Урок химии в 9 классе "Угольная кислота и её соли"
презентация к уроку по химии (9 класс) на тему

                                   Угольная кислота и ее соли

СТРУКТУРА И ХОД УРОКА

Цель: приобретение  знаний о свойствах угольной кислоты и её солей и их применении.

Задачи.

Образовательные.

1. Изучить общие и специфические свойства угольной кислоты и её солей.
2. Раскрыть особенности угольной кислоты и её  солей и их применения.
3. Продолжить формирование навыков составления уравнений реакций.

Воспитательные.

Создать условия для:

1. Повышения познавательной активности учащихся;
2. Развития умения работать в коллективе;
3. Воспитания общей культуры;
4. Воспитания ответственности и аккуратности, коммуникативных навыков, уважения к товарищам;
5. Воспитания позитивного отношения к химии;

Развивающие.

Создать условия для развития УУД:

1) Познавательных:

• Общеучебные универсальные действия:

1. Осознанное и произвольное построение речевого высказывания.
2. Смысловое чтение, определение основной и второстепенной информации.
3. Выбор наиболее эффективных способов решения задач.
4. Рефлексивные УУД.
5. Структурирование знаний.

• Знаково-символические действия:  

1. Написание уравнений реакций (знаково-символическое).

• Логические универсальные действия:

1. Анализ объектов с целью выделения признаков.
2. Установление причинно-следственных связей.
3. Умение анализировать, строить план исследования, наблюдать и делать выводы на основе эксперимента, делать дедуктивные и индуктивные умозаключения.
4. Использование опыта как источника знаний; умение проводить и описывать эксперимент, наблюдать и делать выводы на химическом языке.
5. Выдвижение гипотез, их обоснование.

• Постановка и решение проблемы.

2) Личностных: самостоятельное создание способов решения проблем поискового характера.

3) Коммуникативных:

1. Постановка вопросов,
2. Умение точно выразить свои мысли,
3. Владение диалогической речи,
4. Струдничество в группе.

4) Регулятивных:

1. Целеполагание.
2. Планирование.
3. Контроль в форме сличения  результата действия с заданным эталоном с целью обнаружения отклонений и отличий от эталона.
4. Оценка.
5. Саморегуляция.

Тип урока: Урок изучения нового материала.

Критерии достижения цели урока: ученик должен

ЗНАТЬ: 

1) Химические свойства угольной кислоты  и её солей.

2) Качественную реакцию на карбонат-ион.

3) Природные соединения угольной кислоты.

4) Названия солей угольной кислоты  и их практическое применение.

УМЕТЬ:

1) Давать характеристику угольной кислоте и её солей.

2) Записывать формулы кислых и средних солей и их называть.

3) Записывать  уравнения реакций, подтверждающие основные химические свойства солей в молекулярном и ионном виде.

4) Практически определять наличие анионов СО3 2-и НСО3 - в растворе.

5) Объяснять взаимопревращения карбонатов и гидрокарбонатов в природе.

Методы обучения: активные методы обучения: эвристическая беседа, работа в группах -  лабораторная работа в исследовательском варианте.

Ход урока

I.Организация учащихся на работу. 

Приветствие: Я рада встрече с вами. Сегодня мы  продолжим изучение соединений углерода. Перед началом урока я пожелаю вам хорошего настроения и творческих успехов, надеюсь, что наша встреча пройдёт плодотворно.

Фронтальная работа с классом по литературно-химическому тесту.

1.Уголь – ценнейшее из полезных ископаемых – ответил инженер, - и природа как будто решила доказать это, создав алмаз, ибо он, в сущности, не что иное, как кристаллический углерод». Ж.Верн «Таинственный остров»

Какие аллотропные модификации углерода, кроме алмаза вам известны?

