Урок

Республиканский заочный конкурс методических разработок
«Реализация компетентностного подхода на уроках химии через решение
практико-ориетированных задач»
Методическая разработка урока химии с содержанием практикоориетированных задач, выполнение которых требует не только предметных
знаний и умений, но и способности ориентироваться в ситуациях,
возникающих в быту и повседневной жизни
Тема: «Условия необратимого протекания реакций ионного обмена в
растворах электролитов»
Государственное учреждение образования
«Средняя школа № 17 г. Витебска»
Семенюк Виталий Павлович
первая квалификационная категория,
учитель химии и биологии,
магистр пед. наук (в области химии),
+375-29-2970605 (МТС),
E-mail: vitebskvet19881988@list.ru
Тема: «Условия необратимого протекания реакций ионного обмена
в растворах электролитов»
Цель урока: развивать представление о реакциях ионного обмена и
условиях их протекания; закрепить и углубить знания об условиях
необратимого протекания реакций в растворах электролитов.
Образовательные:

вызвать объективную необходимость изучения нового материала;
систематизировать ранее изученный материал.
Развивающие:

совершенствовать умения составлять уравнения реакций ионного
обмена в молекулярном, полном и сокращенном ионном виде;

совершенствовать умение определять условия необратимого
протекания реакций в растворах;

продолжить формирование умений выделять главное в
изучаемом материале, сравнивать, анализировать, делать выводы.
Воспитательные:

формировать добросовестное отношение к учебному труду,
положительную мотивацию к учению;

способствовать воспитанию гуманности, дисциплинированности,
эстетического восприятия мира.
Средства обучения:

Эмоциональные: интерес;

Интеллектуальные: анализ, сравнение, сопоставление.
Методы обучения:

Словесный: объяснительная беседа, рассказ;

Наглядно-образный.
Оборудование: рисунки учебника, книги.
Тип урока: комбинированный.
Метапредметные связи:
Регулятивные:

фиксировать индивидуальное затруднение в проблемном
действии;

самостоятельно решать задачи, используя имеющиеся знания;

контролировать свою деятельность по ходу выполнения задания.
Познавательные

работать с разными видами информации и ориентироваться в
ней;

выполнять действия по образцу;

использовать знаково-символичные средства при сворачивании и
разворачивании информации;

задавать проблемные вопросы в ходе исследовательской
деятельности и отвечать на них;

развивать умение анализировать, сравнивать, сопоставлять и
обобщать.
Личностные

осознание необходимости учения;

осознавать необходимость в соблюдении правил техники
безопасности;

работать над самооценкой и адекватным пониманием причин
успеха/неуспеха в учебной деятельности;

учиться
проявлять
самостоятельность в
разных
видах
деятельности.
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
План урока:
организационный момент
целеполагание
актуализация знаний
изучение нового материала
физкультминутка
закрепление знаний
рефлексия
домашнее задание
Ход урока:
1.




