Урок химии на тему Соли угольной кислоты. Жесткость воды.

Тема: Соли угольной кислоты. Жесткость воды.

Цель урока: Изучить химические свойства солей угольной кислоты - карбонатов и гидрокарбонатов; приобрести навыки в решении расчетных задач.

создать условия для развития умений учащихся анализировать, обобщать, делать выводы, сравнивать.

Деятельность учителя

Деятельность обучающихся

наглядности

3 мин.

I. Организационный момент. Приветствие.

- Повернитесь друг к другу, улыбнитесь. Работать на уроке будет веселее, когда у всех замечательное настроение.

Ученики осмысливают поставленную цель. Поворачиваются друг к другу и улыбаются.

5 мин.

II. Проверка пройденного материала.

По методу «Ромашка Блума» осуществляет проверку пройденного материала.

Тест-экспресс.

1. Разновидности простого вещества, образованные одним и тем же химическим элементом? (Аллотропные модификации)

2. Электронная формула атома углерода? (1s²2s²2p²)

3. Количество электронов на внешней электронной оболочке элементов IV группы главной подгруппы? (четыре)

4. Летучие водородные соединения углерода и кремния? (метан CH₄, силанSiH₄)

5. Формула высших оксидов элементов подгруппы углерода? (ЭО₂)

6. Масса 0,5 моль свинца? (103,5г.)

7. Объем 2 моль метана при нормальных условиях? (44,8л.)

8. Чего больше по массе в угарном газе - кислорода или углерода? (По массе больше кислорода)

9. Степень окисления углерода в угарном газе и углекислом газе? (+2; +4)

10. Где больше атомов - в 1л угарного или в 1л углекислого газа? (В 1л углекислого газа)

Ученики отвечают на уровневые вопросы.

Ромашка Блума

20 мин.

III. Актуализация знаний

Работают у доски. Демонстрируют свои знания.

Соли угольной кислоты- карбонаты.

Угольная кислота - двухосновная и поэтому может образовывать два вида солей:

Na₂CO₃ NaHCO₃

CaCO₃ Ca(HCO₃)₂

почти все карбонаты, кроме карбонатов все гидрокарбонаты растворимы

щелочных металлов- нерастворимы

Карбонаты легко превращаются в гидрокарбонаты и наоборот:

СаСO₃ + H₂O + CO₂Ca(HCO₃)₂

_t

Ca(HCO₃)₂ Са СO₃ + H₂O + CO₂

Качественная реакция на соли угольной кислоты (СО₃^2- или карбонат-ион) - взаимодействие с разбавленной кислотой, например соляной:

Na₂CO₃ + HCl

учащиеся записывают уравнение реакции в молекулярной и ионной форме

Na₂CO₃ + 2HCl CO₂ + 2NaCl + H₂O

2Na⁺+ CO₃^2- + 2H⁺ + 2Cl^- CO₂ + 2Na⁺ +2Cl^- + H₂O

CO₃^2- + 2H⁺ CO₂ + H₂O

Жёсткость воды.

Использование жёсткой воды приводит к образованию накипи. Анализ показывает, что жёсткая вода содержит большое количество растворимых солей кальция и магния. Различают временную жёсткость воды и постоянную жёсткость воды.

Ca(HCO₃)₂ и Mg(HCO₃)₂ или СaCl₂ и MgCl₂

временную жёсткость постоянную жёсткость

Временная жёсткость воды или карбонатная, обусловлена присутствием в воде гидрокарбонатов кальция и магния. Она легко устраняется кипячением:

_t

Ca(HCO₃)₂ Са СO₃ + H₂O + CO₂

или действием известкового молока или соды

Ca(HCO₃)₂ +Ca(OH)₂

Ca(HCO₃)₂ + Na₂CO₃ 

учащиеся записывают уравнения в молекулярной и ионной форме

Ca(HCO₃)₂ +Ca(OH)₂ CaCO₃ +2H₂O

Ca²⁺ +2(HCO₃)^- + Ca²⁺ +2OH^- CaCO₃ +2H₂O

Ca(HCO₃)₂ + Na₂CO₃ CaCO₃ + 2NaHCO₃

Ca²⁺ +2(HCO₃)^- + 2Na⁺ +CO₃^2- CaCO₃ + 2Na⁺ + 2HCO₃^-

Ca²⁺ +CO₃^2- CaCO₃

Постоянная или некарбонатная жёсткость, обусловлена присутствием в воде других растворимых солеё кальция или магния. Она устраняется добавлением соды

