Щелочные металлы и их соединения 9 класс

Обновлено: 18.05.2024

Тема данного урока является шестой в разделе «Металлы». Ей предшествовало изучение щелочных металлов. Ранее также были изучены темы: положение металлов в ПСХЭ Д.И.Менделеева, нахождение металлов в природе, физические свойства металлов, общие химические свойства металлов, получение металлов.

Основными целями данного урока были:

Создать условия для:

* ознакомления обучающихся с наиболее распространенными соединениями щелочных металлов и их применением;

* выявления свойств соединений щелочных металлов;

* развития умений обучающихся выбирать и анализировать информацию из различных источников (текст, эксперимент, практико-ориентированные задачи).

Вложение	Размер
urok_soedineniya_shchelochnykh_metallov.doc	156.5 КБ
moya_prezentatsiya.pptx	2.7 МБ

Подтяните оценки и знания с репетитором Учи.ру

За лето ребенок растерял знания и нахватал плохих оценок? Не беда! Опытные педагоги помогут вспомнить забытое и лучше понять школьную программу. Переходите на сайт и записывайтесь на бесплатный вводный урок с репетитором.

Вводный урок бесплатно, онлайн, 30 минут

Предварительный просмотр:

Тема урока: Соединения щелочных металлов.

Сформировать знания о свойствах и применении соединений щелочных металлов;

Совершенствовать экспериментальные умения и навыков учащихся.

Сформировать навыки анализа и сопоставления известных химических фактов.

Совершенствовать умения логически мыслить.

Развить умения обобщать и делать правильные выводы из изученного материала.

Продолжить развитие умений переносить знания в новые ситуации и устанавливать межпредметные связи.

Создать условия для воспитания желания активно учиться, с интересом, без принуждения и перегрузок.

Продолжить развитие речевых навыков.

Продолжить развитие наблюдательности и умения делать выводы на основе наблюдаемого интереса к предмету и представлений.

Выработка положительной мотивации учения, чувства ответственности и уверенности в себе.

Тип урока : комбинированный

Здравствуйте, ребята. Мы начнем урок с загадок.

1. Хранят обычно в керосине, и бегает он по воде,

В природе, помните, отныне,

Свободным нет его нигде,

В солях открыть его возможно

Желтеет пламя от него

И получить из соли можно

Как Дэви получил его.

О каком элементе идет речь? (Na)

2. Он энергично вытесняет

Из влаги - чистый водород,

Его при этом заменяет

И вяжет прочно кислород.

Тот элемент в растеньях скрыт

По фиолетовому цвету

Он может быть в солях открыт.

О каком элементе идет речь? (К).

1. Проверка ранее изученного материала по теме «Щелочные металлы».

С загадками вы справились хорошо. А вот под силу ли вам тесты?

Ответьте на 10 вопросов по теме «Щелочные металлы».

1. Обучающимся раздаются тесты. (Время выполнения 5 минут)
   

Тест по теме: Щелочные металлы.

1. К щелочным металлам не относится:
   а) рубидий; в) калий;
   б) цезий; г) медь.
2. Электронная формула 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 соответствует элементу:
   а) литию; в) калию;
   б) натрию; г) меди.
3. Радиус атома у элементов I группы главной подгруппы с увеличением заряда ядра: а) изменяется периодически; в) не изменяется; б) увеличивается; г) уменьшается.
4. Щелочные металлы проявляют очень сильные:
   а) окислительные свойства; в) восстановительные свойства;
   б) амфотерные свойства; г) нейтральные свойства.
5. Во всех своих соединениях щелочные металлы проявляют степень окисления:
   а) +1; в) +2;
   б) +3; г) +4.
6. К физическим свойствам щелочных металлов не относится:
   а) серебристо-белые; в) хорошие электропроводники;
   б) мягкие и легкие; г) тугоплавкие.
7. При взаимодействии элементов I группы главной подгруппы с водой образуется: а) кислота; в) оксид и выделяется водород;
   б) щелочь и выделяется водород; г) соль .
8. При взаимодействии кислорода со щелочными металлами оксид образуется только с: а) литием; в) калием;
   б) натрием; г) рубидием.
9. Щелочные металлы не взаимодействуют с:
   а) неметаллами; в) водой;
   б) растворами кислот; г) концентрированными кислотами.
10. Натрий и калий хранят в керосине или в минеральном масле, потому что они:
    а) имеют резкий запах; в) легко окисляются на воздухе;
    б) очень легкие; г) сильные окислители.

Теперь самостоятельно проверьте и оцените свою работу.

Поднимите руки те, кто выполнил тест на «4» и «5». Молодцы.

2. Ответьте теперь на вопросы:

1 . Назовите все щелочные металлы.

2. Что общего в строении Щ.М.?

3. Какие степени окисления проявляют в соединениях Щ.М.?

4. Почему Щ.М. хранят под слоем керосина?

5. Как меняется химическая активность Щ.М. с увеличением порядкового номера?

3.Составьте кластер (щелочные металлы --- они?).

А можно ли встреть щелочные металлы в свободном виде в природе?

Предположите, в виде каких соединений они могут находится в природе?

В природе щелочные металлы встречаются только в виде соединений.

Na и К в природе встречаются в виде хлоридов, сульфатов, силикатов и т.д.

Li, Rb, Cs входят в состав различных минералов.

Fr встречается в радиоактивных рудах Ас и U .

Учитель на стол помещает объекты, содержащие соединения щелочных металлов (сода, соль, пальчиковые батарейки, мыло) и задает вопрос.

Посмотрите на эти объекты. Как вы думаете, что их объединяет?

О чем мы еще не успели поговорить? Это и будет темой нашего урока.

1. Как вы видите соединения щелочных металлов широко распространены в нашем быту.

Пероксид натрия и надпероксид калия используются в подводных лодках и космических кораблях для регенерации кислорода.

Гидроксид калия применяется для получения жидкого мыла и стекла.

Гидроксид натрия используется для производства бумаги, искусственных тканей, мыла, очистки нефтепроводов, в производстве искусственного волокна и в щелочных аккумуляторах.

Хлорид натрия – пищевой продукт и сырье для получения натрия и его соединений, применяется в медицине для приготовления физиологического раствора.

Карбонат натрия используется для производства бумаги, мыла и стекла.

