Конспект урока по химии по теме «Углекислый газ».
план-конспект урока по химии (9 класс) на тему

Этапы урока

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

I.Вводная часть

(5 мин.):

Организационный момент урока

1 мин.

Проверка домашнего задания.

2 мин.

Актуализация знаний учащихся:

2 мин.

Приветствие учащихся, создание доброжелательной рабочей атмосферы, проверка готовности рабочего места ученика.

-Здравствуйте, ребята!

Давайте посмотрим друг на друга и улыбнёмся. Говорят, «улыбка – это поцелуй души».  Присаживайтесь на свои места. Я рада, что у вас хорошее настроение, это значит, что мы с вами сегодня очень дружно и активно поработаем. В этом я даже не сомневаюсь.

-Ребята, как вы понимаете следующее высказывание:

« Чтобы переварить знания, надо поглощать их с аппетитом? (Анатоль Франс)

-Я желаю вам на сегодняшнем уроке успешного усвоения нового материала.

-Прежде чем приступить к изучению новой темы вспомним пройденный материал.

-Определите, о каком элементе и его разновидностях идёт речь: Он имеет несколько аллотропных модификаций, бывает мягким и хрупким, серым и малопривлекательным, но, когда на него оказывают давление и доводят до «белого каления», становится совсем другим, непохожим на самого себя: очень твердым, бесцветным и прозрачным.

-Почему алмаз и графит состоят из одного и того же химического элемента, но так отличаются по физическим свойствам?

-Какие ещё вещества, состоящие из атомов углерода, вы знаете?

-Где применяются данные вещества?

Возьмите чистый листок бумаги, подпишите .

Выберите из предложенных утверждений только те, которые справедливы:

I вариант - для алмаза.

II вариант – для графита.

1. Прозрачный, бесцветный.
2. Очень твердый.
3. Ковалентная неполярная связь.
4. Не проводит электрический ток.
5. Используют как добавку в смазке.
6. Непрозрачный, серого цвета, с металлическим блеском.
7. Электропроводен.
8. Атомная кристаллическая решетка.
9. Легко расслаивается на отдельные мельчайшие пластинки.
10.  При обычных условиях химически инертен, при высокой температуре становится активным.

Учитель предлагает определить, о каком веществе идёт речь (читается одно утверждение по порядку):

1.Это вещество относится к оксидам.

2.Твёрдый оксид носит название «сухой лёд».

3.Он образуется при прокаливании карбонатов.

4.Он не горит и не поддерживает горение, поэтому эти свойства позволяют использовать его в огнетушителях для тушения пожаров.

Выводит учащихся на тему урока.

Определяют вещество – углекислый газ.

Приветствие учителя, настрой на работу.

-Здравствуйте!

-Нужно учиться с удовольствием, тогда все будет понятно и легко.

Слушают учителя, настраиваются на работу, отвечают на вопросы.

-Углерод

-Разновидности элемента – графит и алмаз

- Имеют разное строение кристаллических решёток

Уголь, сажа. Возможный вариант - карбин, фуллерен

Уголь как топливо, в медицине - таблетки активированного угля (карбален), в противогазах, в фильтрах для очистки воды; сажа – крем для обуви, наполнитель для получения резиновых покрышек, для приготовления чёрной типографской краски, картриджи.

Выполняют работу на отдельных листах

Взаимопроверка в парах

I вариант – 1, 2, 3, 4, 8, 10

II вариант – 3, 5, 6, 7, 8, 9, 10

Учащиеся слушают учителя, участвуют в беседе.

II. Основная часть

(изучение нового материала)

35 мин.

Формулировка темы урока, его цели.

Мотивация учебной деятельности

Постановка учебной проблемы

Изучение нового материала

Учитель просит записать тему урока.

Тема урока «Углекислый газ».

-Из материалов урока вы узнаете, какие еще названия есть у данного вещества, а также познакомитесь с его физическими и химическими свойствами. Вы узнаете, как получают углекислый газ и где его используют.

-Углерод и его соединения имеют огромное значение для человека, широко распространены в природе. Тот факт, что в человеческом организме содержится 16 кг атомов углерода (это составляет 1 333 333 моль вещества или 8*1041 степени атомов) говорит об углероде как основе всего живого.