Б) озон

    К) графит

    А) карбин

       Р) фуллерен

2.Между тем Рукодельница воротится, воду процедит, в кувшины нальет, да еще какая затейница: коли вода нечиста, так свернет лист бумаги, положит в нее угольков да песку крупного насыплет, вставит ту бумагу в кувшин да нальет в нее воды, а вода-то, знай, проходит сквозь песок да сквозь уголья и капает в кувшин чистая, словно хрустальна.

Русская народная сказка «Мороз Иванович»

Какие методы очистки использует Рукодельница?

  Б) фильтрование

А) дистилляция

                                                          О) адсорбция

      М) кристаллизация

3.Угарный газ! – вскричал Холмс. Подождите немного. Сейчас он уйдет. Заглянув в дверь, мы увидели, что комнату освещает только тусклое синее пламя, мерцающее в маленькой медной жаровне посредине… В раскрытую дверь тянуло страшным ядовитым чадом, от которого мы задыхались и кашляли.

А.К.Дойл «Случай с переводчиком»

Найдите химические ошибки в прочитанном отрывке. Почему Холмс и его спутники не могли по описанным признакам определить присутствие угарного газа в помещении?

Н) угарный газ не имеет запаха

           Г) угарный газ имеет приятный запах

                                        А) при отравлении угарным газом человек не кашляет

4.В аравийской пустыне растет дерево Caratina silikva (каратина силиква), косточки плодов которого всегда имеют одинаковый вес в любой год и на любом дереве. Поэтому ювелиры древности и применяли для своих весов такие гирьки, называя их каратами. В наши дни существует каратная проба золота и драгоценных камней.

Чему равна масса одного карата?

 И) 100 г

З) 0,5 г

Т) 0,2 г

Р) 0,1 г

5. - Вы слышали об эффекте «собачьей пещеры « в Италии?....Есть там такая пещера-яма. Человек войдет и ходит, а собака или кролик погибают через несколько минут.

 - Почему?

 - Из вулканической трещины выделяется углекислый газ…

В.Короткевич «Черный замок Ольшанский»

Почему в «собачьей пещере» человек остается живым, а собаки и другие мелкие животные гибнут?

Ы) СО2 тяжелее воздуха и скапливается внизу

А) СО2 безопасен для человека, но вреден для животных

Ж) человек входит в пещеру в противогазе.

III.Переход к изучению нового материала: (3 мин)

Какое слово получилось из букв, соответствующих правильным ответам?

Что такое карбонаты? Итак, тема сегодняшнего урока « Угольная  кислота и ее соли». (Постановка целей и задач урока)

Что нужно знать об этих веществах? (Химические формулы, физические и химические свойства, применение).  Это   будут задачи нашего урока.

IV. Изучение нового материала.

Учитель: Открывая бутылку лимонада, “Пепси-колы” или любого другого газированного напитка мы сталкиваемся с нашей незнакомкой. Это она, угольная кислота. Как часто предательски вырывается она из бутылки, разбрызгиваясь вокруг. Это происходит от того, что молекулы её крайне неустойчивы, а в бутылке она находится под большим давлением, когда мы открываем крышку , она сразу разлагается:

H2CO3=H2O + CO2

Угольная кислота- это тот редкий случай вещества, формулу которого принято считать условной, т. е. такой молекулы не существует, однако возможно рассматривать не только свойства её соединений, но и собственные свойства этой кислоты.

Р.т. с. 184 №1 – дадим характеристику этой кислоты.

По степени диссоциации угольная кислота – слабая, диссоциирует в две ступени и образует два ряда солей  

Р.т. с. 184 № 2, пользуясь таблицей растворимости , приведите примеры солей.

- Предложите план исследования  химических свойств карбонатов. (взаимодействие с кислотами, солями, особые свойства карбонатов)

Выполним лаб опыты по группам

1. Взаимодействие карбонатов с кислотами
2. Взаимодействие карбонатов с солями
3. Особые свойства карбонатов

1.  Все соли взаимодействуют с кислотами – дают качественную реакцию на ионы CO32- и HCO3 -

MeCO3 + HnKO → MeKO + CO2↑ + H2O

MeHCO3 + HnKO → MeKO + CO2↑ + H2O

Лабораторный опыт «Взаимодействие мрамора и раствора карбоната натрия с раствором соляной кислоты» - тетрадь для лаб опытов

2) Растворы солей угольной кислоты взаимодействуют с растворами других солей, если образуются нерастворимые вещества.

