Урок по химии на тему : "Ионные уравнения"

Муниципальное казённое общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №4»

Конспект открытого урока по химии

по теме

«Ионные уравнения»

Учитель: Егорова Юлия Витальевна

г. Шадринск, 2017

Тип урока: изучение нового материала

Цель: показать суть химических реакций, протекающих в растворах.

Задачи по содержанию:

образовательные:

• на основе усвоенных понятий о реакциях обмена и электролитической диссоциации веществ разных классов сформировать понятие «реакции ионного обмена», закрепить понятие «реакции нейтрализации»;

• экспериментально доказать, что реакции в растворах электролитов являются реакциями между ионами; выявить условия, при которых они идут практически до конца;

• дать первоначальные представления о качественных реакциях;

• научить школьников применять знания о диссоциации кислот, оснований, солей при написании ионных уравнений реакций;

• научить составлять эмпирические, полные и сокращённые ионные уравнения; по сокращённому ионному уравнению определять продукты реакции.

развивающие:

• совершенствовать учебные умения школьников при составлении химических уравнений, при выполнении лабораторных опытов;

• продолжить формирование химической речи учащихся, творческого мышления, правил научного общения, умения прогнозировать результат деятельности;

воспитательные:

• воспитывать культуру интеллектуального труда; чувство ответственности, уверенности в себе, требовательности к себе; умение работать в парах

Основные понятия темы:  реакции ионного обмена, ионные реакции, ионные уравнения, молекулярные (эмпирические) уравнения реакций, полные и сокращённые ионные уравнения реакций, реакции нейтрализации

Методы обучения:  репродуктивный, частично-поисковый

Формы организации познавательной деятельности:  фронтальная, парная

Оборудование и реактивы: растворы CaCl₂, AgNO₃, BaCl₂, Na₂SO₄, K₂CO₃, H₂SO_4, CuSO_4, NaOH, HCl, HNO_3, фенолфталеин, держатель, чистые пробирки.

Ход урока

I. Организационный момент

Приветствие учителя. Проверка готовности класса к уроку. Психологический настрой учащихся. Создание спокойной, деловой обстановки.

II. Повторение изученного материала

1. Подведение к теме урока. Постановка цели. Сообщение темы урока.

• Определите ключевое понятие сегодняшнего урока, используя «лабиринт букв»  («реакции ионного обмена») (Слайд 2)

• Какие уже известные вам понятия включает это, пока ещё новое для вас, понятие? («реакции обмена», «ионы»)

• Что такое ионы? Как называется процесс распада вещества на ионы при растворении в воде? На какие ионы при растворении в воде диссоциируют кислоты, соли, основания? (схемы диссоциации кислот, оснований, солей)(Слайд 3)

• Какие реакции мы называем реакциями обмена? (общая схема, см. приложение 2)(Слайд 4)

• Найдите среди предложенных реакций реакции обмена(Слайд 5)

  1. K₂CO₃ + H₂SO₄ 

  2. Mg + HCl

  3. Na₂SO₄ + Ba(NO₃)₂

  4. Zn(OH)₂ 

  5. NaOH + HCl

  6. SO₃ + MgO

• Перечислите условия протекания реакций обмена до конца .

• Какая из реакций протекает с образованием осадка, газа, воды? (Слайд 6)

- Итак, опираясь на  знания о реакциях обмена и условиях их протекания до конца, а также электролитической диссоциации кислот, солей, оснований при растворении в воде, на сегодняшнем уроке мы должны выяснить, какие реакции называются реакциями ионного обмена и научиться составлять ионные уравнения.
- Запишите тему урока (Слайд 1)

III. Изучение нового материала.

- Каждое химическое свойство, проявляемое сильными электролитами в растворах, - это свойство ионов, на которые электролит распался: либо катионов, либо анионов. Между тем, реакции обмена между электролитами в водных растворах мы раньше изображали молекулярными уравнениями, не учитывая, что в этих реакциях участвуют не молекулы электролита, а ионы, на которые он диссоциирован.

- Найдите в учебнике определение, какие реакции называют ионными.(Записать в тетрадь)

Алгоритм составления ионных уравнений реакций (Приложение 1)

- Как такие реакции происходят в действительности, рассмотрим сначала на примере реакций, сопровождающихся выделением осадка.

Опыт № 1 «Реакции, идущие с образованием нерастворимых (малорастворимых) веществ»
В пробирку с раствором CaCl₂ добавьте несколько капель AgNO₃.
Что наблюдаете? Запишите молекулярное уравнение химической реакции (см. приложение 1)
- Сливая растворы CaCl₂ и AgNO₃, мы наблюдаем образование осадка AgCl, в растворе остаётся Ca(NO₃)₂
2AgNO₃  + CaCl₂ = Ca(NO₃)₂ + 2AgCl ↓

Молекулярное (эмпирическое) уравнение 
- Обе исходные соли – сильные электролиты, полностью диссоциирующие в воде