Организационный момент:
Приветствие
Проверка отсутствующих.
Наличие на партах необходимых материалов к уроку.
Учащимся сообщаются цели и структура урока.
2.
Целеполагание
Учащимся предлагается прочитать высказывание Сванте Аррениуса:
«Электролитическая диссоциация оказалось применимой и полезной во всех
областях современной науки».
3.
Актуализация знаний
Наш сегодняшний урок мы начнем не совсем обычно. Я не буду
говорить тему и цели урока, а просто столкну вас с небольшой проблемой,
решить которую нам с вами предстоит. А вы уже сами постараетесь
определить тему, цели и задачи нашего урока.
Напомню только, что мы с вами изучаем электролитическую
диссоциацию и электролиты. Как же реагируют электролиты между собой,
вступают ли они в химические реакции?
Демонстрация: осуществим три реакции:
Опыт 1. Смешивание растворов CuSO4 и NaOH.
Опыт 2. Смешивание растворов Na2CO3 и HCl.
Опыт 3. К раствору NaOH добавляют фенолфталеин и приливают
раствор HCl.
Что мы наблюдаем в результате каждой из реакций? Осадок, газ,
реакция нейтрализации, в результате которой получается вода
(слабодиссоциирующее вещество).
- Есть ли признаки реакции? (да, есть).
- К какому типу реакций относятся реакции, проведенные в опыте?
(реакции обмена).
- Какие частицы находятся в растворах электролитов?
(опыт 1 – Cu2+ и OH–; опыт 2 – CO32– и H+; опыт 3 – OH– и H+).
-Что же является предметом разговора сегодня на уроке? Как же мы
сформулируем тему урока? («Условия необратимого протекания реакций
ионного обмена в растворах электролитов»).
Записываем тему урока в тетради.
- Какие цели ставит перед собой наш урок? (закрепить и углубить
знания об условиях необратимого протекания реакций в растворах
электролитов и совершенствовать умения составлять уравнения реакций
ионного обмена в молекулярном, полном и сокращенном ионном виде).
Давайте вспомним с прошлого урока определения:
1.
Реакции ионного обмена (Реакции ионного обмена – это реакции
между ионами в растворах электролитов).
2.
Что называется электролитами? (Электролиты – это вещества,
растворы и расплавы которых проводят электрический ток. Электролиты в
растворах и расплавах распадаются (диссоциируют) на противоположно
заряженные частицы – ионы. Вещества электролиты имеют ионный или
ковалентный вид связи).
Примеры: диссоциация электролитов с ионным видом связи: KOH →
+
K + OH–;
диссоциация электролитов с ковалентной полярной связью: HCl → H+
+ Cl–).
Какая связь называется ионной?
3.
Какая связь называется ионной и ковалентной полярной? (Ионная
связь – химическая связь, которая образуется между элементами, резко
отличающимися по электроотрицательности. Ионная связь преимущественно
(исключение соли аммония) образуется между металлами и неметаллами.
Ковалентная полярная связь – связь, возникающая между двумя
неметаллами. Например, HCl, H2O, HBr).
4.
Что служит важной характеристикой электролитов? (Важной
характеристикой электролитов служит степень диссоциации α:
число продиссоциировавших молекул
α
общее число молекул
*100%
5.
Перечислите виды электролитов. (По степени диссоциации
электролиты делятся следующим образом:
Электролиты:

Сильные (α = 100 %) – растворимые в воде соли, основания,
сильные минеральные кислоты.

Средней силы (α = 3-7 %): HNO2; HF; H2CO3; H3PO4.

Слабые (α ˂ 3 %) – амфотерные соединения, органические
кислоты, NH4OH, H2O.

Исключение: Mg(OH)2 – нерастворимые основание, является
сильным электролитом.
4.
Изучение нового материала
Давайте с вами запишем схему в тетради:
Необратимые реакции ионного обмена
Образование
газа
Образование
осадка
Образование
малодиссоциирующего
в-ва (вода)
Мы уже выяснили, что реакции ионного обмена проходят при условии
выпадения
осадка,
выделения
газа
или
образования
малодиссоциирующего вещества – воды. В таком случае они проходят
только в одном направлении и являются необратимыми.
При смешивании растворов происходит связывание ионов с
образованием слабых электролитов. Если в растворе нет таких ионов,
которые могут связываться между собой, реакция обмена не протекает до
конца, т.е. является обратимой реакцией. При составлении управлений
таких реакций, как при составлении уравнений электролитической
диссоциации ставится знак обратимости (↔).
Правила составления ионных уравнений реакций:
1. Простые вещества, газы, оксиды, нерастворимые соединения не
диссоциируют (в ионных уравнениях их записывают в молекулярном виде).
2. Малорастворимые вещества в левой части уравнения записывают в
виде ионов, а в правой части – в молекулярном виде (т. е. считают
нерастворимыми).
3. Общая сумма зарядов ионов в левой части уравнения должна быть
равна общей сумме зарядов ионов в правой части.
4. Реакции ионного обмена идут до конца, если образуется: а) осадок;
б) газ; в) малодиссоциирующее вещество (вода).
Классификация реакций ионного обмена

Необратимые (идущие до конца)
а) с выпадением осадка; BaCl2 + H2SO4 = BaSO4 + 2HCl (молекулярное
уравнение)
Ba2+ + 2Cl– + 2Н + + SO42– = BaSO4 + 2Н + + 2Cl– (полное ионное
уравнение)
Ba2+ + SO42– = BaSO4 (сокращенное ионное уравнение)
б) с выделением газа; Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + H2O + CO2
(молекулярное уравнение)
2Na+ + CO32– + 2H+ + SO42– = 2Na+ + SO42– + H2O + CO2 (полное ионное
уравнение)
2H+ + CO32– = H2O + CO2(сокращенное ионное уравнение)
в) с образованием малодиссоциируемого вещества (к примеру,
молекулы воды).
2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2 H2O (молекулярное уравнение)
2Na+ + 2OH– + 2H+ + SO42– = 2Na+ + SO42– + 2H2O (полное ионное
уравнение)
2H+ + 2ОH– = 2H2O(сокращенное ионное уравнение)