(Демонстрация «Взаимодействие раствора карбоната натрия с раствором хлорида кальция»)

2. Особые свойства угольной кислоты:

А) соли угольной кислоты разлагаются при нагревании

MeCO3 → MeO + CO2 (исключение карбонаты щелочных металлов)

MeHCO3 → MeCO3 + CO2 + H2O

Б) Карбонаты превращаются в гидрокарбонаты при избытке углекислого газа и воды. Эта реакция является причиной разрушения зданий, построенных из известняка, под действием окружающей среды: от дождя и углекислого газа, содержащегося в воздухе, нерастворимые карбонаты превращаются в растворимые гидрокарбонаты.

MeCO3 + CO2 + H2O → MeHCO3 , при нагревании – наоборот гидрокарбонаты переходят в карбонаты

 химические реакции мы привыкли наблюдать в школьной лаборатории ,в пробирках. Но такие же процессы происходят  и в природе, вокруг нас. Об этом нам сейчас расскажет…( сообщение учащегося об образовании карстовых пещер)

Сообщение учащегося об образовании сталактитов и сталагмитов.

    В земной коре могут быть большие залежи известняка. Под действием воды и углекислого газа нерастворимые карбонаты превращаются в растворимые гидрокарбонаты, которые вымываются водой. В результате в земной коре  образуются пустоты (карсты). Вот такие пустоты и называют карстовыми пещерами. Мраморная пещера — одна из красивейших пещер Крыма, которая находится в семи километрах от Алушты на одном из плато Чатырдага  на высоте 1000 метров над уровнем моря. Мраморная пещера создавалась в течение сотен тысяч лет и образована из мраморированного известняка. Это настоящий подземный природный музей, в котором можно увидеть восхитительные по своей красоте каменные водопады, каскады небольших озер, натечные занавеси, россыпи пещерного жемчуга. По богатству сталагмитового и сталактитового убранства, а также благоустройству и обслуживанию экскурсантов она входит в число пяти самых известных пещер Европы. Откуда же появилось это чудо природы? Всё это создано из соединений кальция, а точнее из карбоната и гидрокарбоната кальция. Образование сталактитов и сталагмитов в пещерах можно объяснить так. Дождевая вода, просачиваясь через свод известняковой пещеры, растворяет в себе содержащийся в горной породе известняк. Разумеется, вода не стекает со свода пещеры ручьём, а очень медленно капает, настолько медленно, что часть её успевает испариться, а растворённый в ней известняк снова кристаллизуется в виде свисающих с потолка каменных «сосулек». Так образуются сталактиты.
Упавшие вниз капли известковой воды тоже испаряются, а растворённый в них известняк остаётся в месте падения капель, образуя вертикальные конусообразные наросты – сталагмиты.

Самой длинной считается Мамонтова пещера в штате Кентукки в США. Общая длина подземных коридоров составляет почти 600 км. Пещера Крубера-Воронья — глубочайшая в настоящий момент пещера мира (глубина более 2000 м), она расположена в горном массиве Арабика в Абхазии.

Образование карст в районах жилых или промышленных  построек может привести к тому, что под землю проваливаются жилые дома, промышленные здания, другие постройки.

    Когда холодный раствор гидрокарбоната кальция с током воды оказывается на поверхности земли, то он нагревается под солнечными лучами и разлагается на карбонат кальция, углекислый газ и воду. Таким образом, карбонат кальция вновь осаждается, только в другом месте.

