Урок химии в 9 классе «Щелочные металлы»

Урок химии в 9 классе

Щелочные металлы.

Цели урока: Дать общую характеристику ЩМ. Рассмотреть их атомное строение, основные физические, химические свойства, важнейшие соединения ЩМ и их примене­ние.

Оборудование: ЩМ (Li, Na, К), растворы кислот, фенолфталеин, стеклянная посуда (колбы, чашки Петри), нихромовая проволока с ушком для прокаливания веществ в пламе­ни газовой горелки.

Ход урока

I. Организационный момент. Проверка домашнего задания

• Даны сплавы мельхиор (Сu + Ni + Fe + Мn) и нихром (Ni, Cr, Al) (на доске)
  В случае обработки сплавов раствором НС1, какой из сплавов по­лностью перейдет в раствор?

• В каком случае А1 лучше защищен от коррозии, при покрытии его: a) Mg б) Сг?

• В каком случае Fe лучше защищено от коррозии, при покрытии его: а) Сu; б) Сг?

Ответы: 1) нихром; 2) Mg; 3) Сг

П. Общая характеристика щелочных металлов

1. Охарактеризуйте положение ЩМ в ПСХЭ (главная подгруппа I группы), к ним относятся: Li,Na, K, Rb, Cs,

2. Элек­тронные формулы их атомов: ₊₄Li 2e; le; _+!1Na 2e; 8e; le; _+]9K 2e; 8е; 8е; 1е.

Fr - радиоактивный металл, наиболее долгоживущий изотоп его имеет период полураспада 22 минуты.

- Что общего в атомном строении ЩМ?

• Общим является одинаковое строение внешнего электронного слоя, у всех ЩМ на последнем уровне находится 1 электрон. Следовательно ЩМ проявляют в соединениях постоянную с.о. +1. ЩМ являются очень сильными восстановителями.

В подгруппе от лития к цезию радиусы атомов увеличиваются, т.к. возрастает число электронных слоев. Поэтому увеличиваются и восстановительные способности ЩМ от лития к цезию.

Вывод: ЩМ должны обладать типичными свойствами металлов: металлическим блеском; тепло и электропроводностью, пластичностью.

Демонстрация: образцы ЩМ., хранятся металлы как «кащеева смерть»: в металлическом сейфе, в металлической банке с асбестовой крошкой, в которой находится стеклянная банка с металлом. Все ЩМ под слоем керосина, а литий - в вазелине. Объясните это разни­цей в значениях плотностей металлов:

Li

Na

К

Rb

Cs

Fr

Величина

ρ (г/см³)

0,534

0,968

0,8698

1,472

1,873

2,3-2,5

Тплавл.°С

180,5

97,83

63,51

39,3

28,7

21

Отметьте в тетрадях физические свойства ЩМ - серебристо-белые мягкие металлы, покажите, легко режутся ножом. Отметьте, что плотности ЩМ возрастают от лития к францию, температуры плавления, наоборот, уменьшаются. Все ЩМ (кроме Li) плавятся при температуре ниже температуры кипения воды.

- Исходя из электронного строения атомов, охарактеризуйте хи­мические свойства ЩМ.

• ЩМ являются очень сильными восстановителями, т. к. облада­ют большим атомным радиусом и содержат только 1 электрон на внешнем энергетическом уровне, который легко отдают при вза­имодействии с другими соединениями.

- Как изменяются химические свойства ЩМ в подгруппе при уве­личении поряд-кового номера элемента? (усиливаются) Почему?

• С увеличением № ЩМ увеличивается атомный радиус элементов, увеличивается число атомных слоев, следовательно, легкость от­дачи электронов возрастает. Поэтому, восстановительные свойст­ва ЩМ в подгруппе сверху вниз увеличиваются. Самый сильный восстановитель в ПСХЭ - Fr.