CaCl₂+ Na₂CO₃

учащиеся записывают уравнения в молекулярной и ионной форме

CaCl₂+ NaCO₃ CaCO₃ + 2NaCl

Ca²⁺ + 2Cl^- + 2Na⁺ + CO₃^2- CaCO₃ + 2Na⁺ + 2Cl^-

Ca²⁺ +CO₃^2- CaCO₃

Опыт 1:

СО₂ + Ca(OH)₂ = CaCO₃↓ + H₂O

Выпадет белый творожистый осадок - CaCO_3.

СаСO₃ + H₂O + CO₂Ca(HCO₃)₂

Осадок исчезает.

_t

Ca(HCO₃)₂СаСO₃ + H₂O + CO₂

Осадок снова появляется.

Опыт 2:

CaCO₃ +2 HCl= CaCl₂ +CO₂ +H₂O

Na₂CO₃ +2 HCl= 2NaCl +CO₂ +H₂O

При добавлении в обе пробирки соляной кислоты, выделяется углекислый газ. Почему?

Углекислый газ не поддерживает горение.

Вывод: Для обнаружения карбонат -иона СО₃ надо использовать кислоты более сильные, чем угольная.

Временная жёсткость воды или карбонатная, обусловлена присутствием в воде гидрокарбонатов кальция и магния. Она легко устраняется кипячением:

_t

Ca(HCO₃)₂ Са СO₃ + H₂O + CO₂

или действием известкового молока или соды

Ca(HCO₃)₂ +Ca(OH)₂ CaCO₃ +2H₂O

Ca²⁺ +2(HCO₃)^- + Ca²⁺ +2OH^- CaCO₃ +2H₂O

Ca(HCO₃)₂ +Na₂CO₃ CaCO₃ + 2NaHCO₃

Ca²⁺ +2(HCO₃)^- + 2Na⁺ +CO₃^2- CaCO₃ + 2Na⁺ + 2HCO₃^-

Ca²⁺ +CO₃^2- CaCO₃

Постоянная или некарбонатная жёсткость, обусловлена присутствием в воде других растворимых солеё кальция или магния. Она устраняется добавлением соды.

CaCl₂+ NaCO₃ CaCO₃ + 2NaCl

Ca²⁺ + 2Cl^- + 2Na⁺ + CO₃^2- CaCO₃ + 2Na⁺ + 2Cl^-

Ca²⁺ +CO₃^2- CaCO₃

Б) По желанию к доске выходит ученик и решает цепочку превращений:

1) СО₂ + Ca(OH)₂ = CaCO₃↓ + H₂O

2) СаСO₃ + H₂O + CO₂Ca(HCO₃)₂

_t

1. Ca(HCO₃)₂СаСO₃ + H₂O + CO₂

2. _{Задание для группы}

. Определите объем (н. у.) оксида углерода (IV), в котором содержится столько же атомов кислорода, сколько их содержится в 48 г карбоната кальция.

Дано:Решение:

m (CaCO₃) = 48 г1. Найдем количество вещества карбоната кальция:

V (CO₂) -?n (CaCO3) =

2. НайдемчисломолекулCaCO₃:

N (CaCO3) = n (CaCO3)*N_A = 0, 48* 6, 02* 10²³моль^-1 = 2, 89*10²³

3. Найдем число атомов кислорода в образце CaCO₃ (N₁):

=

4. По условию задачи такое же число атомов кислорода N₂(O) содержится в оксиде углерода (IV), следовательно:

N₁(O) = N₂(O) = 8, 669* 10²³

Найдем число молекул CO2, содержащее данное число атомов кислорода:

N (CO₂) = = 4, 334*10²³

5. Найдем количество вещества оксида углерода (IV):

n (CO₂) = = = 0, 72 моль

6. Найдем объем оксида углерода (IV):

V (CO₂) = n (CO₂)*V_m = 0, 72 моль* 22, 4 л/ моль = 16, 12 л

Ответ: V (CO₂) = 16, 12 л.