Учитель: известно ли вам, что  для устранения изжоги в желудке можно  использовать 3%-ный раствор пищевой соды или таблетки гидрокарбоната натрия? Чтобы объяснить, на чём основано применение этих веществ, проделаем следующий опыт:

(выполнение лабораторного опыта по инструкции):

1.В пробирку с 2-3мл растворов  Na2CO3 ( 1 вариант)  и NaHCO3 (2 вариант)

добавьте каплю лакмуса.

2.Что наблюдаете?

3.Объясните окраску лакмуса в растворе .

4.Подумайте, почему для устранения изжоги используют гидрокарбонат натрия? (подсказка: вспомните, какая среда в желудке).

Учитель: соли угольной кислоты, карбонаты и гидрокарбонаты в воде подвергаются гидролизу,  обладают щелочной реакцией среды, поэтому могут быть использованы для нейтрализации кислотной среды.

На ваших столах находятся образцы мела, мрамора, известняка. Здесь вы видите также ракушки, скелеты морских звёзд, кораллов. (приложение 1, слайд   )

 Что общего между этими горными породами и минералами  и объектами живой природы? Чтобы ответить на эти вопросы предлагаю вам выполнить лабораторный опыт:

1.К бразцам мела, мрамора, известняка (1 вариант); ракушек ,морских звёзд и кораллов ( 2 вариант) добавьте по каплям  HCl.

2. Что наблюдаете?

3.  Как вы думаете, какое вещество входит в их состав?

(учащиеся высказывают предположение: карбонаты)

Учитель:  действительно, основной компонент этих объектов живой и неживой природы- карбонат кальция. Не случайно в своей поэме о минералах Н.М.Федоровский написал:

По формуле, как не смотри,

Они не рознятся никак:

Все те же кальций це о три,

Как мрамор, так и известняк.       ( приложение 1, слайд   )

Учитель. Вам никогда не приходило задуматься о том, почему, желая дать какому-то произведению искусства оценку, говорят: «Это-жемчужина…». А далее уже называют вид искусства. Но почему жемчужина? А потому, что жемчуг всегда считался символом высочайшего проявления прекрасного. Так что же такое жемчуг? (сообщение о жемчуге)

Сообщение учащегося о жемчуге

Жемчуг - твёрдое округлое образование, извлекаемое из раковин некоторых моллюсков. Ценится  как драгоценный камень и используется для производства ювелирных изделий. У многих народов Востока (и даже Запада) существует бесконечное число легенд, объясняющих происхождение жемчужин из слез счастья или горя, слез богинь, слез красавиц или дурнушек, из росы утренней зари и так далее, но ни одна из них не указывает на истинного творца этого дивного сокровища - на невзрачного слизняка, на моллюска... Жемчуг не является «камнем». Жемчуг – это продукт жизнедеятельности моллюска. Жемчужина образуется внутри раковины моллюска в результате попадания туда постороннего предмета (песчинки и др.). Вокруг предмета-«затравки» происходит отложение перламутра, образующего тонкими плёнками концентрические слои. Перламутр представляет собой органоминеральный агрегат карбоната кальция (чаще всего в форме арагонита) и конхиолина (рогового вещества).  Обычно жемчуг имеет белый цвет, иногда кремовый или розовый; встречаются также жёлтые, зелёные, чёрные и даже голубые жемчужины. Голубые жемчужины очень редки, имеют высокую стоимость и привлекательность из-за редкого, голубого, свинцово-серого оттенка.
Жемчужины были всегда любимыми украшениями у многих народов, чествовали их за нежную красоту и оригинальную форму.

К сожалению, к нашему времени не сохранилась ни одна старинная жемчужина из-за своего непродолжительного века.

     Это объясняется тем, что со временем органическое вещество, которое находится в них, высыхает, подвергается разложению. История знает много примеров больших жемчужин. Однако ни одна из них не дошла до наших дней: жемчужины не сохраняются больше 150—200 лет (исключение составляют случаи, когда нет доступа воздуха; при раскопках находили жемчужины в слоях 2000-летней давности). Наиболее старая жемчужина, чья история может быть прослежена, — «Перегрина», принадлежавшая Элизабет Тейлор.