Обратимые.
В
результате
реакции
малодиссоциирующие вещества или неэлектрлиты.
не
образуются
MgCl2 + Na2SO4 2NaCl + MgSO4 (молекулярное уравнение)
Mg 2+ + 2Cl– + 2Na + + SO42–  2Na + + 2Cl– + Mg 2+ + SO42– (полное
ионное уравнение).
Обмен не окончательный, получаются смеси солей. Сокращенное
ионное уравнение не составляется!
Рассмотрим более подробно механизм прохождения таких реакций.
Порядок составления ионных уравнений реакции
Пример 1
1.
Записывают молекулярное уравнение реакции и расставляем
коэффициенты:
MgCl2 + 2AgNO3 → 2AgCl + Mg(NO3)2
2.
Определяют растворимость каждого из веществ с помощью
таблицы растворимости
3. Записывают полное ионное уравнение реакции
Mg2+ + 2Cl– + 2Ag+ + 2NO3– → 2AgCl↓ + Mg2+ + 2NO3–
4.
Составляют сокращенное ионное уравнение, сокращая
одинаковые ионы с обеих сторон:
Mg2+ + 2Cl– + 2Ag+ + 2NO3– → 2AgCl↓ + Mg2+ + 2NO3–
Ag+ + Cl– → AgCl↓
Пример 2
1. Записать молекулярное уравнение реакции.
BaCl2 + Na2SO4 = BaSO4 + NaCl
2. Расставить коэффициенты.
BaCl2 + Na2SO4 = BaSO4 + 2NaCl
3. С помощью таблицы растворимости определить растворимость
каждого вещества. Простые вещества, оксиды, а также нерастворимые
кислоты, основания и соли не диссоциируют на ионы.
р
р
н
р
BaCl2 + Na2SO4 = BaSO4↓ + 2NaCl
4. Составляем полное ионное уравнение. Сильные электролиты
записывают в виде ионов, а слабые электролиты, малорастворимые
вещества и газообразные вещества записывают в виде молекул.
2+
+
2+
Ba + 2Cl + 2Na + SO4 = BaSO4↓ + 2Na + 2Cl
5. Найти одинаковые ионы (они не приняли участия в реакции в левой и
правой частях уравнения реакции) и сократить их слева и справа.
2+
+
2+
Ba + 2Cl + 2Na + SO4 = BaSO4↓ + 2Na + 2Cl
--- ------- --6. Составить сокращенное ионное уравнение (выпишите знаки,
формулы ионов или веществ, которые приняли участие в реакции).
2+ 2Ba +SO4 = BaSO4↓
Сокращенное ионное уравнение показывает истинную суть
химической реакции, то есть, какие именно ионы реально реагируют между
собой.
Почему это реакция необратимая? (Потому что, ряд ионов уходит из
реакционной среды (осадок), и реакция проходит только в одном, прямом
направлении).
Помогите Михаилу и Алексею доделать домашнее задание. Помогите
ученикам восстановить запись. Составьте к восстановленным уравнениям
полные и сокращенные ионные уравнения.
А сейчас давайте поможем друзьям нашего детства.
Колдунья с вороном отравили лечебный колодец, в котором был
раствор хлористого кальция, который помогал целому городу. Он
использовался горожанами при отравлениях, кровотечениях, аллергиях. Они
превратили раствор СaCl2 в нерастворимый известняк CaCO3. Помогите
жителям «расколдовать» колодец, если в вашем распоряжении есть растворы
NaCl, Na2CO3, HCl, H2SO4, Zn(NO3)2.
СаСО3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2
Олененок спешит к друзьям. Он шел долгих 3 дня. Ему осталось только
перейти реку, но река оказалась испорчена – она наполнена раствором
серной кислоты. Помогите Олененку воссоединиться с друзьями, если в
вашем распоряжении есть растворы NaCl, BaCl2, HCl, CuSO4, Ba(NO3)2.
H2SO4 + BaCl2 → BaSO4 + 2HCl
Тигренок и крокодил поранились, а у доктора Айболита закончились
все лекарства. У него в распоряжении есть некоторые химикаты: NaNO3,
Cu(OH)2, H2SO4, НCl, BaCl2. Он знает, что раствор сульфата меди (II) может
оказывать антисептическое, вяжущее, ранозаживляющее действие. Помогите
доктору приготовить раствор и вылечить тигренка и крокодила.
Cu(OH)2 + H2SO4 → CuSO4 + 2H2O
Однажды русалка заметила, что ее друзья рыбы перестали с ней играть
и уплывают подальше от ее дома. Она не могла понять, в чем дело, ведь они
не ссорились… И тогда ее мама рассказала ей, что рыбы уплывают, потому
что около их дома почти нет растений, и рыбам не хватает кислорода…
Русалка подумала, что можно посадить растения, но они будут расти долго…
А из старых мудрых книжек она узнала, что можно насытить воду
углекислым газом – повышение концентрации СО2 в воде приводит к
значительному ускорению в росте растений. В распоряжении русалки
оказались: NaOH, Nа2CO3, K2SO4, НCl, Ba(NO3)2. помогите русалке получить
углекислый газ.
Nа2СО3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2
Реакции ионного обмена имеют большое значение в любой отрасли:

