Загрузил dorzhieva.8787

Кислород химия 9 кл.

реклама
Тема урока: Кислород
Цель урока: изучить физические и химические свойства кислорода, дать общее понятие об
оксидах, реакциях горения; рассмотреть практическую значимость и применение; доказать, что
кислород - один из важнейших элементов на Земле.
Задачи урока:

Образовательные:
1. Расширить представления обучающихся о кислороде.
2. Познакомить со свойствами и применением кислорода.
3. Совершенствовать умения составлять уравнения химических реакций.
 Воспитательные:
1. Формировать умения работать в парах у каждого обучающегося, считаться с мнением
соседа и отстаивать свою точку зрения корректно, выполняя упражнения.
2. Воспитывать бережное отношение к своему здоровью, окружающей природе, учить
понимать прекрасное, ценить произведения искусства.

Развивающие:
1. Способствовать продолжению развития устойчивого интереса к химической науке и
практике.
2. Совершенствовать навыки самостоятельной работы, развивать умения наблюдать,
формулировать высказывания.
3. Способствовать развитию исследовательских навыков, соблюдая правила техники
безопасности.
4. Совершенствовать умения обобщать и делать выводы.
ХОД УРОКА
І. Организационный момент. (1 мин.)
Мы с вами рассмотрим физические и химические свойства кислорода, сформулируем общие
понятия об оксидах, реакциях горения, окисления; ознакомимся с практической значимостью и
применением кислорода; а также докажем, что кислород - один из важнейших элементов на Земле.
ІІ. Актуализация знаний. (7 мин.).
История открытия кислорода.
Открытие кислорода связана с именами 4 ученых: шведа К.В.Шееле, француза
П.Байена, англичанина Д.Пристли, француза А.Л.Лавуазье.
К.В.Шееле родился на севере Германии, принадлежавшей в середине XVIII в.
Швеции. Любовь к экспериментированию и самостоятельной работе в лаборатории
привела его в аптеку, где царил волшебный дух химии. Уже в 15 лет Карл стал
учеником аптекаря, а в возрасте 26 лет ему доверили ответственейший пост
управляющего аптекой в Стокгольме. В 1772 году он выделил кислород:
2MnO2 + 2H2SO4 = 2MnSO4 + 2H2O + O2
Газ, в котором вспыхивают и тлеющая лучина, и раскаленная железная проволока,
Шееле назвал огненным воздухом. За свои уникальные эксперименты скромный
аптекарь в 1775 году был избран академиком Стокгольмской академии наук.
В 1774 году во Франции П.Байен получил особый вид «воздуха» при нагревании
оксида ртути.
2HgO = 2Hg + O2
Это был кислород! Байен назвал его «упругим флюидом» и определил некоторые
его свойства:
1. Тяжелее обычного воздуха;
2. Действует на ртуть, превращая ее в красную окись (HgO)
3. Присоединяется к металлам и делает их тяжелее;
В Англии одновременно с Шееле и Байеном кислород исследовал Д.Пристли. В
1774 году он выделил «воздух» из HgO. В этот момент в лаборатории горела
свеча, и Пристли поместил ее в новый «воздух» - свеча неожиданно вспыхнула
ярким пламенем.
Пристли предположил, что новый «воздух» может поддерживать жизнь, и для
проверки наполнил один стеклянный колокол обычным воздухом, другой –
«воздухом», полученным при разложении оксида ртути (II). Через 15 мин мышь,
помещенная в первый колокол, погибла, а мышь второго колокола только через
полчаса стала терять признаки жизни. Ученый обнаружил, что растения тоже
выделяют этот газ на свету. Тогда он решился на отчаянный шаг – вдохнул этот
газ сам… Дышать было «чрезвычайно свободно и легко».
Пристли проделывал опыты не только с мышами, но и растениями. Он
поставил горшок с цветами под колокол, а рядом поместил зажженную свечу.
Вскоре свеча потухла, прошло несколько часов, но растение ничуть не
изменилось. На следующий день Пристли с удивлением заметил, что цветок не
только не завял под колоколом, но на нем появился еще один бутон. Пристли
зажег свечу и быстро внес ее под колокол. Свеча продолжала гореть точно так
же, как при заполнении колокола чистым воздухом. Значит, растения не только
поглощают «связанный воздух», но и выделяют «жизненный воздух»,
поддерживающий дыхание животных и горение.
