- Сформувати поняття про генетичний зв'язок та генетичний ряд.
- Розглянути генетичні ряди металів та неметалів.
- З'ясувати генетичний зв'язок між класами неорганічних сполук.
- Продовжити формувати вміння користуватися таблицею розчинності та періодичною системою Д.І.Меделєєва для прогнозування можливих хімічних реакцій, а також застосовувати отримані знання на тему якості класів речовин.
- Повторити основні класи неорганічних сполук та його класифікацію.
- Розвивати пізнавальний інтерес до предмета, уміння швидко та чітко відповідати на запитання.
- Продовжувати формувати вміння логічно мислити, працювати з підручником, працювати з отриманою інформацією.
- Закріпити та систематизувати знання з цієї теми.
Обладнання:Періодична система Д.І. Менделєєва, кодоскоп, таблиця "Кислоти", схема "Генетичний зв'язок", картки для гри "Конвеєр", "Творче завдання".
Реактиви:У штативах 3 пробірки з розчинами HCI, NaCI, NaOH, універсальний індикаторний папірець. На столі вчителя: Na, H 2 O кристалізатор, фенолфталеїн, H 2 SO 4 .
Клас розбитий на 4 мікрогрупи: "Оксиди", "Кислоти", "Солі", "Підстави".
Хід уроку
I. Організаційний момент.
1. Дисципліна.
2. Готовність класу до уроку.
3. Постановка мети уроку, мотивація.
ІІ. Основна частина.
1. Цільове встановлення уроку
Іншого нічого в природі немає
Ні тут, ні там у космічних глибинах.
Усі – від піщин малих – до планет
Із елементів складається єдиних.Як формула, як графік трудовий,
Строй Менделєєвської системи суворої,
Навколо тебе твориться світ живий,
Заходь до нього руками чіпай.
Сьогодні ми зібралися тут, щоб випробувати кращих восьмикласників нашої школи і відповісти на запитання: “Чи гідні вони, стати громадянами великої хімічної країни?”. Країна ця давня та чарівна, що зберігає безліч загадок. Відгадати багато хто з них ще не вдавалося жодній людині. Лише найрозумнішим, сміливішим і наполегливішим ця країна відкриває свої таємниці. Отже, почнемо!
Отже, вивчивши тему “Найважливіші класи неорганічних сполук” ви отримали уявлення у тому, що неорганічні сполуки різноманітні і взаємопов'язані. На уроці ми з вами розглянемо невеликі фрагменти взаємоперетворень речовин, згадаємо класифікацію неорганічних речовин, поговоримо про єдність та різноманітність хімічних речовин.
Завдання нашого уроку – узагальнити відомості про речовини, про окремі класи неорганічних сполук та їх класифікацію в цілому, закріпити знання про генетичні ряди, генетичний зв'язок, взаємодію речовини різних класів, навчитися вмінню застосовувати знання на практиці.
Запишіть у зошитах тему нашого уроку "Генетичний зв'язок між неорганічними сполуками".
Але, спочатку скажіть про які речовини йдеться (назва, формула)?
- На суку сидить сова,
Видихає _____________________________ - Чоботи мої того,
Пропускають ___________________________ - Його всі знають,
У магазині купують,
Без нього не звариш вечерю -
У малих дозах у стравах потрібний ___________ - Флакон з речовиною, зазвичай, є в кожній квартирі,
З народження дитина будь-який з ним знайомий,
Щойно покине він з мамою пологовий будинок,
Нею викупають у ванночці з _________ - Що за диво подивися,
Дошкою він проїжджає,
За собою слід залишає. ____________________ - Якщо немає у вас для тесту розпушувача
ви замість нього.
Покладіть у пироги. ________________________
Перекладіть з хімічної мови
- Не все те аурум, що блищить.
- Куй ферум, поки гаряче.
_____________________________________________________________ - Слово – аргентум, а мовчання – аурум.
_____________________________________________________________ - 5.Купрумного гроша не варто.
_____________________________________________________________ - Стійкий станомний солдатик.
_____________________________________________________________ - З того часу багато Н 2 Про вибігло.
_____________________________________________________________
Всі ці речовини відносяться до якогось класу неорганічних речовин. Дайте відповідь на запитання:
– Як розподіляються за класами на основі складу та властивостей неорганічні речовини?