М⁰ - 1ё ↔ М⁺

атом ион

III. Химические свойства щелочных металлов

Продемонстрируйте классу свежий блестящий срез ЩМ, быстро тус­кнеющий на свету. Объясняется это явление чрезвычайно высокой хими­ческой активностью этих металлов, поэтому на воздухе ЩМ покрыты пленкой сложного состава.

? Зная химические свойства ЩМ, предположи­те, какие соединения могут входить в состав этой пленки: в пленке присутствуют оксиды, пероксиды, гидроксиды (влага воздуха), в случае лития еще и нитриды. Отметьте отличия лития от остальных ЩМ:

I. Общие свойства:

1. С окислителями (простыми веществами) - галогенами, серой, фосфором, образуя соли:

0 0 +1-1

2М + Г₂ = 2МГ (галогениды)

0 0 +1 -2

2М + S = M₂S (сульфиды) Демонстрация

0 0 +1 -3

3М + Р = М₃Р (фосфиды)

2. С кислородом калий и натрий образуют пероксиды (Пероксиды - это оксиды, в которых осуществляется связь между дву­мя атомами кислорода: Na-О-О-Na.)

0 0 +1 -1

2М + О₂ = М₂О₂

Литий образует нормальный оксид при сгорании на воздухе (остальные ЩМ образуют пероксиды);

0 0 +1 -2

4Li + O₂ = 2Li₂O

3. С азотом литий взаимодействует при комнатной температуре, а остальные ЩМ - при нагревании:

0 0 +1 -3

6Li + N_{2(влажн.)} = 2Li₃N (комн. темп.)

Отметьте, что в присутствии влаги литий реагирует при комнатной темпе­ратуре с азотом воздуха. Забегая вперед, скажите, что азот воздуха химически очень пассивен и взаимодействует при обычных условиях только с литием.

2) некоторые соли лития плохо растворимы в воде (Li₃PO₄, Li₂CO₃, LiF).

II. Со сложными веществами:

1. с водой по общей схеме:

2М + 2Н₂О = 2МОН + Н₂↑ Демонстрация

2Li + 2H₂O = 2LiOH + H₂↑

Li₂O + H₂O = 2LiOH

При этом, образуются соответствующие щелочи и выделяется водород. Разница проявляется в химической активности металлов. Литий реагирует спокойно, без пламени. Все последующие за ним элементы-аналоги реаги­руют с водой с воспламенением и взрывом, который усиливается от Na к Cs. Ре­бята отмечают изменение окраски воды с бесцветной на ярко-малиновую.

- С чем связано изменение окраски индикатора?

• При взаимодействии ЩМ с водой образуются щелочи, которые и окрашивают индика-тор в малиновый цвет.

ЩМ взаимодействуют с:

2. С кислотами (хотя уравнения реакций обычно не пишут, т. к. ЩМ ре­агируют как с молеку-лами кислоты, так и с молекулами воды)

IV. Важнейшие соединения ЩМ

- Как вы считаете, ребята, в каком виде существуют в природе ЩМ - в самородном состоянии или в виде соединений? Почему?

• ЩМ встречаются в природе только в составе соединений, ввиду своей высокой химии-ческой активности.

Натрий и калий широко распространены в природе, литий, рубидий и цезий - редкие элементы. Важнейшие природные соединения ЩМ:

NaCl - каменная соль; NaCl-KCl - сильвинит; Na2SO4^.10H₂O - глау­берова соль, NaNO₃ - селитра; KClMgCl₂^.6H₂O - карналлит.

Соли ЩМ хорошо растворимы в воде (за исключением некоторых со­лей лития).

Распознавание ионов ЩМ по окраске пламени: Li⁺ - ярко-малино­вый; Na⁺ - желтый; К⁺ - сине-фиолетовый.

Демонстрация. Следует учесть, что в прису­тствии даже небольшого количества ионов Na⁺ фиолетовый цвет маскиру­ется желтым, в таком случае окрашивание пламени ионом К⁺ наблюдают через синее стекло.

V. Закрепление: Упр.1(а) с.58

Домашнее задание

§ 11, упр. 1(б), 5.