А.Л.лавуазье подчиняясь воле отца, стал юристом, но гораздо больше его
привлекали естественные науки, особенно химия. Начало его исследовательской
деятельности было очень удачным. Он принял участие в конкурсе на лучший способ
освещения улиц Парижа, в апреле 1765г. получил золотую медаль академии, а в
сентябре сделал первое научное сообщение – доклад о составе гипса.
Лавуазье повторил опыты с животными и пришел к блестящим выводам:
1. При дыхании расходуется лишь наиболее годная часть воздуха, а остающийся
газ представляет собой «инертную» среду (сейчас известно, что это азот и
другие газы), в воздухе примерно 1/5 часть кислорода;
2. Горение есть процесс соединения тел с кислородом. Получающиеся в
результате продукты – не простые вещества, а сложные, состоящие из тела и
кислорода. При горении вес тела увеличивается.
3. Дыхание животных тождественно горению, только идет медленнее, и
образующаяся при этом теплота поддерживает постоянную температуру тела.
А.Л.Лавуазье дал название кислороду, в переводе от латинского слова
«оксигениум» - рождающий кислоты.
Кислород – химический элемент.
1.
2.
3.
4.
Химический знак – О
Относительная атомная масса = 16
Степень окисления (-2), в соединении OF2 (+2);
Нахождение в природе.
Кислород – самый распространенный химический элемент на Земле. Из
каждых 100 атомов земной коры 58 – атомы кислорода.
В атмосфере Земли – 21% кислорода (по объему).
В твердой оболочке Земли – 47% кислорода (по массе).
В гидросфере – 86% кислорода (по массе).
В виде простого вещества входит в состав воздуха. В виде соединений кислород
входит в состав многих веществ. Массовая доля кислорода в организме человека
составляет 65%.
Кислород – простое вещество.
1. Химическая формула – О2
2. Относительная молекулярная масса = 32
3. Молярная масса = 32г/моль
Расскажите о нахождении кислорода в природе. Ответ: Кислород — самый распространенный
химический элемент в земной коре. Кислород — самый распространенный на Земле элемент, на
его долю приходится около 49% массы твердой земной коры. Морские и пресные воды содержат
огромное количество связанного кислорода — 85,5% (по массе), в атмосфере содержание
свободного кислорода составляет 21% по объёму и 23% по массе. Более 1500 соединений земной
коры в своем составе содержат кислород. Кислород входит в состав многих органических
веществ и присутствует во всех живых клетках. По числу атомов в живых клетках он
составляет 20,9%, по массовой доле — около 65 %.
1. Перечислите способы получения кислорода в лаборатории? Ответ: В
лаборатории кислород получают следующими способами:
1) Разложение перманганата калия. 2KMnO4 = K2MnO4+MnO2+O2↑
2) Разложение перекиси водорода. 2H2O2 = 2H2O + O2↑
3) Разложение бертолетовой соли. 2KClO3 = 2KCl + 3O2↑
8. Перечислите способы получения кислорода в промышленности. Ответ: В
промышленности кислород получают:
1) Электролиз воды. 2H2O = 2H2 + O2↑
2) Из воздуха. ВОЗДУХ давление, -183˚C=O2 (голубая жидкость).
В настоящее время в промышленности кислород получают из воздуха. В лабораториях небольшие
количества кислорода можно получать нагреванием перманганата калия (марганцовка) KMnO4.
Кислород мало растворим в воде и тяжелее воздуха, поэтому его можно получать двумя
способами:
Установите соответствие между способом получения кислорода и уравнением химической
реакцией. Работа в парах.
Способы получения кислорода
Уравнения химических реакций
А. Разложение перманганата калия.
Б. Разложение перекиси водорода.
В. Разложение бертолетовой соли.
Г. Электролиз воды.
Д. Из воздуха.
Ответ: А-4; Б-2; В-1; Г-5; Д-3.
1) 2KClO3 = 2KCl + 3O2↑
2) 2H2O2 = 2H2O + O2↑
3) ВОЗДУХ = O2
4) 2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2↑
5) 2H2O = 2H2 + O2↑
10. Что называют катализаторами? Где эти вещества применяются? Ответ: Вещества,
которые ускоряют химические реакции, но сами при этом не расходуются, называют
катализаторами. Катализаторы широко применяют в химической промышленности. С их
помощью удается повысить производительность химических процессов, снизить себестоимость
выпускаемой продукции и более полно использовать сырье.