Гидрокарбонат натрия (питьевая сода) применяется в медицине, кулинарии, в производстве минеральных вод, используется в огнетушителях.

Карбонат калия (поташ) необходим при производстве жидкого мыла и стекла.

Нитрат калия – комплексное минеральное удобрение, применяется для производства черного пороха и фейерверков.

Цезий нашел применение в фотоэлементах.

Озеро Развал в Соль-Илецке

В середине XVIII века началась промышленная разработка Илецкого соляного купола в Соль-Илецком районе Оренбургской области. Над озером Развал возвышаются крутые берега, наполовину сложенные каменной солью. Вода в озере представляет собой насыщенный соляной раствор, содержащий более 200 граммов соли на литр воды.

Отработанные камеры представляют собой комнаты с потолками тридцатиметровой высоты шириной 30 м и длиной 500 м, на стенах которых комбайн оставляет фрезами рисунок с выпуклым узором, и они выглядят как царство белой соляной королевы.

Озеро Развал не замерзает даже в самые сильные морозы, а начиная с глубины 2–3 метра и до дна имеет круглый год отрицательные температуры. По химическому составу и концентрации соли вода в озере соль-Илецка похожа на воду в Мертвом море. В озере площадью 7 га нет живых организмов, никакой растительности, даже в сильные морозы оно не замерзает.

ОТКУДА В ЛЮДЯХ ЛЮБОВЬ К СОЛЕНОМУ .

Соль служит для сохранения продуктов от порчи и гниения. Чтобы сохранить продукты (когда еще не было холодильников и морозильников), применяли соль. Попробовав овощей из рассола, люди стали солить, квасить и мочить свежие овощи. Человек так привык все солить, что готов даже смириться с некоторыми болезнями, только бы не переходить на бессолевую диету. Постепенно вырабатывалась привычка солить всякую пищу, даже не пробуя ее.

МНОГО СОЛИ - МАЛО КАЛИЯ, МАЛО КАЛИЯ - МНОГО БОЛЕЗНЕЙ

Вопрос о соли - это вопрос калиево-натриевого равновесия. Оно чрезвычайно важно в организме. Калий и натрий постоянно спорят за свое присутствие в клетках. В поваренной соли нет калия, это полностью натрий. Наш же организм остро нуждается в калии, которого должно быть в 4 раза больше, чем натрия. Организм собирает калий всюду, но избыточное применение поваренной соли сводит на нет все его усилия. Поэтому при избытке потребления соли возникает недостаток калия, что со временем ведет к ряду недомоганий: физическое и умственное утомление, плохой сон, судороги, боли в суставах.

Избыток натрия (соли) перегружает работу сердца. Хотите узнать, не много ли вы употребляете соли? Подойдите к зеркалу: белый круг вокруг радужной оболочки глаза указывает на избыточное потребление соли.

Едкий калий применяется для производства удобрений, синтетического каучука, электролитов для аккумуляторов, реактивов, используется в фармацевтической промышленности и других отраслях народного хозяйства.

Едкий калий транспортируют железнодорожным, автомобильным транспортом в соответствии с правилами перевозки грузов, действующими на данном виде транспорта.

Едкий калий хранят в герметично закрытой таре, т.к. он "расплывается" на воздухе, поглощая из него влагу.

Его традиционное название "едкое кали" отражает разъедающее действие этого вещества на живые ткани. При попадании едкого калия на кожу возможны химические ожоги.

Мягкие мыла получаются при омыливании масел и жиров едким кали. Все эти мыла обладают мягкой кремообразной консистенцией.

Самая распространенная щёлочь. В год в мире производится и потребляется более 57 миллионов тонн едкой щёлочи.

Едкий натр применяется в огромном множестве отраслей промышленности и для бытовых нужд:

• в целлюлозно-бумажной промышленности в производстве бумаги, картона, искусственных волокон, древесно-волоконных плит.

• для омыления жиров при производстве мыла, шампуня и других моющих средств.

• в химических отраслях промышленности - для нейтрализации кислот и кислотных окислов, как реагент или катализатор в химических реакциях и др.

Натр едкий (Гидроксид натрия) - едкое и коррозионноактивное вещество. Оно относится к веществам 2-го класса опасности. Поэтому при работе с ним требуется соблюдать осторожность.

При попадании на кожу, слизистые оболочки и в глаза образуются серьезные химические ожоги. При контакте слизистых поверхностей с едкой щелочью необходимо промыть пораженный участок струей воды, а при попадании на кожу слабым раствором уксусной кислоты.

На литии – к звездам

В этом металле остро нуждаются производители мобилок, карманных гаджетов и ноутбуков. В больших количествах литий (Li) потребляет ядерная энергетика, по расчетам теоретикам именно этот щелочной металл может дать ключ к термоядерной энергии. Будучи мощнейшим психотропным веществом, Li используется в военной и прикладной психиатрии (причем природа воздействия Li на психику человека до конце не понятна). Дейтерид лития используется в водородной бомбе в качестве рабочего вещества и регулятора мощности взрыва.

Нужен этот металл и для освоения дальнего космоса.

Ребята, вы не зря разделены на группы (экспериментаторы, практики и теоретики).

Каждой группе выдается задание, которое необходимо выполнить за 7 минут и предоставить отчет перед классом.

1 группа выполняет задание по изучению химических свойств гидроксида натрия.
Цель: экспериментально доказать химические свойства щелочных металлов на примере гидроксида натрия.
Инструкция

1. Налейте в чистую пробирку гидроксид натрия, добавьте несколько капель фенолфталеина. Что наблюдаете?
2. Добавьте в эту же пробирку раствор соляной кислоты. Что наблюдаете? Запишите уравнение реакции.
   NaOH + HCl → NaCl + H 2 O Ребята на доске и в тетради записывают уравнения химической реакции в ионном виде.
3. Налейте в чистую пробирку гидроксид натрия и добавьте раствор сульфата меди. Что наблюдаете? Запишите уравнение реакции.
   2NaOH +CuSO 4 → Na 2 SO 4 + Cu(OH) 2 Ребята на доске и в тетради записывают уравнения химической реакции в ионном виде.

Сделайте вывод о химических свойствах гидроксидов щелочных металлов.