– Назвіть відомі вам класи неорганічних сполук
По мікрогрупах:
- Дайте визначення.
Учні дають визначення речовин.
– Класифікація цих класів речовин.
Учні дають відповіді.
На слайді:
Із запропонованого переліку неорганічних сполук оберіть формули:
1 група – оксиди,
2 група – кислоти,
3 група – солі.
4 група – основи.
Назвіть ці речовини.
Учні виконують завдання у зошитах по мікрогрупах.
Правильна відповідь:
А тепер пограємо з вами у гру "хрестики - нуліки".
Слайд 19 . Додатки 1.
Розподіліть речовини, формули яких наведені у таблиці за класами. З літер, що відповідають правильним відповідям, отримаєте прізвище великого російського вченого
| Формули | Оксиди | Кислоти | Підстави | Солі |
| K 2 O | М | А | Ш | А |
| H 2 CO 3 | П | Е | Т | Р |
| P 2 O 5 | Н | І | М | А |
| CuSO 4 | П | Про | З | Д |
| Ca(OH) 2 | Л | І | Е | З |
| Fe(NO 3) 3 | А | Н | У | Л |
| SO 2 | Е | Л | З | А |
| H 3 PO 4 | Н | Е | Л | З |
| Na 3 PO 4 | Ч | У | М | У |
Відповідь: Менделєєв.
Проблемне завдання.
Чи можуть різні класи неорганічних сполук взаємодіяти один з одним?
Виділити ознаки генетичного ряду:
Ca Ca(OH) 2 CaCO 3 CaO CaSO 4 CaCl 2 Ca ?
- речовини різних класів;
- різні речовини утворені одним хімічним елементом;
- різні речовини одного хімічного елемента пов'язані взаємоперетвореннями.
Між класами існує важливий зв'язок, який називають генетичним. ("Генезіз" по-грецьки позначає "походження"). Цей зв'язок у тому, що з речовин одного класу можна отримати речовини інших класів.
Генетичним називають низку речовин – представників різних класів неорганічних сполук, які є сполуками однієї й тієї ж хімічного елемента, пов'язаного взаємоперетвореннями і відбиває спільність походження цих речовин.
Генетичний ряд відбиває взаємозв'язок речовин різних класів, основою яких покладено і той ж хімічний елемент.
Генетичний зв'язок – зв'язок між речовинами різних класів, утворених одним хімічним елементом, пов'язаних взаємоперетвореннями та відбиває єдність їх походження.
Існує два основні шляхи генетичних зв'язків між речовинами: один із них починається металами, інший – неметалами.
Серед металів також можна виділити два різновиди рядів:
1. Генетичний ряд, в якому як основа виступає луг. Цей ряд можна представити за допомогою таких перетворень:
метал - основний оксид - луг - сіль
Наприклад: K-K 2 O-KOH-KCl.
2 . Генетичний ряд, де як основа виступає нерозчинна основа, тоді ряд можна уявити ланцюжком перетворень:
метал - основний оксид - сіль - нерозчинна основа - основний оксид - метал.
Наприклад: Cu--CuO--CuCl 2 --Cu(OH) 2 --CuO-->Cu
Серед неметалів також можна виділити два різновиди рядів:
1
. Генетичний ряд неметалів, де як ланка ряду виступає розчинна кислота.
Ланцюжок перетворень можна представити у такому вигляді:
неметал - кислотний оксид - розчинна кислота - сіль.
Наприклад:
P--P2O5-H3PO4-Na3PO4.
2
. Генетичний ряд неметалів, де як ланка ряду виступає нерозчинна кислота:
неметал - кислотний оксид - сіль - кислота - кислотний оксид - неметал
Наприклад: Si-SiO 2 --Na 2 SiO 3 --H 2 SiO 3 --SiO 2 --Si.
Здійснити перетворення мікрогрупами.
Фізкультхвилинка "Рудий кіт".
Розв'язання задачі.