На какой диаграмме распределение массовых долей элементов отвечает
количественному составу (NH4)3PO4? Ответ: 4.
ІІІ. Изучение нового материала. (12 мин.)
Физические свойства. Кислород - бесцветный газ, без вкуса и запаха, относительно
малорастворим в воде (в 100 объемах воды при температуре 20ºС растворяется 3,1 объема
кислорода). Кислород немного тяжелее воздуха: 1л кислорода при нормальных условиях весит
1,43 г, а 1л воздуха — 1,29г. (Нормальные условия - сокращенно: н.у. - температура 0ºС и
давление 760 мм.рт.ст., или 1 атм. ≈ 0,1 МПа). При давлении 760 мм.рт.ст. и температуре -183ºС
кислород сжижается, а при снижении температуры до -218,8ºС затвердевает.
Химические свойства. Техника безопасности (провести инструктаж!)
Кислород при нагревании энергично реагирует со многими веществами, при этом
выделяются теплота и свет. Такие реакции называют реакциями горения. Если опустить в сосуд с
кислородом O2 тлеющий уголек, то он раскаляется добела и сгорает, образуя оксид углерода(IV)
СO2. Чтобы определить, какое образовалось вещество, в сосуд наливают известковую воду —
раствор гидроксида кальция Са(ОН)2. Она мутнеет, так как при этом образуется нерастворимый
карбонат кальция СаСO3:
CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + H2O
Видеодемонстрация №1 «Горение угля в кислороде» http://files.schoolcollection.edu.ru/dlrstore/695aa82a-e84a-fa4d-7b04-16d28ded2fbb/index.htm
(Слайд № 8) Сера горит в O2 ярким синим пламенем с образованием газа с резким запахом —
оксида серы(IV)
S + O2 = SO2
Видеодемонтсрация №2 «Горение серы в кислороде» http://files.schoolcollection.edu.ru/dlrstore/600cd365-f9f2-ae10-56e4-98ee0af7e4c6/index.htm
(Слайд № 9) Горение фосфора в кислороде
Видеодемонстрация №3 «Горение фосфора в кислороде» http://files.schoolcollection.edu.ru/dlrstore/f83beda5-449d-d3dc-442c-a474a89eeca6/index.htm
Опыт следует проводить под тягой. Следует соблюдать правила обращения с
нагревательными приборами. Не допускать попадания горящего фосфора на рабочую поверхность
стола. Не вдыхать выделяющийся дым фосфорного ангидрида.
Фосфор Р сгорает в O2 ярким пламенем с образованием белого дыма, состоящего из
твердых частиц оксида фосфора(V).
4P + 5O2 = 2P2O5
(Слайд № 10) Горение железа в кислороде
Видеодемонстрация №4 «Горение железа в кислороде» http://files.schoolcollection.edu.ru/dlrstore/deb6e939-f8c8-fea7-fe24-7b2c80013fd7/index.htm
В кислороде горят и такие вещества, которые обычно считают негорючими, например
железо. Если к тонкой стальной проволоке прикрепить спичку, зажечь ее и опустить в сосуд с
кислородом, то от спички загорится и железо. Горение железа происходит с треском и
разбрасыванием ярких раскаленных искр — расплавленных капель железной окалины Fe3O4. В
этом соединении два атома железа трехвалентны и один двухвалентен. Поэтому реакцию горения
железа в кислороде можно выразить следующим уравнением:
3Fe + 2O2 = FeO * Fe2O3 или Fe3O4
Взаимодействие вещества с кислородом относится к реакциям окисления.
Горение — это химическая реакция, при которой происходит окисление веществ с выделением
теплоты и света.
В большинстве случаев при взаимодействии веществ с кислородом образуются оксиды. Оксиды —
это сложные вещества, которые состоят из двух элементов, одним из которых является кислород.
Известны химические элементы, которые непосредственно с кислородом не соединяются. К ним
относятся золото Au и некоторые другие. Оксиды этих элементов получают косвенным путем.
«Химические свойства кислорода»
Задание № 1. Прочитать текст учебника и приложения 4, дать характеристику хим.