2. Вычислите молярную и массовую долю (в %) оксида углерода (II) в смеси, содержащей 16, 8 л (н. у.) оксида углерода (II) и 13, 44 л (н. у.) оксида углерода (IV).

Дано:Решение:

V (CO) = 16, 8 л 1. Найдем количество веществ оксидов углерода (II) и (IV):

М (CO₂) = 13, 44 л

x (CO) - ?

w (CO) -? 2. Найдем общее количество вещества газов в смеси:

n (смеси) = n (CO) + n (CO₂) = 0, 75 моль + 0, 6 моль = 1, 35 моль

3. Найдем молярную долю оксида углерода (II) в смеси:

x (CO) = * 100% = * 100% = 55, 56%

4. Найдем массы оксида углерода (II) и оксида углерода (IV):

m (CO) = n (CO)* M(CO) = 0, 75 моль* 28 г/моль = 21 г

m (CO₂) = n (CO₂)* M (CO₂) = 0, 6 моль* 44 г/моль = 26, 4 г

5. Вычислим массу смеси:

m (смеси) = m (CO) + m (CO2) = 21 г+ 26, 4 г = 47, 4 г

6. Вычислим массовую долю СО в смеси:

w (CO) =

Ответ: x(CO) = 55, 56 %, w(CO) = 44, 3%.

3. Газ, образовавшийся при сгорании 18, 6 г угля в избытке кислорода, пропустили через избыток раствора гидроксида кальция. Какова масса образовавшегося при этом осадка?

Дата: Решение:

m (C) = 18, 6 г 1. Запишем уравнения реакций:

m (осадка) - ? 1) С + О₂ = СО₂

2) СО₂ + Са (ОН)₂ = СаСО₃+ Н₂О

В данном случае вещество, количество которого известно, уголь, участвует в одной реакции, а вещество, количетсво вещества которого необходимо найти, образуется в результате второй реакции. В этом случае перейти от исходного вещества к продукту, количество которого необходимо найти, можно через количетсво вещества, которое образуется в первой реакции и затем участвует во второй. В данной задаче это вещество - СО₂.

2. Вычислим количество вещества сгоревшего углерода:

n (C ) =

3. По уравнению реакции 1) определим количество вещества углекислого газа:

n (CO2) = n (C ) = 1, 55 моль

4. Так как весь углекислый газ, образовавшийся в первой реакции, затем вступил в реакцию с гидроксидом кальция, получим:

n₁ (CO₂) = n₂ (CO₂) = 1, 55 моль

5. По уравнению реакции 2) найдем количество вещества карбоната кальция:

, следовательно,

n (CaCO₃) = n (CO₂) = 1, 55 моль

6. Найдем массу карбоната кальция:

m (CaCO₃) = n (CaCO₃)* M(CaCO₃) = 1, 55 моль * 100 г/ моль = 155 г.

Ответ: m (CaCO₃) =155 г.

10 мин.

IV. Закрепление урока. С помощью приема

«З-Х-У» проводит закрепление урока.

Решение задачи

Какой объем СО2 выделится (при н.у.) при обжиге 230 кг известняка, содержащего 10 % примесей.

Ученики заполняют таблицу «З-Х-У»

Таблица

«З-Х-У»

5 мин.

V. Итог урока. Этап рефлексии: Стратегия «Телеграмма» Кратко написать самое важное, что уяснил с урока с пожеланиями соседу по парте и отправить.

Оценивают работу своих одноклассников, пишут телеграммы.

фишки

стикеры

2 мин.

VI. Домашнее задание. Объясняет особенности выполнения домашней работы.

Записывают домашнюю работу в дневниках.