2 группа решает задачу: Взрослый человек должен в сутки потреблять с пищей 3,5г ионов калия.

В 100г кураги содержится 2,034г калия. Сколько граммов кураги нужно съесть, чтобы получить суточную норму калия?

Дано: Решение:
m сут (К + ) = 3,5г 100г(кураги) – 2, 034г(К + )
m 1 (кураги) = 100г х г(кураги) – 3,5г
m (К + ) = 2,034г х г = 100 ∙ 3,5/2,034 = 172г
Найти:
m(кураги) = ?г
Ответ: чтобы получить суточную норму калия человеку нужно съедать 172г кураги в день.

3 группа заполняет таблицу пользуясь учебником стр. 54 – 57 выписать применение:

1. Щелочные металлы: общая характеристика, строение; свойства и получение простых веществ

Щелочными металлами называются химические элементы-металлы \(IA\) группы Периодической системы Д. И. Менделеева: литий \(Li\), натрий \(Na\), калий \(K\), рубидий \(Rb\), цезий \(Cs\) и франций \(Fr\).

Электронное строение атомов. На внешнем энергетическом уровне атомы щелочных металлов имеют один электрон ns 1 . Поэтому для всех металлов группы \(IA\) характерна степень окисления \(+1\).

• увеличение радиуса атомов;
• усиление восстановительных, металлических свойств.

Нахождение в природе. Из щелочных металлов наиболее широко распространены в природе натрий и калий. Но из-за высокой химической активности они встречаются только в виде соединений.

• каменная соль (хлорид натрия \(NaCl\)),
• глауберова соль, или мирабилит — декагидрат сульфата натрия Na 2 SO 4 \(·\) 10 H 2 O ,
• сильвин — хлорид калия \(KCl\),
• сильвинит — двойной хлорид калия-натрия \(KCl\) \(·\)\(NaCl\) и др.

Соединения лития, рубидия и цезия в природе встречаются значительно реже, поэтому их относят к числу редких и рассеянных.

Физические свойства простых веществ. В твёрдом агрегатном состоянии атомы связаны металлической связью. Наличие металлической связи обусловливает общие физические свойства простых веществ-металлов: металлический блеск, ковкость, пластичность, высокую тепло- и электропроводность.

В свободном виде простые вещества, образованные элементами \(IA\) группы — это легкоплавкие металлы серебристо-белого (литий, натрий, калий, рубидий) или золотисто-жёлтого (цезий) цвета, обладающие высокой мягкостью и пластичностью.

Наиболее твёрдым является литий, остальные щелочные металлы легко режутся ножом и могут быть раскатаны в фольгу.

Только у натрия плотность немного больше единицы ρ = 1,01 г / см 3 , у всех остальных металлов плотность меньше единицы.

Химические свойства. Щелочные металлы обладают высокой химической активностью, реагируя с кислородом и другими неметаллами.

Поэтому хранят щелочные металлы под слоем керосина или в запаянных ампулах. Они являются сильными восстановителями.

Взаимодействие натрия с водой протекает с выделением большого количества теплоты (т. е. реакция является экзотермической). Кусочек натрия, попав в воду, начинает быстро двигаться по её поверхности. Под действием выделяющейся теплоты он расплавляется, превращаясь в каплю, которая, взаимодействуя с водой, быстро уменьшается в размерах. Если задержать её, прижав стеклянной палочкой к стенке сосуда, капля воспламенится и сгорит ярко-жёлтым пламенем.

Получение. Металлический натрий в промышленности получают главным образом электролизом расплава хлорида натрия с инертными (графитовыми) электродами.

Конспект урока по химии на тему "Щелочные металлы и их соединения" (9 класс)

Тема урока: Щелочные металлы и их соединения.

Тип урока: Комбинированный. Изучение нового материала и систематизация полученных знаний.

Вид урока: Лабораторный опыт, самостоятельная работа.

Цели урока: 1. Изучить щелочные металлы и их соединения.

2. Научить учащихся применять полученные знания на практике.

Оборудование: штатив с пробирками, колбы, воронки, нож, фильтровальная бумага, стеклянные трубки, спиртовка, нихромовая проволока, чашка для выпаривания, лабораторный штатив, держатель для пробирок. Реактивы: натрий, вода, соляная кислота, карбонат натрия (без­водный), гидроксид кальция, фенолфталеин, растворы хлорида лития, натрия, калия.

2. Постановка целей и задач урока

3. Актуализация знаний учащихся

4. Усвоение новых знаний

6. Контроль знаний(фронтальный) – химический диктант

7. Домашнее задание и информация о его выполнении.

9. Оценивание учащихся

1. Ребята, назовите элементы первой группы главной подгруппы ПСХЭ Д.И.Менделеева

2. Давайте сформулируем тему сегодняшнего урока.

3. Послушайте внимательно своих одноклассников и выделите для себя все самое не­обычное, связанное с ними.

4. Вопрос. Так в чем же необычность щелочных металлов?

Информация. Действительно, щелочные металлы очень активны. В лаборатории они хранятся под слоем керосина, а литий под слоем вазелина, поскольку он очень легкий и в керосине всплывает на по­верхность. А теперь давайте вспомним о том, что щелочные металлы, как и все металлы, существуют в виде химического элемента, простого ве­щества и сложного вещества: оксидов, гидроксидов, солей.

Приглашаются трое учащихся, которые на доске записывают электронное строение атомов лития, натрия, калия.

Вопросы. а).Чем различаются атомы щелочных металлов и что у них общего?

б). Атомы, каких металлов будут легче отдавать элек­троны?

в).Какова кристаллическая решетка у щелочных металлов?

г).Каковы физические свойства этих металлов?

д).Каковы химические свойства этих металлов?

е).Убедимся, а так ли это в действительности!

- Переходит к демонстрационному эксперименту, напоминает о том, что общие свойства щелочных металлов будем рассматривать на примере натрия.

- На доске появляются цепочки превращений. По желанию выходят три ученика для осуществления этих превращений.

- Лабораторная работа «Получение гидроксида натрия из кар­боната натрия».

5. Предлагаю немного отдохнуть и устроить «стрельбу глазами».

6. Графический диктант; контроль знаний (индивидуально-дифференцированный) - работа по карточкам.