Одного разу Юх проводив експерименти щодо вимірювання електропровідності розчинів різних солей. На його лабораторному столі стояли хімічні склянки із розчинами KCl, BaCl 2 , K 2 CO 3 , Na 2 SO 4 та AgNO 3 . На кожній склянці була акуратно приклеєна етикетка. У лабораторії жив папуга, клітка якого замикалася не дуже добре. Коли Юх, поглинений експериментом, озирнувся на підозрілий шарудіння, він з жахом виявив, що папуга, грубо порушуючи правила техніки безпеки, намагається пити зі склянки з розчином BaCl 2 . Знаючи, що всі розчинні солі барію надзвичайно отруйні, Юх швидко схопив зі столу склянку з іншою етикеткою і насильно влив розчин у дзьоб папуги. Папуга було врятовано. Склянка з яким розчином була використана для порятунку папуги?
BaCl 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 (осад) + 2NaCl (сульфат барію настільки малорозчинний, що не здатний бути отруйним, як деякі інші солі барію).
Демонстраційний експеримент. Вчитель показує у пробірках зразки :
1 – шматочок кальцію, 2 – негашене вапно, 3 – гашене вапно, 4 – гіпс ставить питання:
"Що спільного між цими зразками?" і записує ланцюжок із формул представлених зразків.
Ca CaO Ca(OH) 2 CaSO 4
Добре, хлопці! Подумайте, як за допомогою хімічних реакцій можна перейти від простої речовини до складної, одного класу сполук до інших. Давайте проведемо експеримент, що доводить присутність атомів міді у різних її сполуках. Під час експерименту запишіть ланцюжок перетворень. Назвіть типи хімічних реакцій.
Робота виконується за інструктивною карткою.
Дотримуйтесь правил техніки безпеки!
Інструктивні карти.
Лабораторна робота: "Практичне здійснення ланцюжка хімічних перетворень".
Перевірте наявність обладнання та реактивів на робочих місцях.
Обладнання: штатив для пробірок, спиртування, сірники, затискач для пробірок, щипці тиглів.
Реактиви та матеріали: розчин соляної кислоти (1:2), мідний дріт, залізний цвях або скріпка, нитки.
Виконання роботи.
Проведіть реакції, у яких здійснюються хімічні перетворення.
Мідний дріт оксид міді(II) хлорид міді(II) мідь
Прожарюйте мідний дріт, утримуючи його щипцями, у верхній частині полум'я спиртування (1-2хв). Що спостерігаєте?
Акуратно видаліть чорний наліт із дроту та помістіть його в пробірку. Позначте колір речовини.
Пролийте в пробірку 1 мл розчину соляної кислоти (1:2). Щоб прискорити реакцію, злегка нагрійте її вміст. Що спостерігаєте?
Обережно (чому?) зануріть у пробірку із розчином залізний цвях (скріпку).
Через 2–3 хв вийміть цвях з розчину і опишіть зміни, що відбулися з ним.
Утворенням якої речовини вони викликані?
Опишіть і порівняйте колір утвореного та вихідного розчинів.
Наведіть робоче місце в порядок.
Увага!Розчин із оксидом міді нагрівати дуже обережно, тримаючи пробірку високо над полум'ям спиртування.
ІІІ. Висновок.
Вчитель. Поняття "оксид", "кислота", "основа", "сіль" утворюють систему, що знаходиться в тісному взаємозв'язку, вона розкривається при отриманні речовин одного класу з речовин іншого класу. Вона проявляється у процесі взаємодії речовин і активно використовується у практичній діяльності людини. Як ви вважаєте, хлопці, досягли ми мети, яку ставили на початку уроку?
V. Домашнє завдання.
Слайди 30, 31.
VI. Підбиття підсумків уроку, оцінювання, рефлексія.
Вчитель.Хлопці, настав час підбивати підсумки. Чого ви сьогодні навчилися, що дізналися нового, що ви робили на уроці?
Учні дають відповіді.
