Сценарий урока химии в 11 классе «Гидролиз солей»
Тема: «Гидролиз солей»
Предмет: химия.
Класс: 11 класс.
Условия для реализации данной методики: в классе должен быть компьютер, мультимедийный проектор, экран, по возможности интерактивная доска.
Цель: изучить сущность гидролиза солей в водных растворах.
Задачи:
Образовательная
Научиться объяснять химические процессы, протекающие в водных растворах солей, записывать уравнения реакций гидролиза;
Предсказывать и объяснять тип гидролиза, изменение кислотности среды и образование кислых и основных солей в этом процессе;
Формировать умение определять тип соли, тип гидролиза, реакцию среды растворов;
Показать биологическую роль гидролиза в процессах жизнедеятельности живых организмов.
Развивающая
Развивать познавательный интерес в процессе приобретения химических знаний, научить самостоятельно оценивать наблюдаемые явления;
Закрепить умения и навыки химического эксперимента, работы с таблицами и справочными материалами.
Воспитательная
Воспитывать убеждённость в необходимости химически грамотного отношения к своему здоровью.
Тип урока:
Урок совершенствования знаний, умений, навыков на основе проблемно-исследовательской технологии с использованием презентации.
Оборудование и реактивы:
Таблицы «Окраска индикаторов», «Растворимость солей, кислот и оснований в воде»; демонстрационные пробирки; растворы солей, индикатор лакмус, штатив для пробирок.
Планируемые результаты обучения.
На изученных примерах уметь объяснять сущность гидролиза солей, записывать краткие и полные ионные уравнения реакций гидролиза, объяснять изменение кислотности среды и определять, по какому иону протекает гидролиз;
Знать биологическую роль гидролиза в процессах жизнедеятельности живых организмов;
Уметь экспериментально подтверждать гидролиз соли слабого основания и сильной кислоты и соли сильного основания и слабой кислоты.
Описание работы:
Актуальность выбранной мною темы заключается в том, что понятие «гидролиза» сложное. Оно развивается на основе понятий о реакциях ионного обмена, обратимости реакций, химическом равновесии и способах го смещения, а также степени диссоциации электролитов, точнее, понятий о сильных и слабых электролитах (схема 1).
С
Реакции ионного обмена
Обратимые реакции Гидролиз солей Химическое равновесие
Сильные и слабые электролиты
хема 1. Взаимосвязь понятия «гидролиз» с опорными понятиями.
Исходя из опыта, именно из-за сложности этого понятия у обучающихся зачастую возникают трудности в его усвоении. Кроме того, в школьном курсе химии оно рассматривается как понятие теоретическое. Первое упоминание термин получает в теме «Электролитическая диссоциация» в курсе 9 класса, затем оно постепенно дополняется, эволюционирует во всех предыдущих темах и приобретает качественно новые характеристики в курсе органической химии. Поскольку сам термин «гидролиз» впервые вводится в курсе органической химии в 10 классе и рассматривается эпизодически в темах: жиры, белки, углеводы, углеводороды на примере единичных свойств отдельных соединений. Поэтому знания, получаемые обучающимися, не систематизированы. Как самостоятельная тема гидролиз рассматривается в 11 классе в разделе «Химические реакции». По программе базового уровня отводится 1 час.
Важность знаний этой темы обусловлена прежде всего тем, что все части ЕГЭ по химии содержат вопросы по гидролизу. Поэтому необходимо, чтобы ученики за короткое время усвоили знания по теме и легко ориентировались в ней. Кроме того, знания гидролиза важны для целостного представления природы человеческого организма и формирования осознанной здоровьесберегающей позиции учеников.
Все вышесказанное объясняет тот факт, что изучение данного понятия необходимо вести проблемно. В связи с этим в своей разработке использовала проблемную технологию.
Кроме того, нужно учитывать также и методические особенности преподавания химии – обеспечение практической ориентированности предметного знания. Это означает необходимость выявления тесной взаимосвязи между изучаемыми теоретическими положениями и практикой, демонстрации теоретических знаний по данной тематике. То есть я использовала проблемную технологию, в которой проблема ставиться с помощью химического эксперимента.
Для увеличения наглядности, понимания сущности процесса гидролиза урок сопровождается презентацией в формате Power Point, сопровождающая все его этапы.