7. Домашнее задание: § 14,упр. 2 после § 14.

8. В конце урока учитель предлагает каждому обучающемуся закончить фразы: «У меня лучше всего получилось. Дома я поработаю над..Сегодня на уроке меня удивило…»

1. Настрой на работу; слушают учителя; смотрят; называют элементы

2. Называют тему урока «Щелочные металлы и их соединения» и записывают ее в тетрадь. Называют цели урока: изучить щелочные металлы: строение атома, физические и химические свойства, и их соединения.

4. Планируемые ответы

- Учащиеся наблюдают за работой учителя, записывают уравнения реакций в тетрадях, делают выводы.

К → КОН → KC1→KNO₃

KOH + HC1 = KC1 + H₂O

KC1 + AgNO ₃ = KNO ₃ + AgC1↓

Li→ LiCl →LiOH→ Li₂CO₃
2Li + 2HC1 = 2LiCl + H₂↑
LiCl + NaOH = LiOH + NaCl
2LiOH + CO₂ = Li₂CO₃ + H₂O

- Называют соединения

- Правила техники безопасности при выполнении лабораторной ра­боты «Получение гидроксида натрия из карбоната натрия»

5. З а д а н и я.

1). В периодической системе найдите элемент-металл - самый сильный восстановитель из щелочных металлов. Он в 7-м периоде.( Fr .)

2). Переведите взгляд вниз и влево, на элемент, атомы которого образуют жидкий металл, содержащийся в термометрах. ( Hg .)

3). Переведите взгляд вверх и вправо, на элемент с относительной атомной массой 35,5. (С l .)

Щелочные металлы. Химия щелочных металлов и их соединений

Щелочные металлы расположены в главной подгруппе первой группы периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева (или просто в 1 группе в длиннопериодной форме ПСХЭ). Это литий Li, натрий Na, калий K, цезий Cs, рубидий Rb и франций Fr.

Электронное строение щелочных металлов и основные свойства

Электронная конфигурация внешнего энергетического уровня щелочных металлов: ns 1 , на внешнем энергетическом уровне находится 1 s-электрон. Следовательно, типичная степень окисления щелочных металлов в соединениях +1.

Рассмотрим некоторые закономерности изменения свойств щелочных металлов.

В ряду Li-Na-K-Rb-Cs-Fr, в соответствии с Периодическим законом, увеличивается атомный радиус , усиливаются металлические свойства , ослабевают неметаллические свойства , уменьшается электроотрица-тельность .

Физические свойства

Все щелочные металлы — вещества мягкие, серебристого цвета. Свежесрезанная поверхность их обладает характерным блеском.

Кристаллическая решетка щелочных металлов в твёрдом состоянии — металлическая. Следовательно, щелочные металлы обладают высокой тепло- и электропроводимостью. Кипят и плавятся при низких температурах. Они имеют также небольшую плотность.

Нахождение в природе

Как правило, щелочные металлы в природе присутствуют в виде минеральных солей: хлоридов, бромидов, йодидов, карбонатов, нитратов и др. Основные минералы , в которых присутствуют щелочные металлы:

Поваренная соль, каменная соль, галит — NaCl — хлорид натрия

Сильвин KCl — хлорид калия

Сильвинит NaCl · KCl

Глауберова соль Na₂SO_4⋅10Н₂О – декагидрат сульфата натрия

Едкое кали KOH — гидроксид калия

Поташ K₂CO₃ – карбонат калия

Поллуцит — алюмосиликат сложного состава с высоким содержанием цезия:

Способы получения

Литий получают в промышленности электролизом расплава хлорида лития в смеси с KCl или BaCl₂ (эти соли служат для понижения температуры плавления смеси):

2LiCl = 2Li + Cl₂

Натрий получают электролизом расплава хлорида натрия с добавками хлорида кальция:

2NaCl _{(расплав)} → 2Na + Cl₂

Электролитом обычно служит смесь NaCl с NaF и КСl (что позволяет проводить процесс при 610–650°С).

Калий получают также электролизом расплавов солей или расплава гидроксида калия. Также распространены методы термохимического восстановления: восстановление калия из расплавов хлоридов или гидроксидов. В качестве восстановителей используют пары натрия, карбид кальция, алюминий, кремний:

KCl + Na = K↑ + NaCl

KOH + Na = K↑ + NaOH

Цезий можно получить нагреванием смеси хлорида цезия и специально подготовленного кальция:

Са + 2CsCl → 2Cs + CaCl₂

В промышленности используют преимущественно физико-химические методы выделения чистого цезия: многократную ректификацию в вакууме.

Качественные реакции

Качественная реакция на щелочные металлы — окрашивание пламени солями щелочных металлов .

Цвет пламени:
Li — карминно-красный
Na — жѐлтый
K — фиолетовый
Rb — буро-красный
Cs — фиолетово-красный

Химические свойства

1. Щелочные металлы — сильные восстановители . Поэтому они реагируют почти со всеми неметаллами .

1.1. Щелочные металлы легко реагируют с галогенами с образованием галогенидов:

2K + I₂ = 2KI

1.2. Щелочные металлы реагируют с серой с образованием сульфидов:

2Na + S = Na₂S

1.3. Щелочные металлы активно реагируют с фосфором и водородом (очень активно). При этом образуются бинарные соединения — фосфиды и гидриды:

3K + P = K₃P

2Na + H₂ = 2NaH

1.4. С азотом литий реагирует при комнатной температуре с образованием нитрида:

Остальные щелочные металлы реагируют с азотом при нагревании.

1.5. Щелочные металлы реагируют с углеродом с образованием карбидов, преимущественно ацетиленидов:

1.6. При взаимодействии с кислородом каждый щелочной металл проявляет свою индивидуальность: при горении на воздухе литий образует оксид, натрий – преимущественно пероксид, калий и остальные металлы – надпероксид.

Цезий самовозгорается на воздухе, поэтому его хранят в запаянных ампулах. Видеоопыт самовозгорания цезия на воздухе можно посмотреть здесь.

2. Щелочные металлы активно взаимодействуют со сложными веществами:

2.1. Щелочные металлы бурно (со взрывом) реагируют с водой . Взаимодействие щелочных металлов с водой приводит к образованию щелочи и водорода. Литий реагирует бурно, но без взрыва.