Матеріальний світ, у якому ми живемо і крихітною частинкою якого ми є, єдиний і водночас нескінченно різноманітний. Єдність і різноманіття хімічних речовин цього світу найбільш яскраво проявляється у генетичному зв'язку речовин, що відбивається у так званих генетичних рядах. Виділимо найхарактерніші ознаки таких рядів.
1. Усі речовини цього ряду мають бути утворені одним хімічним елементом. Наприклад, ряд, записаний за допомогою наступних формул:
2. Речовини, утворені одним і тим самим елементом, повинні належати до різних класів, тобто відображати різні форми його існування.
3. Речовини, що утворюють генетичний ряд одного елемента, мають бути пов'язані взаємоперетвореннями. За цією ознакою можна розрізняти повні та неповні генетичні ряди.
Наприклад, наведений вище генетичний ряд брому буде неповним, незавершеним. А ось наступний ряд:
вже можна розглядати як повний: він починався простою речовиною бромом і ним закінчився.
Узагальнюючи сказане, можна дати таке визначення генетичного ряду.
Генетичний ряд- Це ряд речовин - представників різних класів, що є сполуками одного хімічного елемента, пов'язаних взаємоперетвореннями і відображають спільність походження цих речовин або їх генезис.
Генетичний зв'язок- поняття більш загальне, ніж генетичний ряд, який є хай і яскравим, але приватним проявом цього зв'язку, що реалізується за будь-яких взаємних перетворень речовин. Тоді, очевидно, під це визначення підходить і перший наведений ряд речовин.
Існує три різновиди генетичних рядів:
Найбільш багатий ряд металу, у якого проявляються різні ступені окислення. Як приклад розглянемо генетичний ряд заліза зі ступенями окиснення +2 та +3:
Нагадаємо, що для окислення заліза в хлорид заліза (II) потрібно взяти слабкіший окислювач, ніж для отримання хлориду заліза (III):
Аналогічно ряду металу багатший зв'язками ряд неметалу з різними ступенями окиснення, наприклад, генетичний ряд сірки зі ступенями окиснення +4 і +6:
Труднощі можуть викликати лише останній перехід. Керуйтеся правилом: щоб отримати просту речовину з окисленого з'єднання елемента, потрібно взяти для цієї мети відновлене його з'єднання, наприклад, летке водневе з'єднання неметалу. У нашому випадку:
За цією реакцією у природі з вулканічних газів утворюється сірка.
Аналогічно для хлору:
3. Генетичний ряд металу, якому відповідають амфотерні оксид та гідроксид,дуже багатий зв'язками, тому що вони виявляють в залежності від умов кислотні, то основні властивості.
Наприклад, розглянемо генетичний ряд цинку:
Генетичний зв'язок між класами неорганічних речовин
Характерні реакції між представниками різних генетичних рядів. Речовини з одного генетичного ряду, як правило, не вступають у взаємодію.
Наприклад:
1. метал + неметал = сіль
Hg + S = HgS
2Al + 3I 2 = 2AlI 3
2. основний оксид + кислотний оксид = сіль
Li 2 O + CO 2 = Li 2 CO 3
CaO + SiO 2 = CaSiO 3
3. основа + кислота = сіль
Cu(OH) 2 + 2HCl = CuCl 2 + 2H 2 O
FeCl 3 + 3HNO 3 = Fe(NO 3) 3 + 3HCl
сіль кислота сіль кислота
4. метал - основний оксид
2 Ca + O 2 = 2 CaO
4Li + O 2 = 2Li 2 O
5. неметал - кислотний оксид
S + O 2 = SO 2
4As + 5O 2 = 2As 2 O 5
6. основний оксид - основа
BaO + H 2 O = Ba(OH) 2
Li 2 O + H 2 O = 2LiOH
7. кислотний оксид - кислота
P 2 O 5 + 3H 2 O = 2H 3 PO 4
SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4
Генетичний зв'язок– це зв'язок між речовинами, що належать до різних класів.
Основні ознаки генетичних рядів:
1. Усі речовини одного ряду мають бути утворені одним хімічним елементом.
2. Речовини, утворені тим самим елементом, повинні належати до різних класів хімічних речовин.
3. Речовини, що утворюють генетичний ряд елемента, мають бути пов'язані між собою взаємоперетвореннями.