-Как вы думаете, с какими еще кислородными соединениями углерода мы с вами можем познакомимся в течение урока?

К кислородным соединениям углерода относятся оксиды углерода (II и IV), угольная кислота и её соли: карбонаты (мрамор, мел, известняк, аргонит) и гидрокарбонаты (питьевая сода).

- С чего мы начинаем традиционно изучение веществ?

Химическая формула и названия

Учитель предлагает написать формулу углекислого газа, найдите степень окисления углерода, определите тип химической связи в молекуле.

Слово учителя

Углекислый газ – вещество, которое имеет множество названий: оксид углерода (IV), диоксид углерода или же двуокись углерода. Также его еще называют угольным ангидридом. Он является совершенно бесцветным газом, который не имеет запаха, с кисловатым вкусом. Углекислый газ тяжелее воздуха, растворим в воде. При температуре ниже -78 °С кристаллизуется и становится похожим на снег.

История открытия

Углекислый газ был первым между всеми другими газами противопоставлен воздуху под названием «дикий газ» алхимиком XVI века Вант Гельмонтом. Открытием СО2 было положено начало новой отрасли химии – пневматохимии (химии газов).

Шотландский химик Джозеф Блэк (1728–1799) в 1754 году установил, что известковый минерал мрамор (карбонат кальция) при нагревании разлагается с выделением газа и образует негашеную известь (оксид кальция):

CaCO3CaO + CO2

Выделяющийся газ можно было вновь соединить с оксидом кальция и вновь получить карбонат кальция:

CaO + CO2CaCO3

Этот газ был идентичен открытому Ван Гельмонтом «дикому газу», но Блэк дал ему новое название – «связанный воздух» – так как этот газ можно было связать и вновь получить твердую субстанцию – карбонат кальция.

Несколько лет спустя Кавендиш обнаружил еще два характерных физических свойства углекислого газа – его высокую плотность и значительную растворимость в воде.

Нахождение в природе и биологическая роль

Содержание углекислого газа в атмосфере относительно небольшое, около 0,03% (по объему). Углекислый газ, сосредоточенный в атмосфере, имеет массу 2200 биллионов тонн.

Углекислый газ легко пропускает   ультрафиолетовые  лучи, которые поступают на Землю от Солнца и обогревают её.

 В то же время он поглощает испускаемые Землёй инфракрасные лучи и является одним из парниковых газов, вследствие чего принимает участие в процессе глобального потепления.

В минувшие геологические эпохи в атмосфере содержалось значительно больше углекислого газа, и средняя годовая температура на Земле была значительно выше, чем сейчас. Вычисления показывают, что при полном удалении углекислого газа из атмосферы, средняя температура земной поверхности понизилась бы на 20º.

В 60 раз больше углекислого газа содержится в растворенном виде в морях и океанах.

В течение каждого года из атмосферы извлекается примерно 1/50 часть всего содержащегося в ней CO2 растительным покровом земного шара в процессе фотосинтеза, превращающего минеральные вещества в органические.

Основная масса углекислого газа в природе образуется в результате различных процессов разложения органических веществ. Углекислый газ выделяется при дыхании растений, животных, микроорганизмов. Непрерывно увеличивается количество углекислого газа, выделяемого различными производствами. Углекислый газ содержится в составе вулканических газов, выделяется он и из земли в вулканических местностях.

Содержание этого газа в воздухе выше 3 % оказывает вредное влияние на организм человека. При содержании во вдыхаемом воздухе более 10% углекислого газа наступает остановка дыхания, потеря сознания, человек и другие животные погибают. Но так ли бесполезен для нас углекислый газ? У здорового человека содержание СО2 в крови должно составлять 6-6,5% от объёма всех растворённых там газов. А если это содержание углекислого газа по какой-то причине уменьшается, происходит спазм сосудов. Организм сужает просвет бронхов и кровеносных сосудов, стремясь уменьшить выброс углекислого газа и восстановить нужное его содержание в крови. При этом замедляется транспорт кислорода к клеткам, и, чтобы клетки не испытывали кислородного голодания, сердце увеличивает частоту биений, повышая кровяное давление. Так возникает гипертония, которая может привести к инсульту, т.е. прорыву кровеносных сосудов (чаще в мозгу).