Например , калий реагирует с водой очень бурно:

2K 0 + H₂ + O = 2 K + OH + H₂ 0

Видеоопыт: взаимодействие щелочных металлов с водой можно посмотреть здесь.

2.2. Щелочные металлы взаимодействуют с минеральными кислотами (с соляной, фосфорной и разбавленной серной кислотой) со взрывом. При этом образуются соль и водород.

Например , натрий бурно реагирует с соляной кислотой :

2Na + 2HCl = 2NaCl + H₂↑

2.3. При взаимодействии щелочных металлов с концентрированной серной кислотой выделяется сероводород.

Например , при взаимодействии натрия с концентрированной серной кислотой образуется сульфат натрия, сероводород и вода:

2.4. Щелочные металлы реагируют с азотной кислотой. При взаимодействии с концентрированной азотной кислотой образуется оксид азота (I):

С разбавленной азотной кислотой образуется молекулярный азот:

При взаимодействии щелочных металлов с очень разбавленной азотной кислотой образуется нитрат аммония:

2.5. Щелочные металлы могут реагировать даже с веществами, которые проявляют очень слабые кислотные свойства . Например, с аммиаком, ацетиленом (и прочими терминальными алкинами), спиртами , фенолом и органическими кислотами .

Например , при взаимодействии лития с аммиаком образуются амиды и водород:

Ацетилен с натрием образует ацетиленид натрия и также водород:

Н ─ C ≡ С ─ Н + 2Na → Na ─ C≡C ─ Na + H₂

Фенол с натрием реагирует с образованием фенолята натрия и водорода:

Метанол с натрием образуют метилат натрия и водород:

Уксусная кислота с литием образует ацетат лития и водород:

2СH₃COOH + 2Li → 2CH₃COOLi + H₂↑

Щелочные металлы реагируют с галогеналканами (реакция Вюрца).

Например , хлорметан с натрием образует этан и хлорид натрия:

2.6. В расплаве щелочные металлы могут взаимодействовать с некоторыми солями . Обратите внимание! В растворе щелочные металлы будут взаимодействовать с водой, а не с солями других металлов.

Например , натрий взаимодействует в расплаве с хлоридом алюминия :

3Na + AlCl₃ → 3NaCl + Al

Оксиды щелочных металлов

Оксиды щелочных металлов (кроме лития) можно получить только к освенными методами : взаимодействием натрия с окислителями в расплаве:

1. О ксид натрия можно получить взаимодействием натрия с нитратом натрия в расплаве:

2. Взаимодействием натрия с пероксидом натрия :

3. Взаимодействием натрия с расплавом щелочи :

2Na + 2NaOН → 2Na₂O + Н₂↑

4. Оксид лития можно получить разложением гидроксида лития :

2LiOН → Li₂O + Н₂O

Химические свойства

Оксиды щелочных металлов — типичные основные оксиды . Вступают в реакции с кислотными и амфотерными оксидами, кислотами, водой.

1. Оксиды щелочных металлов взаимодействуют с кислотными и амфотерными оксидами :

Например , оксид натрия взаимодействует с оксидом фосфора (V):

Оксид натрия взаимодействует с амфотерным оксидом алюминия:

2. Оксиды щелочных металлов взаимодействуют с кислотами с образованием средних и кислых солей (с многоосновными кислотами).

Например , оксид калия взаимодействует с соляной кислотой с образованием хлорида калия и воды:

K₂O + 2HCl → 2KCl + H₂O

3. Оксиды щелочных металлов активно взаимодействуют с водой с образованием щелочей.

Например , оксид лития взаимодействует с водой с образованием гидроксида лития:

Li₂O + H₂O → 2LiOH

4. Оксиды щелочных металлов окисляются кислородом (кроме оксида лития): оксид натрия — до пероксида, оксиды калия, рубидия и цезия – до надпероксида.

Пероксиды щелочных металлов

Свойства пероксидов очень похожи на свойства оксидов. Однако пероксиды щелочных металлов, в отличие от оксидов, содержат атомы кислорода со степенью окисления -1. Поэтому они могут могут проявлять как окислительные , так и восстановительные свойства.

1. Пероксиды щелочных металлов взаимодействуют с водой . При этом на холоде протекает обменная реакция, образуются щелочь и пероксид водорода:

При нагревании пероксиды диспропорционируют в воде, образуются щелочь и кислород:

2. Пероксиды диспропорционируют при взаимодействии с кислотными оксидами .

Например , пероксид натрия реагирует с углекислым газом с образованием карбоната натрия и кислорода:

3. При взаимодействии с минеральными кислотами на холоде пероксиды вступают в обменную реакцию. При этом образуются соль и перекись водорода:

При нагревании пероксиды, опять-таки, диспропорционируют:

4. Пероксиды щелочных металлов разлагаются при нагревании, с образованием оксида и кислорода:

5. При взаимодействии с восстановителями пероксиды проявляют окислительные свойства.

Например , пероксид натрия с угарным газом реагирует с образованием карбоната натрия:

Пероксид натрия с сернистым газом также вступает в ОВР с образованием сульфата натрия:

6. При взаимодействии с сильными окислителями пероксиды проявляют свойства восстановителей и окисляются, как правило, до молекулярного кислорода.

Например , при взаимодействии с подкисленным раствором перманганата калия пероксид натрия образует соль и молекулярный кислород:

Гидроксиды щелочных металлов (щелочи)

1. Щелочи получают электролизом растворов хлоридов щелочных метал-лов:

2NaCl + 2H₂O → 2NaOH + H₂ + Cl₂

2. При взаимодействии щелочных металлов, их оксидов, пероксидов, гидридов и некоторых других бинарных соединений с водой также образуются щелочи.

Например , натрий, оксид натрия, гидрид натрия и пероксид натрия при растворении в воде образуют щелочи:

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

Na₂O + H₂O → 2NaOH

2NaH + 2H₂O → 2NaOH + H₂

3. Некоторые соли щелочных металлов (карбонаты, сульфаты и др.) при взаимодействии с гидроксидами кальция и бария также образуют щелочи.

Например , карбонат калия с гидроксидом кальция образует карбонат кальция и гидроксид калия:

1. Гидроксиды щелочных металлов реагируют со всеми кислотами (и сильными, и слабыми, и растворимыми, и нерастворимыми). При этом образуются средние или кислые соли, в зависимости от соотношения реагентов.