свойств кислорода, записать уравнения реакции, расставить коэффициенты методом
электронного баланса
Взаимодействие с:
Реакция
Значение
1.Взаимодействие с
металлами, образование всех
видов оксидов
Горение (сопровождается
выделением теплоты и света)
- Реакции
горения – это
такие реакции,
которые
сопровождаются
выделением
тепла и света.
а) 4Li + O2 = 2Li2O + Q(основный
оксид, солеобразующий);
б) 2Na+ O2 = Na2O2 + Q (пероксид
натрия, несолеобразующий);
в) 4Al + 3O2 =
2Al2 O3 + Q (амфотерный,
солеобразующий оксид);
г) 3Fe +
2O2 = Fe3O4 + Q(образование
окалины, состоящей из двух
оксидовFeO и Fe2O3) (смешанный
оксид)
2. Взаимодействие с
неметаллами.
- Реакции
окисления – это
такие реакции,
которые
протекают с
участием
кислорода
- Медленное
S + O2 = SO2 + Q (солеобразующий, окисление –
переваривание
кислотный оксид);
пищи
4P + 5O2 =
- Дыхание –
2P2O5 + Q (солеобразующий,
газообмен в
кислотный оксид);
легких и тканях
С + О2 = СО2 + Q
- Фотосинтез
Реакции, протекающие с
поглощением теплоты
N2 + O2 = 2NO – Q
1. Реакция
взаимодействия с
метаном
СН4 + 2О2 =СО2 + 2Н2О + Q
1. Кислород –
восстановитель
2F2 + 2 Н2О = 4HF + O2
2H2S + 3О2 = 2SO2 + 2H2O
(избыток кислорода).
1. Взаимодействие с металлами, образование всех видов оксидов:
а) 4Liº + O2º = 2Li2+O2- (основный оксид, солеобразующий)
Liº - 1ȇ = Li+‫׀‬4‫ ׀‬восстановитель
О2º + 4ȇ = 2O2-‫׀‬1‫ ׀‬окислитель
__________________________
4Liº + O2º = 4Li+ + 2O22б) 2Naº+ O2º = Na2+O21- (пероксид натрия, несолеобразующий)
Naº- 1ȇ = Na+‫ ׀‬2‫ ׀‬восстановитель
О2º + 2ȇ = 2О- ‫ ׀‬1‫ ׀‬окислитель
________________________
2Naº+ O2º = 2Na+ + 2Oв) 4Alº + 3O2º = 2Al23+ O32- (амфотерный, солеобразующий оксид)
Alº - 3ȇ =Al+3‫ ׀‬4‫ ׀‬восстановитель
О2º + 4ȇ =2О2-‫ ׀‬3‫ ׀‬окислитель
4Alº + 3O2º = 4Al2+ + 6O2г) 3Feº + 2O2º = Fe3+8/3O42- (образование окалины, состоящей из двух
оксидов FeO и Fe2O3) (смешанный оксид)
3Feº - 8ȇ = 3Fe+8/3‫׀‬1‫׀‬4‫ ׀‬восстановитель ВИДЕООПЫТ
О2º + 4ȇ =2О2- ‫׀‬2‫׀‬8‫ ׀‬окислитель
_______________________
3Feº + 2O2º = 3Fe+8/3 + 4O21. Взаимодействие кислорода с неметаллами
а) Sº + O2º = S+4O22- (солеобразующий, кислотный оксид)
Sº - 4ȇ = S+4 ‫ ׀‬восстановитель
O2º + 4ȇ = 2O2-‫ ׀‬окислитель
б) 4Pº + 5O2º = 2P25+O52- (солеобразующий, кислотный оксид) ВИДЕООПЫТ
Pº - 5ȇ = P5+ ‫׀‬4‫ ׀‬восстановитель
O2º + 4ȇ = 2O2- ‫ ׀‬5‫ ׀‬окислитель
4Pº + 5O2º = 4P5+ + 10O2в) Сº + О2 º = С4+О22-
С – 4ȇ = С4+ ‫ ׀‬восстановитель
О2 º + 4ȇ = 2 O2- ‫ ׀‬окислитель
1. Кислород – восстановитель
2F2º + 2 Н2+О2- = 4H+F- + O2º
F2º + 2ȇ = 2F – ‫׀‬2‫ ׀‬окислитель
2O2- - 4ȇ = O2º ‫׀‬1‫ ׀‬восстановитель
2F2º + 2 О2- = 4F- + O2º
Применение кислорода. Основано на его химических свойствах. В больших количествах кислород
используют для ускорения химических реакций в разных отраслях химической промышленности и
в металлургии. Например, при выплавке чугуна для повышения производительности доменных
печей в них подают воздух, обогащенный кислородом.