Следовательно, от содержания углекислого газа в крови зависит не только здоровье, но и жизнь.

Получение в промышленности и лаборатории. (схема1)

В промышленности углекислый газ получается главным образом как побочный продукт обжига известняка, спиртового брожения и др.

Получение в лаборатории

В химических лабораториях либо пользуются готовыми баллонами с жидким углекислым газом, либо получают CO2 в аппаратах Киппа или приборе для получения газов действием соляной кислоты на куски мрамора:

CaCO3 + 2HClCaCl2 + CO2+ H2O

 Свойства

Физические свойства СО2.

Учитель предлагает выявить среди перечисленных свойств те, которые характерны углекислому газу, аргументируя свой ответ.

-Выберите из перечисленных свойств те, которые характерны углекислому газу:

1. Бесцветная жидкость;
2. Бесцветный газ;
3. Твёрдое вещество;
4. Не растворим в воде;
5. Плохо растворим в воде;
6. Хорошо растворим в воде;
7. Без запаха;
8. Имеет кислый запах;
9. Имеет резкий запах;
10. Легче воздуха;
11. Тяжелее воздуха;
12. Легко сжижается и затвердевает, превращаясь в снегообразную массу;
13. Не сжижается и не затвердевает.
14. Горит синеватым пламенем
15. Не поддерживает горение.

Учитель предлагает прочитать §30 стр. 173 (учебник «Химия» 9 класс под редакцией О.С.Габриеляна) и найти в тексте физические свойства углекислого газа и сравнить со свойствами, выбранными ими из списка. Заполнить таблицу.

-Напоминаю, для того, чтобы найти плотность газа по воздуху, необходимо молярную массу газа разделить на молярную массу воздуха, которая равна 29 г/моль.

-Опираясь на знание физических свойств веществ, вы можете прогнозировать и химические свойства

Химические свойства

Учитель просит учащихся определить, какой характер у углекислого газа, и соответственно, какими химическими свойствами он будет обладать (с кем будет реагировать). Учитель предлагает составить опорную схему.

Верно, и как кислотный оксид он взаимодействует:

А) с водой: СО2 + Н2О = Н2СО3 – угольная кислота

Б) с основным оксидами СаО + СО2 = СаСО3

В) со щелочами: NaOH+ СО2 = Na2 СО3 + Н2О

Оксид углерода (IV) обладает кислотными свойствами, и при растворении этого газа в воде образуется угольная кислота. При пропускании CO2 через подкрашенную лакмусом воду можно наблюдать изменение цвета индикатора с фиолетового на красный.

Качественной реакцией на содержание углекислого газа в воздухе является пропускание газа через разбавленный раствор гидроксида кальция (известковую воду). Рис. 1. Углекислый газ вызывает образование в этом растворе нерастворимого карбоната кальция, в результате чего раствор становится мутным:

CO2 + Ca(OH)2CaCO3+ H2O

Карбонаты – соли угольной кислоты, в которых замещены оба иона водорода. Когда замещен только один ион водорода, получаются гидрокарбонаты. Большинство карбонатов – нерастворимые соединения, все гидрокарбонаты – растворимые. Нерастворимый карбонат превращается в растворимый гидрокарбонат при пропускании через раствор с осадком углекислого газа.

При добавлении избыточного количества CO2 мутный раствор снова становится прозрачным из-за превращения нерастворимого карбоната в растворимый гидрокарбонат кальция:

CaCO3+ H2O + CO2Ca(HCO3)2

                                       гидрокарбонат кальция

При нагревании раствора гидрокарбоната выделяется углекислый газ, и вновь образуется нерастворимый карбонат кальция.

Ca(HCO3)2  CaCO3↓ + CO2 + H2O

Посмотрите видеоопыт и назовите специфическое свойство углекислого газа, записав реакцию на доске, подумайте над вариантами применения данного свойства в жизни.

Видеоопыт «Горение магния в углекислом газе»

-О каком свойстве углекислого газа идёт речь в опыте? Его применение в жизни?

- Кто может записать реакцию на доске?

2Mg + CO2  2MgO + С (специфическое свойство углерода)

При повышенной температуре оксид углерода(IV) обладает окислительными свойствам

 Применение

1. Прессованный твердый углекислый газ получил название «сухого льда».