Например , гидроксид калия с фосфорной кислотой реагирует с образованием фосфатов, гидрофосфатов или дигидрофосфатов:

2. Гидроксиды щелочных металлов реагируют с кислотными оксидами . При этом образуются средние или кислые соли, в зависимости от соотношения реагентов.

Например , гидроксид натрия с углекислым газом реагирует с образованием карбонатов или гидрокарбонатов:

Необычно ведет себя оксид азота (IV) при взаимодействии с щелочами. Дело в том, что этому оксиду соответствуют две кислоты — азотная (HNO₃) и азотистая (HNO₂). «Своей» одной кислоты у него нет. Поэтому при взаимодействии оксида азота (IV) с щелочами образуются две соли- нитрит и нитрат:

А вот в присутствии окислителя, например, молекулярного кислорода, образуется только одна соль — нитрат, т.к. азот +4 только повышает степень окисления:

3. Гидроксиды щелочных металлов реагируют с амфотерными оксидами и гидроксидами . При этом в расплаве образуются средние соли, а в растворе комплексные соли.

Например , гидроксид натрия с оксидом алюминия реагирует в расплаве с образованием алюминатов:

в растворе образуется комплексная соль — тетрагидроксоалюминат:

Еще пример : гидроксид натрия с гидроксидом алюминия в расплаве образут также комплексную соль:

4. Щелочи также взаимодействуют с кислыми солями. При этом образуются средние соли, или менее кислые соли.

Например : гидроксид калия реагирует с гидрокарбонатом калия с образованием карбоната калия:

5. Щелочи взаимодействуют с простыми веществами-неметаллами (кроме инертных газов, азота, кислорода, водорода и углерода).

При этом кремний окисляется щелочами до силиката и водорода:

Фтор окисляет щелочи. При этом выделяется молекулярный кислород:

Другие галогены, сера и фосфор — диспропорционируют в щелочах:

Сера взаимодействует с щелочами только при нагревании:

6. Щелочи взаимодействуют с амфотерными металлами , кроме железа и хрома . При этом в расплаве образуются соль и водород:

В растворе образуются комплексная соль и водород:

2NaOH + 2Al + 6Н₂О = 2Na[Al(OH)₄] + 3Н₂

7. Гидроксиды щелочных металлов вступают в обменные реакции с растворимыми солями .

С щелочами взаимодействуют соли тяжелых металлов.

Например , хлорид меди (II) реагирует с гидроксидом натрия с образованием хлорида натрия и осадка гидроксида меди (II):

2NaOH + CuCl₂ = Cu(OH)₂↓+ 2NaCl

Также с щелочами взаимодействуют соли аммония.

Например , при взаимодействии хлорида аммония и гидроксида натрия образуются хлорид натрия, аммиак и вода:

NH₄Cl + NaOH = NH₃ + H₂O + NaCl

8. Гидроксиды всех щелочных металлов плавятся без разложения , гидроксид лития разлагается при нагревании до температуры 600°С:

2LiOH → Li₂O + H₂O

9. Все гидроксиды щелочных металлов проявляют свойства сильных оснований . В воде практически нацело диссоциируют , образуя щелочную среду и меняя окраску индикаторов.

NaOH ↔ Na + + OH —

10. Гидроксиды щелочных металлов в расплаве подвергаются электролизу . При этом на катоде восстанавливаются сами металлы, а на аноде выделяется молекулярный кислород:

4NaOH → 4Na + O₂ + 2H₂O

Соли щелочных металлов

Нитраты и нитриты щелочных металлов

Нитраты щелочных металлов при нагревании разлагаются на нитриты и кислород. Исключение — нитрат лития. Он разлагается на оксид лития, оксид азота (IV) и кислород.

Например , нитрат натрия разлагается при нагревании на нитрит натрия и молекулярный кислород:

Нитраты щелочных металлов в реакциях могут выступать в качестве окислителей.

Нитриты щелочных металлов могут быть окислителями или восстановителями.

В щелочной среде нитраты и нитриты — очень мощные окислители.

Например , нитрат натрия с цинком в щелочной среде восстанавливается до аммиака:

Сильные окислители окисляют нитриты до нитратов.

Например , перманганат калия в кислой среде окисляет нитрит натрия до нитрата натрия:

Технологическая карта "Щелочные металлы и их соединения" (9 класс)

Комбинированный. Изучение нового материала и систематизация полученных знаний.

Изучить щелочные металлы и их соединения

Научить учащихся применять полученные знания на практике.

Расширить знания учащихся о металлах на основе формирова­ния понятий о щелочных металлах и их соединениях.

Продолжить формирование умений прогнозировать свойства простого на основе положения химического элемента в Периодиче­ской системе химических элементов.

Познакомить учащихся с практическим применением щелочных металлов и их соединений.

Способствовать формированию устойчивого интереса к изучае­мому предмету, используя исторические хроники, стихи, самостоя­тельные лабораторные эксперименты.

Используя первоначальный интерес учащихся к предмету, включить их в активный познавательный процесс.

Заинтересовать работой пассивную часть учащихся, используя различные по сложности задания.

Показать значимость химических знаний для современного нау­коемкого производства и успешной адаптации будущих специалистов в обществе.

Представить доказательства неизбежности использования от­крытий новых химических элементов на любом этапе развития науки и техники.

Требования ФГОС ООО

Понимание значимости научного исследования природы, умение соблюдать дисциплину на уроке при работе в группах.

Познавательные УУД: умение проводить элементарные исследования работать с различными источниками информации.

Регулятивные: умение организовывать выполнение заданий учителя согласно установленным правилам в кабинете

Коммуникативные: умение воспринимать информацию на слух. Обмениваться информацией с одноклассниками

Знать: о металлах на основе формирова­ния понятий о щелочных металлах и их соединениях.

Уметь: находить ответы на вопросы, используя учебник, свой жизненный опыт и информацию, полученную на уроке.

Формы организации учебной деятельности

Групповая, индивидуальная, фронтальная.

