Урок по химии на тему 'Химические свойства металлов. Электрохимический ряд' (9 класс)

Тема: Химические свойства металлов. Электрохимический ряд напряжения металлов. Роль металлов в природной среде (биогены и загрязнители)

Цель: Познакомить с важнейшими химическими свойствами металлов.

Задачи:

1. Рассмотреть химические свойства металлов; электрохимический ряд напряжения металлов;

2. Развивать умение пользоваться электрохимическим рядом напряжения металлов; составлять уравнения реакций; определять восстановитель и окислитель;

3. Воспитывать коллективизм, внимание, аккуратность.

Оборудование: ПСХЭ, табл. «Электрохимический ряд напряжения»

Тип урока: изучение нового материала

Методы: словесный, наглядный

Формы работы: индивидуальные, коллективные

Ход урока

Организационный момент

Приветствие, проверка готовности класса к уроку, психологический настрой.

Опрос домашнего задания

1. Фронтальный опрос

1. Назовите физические свойства металлов.

2. Назовите области применения металлов.

Изложение нового материала

Химические свойства металлов определяются их способностью к отдаче электронов и проявлять ярко выраженные восстановительные свойства.

По активности все металлы делятся на:

• Активные - щелочные, щелочноземельные;

• Средней активности - Zn, Ni, Fe и т.д.;

• Малоактивные - Au, Pt и платиновые металлы.

Самый опасный окислитель для металлов - кислород. Некоторые металлы окисляются кислородом воздуха, другие образуют защитную пленку.

1. Реакции соединения. Взаимодействуют с неметаллами:

1. с кислородом:

2Са + O₂ = 2СаO 4Na + O₂ = 2Na₂O

2. с серой:

2Al + 3S = Al₂S₃

3. с галогенами:

2Na + Cl₂ = 2NaCl 2Al + 3Br₂ = 2AlBr₃

2. Реакции замещения. Взаимодействуют со сложными веществами:

1. с водой:

2. 2K + 2H₂O + 2KOH + H₂↑ Zn + H₂O = ZnO + H₂↑

Благородные металлы с кислородом не реагируют.

3. с оксидами:

2Fe + Al₂O₃ = Fe₂O₃ + 2Al

4. с кислотами:

Fe + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂↑

5. с солями:

Fe+CuSO₄ = Cu↓ + FeSO₄

6. с щелочами (амфотерные металлы):

2Al + 6NaOH = 2Na₃AlO₃ + 3H₂↑

7. с веществами -окислителями (H₂SO_4(конц), HNO₃):

Cu + 4HNO₃ = Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

В 1865 г Н.Н.Бекетов составил вытеснительный ряд активности металлов и включил в него водород. Теперь его называют электрохимическим рядом напряжения металлов:

Li K Ca Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au

Восстановительные свойства металлов

усиливаются← → ослабевают

Металлы, стоящие в этом ряду перед водородом, вытесняют его из растворов кислот. Металлы, стоящие после водорода, не могут вытеснить водород из растворов кислот, поэтому с разбавленными кислотами не взаимодействуют.

Все металлы, расположенные после магния, вытесняют из растворов солей металлы, стоящие после него, и не могут вытеснить металлы, стоящие перед магнием.

Все металлы, расположенные до магния, взаимодействуют с водой и могут вытеснить водород из растворов солей металлов, расположенных после себя.

Химическая активность в подгруппе возрастает сверху вниз и в рядах уменьшается при движении по ряду.

Очень интересные биологические свойства металлов, которые находятся в химически связанном, окисленном состоянии в составе сложных молекул, например хлорофилла. Без него не может быть фотосинтеза.

По внешнему виду или химическому составу некоторых растений можно судить, какие руды залегают в местах их произрастания. В очень малых количествах растения накапливают металлы, они нужны живому организму, без них растение заболевает. Однако крепкие растворы тех же металлов действуют на многие растения как яд. Иногда при повышенном содержании в почве металлов растения принимают несвойственную им карликовую форму. Однако бывает и наоборот. В некоторых районах Земли можно встретить гигантские осины, листья которых достигают 30 см. это свидетельствует о насыщении воды торием - значит, под почвой залегает месторождение редких металлов.

Повышенное содержание в почве некоторых металлов изменяет обычную окраску цветов и листьев. Так, избыток меди вызывает появление синих и голубых тонов: лепестки розы голубеют. Если много марганца, то он придает цветам красную и розовую окраску, не свойственную им в обычных условиях. Никель обесцвечивает цветы. В горах Армении найдены красивые махровые маки с черными пятнами на ярко-красных лепестках. Под маками оказалось месторождение молибдена, который и «нарисовал» черные узоры.

В организме человека и животных в настоящее время обнаружено около 70 химических элементов. их можно разделить на макро- и микроэлементы.

Ионы тяжелых металлов - кадмия, ртути, свинца, олова, висмута, особенно таллия, - попадая по вине промышленных предприятий в почву и воду, а затем в наш организм, становятся поражающим фактором, отравляют организм.

В Древнем Риме исключительно широко использовали свинец. В частности, из него были изготовлены водопроводные трубы, а сплавы, содержащие свинец, стали основным материалом для производства посуды. Естественно, что водопровод был только в богатых домах, в силу чего в организмах представителей высших слоев происходило постоянное накопление чрезмерных количеств свинца - это подтвердили исследования захоронений того времени.

А ведь даже малые концентрации свинца в организме ведет к снижению умственных способностей.

Свинец явился причиной гибели английского полярного исследователя адмирала Джона Франклина. Отправившись в 4845 г в свое последнее плавание, сэр Франклин и его команда из 130 человек погибли по неизвестной причине. В 1981-1986 гг. антропологи произвели эксгумацию останков и исследовали возможные причины смерти участников экспедиции. В результате применения современных методов анализа было установлено, что причиной не только смерти, но и явных нарушений поведения в последние недели жизни (в частности, каннибализма) послужило отравление свинцом. Оказывается, Британское адмиралтейство снабдило экспедицию большим запасом консервов (тогда это было новинкой) в банках из белой жести, упакованных в свинцовую фольгу. И этот свинец накапливался в содержимом банок.

Но металлы имеют положительное значение для человека.

ОВР и другие реакции, протекающие на клеточном уровне, невозможны без ионов цинка, марганца, меди, молибдена и некоторых других металлов. Многие функции организма обусловлены наличием в клетках ионов натрия, калия и кальция.

Известно, что в древности хранили воду в сосудах из серебра, так как вода в них не портилась. Это было важно для мореплавателей. Ионы серебра обладают бактерицидным действием. Микроорганизмы гибнут, а вода сохраняет свою свежесть.

Есть в ПСХЭ удивительный металл - тантал. Это тугоплавкий металл, химически чрезвычайно стойкий и в то же время совместимый с тканями человека. Поэтому он незаменим в восстановительной хирургии. Например, проломы в черепе можно заменять танталовыми пластинами, а танталовыми нитями сшивают даже нервы. В восстановительной хирургии используют и ниобий - в виде нитей для сшивания порванных сухожилий, кровеносных сосудов и нервов.

Не только жизнь Кощея Бессмертного, но, возможно, и наше здоровье заключены в яичную скорлупу. Если человек страдает малокровием, аллергией, подвержен простудам, проявлению герпеса на губах, не исключено, что все это связано с элементарной нехваткой в организме кальция.

Упр. 4, стр. 143

Работа в рабочей тетради упр. 192, 192, 193, 195, стр. 59-60

Д/з. §30, стр. 140-143, упр. 6, стр.143