Твердый CO2 скорее похож на спрессованный плотный снег, по твердости напоминающий мел. Рис. 2. Температура «сухого льда» –78 оС. Сухой лед, в отличие от водяного льда, плотный. Он тонет в воде, резко охлаждая её. Горящий бензин можно быстро потушить, бросив в пламя несколько кусочков сухого льда.

Главное применение сухого льда – хранение и перевозка продуктов питания: рыбы, мяса, мороженого и др. Ценность сухого льда заключается не только в его охлаждающем действии, но и в том, что продукты в углекислом газе не плесневеют и не гниют.

2. Сухим льдом испытывают в лабораториях детали, приборы, механизмы, которые будут служить в условиях пониженных температур. С помощью сухого льда испытывают морозоустойчивость резиновых покрышек автомобилей.

3. Углекислый газ применяют для газирования фруктовых и минеральных вод, а в медицине – для углекислотных ванн.

4. Жидкий углекислый газ используют в углекислотных огнетушителях. Он особенно эффективен в тех случаях, когда вода непригодна, например, при тушении загоревшихся огнеопасных жидкостей или при наличии в помещении не выключенной электропроводки или уникального оборудования, которое от воды может пострадать.

Учащиеся записывают число и тему урока в тетрадях.

-Углекислый и угарный газы, угольная кислота, карбонаты.

С изучения физических и химических свойств веществ.

Учащиеся записывают формулу С+4О2-2,  степень окисления +4, тип связи – ковалентная полярная.

Слушают учителя и делают записи в тетрадях.

Слушают учителя и делают записи в тетрадях.

 Нахождение в природе

1. В атмосфере
2. В растворенном виде в морях и океанах.
3. В процессе фотосинтеза
4. В процессах разложения органических веществ
5. Выделяется при дыхании растений, животных, микроорганизмов
6. Выделяется при различных производствах
7. Содержится в составе вулканических газов

Слушают учителя и зарисовывают схему1 в тетрадях.

                    Получение СО2

Учащиеся находят правильные ответы сначала индивидуально, потом проверяют ответы в парах.

Учащиеся работают с текстом учебника и проверяют правильность выполненной работы; заполняют таблицу.

Учащиеся выполняют задание. Записывают характер СО2 – кислотный, и составляют опорную схему.

                                   CO2

    с Н2О                   с щелочью        с  основными

                                                           оксидами

Уч-ся отвечают на вопрос.

Записывают уравнения реакций

Учащиеся слушают учителя и делают записи в тетрадях, записывают уравнения реакций.

Горение магния в атмосфере углекислого газа. Можно применить в пиротехнике, при создании фейерверков, салютов.

Слушают учителя и записывают схему 2. (Применение Оксид углерода (IV))

Лабораторная работа

Рефлексия

Закрепление знаний

Цели :

Образовательные:

1. Закрепить теоретические знания о свойствах оксида углерода (IV) и карбонатов.
2. Отработать экспериментальные умения в процессе проведения эксперимента.

Развивающие:

1.Развивать практические навыки проведения химических опытов;

Воспитательные:

Воспитывать культуру проведения эксперимента.

Здоровьесберегающие:

Закрепить навыки безопасного обращения с реактивами.

Лабораторное оборудование:   лабораторный штатив, прибор для получения газов, химические стаканы на 50 мл, кусочки мрамора, соляная кислота (1:2), известковая вода, зажим Мора, пробирки.

По результатам практической работы заполните таблицу.

Экспериментальная задача I.

Инструкция №1.

Соберите и зарядите прибор для получения углекислого газа по плану. (слайд 1).

Получение углекислого газа.

Соберите прибор для получения углекислого газа.

1. В пробирку, закрепленную в штативе, поместите 1-2 кусочка мела или мрамора,   прилейте 2 мл соляной кислоты и быстро закройте пробкой с  газоотводной трубкой. Соберите углекислый газ методом  вытеснения воздуха. Докажите его наличие в пробирке.
2. Перенесите конец газоотводной трубки в пробирку    

  с 1 мл известковой воды и пропускайте через нее углекислый газ.          

3. Пропускайте углекислый газ еще некоторое время через

        раствор известковой воды

4. Пропускайте углекислый газ через дистиллированную воду подкрашенную синим лакмусом.
5. Пропускайте углекислый газ через раствор гидроксида натрия с фенолфталеином.