В сельском хозяйстве (процессы, происходящие в почве – это
ионнообменные взаимодействия веществ).

В пищевой отрасли (для выпекания тортов и бисквитов
используют соду, гашеную уксусом).

Ионообменная очистка применяется для извлечения из сточных
вод металлов (цинка, меди, хрома, никеля, свинца, ртути, кадмия, ванадия,
марганца и др.).
5.
Физкультминутка.
6.
Общее закрепление знаний:
Сегодня мы обобщили и закрепили навыки написания полных и
сокращенных ионных уравнений, знание условий, при которых они
протекают.
– Ребята, у кого есть вопросы?
– А сейчас мы ответим выполним упражнения для закрепления.
Задание «Таинственный конверт».
1.
Я вещество белого цвета, принадлежу к классу соли. Я сильный
электролит с ионной связью. Вы видите меня постоянно на своем столе. У
меня соленый вкус. Меня зовут … (поваренная соль, формула – NaCl –
хлорид натрия).
2.
Я слабый электролит, принадлежу к нерастворимым в воде
солям. Меня используют как строительный материал. И в школе я вам
пригодился. Я белого цвета и у меня кислотный остаток карбонатной
кислоты. Меня зовут … (карбонат кальция – CaCO3).
3.
Я прозрачная жидкость без цвета и запаха. Сама по себе я не
провожу электрический ток, но это делают другие вещества, растворенные во
мне. Меня вы можете встретить повсеместно. Я – … (вода).
Практико-ориентированные задания.
1. Почему у жителей южных районов спазмы кровеносных сосудов
происходят реже, чем у северян?
Информация-подсказка. Врачи связывают это с содержанием в
организме магния, т.к. известно, что внутримышечные и внутривенные
вливания растворов солей магния снимают судороги и спазмы. В организм
человека магний поступает с фруктами и овощами. Особенно богаты им
персики, абрикосы и цветная капуста.
2. Почему в Древней Греции перед длительными походами в жаркую
погоду воинам рекомендовали съесть кусочек хлеба, круто посоленный, и
запить водой?
Информация-подсказка. Ионы электролитов легко гидратируются,
поэтому поваренная соль задерживает воду в организме.
3. Почему в Англии в последние десятилетия наблюдается снижение
смертности от болезней сосудов головного мозга?
Информация-подсказка. Это связано с увеличением потребления
свежих фруктов и овощей. В свежих овощах и фруктах всегда много калия и
мало натрия. Натрий задерживает воду в организме, повышая артериальное
давление, а калий, напротив, способствует его снижению. Вот почему
увеличение потребления овощей, фруктов, в частности яблок, можно
рассматривать как существенную меру предупреждения болезней сосудов
головного мозга.
Задание. Допишите практически осуществимые реакции. Расставьте
коэффициенты. Составьте их полное ионное и краткое ионное уравнение.
Укажите признак протекания реакции до конца (↑ газ, ↓ осадок, вода):
а) К2СO3 + HCl → _________________________________
б) АlCl3 + AgNO3 →________________________________
в) ВаСl2 + NaNO3 →_______________________________
г) КОН + H2SO4 →___________________________________
Задание. Составьте уравнения реакции
Карточки
Карточка 1
Задание
Расставьте коэффициенты. Составьте
краткое ионное уравнение.
CuCl2 + KOH → KCl + Cu(OH)2
Карточка 2
Расставьте коэффициенты. Составьте полное ионное и
краткое ионное уравнение.
CaO + HNO3 → Ca(NO3)2 + H2O
полное ионное и
Составьте полное ионное и молекулярное уравнение.
H+ + OH– → H2O
Карточка 3
7.