Таким чином, генетичнимназивають ряд речовин, які представляють різні класи неорганічних сполук, є сполуками однієї й тієї ж хімічного елемента, пов'язані взаємоперетвореннями і відбивають спільність походження цих речовин.
Для металів виділяють три ряди генетично зв'язаних речовин, для неметалів – один ряд.
1. Генетичний ряд металів, гідроксиди яких є основами (лугами):
метал→основний оксид→основа (луг)→сіль.
Наприклад, генетичний ряд кальцію:
Ca → CaO → Ca(OH) 2 → CaCl 2
2. Генетичний ряд металів, що утворюють амфотерні гідроксиди:
сіль
метал→амфотерний оксид→(Сіль)→амфотерний гідроксид
Наприклад: ZnCl 2
Zn → ZnO → ZnSO 4 → Zn(OH) 2
(H 2 ZnO 2) ↓
Na 2 ZnO 2
Оксид цинку з водою не взаємодіє, тому спочатку отримують сіль, а потім гідроксид цинку. Так само роблять, якщо металу відповідає нерозчинна основа.
3. Генетичний ряд неметалів (неметали утворюють тільки кислотні оксиди):
неметал→кислотний оксид→кислота→сіль
Наприклад, генетичний ряд фосфору:
P → P 2 O 5 → H 3 PO 4 → K 3 PO 4
Перехід від однієї речовини до іншої здійснюється за допомогою хімічних реакцій.
Генетичні ряди металів та їх сполук
Кожен такий ряд складається з металу, його основного оксиду, основи та будь-якої солі цього ж металу:
Для переходу від металів до основних оксидів у всіх цих рядах використовуються реакції з'єднання з киснем, наприклад:
2Сa + O2 = 2СaO; 2Mg + O2 = 2MgO;
Перехід від основних оксидів до основ у перших двох рядах здійснюється шляхом відомої вам реакції гідратації, наприклад:
СaO + H 2 O = Сa(OH) 2 .
Що стосується останніх двох рядів, то оксиди MgO і FeO, що містяться в них, з водою не реагують. У таких випадках для отримання основ ці оксиди спочатку перетворюють на солі, а вже їх – на основи. Тому, наприклад, для здійснення переходу від оксиду MgO до гідроксиду Mg(OH) 2 використовують послідовні реакції:
MgO + H 2 SO 4 = MgSO 4 + H 2 O; MgSO 4 + 2NaOH = Mg(OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4 .
Переходи від основ до солей здійснюються вже відомими вам реакціями. Так, розчинні основи (луги), що знаходяться в перших двох рядах, перетворюються на солі під дією кислот, кислотних оксидів або солей. Нерозчинні основи останніх двох рядів утворюють солі під дією кислот.
Генетичні ряди неметалів та їх сполук.
Кожен такий ряд складається з неметалу, кислотного оксиду, відповідної кислоти та солі, що містить аніони цієї кислоти:
Для переходу від неметалів до кислотних оксидів у всіх цих рядах використовуються реакції з'єднання з киснем, наприклад:
4P + 5O 2 = 2 P 2 O 5; Si + O 2 = SiO 2;
Перехід від кислотних оксидів до кислот у перших трьох рядах здійснюється шляхом відомої вам реакції гідратації, наприклад:
P 2 O 5 + 3H 2 O = 2 H 3 PO 4 .
Однак, ви знаєте, що оксид SiO 2, що міститься в останньому ряду, з водою не реагує. У цьому випадку його спочатку перетворюють у відповідну сіль, з якої потім одержують потрібну кислоту:
SiO 2 + 2KOH = K 2 SiO 3 + H 2 O; K 2 SiO 3 + 2HСl = 2KCl + H 2 SiO 3 ↓.
Переходи від кислот до солей можуть здійснюватися відомими вам реакціями з основними оксидами, основами або солями.
Слід запам'ятати:
· Речовини одного й того ж генетичного ряду один з одним не реагують.
· Речовини генетичних рядів різних типів реагують один з одним. Продуктами таких реакцій завжди є солі (рис. 5):
Мал. 5. Схема взаємозв'язку речовин різних генетичних рядів.