Что вы наблюдаете?

• Запишите уравнения соответствующих реакций.

Экспериментальная задача II.

 Инструкция №2.

1. Возьмите второй стакан и поместите на его дно свечу. Зажгите свечу горящей лучинкой.
2. Переместите газ из первого стакана во второй. Объясните наблюдение.

Экспериментальная задача III.

В трех пронумерованных пробирках находятся растворы карбоната натрия, хлорида натрия, сульфата натрия. С помощью качественных реакций определите, где какой раствор.

1. Проверим все три раствора универсальной индикаторной бумажкой.
2. Раствор карбоната натрия Na2CO3 имеет слабощелочную среду вследствие реакции гидролиза по аниону – индикатор сине-зеленый.
3. Проверяем данное утверждение добавлением в пробирку раствора соляной кислоты HCl.
4. ТБ: с кислотой обращаемся аккуратно!
5. Наблюдаем выделение пузырьков углекислого газа.
6. Делаем вывод: в данной пробирке карбонат натрия Na2CO3.
7. Растворы хлорида натрия NaCl и сульфата натрия Na2SO4 имеют нейтральную среду,  так как реакции гидролиза у них отсутствуют – индикатор желтый.
8. В последние две пробирки добавляем 2-3 мл раствора нитрата серебра AgNO3.
9. Приводим рабочее место в порядок.

1. Оцените свою деятельность (насколько успешно вы с ней справились, положительные моменты, недочеты).
2. Какие умения вы формировали?
3. Перечислите положения правил техники безопасности при выполнении опыта №1.

Вставить в химические уравнения пропущенные вещества и коэффициенты:

Са(ОН)2 + …  СаСО3….

СаСО3 + … СаСl2 + … + …

H2O + … H2CO3

Игра в “Крестики и нолики”. Определить выигрышные пути:

А) вещества, с которыми взаимодействует оксид углерода (IV):

Б) вещества, имеющие одинаковое значение степени окисления углерода:

Учащиеся выполняют задания устно.

Заключительная часть

5 мин

Подведение итогов урока

Домашнее задание

Игра “Верю – не верю”

Верите ли вы что:

- угарный газ очень ядовит, так как, попадая при дыхании в кровь, быстро соединяется с гемоглобином, лишая тем самым возможности гемоглобин переносить кислород. (Да)

- CO2 – это типичный кислотный оксид: взаимодействует с металлами, кислотами, водой. (Да)

- углекислый газ используют для изготовления шипучих напитков и для получения соды. (Да)

      Учитель предлагает прослушать отрывок из произведения В. Короткевича «Чёрный замок Ольшанский. Дикая охота короля Стаха»: «… - Вы слышали об эффекте «Собачьей пещеры» в Италии? … есть такая пещера – яма. Человек войдёт и ходит, а собака или кролик погибают через несколько минут.

- Почему?

- Из вулканической трещины выделяется углекислый газ … А поскольку он…»

Закончите фразу. Объясните «загадочную гибель животных»

Ответим на вопросы:

1) Какую воду можно замутить своим дыханием?

2) Как скажется на концентрации углекислого газа в крови задержка дыхания?

3) Почему горящий магний нельзя тушить углекислым газом?

4) Рядом с аптечкой стоит бутыль с раствором соды. Кто может объяснить зачем?

5) Докажите опытным путём, что скорлупа куриного яйца содержит карбонат кальция?

6) Чем обусловлена жёсткость воды? Как её устранить? Какие неудобства в домашнем хозяйстве вызывает жёсткость воды? Сказывается ли на состоянии внутренних органов употребление жёсткой воды?

7) Как человек использует карбонаты в своей жизни?

Оценивание учащихся

Запишите домашнее задание: стр. 172 §30 ; стр.177 - 178, ответить на вопросы 1-7.

Заполнить таблицу.

-  Спасибо за урок!

-До свидание!

Учащиеся отвечают на вопросы и обосновывают свое мнение.

 -Поскольку углекислый газ тяжелее воздуха, то он остаётся внизу. Человеческая голова выше этой зоны. Собачья – нет…»

Воспринимают информацию, фиксируют информацию в дневник и в тетрадь.

 - До  свидание!