Урок по химии "Щелочные металлы"

МБОУ «СОШ № 36»

учитель химии

Курган Юлия Сергеевна

Тема урока: Щелочные металлы.

Задачи урока:

1. Образовательная – ознакомить учащихся со щелочными металлами, их положением в периодической системе химических элементов, физическими и химическими свойствами, а также соединениями щелочных металлов.

2. Развивающая – продолжить развитие умений анализировать, делать предположение и выводы, а также навыков работы с наглядным материалом.

3. Воспитательная – продолжить формирования общего научного мировоззрения и интереса к предмету.

Ключевые компетенции:

• Информационно-познавательная: умение работать с дополнительной литературой, конспектировать, выбирать главное, делать выводы.

• Коммуникативная: ведение дискуссии, умение доказать свою точку зрения.

• Предметные:

- исследовать физические и химические свойства щелочных металлов;

- изучить положение щелочных металлов в периодической системе химических элементов.

Тип урока – изучение нового материала.

Методы урока – рассказ с элементами беседы в сопровождении мультимедийных демонстраций.

Оборудование – ТСО (мультимедийный проектор).

Ход урока:

1. Организационный этап (1-2 мин).

2. Этап изучения нового материала.

Учитель называет тему и цель урока, комментирует план (содержание) урока. СЛАЙД № 1-2

Щелочные металлы литий Li, натрий Na, калий K, рубидий Rb, цезий Cs, франций Fr находятся в главной подгруппе I группы Периодической таблицы Д.И. Менделеева.

Учитель обращает внимание ребят на ПСХЭ Д.И. Менделеева, а затем на СЛАЙД № 3

Наиболее важные из них в практическом отношении – натрий и калий. Схемы строения их атомов даны в таблице данного слайда.

Учитель предлагает перенести в тетрадь данную таблицу и самостоятельно продолжить ее для рубидия Rb и цезия Cs .

Через 2-3 минуты ребятам предлагается проверить написание размещение электронов по энергетическим уровням и электронные формулы рубидия Rb и цезия Cs. Двум ученикам предлагается выйти к доске.

Учитель предлагает поговорить о распространении в природе щелочных металлов. СЛАЙД № 4

Щелочные металлы встречаются в природе только в составе соединений, ввиду своей высокой химической активности.

Из соединений щелочных металлов широко распространены в природе лишь соединения натрия и калия.

Na-2,64% (по массе), K-2,5% (по массе), Li, Rb, Cs-значительно меньше, Fr- искусственно полученный элемент
NaCl - поваренная соль (каменная соль), галит
Na2SO4· 10H2O - глауберова соль
NaNO3 - чилийская селитра
Na3AlF6 - криолит
Na2B4O7· 10H2O - бура
KCl - сильвин
KCl· NaCl - сильвинит

СЛАЙД № 5 Литий был открыт шведским химиком А. Арфведсоном в 1817 г. и по предложению Й. Берцелиуса назван литием (от греч. литос - камень), так как, в отличие от калия, который до тех пор находили в золе растений, он был обнаружен в камне.

Натрий и калий были впервые получены английским химиком и физиком Г. Дэви в 1807 году при электролизе едких щелочей.

Й. Берцелиус предложил назвать элемент №11 натрием (от араб. натрум - сода), а элемент №19 по предложению У. Гилберта получил название «калий» (от араб. алкали - щелочь).

СЛАЙД № 6 Все щелочные металлы серебристо-белого цвета с незначительными оттенками, легкие, мягкие и легкоплавкие. Их твердость и температура плавления закономерно снижаются от лития к цезию.

СЛАЙД № 7 Литий - Lithium (Li) В виде простого вещества литий - мягкий серебристо-белый металл (т. пл. 180,5 °С, т. кип. 1336 °С). Из металлов он самый легкий (пл. 0,539 г/см³).

Судьба самого легкого металла внешне небогата событиями. Он был третьим по счету щелочным металлом, обнаруженным в природе. Содержание лития в земной коре составляет 0,02% (мол. доли).

СЛАЙД № 8 Натрий - Natrium (Na) В виде простого вещества натрий - легкий (пл. 0,97 г/см³), мягкий серебристо-белый металл (т. пл. 97,8 °С, т. кип. 882,9 °С). На воздухе окисляется (хранят под слоем керосина или парафина). Бесцветное пламя газовой горелки окрашивается натрием в желтый цвет. Натрий - исключительно активный металл. Содержание его в земной коре составляет 2,4% (мол. доли).

СЛАЙД № 9 Калий - Kalium (K) - серебристо-белый металл, очень мягкий, легко режется ножом, (пл. 0,86 г/см³), легче воды, пластичен, обладает хорошей электрической проводимостью и теплопроводностью, (т. пл. 63,6 °С, т. кип. 760 °С).