Оборудование, средства обучения

Оборудование: штатив с пробирками, колбы, нож, фильтровальная бумага

Реактивы: натрий, вода, фенолфталеин, раствор сульфата меди ( II )

Основные виды деятельности

лабораторный опыт, самостоятельная работа

Разнообразие форм работы на уроке; использование ЭОР не более 15 минут урока.

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

Формируемые УУД

Организационный

Постановка цели и задач урока.

Ребята, назовите элементы первой группы главной подгруппы ПСХЭ Д.И.Менделеева

Давайте сформулируем тему сегодняшнего урока.

Настрой на работу

Называют тему урока «Щелочные металлы и их соединения» и записывают ее в тетрадь. Называют цели урока: изучить щелочные металлы: строение атома, физические и химические свойства, и их соединения.

Личностные УУД

Создание условий к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к обучению и самопознанию.

Актуализация знаний учащихся

Послушайте внимательно своих одноклассников и выделите для себя все самое не­обычное, связанное с ними.

Личностные результаты

1. Стремится к речевому самосовершенствованию.

2. Развивать эстетическое чувство при чтении и восприятии художественного текста

Познавательные УУД

1. Владеть приемами отбора и систематизации материала.

2. Извлекать и преобразовывать информацию из одной формы в другую (план, текст, иллюстрации)

Коммуникативные УУД

1. Оформлять свои мысли в устной форме.

2. Владеть приемами монологической и диалогической речи, гибкого чтения и рационального слушания.

3. Осуществлять речевой самоконтроль в процессе речевой деятельности.

Первичное усвоение новых знаний

Учитель: Так в чем же необычность щелочных металлов?

Учитель: Действительно, щелочные металлы очень активны. В лаборатории они хранятся под слоем керосина, а литий под слоем вазелина, поскольку он очень легкий и в керосине всплывает на по­верхность.

А теперь давайте вспомним о том, что щелочные металлы, как и все металлы, существуют в виде химического элемента, простого ве­щества и сложного вещества: оксидов, гидроксидов, солей.

Учитель: Чем различаются атомы щелочных металлов и что у них общего?

Учитель: Атомы, каких металлов будут легче отдавать элек­троны?

Учитель: Какова кристаллическая решетка у щелочных металлов?

Учитель: Каковы физические свойства этих металлов?

Учитель: Каковы химические свойства этих металлов?

Учитель: Убедимся, а так ли это в действительности!

Планируемый ответ: Мы знаем, что к общим физическим свойст­вам металлов относятся: твердость, пластичность, ковкость, электро- и теплопроводность, металлический блеск, высокие температуры кипе­ния и плавления. Однако, как было сказано, щелочные металлы мяг­кие, даже режутся ножом; у них низкие температуры плавления, они могут расплавиться в руке. Щелочные металлы встречаются в природе только в виде соединений.

Записывают электронное строение. Остальные учащиеся выполняют это задание в тетрадях.

Планируемый ответ: В электронном строении атомов щелочных металлов одинаковое число электронов на первом энергетическом уровне - два S спаренных электронов и на последнем энергетическом уровне - один S не спаренный электрон, а различие в том, что разные заряды ядер и радиусы атомов (увеличиваются от лития к калию и да­лее до Франция).

Планируемый ответ: Чем больше радиус атома, тем легче отдают­ся электроны с последнего энергетического уровня. Среди трех пер­вых химических элементов с наиболее ярко выраженными восстано­вительными свойствами будет калий.

Планируемый ответ: У щелочных металлов - металлическая кри­сталлическая решетка. Показывает по таблице у доски. В узлах ре­шетки находятся нейтральные атомы и положительно заряженные ио­ны, а между ними - свободные электроны (электронный газ). Это электроны последнего уровня, свободны они потому, что не прочно связаны с ядром. С увеличением радиуса атома щелочного металла уменьшается прочность кристаллической решетки у металлов от ли­тия к цезию.

Планируемый ответ: Можно предвидеть физические свойства ще­лочных металлов: они мягкие (режутся ножом), пластичные, с метал­лическим блеском, проводят электрический ток и тепло, с низкими температурами плавления и кипения.

Планируемый ответ: Как и все металлы, они должны взаимодей­ствовать с неметаллами (кислородом, серой, хлором, водородом и другими), вытеснять из оксидов и солей менее активные металлы, вы­теснять из кислот водород, взаимодействовать с водой.

Переходит к демонстрационному эксперименту, напоминает о том, что общие свойства щелочных металлов будем рассматривать на примере натрия.

При работе с натрием надо иметь в виду, что реакция его с водой и с кислотами протекает очень бурно, поэтому для этих опытов нельзя брать большие количества металлов, выбрасывать остатки после опы­тов в раковины, что может привести к взрывам. Тем более не следует сразу приливать воду в колбы и пробирки, в которых выполняли опы­ты со щелочными металлами. Остатки натрия в сосудах растворяют этиловым спиртом, затем моют водой.

Учитель: На доске выполняет следующую запись для характеристики опыта: Li + CuSO4(р-р) = H2 + CuO

Проблемные вопросы , которые

задаются во время демонстрации

1. Почему в ходе реакции выделяется

2. Почему в ходе реакции не образуется гидроксид меди? 2LiOH + CuSO4 = Cu(OH)2 + Li2SO4

Учитель: сделайте вывод о взаимодействии щелочных металлов с растворами солей.

Наблюдая проверочный опыт разложения гидроксида меди(II) при действии лития, учащиеся должны понять, что сначала литий реагирует с водой, при этом выделяется теплота, затем происходит разложение гидроксида меди(II), так же как, например, при нагревании на спиртовке.

Учитель: с какими еще веществами будут взаимодействовать щелочные металлы?

Учащиеся наблюдают за работой учителя, записывают уравнения реакций в тетрадях, делают выводы.

Опыт 1. Демонстрация металлического блеска натрия.

Из керосина выни­мают кусочек натрия. Его тщательно вытирают фильтровальной бума­гой, обрезают корку оксидов, демонстрируя металлический блеск.

Вывод: Щелочные металлы мягкие с металлическим блеском, очень активные, поэтому хранятся под слоем керосина.

Опыт 2. Взаимодействие натрия с водой.

Стакан с водой ставят на столик и сзади помещают фоновый экран, бросают в воду очищенный при помощи фильтровальной бумаги ку­сочек натрия величиной с горошину. Когда весь натрий прореагирует, то в во­ду капают раствор фенолфталеина, чтобы показать образование щело­чи, по изменению окраски индикатора.

