Сульфатна кислота 10 кл.

Тема. Сульфатна кислота. Фізичні та хімічні властивості. Якісна реакція на сульфат - іон

Мета:

·          навчальна: вивчити фізичні та хімічні властивості сульфатної кислоти, дати уявлення про властивості і застосування сульфатів; вивчити якісну реакцію на сульфат-іон; розглянути правила безпеки життєдіяльності під час роботи з H₂SO₄  та закріпити знання про запобіжні заходи під час роботи з їдкими речовинами;

·          розвиваюча: розвивати вміння узагальнювати і систематизовувати, зіставляти і порівнювати; розвивати міжпредметні зв’язки; розвивати вміння самостійно знаходити інформацію

·          виховна: виховувати бажання вчитися і бережливо ставитися до свого здоров’я

Обладнання: періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва, ряд активності металів, штатив з пробірками, розбавлена сульфатна кислота, калій сульфат, барій хлорид, універсальний індикаторний папір

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу

Хід уроку

І. Організаційний етап

ІІ. Актуалізація опорних знань

Бесіда

1.       Які ви класи неорганічних сполук?

2.       Дати визначення оксидам, кислотам, основам та солям.

3.       Назвіть способи класифікації кислот. Наведіть приклади

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності

Без цієї речовини не обходиться жодна галузь хімічної промисловості. Тому дану речовину називають “хлібом хімічної промисловості». А ще цю кислоту можна придбати в магазині під назвою «акумуляторна».

 Д.І. Менделєєв про неї писав так: «Навряд чи знайдеться інша речовина, що добувається людиною, яка настільки часто використовується в техніці, як сірчана кислота»

ІV. Вивчення нового матеріалу

1.       Історія відкриття кислоти.

 Повідомлення учня

Серед істориків хімічної науки спільної думки, хто відкрив сульфатну кислоту. Одні вважають, що це зробив перський алхімік аль Разі в Х столітті, а інші віддають пріоритет арабському алхіміку Джабару, який жив у 18 ст. Але вони єдині в тому, що сульфатну кислоту вперше згадують у алхімічних трактатах. Шукачі філософського каменя називали її купоросною олією або сірчаною олією, вважаючи їх різними речовинами. Купоросну олію одержували нагріванням залізного купоросу, а сірчану – нагріванням сірки із селітрою. В обох випадках, поруч з іншими продуктами, утворювалась важка, подібна до олії рідина. Це й була сульфатна кислота. Наприкінці  16 ст. німецький алхімік Андреас Лібавій довів, що купоросна олія і сірчана – це одна і та ж речовина.

2.      Фізичні властивості

Сульфатна кислота безводна (100%) – важка масляниста безбарвна рідина. Густина її за стандартних умов складає 1,84 г/см³. Вона нелетка, без запаху. Надзвичайно гігроскопічна. Активно вбирає вологу

Сульфатна кислота необмежено розчиняється у воді, тобто змішується з нею у будь-яких співвідношеннях з утворенням розчину.

Обережно! Розчинення кислоти у воді супроводжується виділенням великої кількості теплоти. Для того щоб із концентрованої сульфатної кислоти виготовити її розбавлений розчин, кислоту доливають у воду, а не навпаки. Тоді температура рідини зростає повільніше, і вдається запобігти її закипанню й розбризкуванню

Демонстрації:

7. Водовідбірні властивості концентрованої сульфатної кислоти (дія на цукор і папір).

3.       Хімічні властивості

Сульфатна кислота має властивості схожі з іншими неорганічними кислотами, і властивості специфічні, які притаманні лише їй. Спочатку розглянемо загальні – не специфічні властивості. 

1) Дисоціація у водних розчинах:

Учитель звертає увагу на той факт, що сульфатна кислота належить до сильних електролітів, тому піддається процесу дисоціації, а оскільки це – двохосновна кислота, то вона здатна дисоціювати ступінчасто.

