr+3CaO

5)2K2CrO4+2HCl=K2Cr2O7+2KCl+H2O

2.Установите соответствие между реагирующими веществами и признаком протекающей между ними реакции.

Формулы веществ                        Признак реакции

А)Cr(OH)3+HCl        1)образование осадка

Б)Сr(OH)3+NaOH        2)растворение осадка

В)K2Cr2O7+KOH        3)изменение окраски раствора

Г)K2CrO4+H2SO4        4)изменение окраски осадка

        5)видимых признаков реакции нет

Часть С

1.Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакции

K2Cr2O7+K2SO3+H2SO4=Cr2(SO4)3+…+…

Определите окислитель и восстановитель.

Оценка: 10-12- «5»          7-9 -«4»       4– 6 -«3»           менее 4- «2»

                                          Ответы

С1K2Cr2O7+3K2SO3+4H2SO4=Cr2(SO4)3+4K2SO4+4H2О

Сера в степени окисления +4 является восстановителем, а хром +6 –окислителем

S – 2e- S+66   3

Cr+6+6e-Cr+3 2   1

                                                        Информационный лист.

Хром.

1. Химический элемент побочной подгруппы VI группы периодической системы Менделеева
2. Атомный номер 24,
3. Атомная масса 51,996;
4. Металл голубовато-стального цвета.

История открытия.

В 1797 г. французский химик Л. Вокелен впервые исследовал красноватый, тяжелый минерал крокоизит, из которого открыл соединение нового элемента.   Выделить этот элемент в чистом виде он не смог. Пораженный разнообразием окрасок, образуемых разными соединениями вновь открытого элемента, Вокелен назвал его хромом (от греческого слова "хрома" - цвет, краска). В сравнительно чистом виде новый элемент был выделен в 1799 г. Ф. Тассером. Он представлял собой серо-стальной металл с серебристыми блестками в изломе, тугоплавкий.

Биологическая роль.

Хром обнаруживается в растительных и животных организмах. В организме взрослого человека содержится примерно 6 г Сr (0,1%).

Металлический хром нетоксичен, а соединения Сr(III) и Сr(VI) опасны для здоровья. Они вызывают раздражение кожи, что приводит к дерматитам.

Хром — один из биогенных элементов, постоянно входит в состав тканей растений и животных. У животных хром участвует в обмене липидов, белков (входит в состав фермента трипсина), углеводов. Снижение содержания хрома в пище и крови приводит к уменьшению скорости роста, увеличению холестерина в крови.

В конце 1950-х гг. два исследователя, Шварц и Мерц, сообщили, что у крыс, которые были на рационе, дефицитном по хрому, развивалась непереносимость сахара; при добавлении же хрома в рацион их состояние нормализовалось. Это было первым подтверждением, что хром необходим животным для нормальной жизни. С тех пор исследователи поняли, что хром играет такую же роль и для здоровья человека.

Применение металлического хрома.

В виде феррохрома сплавляют с железом и получают высококачественные твердые при высокой температуре стали, металлорежущие инструменты.

При добавлении к железу хрома (около 12%) получают нержавеющую сталь.

Покрывают (хромируют) различные стальные изделия для предотвращения коррозии.

                                                                    Семинар № 3

Тема. Хром. Соединения хрома.

Цель:

• познакомиться с химией хрома и некоторых его соединений.

Вопросы для подготовки

1. Положение атома хрома в периодической системе элементов Д.И. Менделеева. Строение атома, возможные степени окисления.
2. Многообразие соединений хрома. Сравнительная характеристика кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойств соединений хрома (II), (III),  и (VI).

Задания для самостоятельной работы

1. Назовите особые свойства солей хрома(III), хроматов и дихроматов.
2. Комплексные соединения хрома
3. Аналогию  с соединениями каких элементов можно провести при изучении соединений хрома.
4. Используя справочную и учебную литературу, укажите окраску растворов, содержащих соединения Cr+2,Cr+3,Cr+6
5. Запишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения, укажите условия их протекания:

Cr CrCl3  CrCl2  Cr(OH)2Cr(OH)3 K2CrO4K2Cr2O7.