Перегрина - довольно крупная жемчужина грушевидной формы в 50,95 карата (10,19 грамма). Она имеет яркий молочный цвет. Перегрина, что в переводе с испанского означает «путешественница» или «паломница»,  действительно проделала довольно долгий путь, прежде чем попасть в коллекцию голливудской актрисы. Первые упоминания о Перегрине относятся к XVI веку - жемчужина стала свадебным подарком испанского короля Филипа II его второй супруге, королеве Англии Марии I Кровавой. На нескольких портретах Мария изображена с этой жемчужиной.

Я думаю, вы уже поняли, что соли угольной кислоты широко распространены в природе и участвуют во многих процессах.  Теперь я предлагаю вам поработать с текстами и узнать о значении и применении карбонатов и гидрокарбонатов в повседневной жижни.

Текст для группы 1

 Карбонаты в виде известняков используют при строительстве. При обжиге известняка образуется оксид кальция, или негашёная известь:

СаС03 = СаО + С02.

При добавлении к оксиду кальция воды образуется гашёная известь:

СаО + Н20 = Са(ОН)2.

Гашёную известь используют при строительстве для побелки, штукатурки, при этом для прочности добавляют песок. Гидроксид кальция, реагируя с углекислым газом воздуха, превращается в карбонат кальция и постепенно твердеет.

Многие памятники скульптуры и архитектуры сделаны из известняка и мрамора. Вы, наверное, знаете, что за последние десятилетия они начали сильнее разрушаться, чем за всё предыдущее время. Это происходит под воздействием кислотных дождей. Кислоты получаются при взаимодействии в атмосфере оксидов азота и серы, образующихся при сжигании различных видов топлива, с водой. Под воздействием этих кислот из памятников культуры вымываются карбонаты:

СаС03 + H2S04 = CaS04 + С02 + Н20.

В последнее время для их защиты используют покрытия из высокомолекулярных соединений — силиконов.

                                      Текст для группы 2

Вода в природе бывает мягкая и жёсткая. Жёсткой называют воду, содержащую различные соли. Различают временную и постоянную жёсткость.

Временная жёсткость обусловлена присутствием растворимых гидрокарбонатов кальция и магния — Са(НС03)2 и Mg(HC03)2. Данные соли разрушаются при кипячении, поэтому такую жёсткость и называют временной.

Постоянная жёсткость обусловлена присутствием других солей, например сульфатов (CaS04) и хлоридов (СаС12).

 Использование в быту воды с повышенной жёсткостью приводит к дополнительным материальным и энергетическим затратам. Например, при кипячении такой воды на стенках посуды образуется постепенно толстый слой накипи, образованной нерастворимыми карбонатами кальция и магния:

Са(НС03)2 = СаС03 + Н20 + С02.

Чем больше слой накипи, тем дольше закипает чайник

При стирке в жёсткой воде расходуется больше стиральных средств, в частности мыла. При этом часть мыла тратится на связывание ионов кальция и магния, в результате этого образуются нерастворимые соединения кальция и магния, которые выпадают в осадок.

В настоящее время для стирки используют синтетические моющие средства, эффективность которых мало зависит от жёсткости воды. Однако синтетические моющие средства медленно разрушаются в природной среде и вызывают загрязнение водоёмов.

Смягчить воду можно химическим путём. Для этого в жёсткую воду добавляют соду Na2C03 или известковую воду Са(ОН)2, при этом карбонат кальция выпадает в осадок. Временную жёсткость устраняют также кипячением.

 Как влияет жёсткая вода на организм человека? Хотя ионы кальция и магния играют важную роль в водно-солевом балансе организма, их избыток может привести к нарушению обмена веществ и развитию заболеваний, например почечно-каменной болезни.