Одна из полученных солей также остаётся в растворе диссоциированной на ионы Ca₂+ и NO₃-, а вот AgCl – нерастворимое соединение, не диссоциирующее в воде, поэтому его переписываем в молекулярном виде.
- Итак, уравнение реакции между CaCl₂ и AgNO₃ можно записать так:
2Ag⁺+ 2NO₃ ^-+ Ca²⁺ + 2Cl^- = Ca²⁺ + 2NO₃^- + 2AgCl ↓

Полное ионное уравнение 
- Что же произошло при сливании растворов? Ионы Ag⁺ и Cl- соединились и образовали AgCl, выпавший в осадок.
- Ионы же Ca²⁺ и NO₃^- в реакции не участвовали, они остались такими, какими были и до сливания растворов, следовательно, мы можем исключить их обозначение из левой и правой частей полного ионного уравнения. Что осталось?
2Ag⁺ + 2Cl^- = 2AgCl ↓
- Или, сокращая коэффициенты,
Ag⁺ + Cl^- = AgCl ↓

Сокращённое ионное уравнение 

- Это уравнение показывает, что суть данной реакции сводится к взаимодействию Ag⁺ и Cl^- , в результате которого образуется осадок AgCl. При этом совершенно не важно, в состав каких электролитов входили эти ионы до реакции: аналогичное взаимодействие можно наблюдать и между NaCl и AgNO₃, AgNO₃ и AlCl₃ и так далее – суть всех этих реакций будет сводиться к взаимодействию Ag⁺ и Cl^- c образованием AgCl? (Слайд 7)

Рассмотрите реакцию ионного обмена между BaCl₂ и Na₂SO₄
- Составьте молекулярные уравнения предложенных реакций, запишите сокращённое ионное уравнение, отражающее их суть.
- Образование при реакции нерастворимого или малорастворимого соединения используют для обнаружения в растворе того или иного иона: так растворимые соли серебра используют для обнаружения Cl^-, Br^-, I^-… - ионов, так как с этими анионами Ag⁺ образует нерастворимые осадки, и, наоборот, растворимые соли, содержащие Cl^-, Br^-, I^-… - ионы, используют для распознавания Ag⁺ в растворе.
- Такие реакции принято называть качественными, т.е. реакциями, с помощью которых можно обнаружить тот или иной ион.
(таблица «Качественные реакции на ионы» приложение 2)

Опыт № 2 «Реакции с образованием газообразных веществ»
Проведите аналогичную реакцию между K₂CO₃ и H₂SO₄, составьте и запишите молекулярное и сокращённое ионное уравнения реакции.
Предложите вещества, растворы которых можно взять для осуществления реакции между 2H⁺ + SO₃^2-= Н₂O + SO₂↑ (Слайд 8)

Опыт № 3 «Реакции, идущие с образованием слабого электролита»

В пробирку прилейте 1-2 мл раствора NaOH, добавьте 2-3 капли фенолфталеина. Прилейте H₂SO_4, до полного обесцвечивания раствора.

Почему раствор обесцветился?

Как называются реакции между кислотами и основаниями, в результате которых образуется соль и вода?

- Реакция нейтрализации может протекать не только между кислотами и щелочами, но и между кислотами и нерастворимыми основаниями. Для доказательства проведём следующий опыт. Получите свежеосаждённый Cu(OH)₂, используя выданные вам реактивы. Какие? (CuSO_{4 +} NaOH) Разделите полученный осадок на 3 равные пробирки, в каждую добавьте по 1-2 мл разных кислот. Что наблюдаете?

Составьте и запишите молекулярное, полное и сокращённое ионное уравнение одной из проведённых реакций. Можно утверждать, что сокращённая запись отражает суть всех трёх реакций, независимо от того, какая кислота вступала в реакцию?

IV. Обобщение
- Итак, мы рассмотрели реакции, протекающие в растворах электролитов с образованием осадка, газа или малодиссоциирующего вещества: растворы электролитов содержат ионы, следовательно, реакции в растворах электролитов сводятся к реакциям между ионами. Сформулируйте определение понятия «реакции ионного обмена» (реакции между ионами в растворах электролитов, протекающие с выделением осадка, газа или воды)

V.  Значение реакций ионного обмена
- Реакции ионного обмена широко распространены в живой и неживой природе, например, образование осадочных пород (гипс, известняк, другие соли), появление камней в почках животных и человека.
Широко используются реакции ионного обмена и в практических целях, например, для осаждения ионов, приносящих существенный вред людям и животным. К таким относят, в первую очередь, катионы тяжёлых металлов.
Тяжелые металлы - это элементы периодической системы с относительной молекулярной массой больше 40. Так сложилось, что термины "тяжелые металлы" и "токсичные металлы" стали синонимами. 
На сегодняшний день безоговорочно к числу токсичных относят кадмий, ртуть, свинец, сурьму. Деятельность значительной части остальных в живых организмах можно оценить только на "отлично". Действительно, металлы в ионной форме входят в состав витаминов, гормонов, регулируют активность ферментов.

VI. Домашнее задание (Слайд 9)
С какими веществами может реагировать фосфорная кислота, образуя а) газ;

б) воду; в) осадок?
Запишите уравнения реакций в молекулярном, полном и сокращённом ионном видах.

Приложения

Приложение 1

Алгоритм составления ионных уравнений реакций

Приложение 2