В свободном состоянии калий был получен в 1807 году английским химиком Г. Дэви электролизом едкого кали. Он был открыт вместе с натрием. Полученный металл (калий) Дэви назвал потассием (от латинского "поташ", как называли карбонат калия, из которого получали гидрооксид). Содержание в земной коре этого элемента - 1,4% (мол. доли). Он относится к числу распространенных элементов.

СЛАЙД № 10 ЦезийЦезий - Cesium (Cs) - блестящий золотисто-желтый металл. После ртути - это самый легкоплавкий металл природы (т. пл. 28,4 °С, т. кип. 685 °С). Это легкий металл (пл. 1,9 г/см³).

Цезию суждено было стать первым химическим элементом, который открыли при помощи спектрального анализа. Еще в 1846 году минеролог А. Брейтхаупт, изучая минералы и руды с острова Эльба, обратил внимание на окрашенную разновидность кварцита, которую он назвал поллуксом. И только в 1860 году цезий был открыт Бунзеном и Кирхгофом в Германии. Они предложили название "цезий" (символ Cs) от "caesius" (латинское слово). В старину это слово употребляли для обозначения голубизны верхней части небосвода (металл в спектре показал отчетливую голубую линию рядом с линией стронция).

Чистый металл был получен только в 1882 году шведским химиком К. Саттербергом.

Содержание цезия в земной коре составляет 9,5*10^-9 % (мол. доли).

СЛАЙД № 11 Химические свойства щелочных металлов:

Щелочные металлы являются сильными восстановителями.

Они энергично реагируют со всеми неметаллами, включая водород.

В реакциях с кислородом при горении только литий образует оксид, натрий и калий образуют пероксиды, а рубидий и цезий самовоспламеняются.

1. С кислородом:

2Na+O2=Na2O2 (видео натрий на воздухе); 2K+2O2=K2O4 (пероксиды)
4Li+O2=2Li2O (оксид лития)

2. С галогенами: 2Na+Cl2=2NaCl

3. С серой при нагревании: 2Li+S=Li2S (сульфид)

4. Литий взаимодействует с азотом: 6Li+N2=2Li3N ( нитрид)

5. С водородом при нагревании: 2Na+H2=2NaH (гидрид)

6. С водой: 2Na+2H2O=2NaOH+H2 (видео: Литий, натрий, калий с водой).

СЛАЙД № 12 Получение щелочных металлов.

Т.к. щелочные металлы - это самые сильные восстановители, их можно восстановить из соединений только при электролизе расплавов солей:

2МеCl"2Ме0+Cl20#

на катоде: Ме++1e = Ме0 (восстановление),
на аноде: 2Cl--2e = Cl20 (окисление)

СЛАЙД № 13 Соединения щелочных металлов.

Оксиды Ме2O – твердые вещества.

Гидроксиды (едкие щелочи) МеOH - белые, кристаллические вещества, гигроскопичны; хорошо растворимы в воде (с выделением тепла). В водных растворах нацело диссоциированы.
KOH - едкое кали,
NaOH - едкий натр, каустическая сода.

Соли - типично ионные соединения, как правило - хорошо растворимы в воде, кроме некоторых солей лития. Образованные слабыми кислотами сильно гидролизуются.
Na2CO3 · 10H2O - кристаллическая сода,
Na2CO3 - кальцинированная сода,
NaHCO3 - питьевая сода,
K2CO3 - поташ.

Видео: Окрашивание пламени солями натрия

Видео: Окрашивание пламени солями калия

Видео: Окрашивание пламени солями лития

3. этап закрепления нового материала.

Учитель предлагает всем вместе ответить на следующие вопросы теста.

Презентация теста «Щелочные металлы».

4. Инструктаж домашнего задания.

Начать тест

Использован шаблон создания тестов в PowerPoint

Вопрос 1

• Франций является

радиоактивным элементом

очень твердым металлом

изолятором

самым распространенным металлом

Вопрос 2

• Все щелочные металлы очень активны и поэтому

хранятся под керосином

самовоспламеняются на воздухе

способны взаимодействовать со всеми металлами после водорода

хранятся под водой

Вопрос 3

• При взаимодействии щелочных металлов с водородом образуются

гидриды

гидроксиды

гидраты

гидрокарбонаты

Вопрос 4

• При взаимодействии щелочных металлов с водой образуются

гидроксиды и водород

гидриды и водород

оксиды и водород

гидроксиды

Вопрос 5

• Сумма коэффициентов в уравнениях реакций натрия с водой и с соляной кислотой соответственно равны

7 и 7

4 и 4

4 и 7

7 и 4

Вопрос 6

• Литий, натрий и калий объединяет то обстоятельство, что …

Каждый из этих металлов легче воды

При внесении любого из этих металлов или их соединений в пламя оно окрашивается в красный цвет

Каждый из этих металлов реагирует с азотом уже при комнатной температуре

В свободном виде ни один из этих металлов не реагирует с кислородом

Вопрос 7

• Атомы щелочных элементов имеют (выберите правильные варианты ответов)…

по одному электрону на внешнем уровне

размеры, меньшие размеров атома водорода

Полностью заполненный внешний электронный уровень

возможность терять единственный внешний электрон

исправить

ответ готов!