Ця схема відображає взаємозв'язок між різними класами неорганічних сполук та пояснює різноманіття хімічних реакцій між ними.
Завдання на тему:
Складіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
1. Na → Na 2 O → NaOH → Na 2 CO 3 → Na 2 SO 4 → NaOH;
2. P → P 2 O 5 → H 3 PO 4 → K 3 PO 4 → Ca 3 (PO 4) 2 → CaSO 4 ;
3. Ca → CaO → Ca(OH) 2 → CaCl 2 → CaCO 3 → CaO;
4. S→SO2→H2SO3→K2SO3→H2SO3→BaSO3;
5. Zn → ZnO → ZnCl 2 → Zn(OH) 2 → ZnSO 4 → Zn(OH) 2 ;
6. C→CO2→H2CO3→K2CO3→H2CO3→CaCO3;
7. Al → Al 2 (SO 4) 3 → Al(OH) 3 → Al 2 O 3 → AlCl 3 ;
8. Fe → FeCl 2 → FeSO 4 → Fe(OH) 2 → FeO → Fe 3 (PO 4) 2 ;
9. Si → SiO 2 → H 2 SiO 3 → Na 2 SiO 3 → H 2 SiO 3 → SiO 2;
10. Mg → MgCl 2 → Mg(OH) 2 → MgSO 4 → MgCO 3 → MgO;
11. K → KOH → K 2 CO 3 → KCl → K 2 SO 4 → KOH;
12. S → SO 2 → CaSO 3 → H 2 SO 3 → SO 2 → Na 2 SO 3;
13. S → H 2 S → Na 2 S → H 2 S → SO 2 → K 2 SO 3;
14. Cl 2 → HCl → AlCl 3 → KCl → HCl → H 2 CO 3 → CaCO 3 ;
15. FeO → Fe(OH) 2 → FeSO 4 → FeCl 2 → Fe(OH) 2 → FeO;
16. CO 2 → K 2 CO 3 → CaCO 3 → CO 2 → BaCO 3 → H 2 CO 3 ;
17. K 2 O → K 2 SO 4 → KOH → KCl → K 2 SO 4 → KNO 3;
18. P 2 O 5 → H 3 PO 4 → Na 3 PO 4 → Ca 3 (PO 4) 2 → H 3 PO 4 → H 2 SO 3 ;
19. Al 2 O 3 → AlCl 3 → Al(OH) 3 → Al(NO 3) 3 → Al 2 (SO 4) 3 → AlCl 3 ;
20. SO 3 → H 2 SO 4 → FeSO 4 → Na 2 SO 4 → NaCl → HCl;
21. KOH → KCl → K 2 SO 4 → KOH → Zn(OH) 2 → ZnO;
22. Fe(OH) 2 → FeCl 2 → Fe(OH) 2 → FeSO 4 → Fe(NO 3) 2 → Fe;
23. Mg(OH) 2 → MgO → Mg(NO 3) 2 → MgSO 4 → Mg(OH) 2 → MgCl 2 ;
24. Al(OH) 3 → Al 2 O 3 → Al(NO 3) 3 → Al 2 (SO 4) 3 → AlCl 3 → Al(OH) 3 ;
25. H 2 SO 4 → MgSO 4 → Na 2 SO 4 → NaOH → NaNO 3 → HNO 3;
26. HNO 3 → Ca(NO 3) 2 → CaCO 3 → CaCl 2 → HCl → AlCl 3 ;
27. CuCO 3 → Cu (NO 3) 2 → Cu (OH) 2 → CuO → CuSO 4 → Cu;
28. MgSO 4 → MgCl 2 → Mg(OH) 2 → MgO → Mg(NO 3) 2 → MgCO 3 ;
29. K2S→H2S→Na2S→H2S→SO2→K2SO3;
30. ZnSO 4 → Zn(OH) 2 → ZnCl 2 → HCl → AlCl 3 → Al(OH) 3 ;
31. Na 2 CO 3 → Na 2 SO 4 → NaOH → Cu(OH) 2 → H 2 O → HNO 3 ;