Урок химии: Угольная кислота, её диссоциация и соли.

Урок химии в 9 классе

Тема: Угольная кислота, её диссоциация и соли.

Подготовил учитель биологии и химии филиала №4 ГБОУ ВСОШ

Бажанов Ю.А.

Цели: В соответствии с программными материалами, познакомить учащихся со свойствами угольной кислоты, с её особенностями и значением в природе. Закрепить сведения о течении обратимых реакций, о химическом равновесии и условиях его смещения.

Обеспечение: Кроме необходимых на каждом уроке учебников, задачников и рабочих тетрадей, следует приготовить бутылку газированной воды для демонстрации.

План:

1. Организационный момент.

2. Опора на предшествующий материал (повторение изученного).

3. Основная часть:

1. образование угольной кислоты.

2. свойства общие для всех кислот и специфические.

3. диссоциация угольной кислоты.

4. значение и взаимодействия в природе.

1. Закрепление изученного материала.

2. Заключительная часть.

3. Список использованной литературы.

1. Организационный момент.

В качестве мотивирующего момента, возбуждающего интерес к теме, уместно использовать демонстрацию выделения углекислого газа при открывании бутылки с газированной водой. Всем знакомый и часто используемый предмет позволит построить связь с теорией.

Уместно задать вопросы:

• Что за газ содержится в бутылке?

• Почему при открывании тёплой жидкости выделение газа интенсивней?

За тем учащимся сообщается тема и план урока.

2. Опора на предшествующий материал (повторение изученного).

В этой части урока следует закрепить сведения о свойствах углекислого газа, об отличиях оксидов углерода и их свойств:

Диоксид углерода. Угольная кислота. Диоксид углерода СО₂ постоянно образуется в природе при окислении органических веществ (гниение растительных и животных остатков, дыхание, сжигание топлива). В больших количествах он выделяется из вул­канических трещин и из вод минеральных источников.

В лабораториях диоксид углерода обычно получают, действуя на мрамор СаСО_з соляной кислотой в аппарате Киппа:

СаСО_з + 2НСI = CaCl₂ + Н₂О + CО₂

в промышленности большие количества диоксида углерода по­лучают при обжиге известняка:

СаСО_з = СаО + CО₂t

Диоксид углерода при обычных условиях - бесцветный газ, примерно в 1,5 раза тяжелее воздуха, благодаря чему его можно переливать, как жидкость, из одного сосуда в другой. Масса 1 л СО₂ при нормальных условиях составляет 1,98 г. Растворимость диоксида углерода в воде невелика: 1 объем воды при 20^оС рас­творяет 0,88 объема СО₂, а при О^оС – 1,7 объема. Применяется диоксид углерода при получении соды по аммиачно-хлоридному способу, для синтеза карбамида, для по­лучения солей угольной кислоты, а также для газирования фрук­товых и минеральных вод и других напитков.

Под давлением около 0,6 МПа диоксид углерода при комнатной температуре превращается в жидкость. Жидкий диоксид углерода хранят в стальных баллонах. При быстром выливании его из бал­лона поглощается вследствие испарения так много теплоты, что СО₂ превращается в твердую белую снегообразную массу, которая, не плавясь, сублимируется при – 78,5 ос. Твёрдый диоксид угле­рода под названием «сухой лёд» применяется для охлаждения скоропортящихся продуктов, для производства и сохранения моро­женого, а также во многих других случаях, когда требуется полу­чение низкой температуры.

По достижении 400­-500^оС начинает протекать реакция между углем и образовавшимся диоксидом углерода:

С + CО₂ = 2COt

Рассмотренная реакция между углеродом и СО₂, приводящая к образованию монооксида углерода, осуществляется в очень боль­ших масштабах в доменном процессе, а также в газо­генераторах.

В лабораториях оксид углерода (II) обычно получают, прибав­ляя муравьиную кислоту НСООН к нагретой серной кислоте. По­следняя отнимает от муравьиной кислоты воду, выделяя оксид углерода (II):

НСООН = COt + Н₂О

Эта реакция показывает, что оксид углерода (II) можно рас­сматривать как ангидрид муравьиной кислоты.

На воздухе оксид углерода горит голубоватым пламенем с выделением большого количества теплоты, превращаясь в СО₂:

2СО + О₂ = 2CО₂ + 566 кДж

Необходимо также вспомнить механизмы отравления CО₂ и CO.

3. Основная часть:

В стакан с сильно газированной водой добавить лакмус.

Задаём вопросы:

• Что такое индикатор и как в разных средах изменяет цвет лакмус.

• Какие выводы можно сделать по изменению цвета лакмуса в газировке?

Раствор СО₂ в воде имеет кисловатый вкус и обладает слабо­кислой реакцией, обусловленной присутствием в растворе неболь­ших количеств угольной кислоты Н₂СО_З, образующейся в резуль­тате обратимой реакции:

СО₂ + Н₂О = Н₂СО_з

Таким образом, диоксид углерода является ангидридом уголь­ной кислоты.