Вопрос 8

• Сравните заряды ядер элементов. Поставьте знаки или = вместо *:

Вопрос 9

• Сравните число электронов на внешнем уровне элементов. Поставьте знаки или = вместо *:

Вопрос 10

• Сравните радиус атома элементов. Поставьте знаки или = вместо *:

Щелочные металлы

Содержание

• Положение щелочных металлов в ПСХЭ
• Нахождение в природе
• Физические свойства
• Химические свойства
• Получение
• Важнейшие соединения

Положение щелочных металлов в ПСХЭ

Щелочные металлы литий Li , натрий Na , калий K , рубидий Rb , цезий Cs , франций Fr находятся в главной подгруппе I группы Периодической таблицы Д.И. Менделеева.

Наиболее важные из них в практическом отношении – натрий и калий. Схемы строения их атомов даны в таблице.

Строение атомов остальных щелочных металлов аналогично.

Нахождение в природе

Щелочные металлы встречаются в природе только в составе соединений, ввиду своей высокой химической активности.

Из соединений щелочных металлов широко распространены в природе лишь соединения натрия и калия.

Na-2,64% (по массе), K-2,5% (по массе), Li, Rb, Cs-значительно меньше, Fr- искусственно полученный элемент NaCl - поваренная соль (каменная соль), галит Na 2 SO 4 · 10H 2 O - глауберова соль NaNO 3 - чилийская селитра Na 3 AlF 6 - криолит Na 2 B 4 O 7 · 10H 2 O - бура KCl - сильвин KCl · NaCl - сильвинит

Открытие щелочных металлов

Литий был открыт шведским химиком А. Арфведсоном в 1817 г. и по предложению Й. Берцелиуса назван литием (от греч. литос - камень), так как, в отличие от калия, который до тех пор находили в золе растений, он был обнаружен в камне.

Натрий и калий были впервые получены английским химиком и физиком Г. Дэви в 1807 году при электролизе едких щелочей.

Й. Берцелиус предложил назвать элемент №11 натрием (от араб. натрум - сода), а элемент №19 по предложению У. Гилберта получил название «калий» (от араб. алкали - щелочь).

Физические свойства

Все щелочные металлы серебристо-белого цвета с незначительными оттенками, легкие, мягкие и легкоплавкие. Их твердость и температура плавления закономерно снижаются от лития к цезию.

Плотности веществ:

Li (0,534) , Na (0,97), K (0,86), Rb (1,532), Cs (1,87) г/см 3 . Т пл .:

Li (179) , Na (97,8), K (63,5), Rb (39,0), Cs (28,5) 0 С.

Литий

Натрий

Калий

Цезий

Химические свойства щелочных металлов

Щелочные металлы являются сильными восстановителями.

Они энергично реагируют со всеми неметаллами, включая водород.

В реакциях с кислородом при горении только литий образует оксид, натрий и калий образуют пероксиды, а рубидий и цезий самовоспламеняются.

1. С кислородом:

2Na+O 2 =Na 2 O 2 ; 2K+2O 2 =K 2 O 4 (пероксиды) 4Li+O 2 =2Li 2 O (оксид лития)

2. С галогенами: 2Na+Cl 2 =2NaCl

3. С серой при нагревании: 2Li+S=Li 2 S (сульфид)

4. Литий взаимодействует с азотом: 6Li+N 2 =2Li 3 N ( нитрид)

5. С водородом при нагревании: 2Na+H 2 =2NaH (гидрид)

6. С водой: 2Na+2H 2 O=2NaOH+H 2

Получение

Т.к. щелочные металлы - это самые сильные восстановители, их можно восстановить из соединений только при электролизе расплавов солей:

2МеCl  2Ме 0 +Cl 2 0 

на катоде: Ме + +1e = Ме 0 (восстановление), на аноде: 2Cl - -2e = Cl 2 0 (окисление)

Соединения щелочных металлов

Оксиды Ме 2 O – твердые вещества.

Гидроксиды ( едкие щелочи ) Ме OH - белые, кристаллические вещества, гигроскопичны; хорошо растворимы в воде (с выделением тепла). В водных растворах нацело диссоциированы. KOH - едкое кали, NaOH - едкий натр, каустическая сода.

Соли - типично ионные соединения, как правило - хорошо растворимы в воде, кроме некоторых солей лития. Образованные слабыми кислотами сильно гидролизуются. Na 2 CO 3 · 10H 2 O - кристаллическая сода, Na 2 CO 3 - кальцинированная сода, NaHCO 3 - питьевая сода, K 2 CO 3 - поташ .

Окрашивание пламени солями натрия

Окрашивание пламени солями калия