Наши прабабушки старались умывать лицо, мыть волосы талой или дождевой водой, которая содержит очень малое количество солей. Такая вода не сушит кожу, и волосы после мытья мягкие и блестящие. Обратите внимание, что в составе кремов присутствует умягчённая вода, а шампуни, пены для ванн обязательно содержат смягчители воды.

Овощи, мясо, сваренные в мягкой воде, гораздо вкуснее и сочнее. Жёсткую воду не рекомендуют использовать для приготовления пищи, так как она снижает вкусовые качества блюд.

Текст для группы 3.

Карбонаты применяют в производстве стекла. Сырьём для получения обычного стекла служат чистый кварцевый песок, сода и известняк. Эти вещества тщательно перемешивают и подвергают сильному нагреванию (до 1500 °С). При этом протекают реакции:

Na2C03 + Si02 = Na2Si03 + C02↑;

CaC03 + Si02 = CaSi03 + C02↑.

Расплавленное стекло охлаждается постепенно, и ему можно придать различную форму.

Известняк и глина, содержащая оксид кремния, служат основным сырьём для производства цемента. Эти вещества тщательно перемешивают и обжигают смесь в наклонных цилиндрических печах, длина которых достигает 200 м, а диаметр составляет около 5 м. В процессе обжига печь медленно вращается, исходные материалы постепенно движутся, при этом между глиной и известняком происходят сложные реакции. Образовавшиеся вещества спекаются в куски, после охлаждения их размалывают до тонкого порошка. Цемент широко используют в строительстве как связующий материал.

Гидрокарбонаты аммония и натрия применяют в кондитерском деле, они легко разлагаются при нагревании, образуя газы, разрыхляющие тесто и делающие его пышным:

NH4HC03 = NH3 + Н20 + С02;   2NaHC03 = Na2C03 + Н20 + С02.

Карбонат натрия, или соду, используют в огнетушителях. Огнетушитель представляет собой стальной баллон, заполненный раствором соды. Сверху помещена ампула с серной кислотой. Когда огнетушитель приводят в действие, ампула разбивается, серная кислота реагирует с карбонатом натрия, начинает выделяться углекислый газ и образуется пена. Пена прекращает доступ кислорода к горящему предмету, и таким образом происходит тушение пожара.

Текст для группы 4

В нашей стране значительные площади занимают кислые почвы. Наличие в кислых почвах большого количества ионов водорода резко ухудшает плодородие земли. Для нейтрализации кислотности и повышения плодородия проводят известкование кислых почв, т. е. вносят в почву известняк СаС03 и доломит СаС03 • MgC03 в измельчённом виде.

Известкование известно человеку давно. Земледельцы Галлии и Британских островов использовали известняк и мел на полях, лугах и пастбищах около 2000 лет назад.

К карбонатам относится также минерал малахит (СuОН)2С03. Его используют как декоративный и поделочный камень. Красоту малахиту придают ярко-зелёный цвет, затейливый узор, нередко создающий загадочную картину. В Зимнем дворце, расположенном в Санкт-Петербурге, имеется малахитовый зал. Из малахита также получают зелёную краску.

После работы с текстами заполните таблицу в р.т.с 185 №5

Давайте подведем итог.  Угольная кислота и ее соли во многом формируют облик планеты. Они находят широкое применение и в хозяйственной  деятельности  человека.  Особое  значение имеет CaCO3. Это ему мы обязаны архитектурным обликом наших городов. Но чтобы карбонаты работали на человека требуется знание научных закономерностей, химических процессов, протекающих вокруг нас.

Д.з с. 244 – 247

Рефлексия: составление синквейна

1. Существительное
2. 2 прилагательных
3. 3 глагола
4. Предложение
5. Слово

А сейчас обдумайте все, что происходило на уроке.

1 Я узнал много нового

2. Мне это пригодится в жизни

3. На уроке было над чем подумать

4. на все вопросы я получил ответы

5. На уроке я работал добросовестно

Количество «+» я буду считать вашей оценкой за мою работу.