Равновесие последней реакции сильно сдвинуто влево, лишь очень небольшое количество растворенного СО₂ превращается в угольную кислоту.

Угольная кислота Н₂СО_з может существовать только в водном растворе. При нагревании раствора диоксид углерода улетучивается, равновесие образования Н₂СО_з смещается влево, и, в конце концов, остается чистая вода.

Угольная кислота очень слабая. В растворе она диссоциирует на ионы Н⁺ и НСО_з ^-, т.е, Н₂СО_з является очень слабым электролитом.

Далее следует подготовить учащихся к восприятию следующей темы: «соли угольной кислоты – карбонаты». Это делается с помощью опыта по пропусканию СО₂ через известковую воду при объяснении природного значения взаимодействия воды и углекислого газа:

CO₂+Ca(OH)₂→CaCO₃↓+H₂O

CaCO₃+CO₂+H₂O→Ca(HCO₃)₂

Растворимостью гидрокарбонатов в воде объясняется постоян­ное передвижение карбонатов в природе. Почвенные и грунтовые воды, содержащие СО₂, просачиваясь сквозь почву и особенно сквозь пласты известняка, растворяют карбонат кальция и уносят его с собой в виде гидрокарбоната в ручьи, реки и моря. Оттуда он попадает в организмы морских животных и идет на построение скелетов или, выделяя диоксид углерода, снова превращается в карбонат кальция и отлагается в виде пластов.

Кроме карбоната кальция, в природе встречается в больших количествах карбонат магния МgСО_з, известный под названием магнезита. Карбонат магния, как и карбонат кальция, легко раст­воряется в воде, содержащей СО₂, переходя в растворимый гидро­карбонат.

4. В качестве закрепления изученного материала уместно использовать задачи:

• Если углекислый газ пропустить через воду, окрашен­ную лакмусом в фиолетовый цвет, то окраска переходит в красную; при нагревании окраска вновь становится фиолетовой. Дайте объяс­нение этим явлениям.

• Каким весьма простым способом можно отличить соли угольной кислоты от солей азотной, серной и соляной кислот? Дайте подробное объяснение.

• В чем действие соляной кислоты на карбонат натрия Nа₂СО_З сходно с действием ее на сульфит натрия Nа₂SО_з?

• Как можно осуществить превращения, схемы которых приведены ниже? Напишите уравнения соответствующих реакций:

СаС1₂ -+ СаСО_з; 3) Ба(NJ₃)₂ -+ ВаСО_з

СаСО_з -+ СаСl₂; 4) ВаСО_з -+ Ва(NО₃)₂

• Ученик прилил к растворам соды и сульфата натрия, находящимся в пробирках, избыток раствора хлорида бария. На вопрос учителя о том, в какой пробирке находился раствор сульфата натрия, ученик не мог ответить, так как спутал пробирки. При помощи какого простого опыта можно было бы дать ответ на вопрос учителя?

• Поташ, извлекаемый из древесной золы, содержит 8на­чительную примесь сульфата калия. Как обнаружить наличие этой примеси?

• 11,44 г кристаллического карбоната натрия образуют 4,24 г безводной соли. Вычислите число молекул воды в кристал­лической соли.

• При анализе мела одного из месторождений было най­дено СаО 55,6% и С0₂ 43,9%. Содержит ли мел этого месторожде­ния примеси других карбонатов?

• Что выгоднее применять для нейтрализации - соду кристаллическую или соду обезвоженную, если последняя дороже первой приблизительно в 1,5 раза?

• Можно ли получить соду непосредственно действием карбоната кальция на поваренную соль?

• Сколько граммов кристаллической соды Nа2СОЗ' 10Н₂О необходимо для нейтрализации 49 г серной кислоты?

• Сколько граммов карбоната кальция необходимо для того, чтобы, действуя на него кислотой, получить 1,12 л углеки­слого газа?

5. В заключительной части следует сообщить учащимся оценки и проанализировать их. Познакомить со списком использованной и рекомендованной литературы:

В.А. Крицман: «Книга для чтения по неорганической химии» (в 2-х частях); – М; «Просвещение»; 1992.

И.А. Леенсон: «Занимательная химия» (в 2-х частях) – М; «Дрофа»; 1996.

Годмен А.: «Илллюстрированный химический словарь; Пер. с англ; – М; «Мир»; 1984.

Конарев Б. Н. Любознательным о химии: Неорганич. химия; – М.: Химия, 1984.

Колтун М.М. Мир химии; – М.: «Детская литература», 1988.

Курячая М.А. Химия созидаю­щая, химия разрушающая: Панора­ма большой химии.- М.: Знание, 1990.

Хомченко Г. П., Севастьянов К. И. Книга для внеклассного чтения уча­щихся 8-10 классов; – М .: Просвещение, 1989.

4