Рефлексия. Подведение итогов урока.
Что вам показалось наиболее интересным?
Что больше всего запомнилось?
Что вызвало затруднение?
Что удивило?

Какова была тема и цель урока? (Тема урока: «Условия
необратимого протекания реакций ионного обмена в растворах
электролитов». Цель урока: закрепить и углубить знания об условиях
необратимого протекания реакций в растворах электролитов и
совершенствовать умения составлять уравнения реакций ионного обмена в
молекулярном, полном и сокращенном ионном виде).

По каким признакам можем судить о том, что реакция
протекает до конца? (Реакции ионного обмена протекает до конца в
следующих случаях: 1) если выпадет осадок; 2) если выделяется газ; 3) если
образуется малодиссоциирующее вещество, например вода).

Перечислите правила составления ионных уравнений. (Сильные
электролиты представляют только в ионном виде. Нерастворимые
соединения, газы, слабые электролиты представляют только в молекулярном
виде. Газ отмечают стрелкой, направленной вверх, осадок – стрелкой,
направленной вниз).

Какие реакции называются обратимыми? (Если в растворе нет
таких ионов, которые могут связываться между собой, реакция обмена не
протекает до конца, т.е. является обратимой реакцией).

Что показывает сокращенное ионное уравнение? (Сокращенное
ионное уравнение показывает истинную суть химической реакции, то есть,
какие именно ионы реально реагируют между собой).

Выставление оценок
Учащимся предлагается заполнить табличку
Я усвоил весь материал.
8.
Я усвоил материал, но есть Я мало, что
затруднения.
Необходимо
поработать.
понял.
еще
Домашнее задание:
1.
выучить параграф § 33, задание 3 и не забудьте составить полные
и сокращенные ионные уравнения к заданиям решенным в классе, потому
что иначе Ваша помощь сказочным персонажам не будет полной!
Спасибо за работу! Урок окончен. До свидания.
Дополнительная информация
Значение реакций ионного обмена
Роль ионных соединений в неживой природе и жизни человека велика.
С помощью ионных соединений образованы минеральные кислоты, соли,
основания и основные оксиды. Это приводит к разнообразию природных и
искусственных веществ, которые человек может использовать в своих целях.
Например, соли человек использует для удаления накипи в нагревательных
приборах, которая образуется из-за жесткости воды; также некоторые соли
можно использовать в пищевых целях. Основания и оксиды широко
используются в промышленности для получения других веществ,
стройматериалов и т. д. Некоторые минеральные кислоты и соли входят в
химический состав живых организмов и необходимы для их
жизнедеятельности. Например, недостаток поваренной соли (хлорида натрия)
организм восполняет разрушением костной и мышечной тканей, что может
привести к различным заболеваниям.
Растения поглощают макро-, и микро- элементы из почвенного
раствора в виде ионов. Интенсивное применение во многих регионах азотных
и калийных удобрений (NH4NO3, NaNO3, KNO3) привело к появлению
проблемы нитратов, загрязняющих пищевые продукты. Верхняя граница
нормы нитратов на одного человека в день, установленная Всемирной
организацией здравоохранения равна 325 мг. Если же продукция выращена
на «переудобренных» нитратами почвах, то мы можем получить их дозу,
превышающую норму в 2-5 раз. Это наиболее опасно, так как в организме
избыточные нитраты не успевают выводиться или расходоваться на синтез
биомолекул, а превращаются в нитриты. Именно последние и представляют
угрозу здоровью, поскольку, всасываясь в кровь, они дезактивируют
дыхательные ферменты, что приводит к понижению в крови содержания
гемоглобина и нарушению транспортной функции крови. Реакции ионного
обмена встречаются в жизни, множество их протекают в нашем организме и
от их протекания зависит здоровье человека. А нарушение обмена веществ
приводит к заболеванию.
Ионообменная очистка применяется для извлечения из сточных вод
металлов (цинка, меди, хрома, никеля, свинца, ртути, кадмия, ванадия,
марганца и др.). Также извлечение соединений мышьяка, фосфора,
цианистых соединений и радиоактивных веществ. Метод позволяет
рекуперировать ценные вещества при высокой степени очистки воды.
Ионный обмен широко распространен при обессоливании в процессе
водоподготовки.