Темы рефератов

1. Природные соединения хрома. Применение хрома и его соединений.
2. Биологическая роль хрома.

Ключевые вопросы занятия

1. Как изменяются кислотно-основные свойства соединений хрома?

2. Как изменяются окислительно-восстановительные свойства соединений хрома?

3. Как изменяется окраска растворов соединений хрома с повышением степени окисления?

4.С какими ранее изученными элементами сходны свойства хрома и его соединений?

Рекомендуемая литература

1. Кузьменко Н.Е., Еремин В.В., Попков В.А. Начала химии. Современный курс для поступающих в вузы. – М.: Экзамен, 2004. – С. 414–415.
2. Кузьменко Н.Е., Еремин В.В., Попков В.А. Химия. Для школьников старших классов и поступающих в вузы. – М.: ОНИКС 21 век: Мир и образование, 2002. – С. 257–259.
3. Габриелян О.С., Остроумов И.Г., Соловьев С.Н., Маскаев Ф.Н. Общая химия: Учебник для 11 класса общеобразовательных учреждений с углубленным изучением химии. – М.: Просвещение, 2005. – С. 362–365.
4. Фриман М. Химия в действии. Т.2. – М.: Мир, 1991. – С. 145–147.
5. Энциклопедия для детей. Т. 17. Химия / Под ред. В.А. Володина. – М.: Аванта+, 2000. – С. 264–269.
6. Популярная библиотека химических элементов. Кн. 1. – М.: Наука, 1983. – С. 317–326.

                                                                      Практикум

Тема. Хром и его соединения.

Цель:

• Познакомиться  с некоторыми химическими свойствами соединений хрома в различных степенях окисления.

Реактивы: бихромат аммония (NH4)2Cr2O7, раствор хлорида хрома (III) CrCl3, раствор бихромата калия K2Cr2O7, раствор сульфита натрия Na2SO3, раствор нитрата бария Ba(NO3)2, разбавленный раствор соляной кислоты HCl, разбавленный раствор серной кислоты H2SO4, раствор гидроксида натрия NaOH (ω = 30%), раствор хромата калияK2CrO4, раствор нитрата серебра АgNO3

Посуда и оборудование: фарфоровая чашка, шпатель, спиртовка, штатив для пробирок, пробирки, стеклянная палочка, колбы

Ход работы

Опыт 1. Получение оксида хрома (III)

В фарфоровую чашку насыпьте горкой немного бихромата аммония, чашку поставьте на лист бумаги. Раскалите в пламени спиртовки стеклянную палочку и осторожно поместите ее в смесь. Наблюдайте реакцию разложения бихромата аммония с образованием оксида хрома (III), молекулярного азота и воды. Отметьте цвет образовавшегося оксида. Запишите уравнение реакции, укажите окислитель и восстановитель.

Опыт 2. Гидроксид хрома (III), получение и свойства

В пробирку поместите несколько капель раствора хлорида хрома (III) и прибавьте по каплям раствор гидроксида натрия до выпадения осадка. Отметьте цвет осадка. Полученный осадок разделите на две части. К первой прилейте по каплям раствор соляной кислоты, ко второй – раствор гидроксида натрия. Запишите наблюдаемые явления.

Запишите уравнения получения гидроксида хрома (III), объясните, почему необходимо приливать раствор гидроксида натрия к хлориду хрома (III), а не наоборот.

Приведите уравнения растворения гидроксида хрома (III) в кислоте и в щелочи, сделайте вывод о кислотно-основных свойствах гидроксида хрома (III).

Опыт 3. Свойства солей хромовых кислот

Смещение химического равновесия между хромат- и дихромат-ионами

Налейте в пробирку несколько капель раствора дихромата калия и добавьте по каплям раствор гидроксида натрия до появления желтой окраски хромат-иона.

К полученному раствору добавьте по каплям разбавленную серную кислоту, отметьте изменение окраски раствора.

Рассмотрите смещение равновесия 2CrO42- + 2H+  Cr2O72- + H2O при добавлении щелочи и кислоты.