Рівняння ступінчастої дисоціації кислоти учні записують самостійно:

H₂SO₄ à H⁺ +HSO₄^-

HSO₄^- à H⁺ + SO₄^2-

Сульфатна кислота здатна змінювати колір індикаторів :

(таблиця на презентації)

2) Взаємодія кислоти з металами, основами, оксидами, солями:

Для подальшого дослідження хімічних властивостей сульфатної кислоти вчитель  об’єднує клас в групи і пропонує кожній групі завдання:

І група: Закінчити рівняння реакцій взаємодії оксидів основних металів з водним розчином H₂SO_4, дати назви сполукам, що утворились:

Na₂O + H₂SO₄ à

ІІ група:  Закінчити рівняння реакцій взаємодії основ з водним розчином H₂SO₄, дати назви сполукам, що утворились:

Mg(OH)₂ + H₂SO₄ à

ІІІ група:  Закінчити рівняння реакцій взаємодії солей з водним розчином H₂SO₄, дати назви сполукам, що утворились:

CaCO₃ + H₂SO₄ à

ІV група:  Закінчити рівняння реакцій взаємодії металів з водним розчином H₂SO₄, дати назви сполукам, що утворились:

Mg + H₂SO₄ à

Cu + H₂SO₄ à

Після обговорення і виконання цього завдання, один учень з кожної групи доповідає про результати, записує рівняння реакцій, учні  роблять висновки про хімічні властивості водного розчину сульфатної кислоти

Характерною реакцією сульфатної кислоти і її солей є взаємодія з розчинами солей барію. Випадає білий осад, який не розчиняється ні у воді, ні у концентрованій нітратній кислоті

Інструктаж з БЖД

Лабораторний дослід №5.   Виявлення сульфат-іонів у розчині.

Мета: Навчитися розпізнавати сульфат-йони у розчині

Правила техніки безпеки: перед виконанням лабораторних дослідів треба ознайомитись із правилами техніки безпеки при роботі в кабінеті хімії. Обережно працюйте з розчинами кислот. Пам’ятайте, що кислоти є їдкими речовинами. У  разі попадання крапель кислоти на шкіру або одяг їх треба негайно змити проточною водою.

Виконання роботи:

В одну пробірку налийте трохи розчину натрій сульфату, в іншу – розбавленої сульфатної кислоти. В обидві пробірки добавте по 1-2мл розчину барій хлориду (або барій нітрату). Що відбувається? Яка сполука випала в осад? Який колір і характер осаду?

Напишіть рівняння реакцій в молекулярній та йонній формах.

Після виконання серії дослідів ми впевнилися, що розчин сульфатної кислоти має хімічні властивості, які притаманні і іншим кислотам.

Проблемне питання: Чи залежать хімічні властивості речовини від концентрації? Чи зміняться властивості сульфатної кислоти, якщо у дослідах використовувати концентровану кислоту?

(Відповіді учнів)

Специфічні властивості

Концентрована сульфатна кислота – сильний окисник. При нагріванні вона реагує майже з усіма металами, навіть і тими, які у ряді напруг металів знаходяться за Гідрогеном. Виключення складають лише Аурум і Платина. У таких реакціях не виділяється водень, замість нього утворюється один з продуктів відновлення сульфатної кислоти.

Сu + 2H₂SO₄ = CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

Більш активні метали, можуть відновлювати атом Сульфуру до ступенів окиснення 0, -2. Розглянемо реакцію взаємодії магнію з концентрованою сульфатною кислотою:

Mg + H₂SO₄ = MgSO₄ + H₂S + H₂O

 Mg⁰ – 2e = Mg^{+2     │}    2      ^│      8      ^│      4       окиснення, відновник

 S⁺⁶ + 8e = S^{-2          │}    8      ^│       2     ^│     1       відновлення, окисник

4Mg + 5H₂SO₄ = 4MgSO₄ + H₂S + 4H₂O

Проте залізо із концентрованою сульфатною кислотою не реагує, що дає змогу зберігати і перевозити її у стальних цистернах.

4.  Сульфати

Сульфатна кислота утворює солі, загальна назва яких  - сульфати. Більшість сульфатів розчиняється у воді. При випарювання їх розчинів часто виділяються кристалогідрати.

Лабораторний дослід №4.

Ознайомлення зі зразками природних сполук Сульфуру.

1.  Мінерал гіпс

2.  Глауберова сіль

3.  Халькопірит

4.  Молібденіт

5.  Антимоніт

V. Узагальнення та систематизація знань

1. «Вилучи зайвий»

Із запропонованих речовин виберіть ті, з якими реагує розбавлена сульфатна кислота

Mg, Mg(OH)₂, Ag, MgO, Au, NO₂, N₂O₅, P, CaCO₃

2.    Напишіть рівняння реакцій у молекулярній, повній та скороченій йонній формах.

СuSO₄ + КОН →

3. Скласти рівняння практично здійснених реакцій:

Na₂O + H₂SO₄→

Hg + H₂SO_4(конц.)→

VІ. Підсумок вивченого

VІІ. Домашнє завдання

•    Прочитати § 9

•    Виконати завдання:

          - середній рівень: №82

          - достатній рівень: №83

          - високий рівень: №84