2Na + 2Н₂ O = 2NaOH + Н₂ ↑

Вывод : Щелочные металлы бурно взаимодействуют с водой с вы­делением водорода.

Опыт 3. Взаимодействие натрия с раствором сульфата меди ( II )

В пробирку с сульфатом меди кладут кусочек натрия.

Демонстрация учителем опыта даёт возможность установить образование в результате реакции водорода и осадка чёрного цвета, по предположению учащихся оксида меди(II).

Планируемый ответ: Активный металл реагирует с водой в растворе 2. 2Li + 2H2O = 2LiOH + H₂ + Q

Планируемый ответ: Реакция взаимодействия лития с водой экзотермическая и под действием теплоты происходит разложение гидроксида меди до его оксида Cu(OH)₂ = CuO + H₂O

Планируемый ответ: Активные щелочные металлы не вытесняют более слабые металлы из растворов солей. Наблюдая проверочный опыт разложения гидроксида меди(II) при действии лития, учащиеся должны понять, что сначала литий реагирует с водой, при этом выделяется теплота, затем происходит разложение гидроксида меди(II), так же как, например, при нагревании на спиртовке.

Планируемый ответ: с неметаллами, в том числе с кислородом.

Учащиеся записывают уравнения реакций взаимодействия натрия с кислородом, серой.

Регулятивные:

Контроль в форме сличения способа действия и его результата с заданным эталоном с целью обнаружения отклонений от него; выделение и осознание учащимися того, что уже усвоено и что еще подлежит усвоению, оценивание качества и уровня усвоения;

Усвоение новых знаний

Учитель: Если щелочные металлы настолько активны, что практически не встречаются в чистом виде, то каковы их соединения?

На доске появляются цепочки превращений. По желанию выходят три ученика для осуществления этих превращений.

Na → Na ₂ O ₂ → Na ₂ O → NaOH → Na ₂ SO ₄
2 Na + O ₂ = Na_zO ₂
Na ₂ O ₂ +2 Na = 2 Na ₂ O

контроль в форме сличения способа действия и его результата с заданным эталоном с целью обнаружения отклонений от него; выделение и осознание учащимися того, что уже усвоено и что еще подлежит усвоению, оценивание качества и уровня усвоения.

Для записи графического диктанта необходима всего лишь узкая полоска бумаги в клетку (4-5 клеточек в ширину). В длину, посереди­не листа, в каждой клетке (перед началом диктанта) записывается но­мер вопроса. Номеров столько, сколько будет вопросов. Педагог дик­тует вопрос, а учащийся в соответствии со своим вариантом отвечает на него «Да» или «Нет».

1 вариант - литий.

2 вариант - натрий.

3 вариант - калий.

4 вариант - рубидий.

Учитель: Теперь решим задачу.

Задача: Гидрид натрия NaH взаимодействует с водой с образовани­ем щелочи и газообразного водорода. Напишите химическое уравнение этой реакции. Вычислите массу водорода, образующегося из 0,5 моль гидрида натрия.

По окончании работы задания, выполненные по карточкам, сда­ются.

1. Порядковый номер вашего химического элемента - 19

2. Заряд ядра атома + 37.

3. Число электронов последнего энергетического уровня равно 1.

4. Радиус атома больше чем радиус атома натрия.

5. Более сильный восстановитель, чем калий.

6. Хранится под слоем вазелина.

7. Хранится под слоем керосина.

8. Имеет всего два энергетических уровня.

9. Усваивается многими растительными организмами в виде оксида.

10. Бурно взаимодействует с водой с образованием щелочи и водорода.

11. Открыт Бунзеном.

12. Недолгоживущий, радиоактивный химический элемент.

14. Открыт Маргаритою Перей.

15. Используется как теплоноситель в атомных реакторах.

16. Его соединением богата морская вода.

17. Получают электролизом солей.

18. Может вытеснять из растворов солей менее активные металлы.

19. Его больше в тканях зародышей, чем в тканях взрослых особей.

20. Окрашивает пламя в малиновый цвет.

21. Обнаружен в некоторых сортах свеклы.

1) по уравнению: 1 моль NaH - 1 моль Н₂|

по задаче: 0,5 моль NaH - 0,5 моль H₂f

2) ш (Н₂) = 0,5 моль • 2 г/моль = 1 г

Ответ: Масса выделившегося водорода 1 грамм

Наиболее подготовленным учащимся предлагается решить инди­видуально задачи (по карточкам).

№ 1. На 20 г гидроксида калия подействовали раствором, содер­жащим 25 г азотной кислоты. Какая масса соли образовалась?

№ 2. 11,5 г натрия прореагировало с 78 г воды. Вычислите массу образовавшегося гидроксида натрия.

№ 3. При взаимодействии 6,9 г натрия с водой получили 3 л водо­рода (н. у.). Вычислите объемную долю выхода газа (в %).

№ 4. При взаимодействии 10,8 г безводного карбоната натрия с из­бытком азотной кислоты получили 2,24 л (н. у.) оксида углерода (IV). Вычислите содержание примесей в карбонате натрия.

Познавательные УДД

Осознанное и произвольное построение речевого высказывания.

Определение основной и второстепенной информации.

Аргументация своего мнения.

Учет различных мнений,

координирование в сотрудничестве различных позиций.

Осознание ответственности за личное дело.

Информация о домашнем задании, инструктаж по его выполнению

Оценка учащимися проведенного урока

Домашнее задание: § 14,упр. 2 после § 14.

В конце урока учитель предлагает каждому обучающемуся закончить фразы: «У меня лучше всего получилось. Дома я поработаю над..Сегодня на уроке меня удивило…»

Запись домашнего задания

Индивидуальные задания раздаются отдельным учащимся по те­матике: использование щелочных металлов в народном хо­зяйстве, их биологическая роль. Учитель просит записать домашнее задание и подать дневники для выставления оценок за урок.

Читайте также:

  
• Сколько металла в покрышке на 15
  
• Картины вырезанные на металле
  
• Средство для снятия краски с металла
  
• Из какого металла состоит двигатель 21083
  
• Металлическая рамка для планшета