Окислительные свойства соединений хрома (VI)

Поместите в пробирку несколько капель раствора бихромата калия. Добавьте к нему каплю серной кислоты и немного раствора сульфита натрия. Отметьте цвет раствора. Запишите уравнения реакции, учитывая, что хром восстанавливается до трехвалентного состояния с образованием сульфата хрома (III) Cr2(SO4)3, а сульфит-ион окисляется до сульфат-иона, с образованием сульфата натрия Na2SO4. Уравняйте окислительно-восстановительную реакцию методом электронного баланса, укажите окислитель и восстановитель.

Лабораторная работа

Качественная реакция на хромат и дихромат ионы.

Налейте в пробирку немного раствора хромата калия и прилейте раствор нитрата бария. Отметьте цвет образовавшегося осадка. Запишите уравнение реакции получения хромата бария BaCrO4 в молекулярной и ионной форме,.Налейте в пробирку немного раствора дихромата калия и прилейте раствор нитрата серебра (I) Отметьте цвет образовавшего осадка. Запишите уравнение реакции в молекулярной и  ионной  форме.

Рекомендуемая литература

1. Кузьменко Н.Е., Еремин В.В., Попков В.А. Начала химии. Современный курс для поступающих в вузы. – М.: Экзамен, 2004. – С. 413–414.
2. Кузьменко Н.Е., Еремин В.В., Попков В.А. Химия. Для школьников старших классов и поступающих в вузы. – М.: ОНИКС 21 век: Мир и образование, 2002. – С. 254–256.
3. Габриелян О.С., Остроумов И.Г., Соловьев С.Н., Маскаев Ф.Н. Общая химия: Учебник для 11 класса общеобразовательных учреждений с углубленным изучением химии. – М.: Просвещение, 2005. – С. 360–362.

                                                                             Семинар № 4

Тема. Марганец. Соединения марганца.

Цель:

• обобщить знания о свойствах марганца и его соединений в различных степенях окисления.

Вопросы для подготовки

1. Физические и химические свойства, получение металлического марганца.
2. Многообразие соединений марганца. Сравнительная характеристика кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойств соединений марганца (II), (IV), (VI) и (VII).

Задания для самостоятельной работы

1. Используя справочную литературу, приведите наиболее распространенные минералы марганца. Укажите, в какой степени окисления он чаще всего встречается в природе.
2. Объясните, как изменяются кислотно-основные свойства соединений марганца при повышении степени окисления этого элемента. Приведите примеры соединений марганца, обладающих основными и кислотными свойствами.
3. Укажите, в какой среде сильнее выражены окислительные свойства перманганата калия. Запишите уравнения взаимодействия KMnO4 с сульфитом калия в кислой (H2SO4), нейтральной (H2O) и щелочной (KOH) средах.
4. Запишите реакцию термического разложения перманганата калия.
5. Приведите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения, укажите условия проведения реакций: 
   MnMnSO4Mn(OH)2MnO2
    K2MnO4 KMnO4 MnO2Mn.

Темы рефератов

1. Получение перманганата калия.
2. Природные соединения марганца.

Рекомендуемая литература

1. Кузьменко Н.Е., Еремин В.В., Попков В.А. Начала химии. Современный курс для поступающих в вузы. – М.: Экзамен, 2004. – С. 414–415.
2. Кузьменко Н.Е., Еремин В.В., Попков В.А. Химия. Для школьников старших классов и поступающих в вузы. – М.: ОНИКС 21 век: Мир и образование, 2002. – С. 257–259.
3. Габриелян О.С., Остроумов И.Г., Соловьев С.Н., Маскаев Ф.Н. Общая химия: Учебник для 11 класса общеобразовательных учреждений с углубленным изучением химии. – М.: Просвещение, 2005. – С. 362–365.
4. Фриман М. Химия в действии. Т.2. – М.: Мир, 1991. – С. 145–147.
5. Энциклопедия для детей. Т. 17. Химия / Под ред. В.А. Володина. – М.: Аванта+, 2000. – С. 264–269.
6. Популярная библиотека химических элементов. Кн. 1. – М.: Наука, 1983. – С. 317–326.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА УРОКА ХИМИИ в 11б классе «Хром и его соединения».