При сжигании смеси ацетилена или водорода с кислородом в специальных горелках температура
пламени достигает 3000ºС. Такое пламя используется для сварки металлов. Если берут кислород в
избытке, то пламенем можно резать металл.
Жидкий кислород применяют в ракетных двигателях.
В медицине кислород служит для облегчения затрудненного дыхания. В этом случае кислородом
заполняют специальные подушки. Кислородные маски необходимы в высотных полетах, в
космосе и при работе под водой.
Кислород расходуется в громадных количествах на многие химические реакции, например
на сжигание топлива.
Из сказанного видно, что очень много кислорода расходуется на разнообразную деятельность
человека, тратится на процессы дыхания человека, животных, растений, а также на процессы
гниения. Человек при дыхании в течение 1 мин в среднем употребляет 0,5 дм³ кислорода, в
течении суток — 720 дм³, а в год — 262,8 м³ кислорода, что все жители земного шара (5
миллиардов) в течение года для дыхания используют 1578 миллиардов кубических метров
кислорода. Если такой объем кислорода при нормальном давлении поместить в железнодорожные
цистерны, то поезд был бы протяженностью более 300 млн км, что равняется расстоянию до
Солнца и обратно.
С фотосинтезом вы уже знакомились в курсе ботаники. Упрощенно процесс фотосинтеза
изображают так:
6CO2 + 6H2O = C6H12O6 + 6O2.
Так в природе происходит непрерывный круговорот кислорода.
В целях сохранения кислорода в воздухе вокруг городов и крупных промышленных
центров создаются зоны зеленых насаждений. Специальная служба систематически контролирует
содержание кислорода в воздухе. При необходимости применяют меры по устранению
загрязнения воздуха.
IV. Закрепление знаний. (6 мин.)
Задание №1. «Правда или ложь? Если знаешь - разберешь»
Для кислорода верны следующие утверждения:
а) Кислород – бесцветный газ, без вкуса и запаха.
б) Кислород немного легче воздуха.
в) В кислороде горят и такие вещества, которые обычно считают негорючими, например железо.
г) Известны химические элементы, которые непосредственно с кислородом соединяются. К ним
относятся золото Au и некоторые другие.
д) Применение кислорода основано на его физических свойствах.
е) Непрерывный круговорот кислорода непосредственно связан с таким процессом, как
фотосинтез.
Ответ: а; в; е.
(Задание №2. «Скорая помощь»
Вставьте пропущенные вещества в уравнениях реакций:
а) …….. + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + H2O
б) S + ……. = SO2
в) ….. + 2O2 = FeO * Fe2O3 или Fe3O4
Ответ: а)CO2
б)O2
в) 3Fe
Задание №3. «Мозговой штурм»
Расставьте коэффициенты в уравнениях реакций.
а) CO2 + H2O = C6H12O6 + O2
б) P + O2 = P2O5
Задание №4. «Ассоциации»
С каким применением кислорода ассоциируется данное изображение?
1) в металлургии;
2) для резки металлов;
3) в авиации для дыхания;
4) в авиации для двигателей;
5) для сварки металлов;
6) на взрывных работах;
7) в медицине.
V. Домашнее задание. (1 мин.)
§20,21; №6-9 (с.60). Решите задачи 1-2 (с.60).
Творческое задание: подготовить сообщение №10 с. 60 «Что делается в вашей местности для
поддержания определенного содержания кислорода в воздухе? В чем может заключаться ваше
участие в этой деятельности?»
(Слайд № 27) VI. Рефлексия. (1 мин.)
Учитель:
 Сегодня я узнал...
 было трудно…
 я понял, что…
 я научился…
 я смог…
 было интересно узнать, что…
 меня удивило…
 мне захотелось…
VII. Подведение итогов урока. (1 мин.)
(Слайд № 28) В чём горят дрова и газ,
Фосфор, водород, алмаз?
Дышит чем любой из нас
Каждый миг и каждый час?
Без чего мертва природа?
Правильно, без….
Обучающиеся: кислорода
Учитель: Правильно. Спасибо за урок! До свидания!
Скачать