Предлагаю вашему вниманию урок по теме «Гидролиз» в 11 классе с использованием ИКТ на основе проблемной технологий (Приложение 1).
Ход урока:
I этап урока - Постановка проблемы.
Учитель: Наш сегодняшний урок мы начнем с решения задачи, текст которой вы видите на своих столах (приложение 2). Внимательно прочитаем и решим у доски эту задачу.
Ученик записывает условия задачи и уравнения реакции обмена:
ν (FeCl3) =5 моль 2FeCl3 + 3Na2CO3 → 6NaCl + Fe2(CO)3
m(осадка)=?
Ученики констатируют факт, что среди продуктов нет газа. Учитель рекомендует проверить по таблице растворимости соль Fe2(CO)3.ученики устанавливают тот факт, что в таблице растворимости на месте этой соли стоит прочерк.
Учитель: может быть условия задачи ошибочны? Проверим это опытным путем.
Ученики выполняют химический эксперимент: сливают растворы хлорида железа (III) и карбоната натрия. Один из учеников напоминает при этом правила техники безопасности.
Учитель: Что мы наблюдаем? (выделяется бесцветный газ и выпадает осадок коричневого цвета, лакмусовая бумажка синеет)
Учитель: Таким образом, проведя эксперимент, мы пришли к выводу, что в условии задачи все сформулировано правильно. А вот мы при составлении уравнения реакции чем - то пренебрегли (взаимодействием солей с водой при получении раствора).
Учитель: Правильно! Мы этого не учли – поэтому, у нас не получается решение задачи. На этом уроке мы рассмотрим, как различные соли взаимодействуют с водой, а затем попробуем вернуться к решению этой задачи. Запишем тему урока.
II этап урока - Актуализация знаний и опыта, подготовка к изучению нового материала.
Содержание урока |
Формы и методы работы учителя |
Виды деятельности |
1.Опорные вопросы: Какие вещества называются электролитами и неэлектролитами? Их примеры? Что такое кислоты, основания с позиции ТЭД? Как опытным путем определить кислоту и основание? Как индикаторы изменяют свой цвет в различных средах? Какие ионы за это отвечают? |
Фронтальный опрос в форме беседы со слайдами на экране. Слайд со схемой На экране показываем цвета индикаторов в разных средах |
Устные ответы на вопросы учителя
Делается вывод о том, какие ионы отвечают за цвет индикаторов |
2.Подготовка таблицы |
Таблица заранее имеется на слайде |
Построение таблицы 1 в тетради |
Таблица 1.Изменение окраски индикаторов в разных средах.
Ве-щество |
Ионы |
Индикаторы |
Реакция среды |
|||
катионы |
Анио-ны |
лакмус |
Метил-оранж |
Фенол-фталеин |
||
Кис-лота |
Н+ |
Крас-ный |
Розо-вый |
Бесцвет-ный |
Кислая |
|
Основа-ние |
ОН- |
синий |
Жёл-тый |
Малино-вый |
Щелоч-ная |
|
Вода |
Фиоле-товый |
Оран-жев |
Бесцвет-ный |
нейтральная |
||
AlCl3 |
? |
? |
? |
? |
? |
? |
Na2CO3 |
? |
? |
? |
? |
? |
? |
NaCl |
? |
? |
? |
? |
? |
? |
III этап урока - Изучение нового материала.
Учитель задает вопросы:
Есть ли эти ионы в солях?
Как образуются в растворе солей ионы Н+ и ОН-?
Является ли вода электролитом?
На какие ионы диссоциирует вода?
Учитель: Вспомним, что вода – слабый электролит и в чистой воде происходит процесс: НОН ↔ Н+ + ОН- и существует равенство концентрации: [H+] = [OH –] = 10 – 7 моль/л, и в этом случае pH = 7.
Обучающиеся знают, что они исследовали водные растворы солей и делают вывод, что вода участвует в гидролизе и дает ионы водорода и гидроксогруппы, избыток которых изменяет цвет индикаторов, поэтому исходный раствор окрасил лакмус в синий цвет.
Учитель формулирует вопрос: «Что же называется гидролизом?», если «гидро» - вода, «лизис» - разложение.
Делается вывод, что гидролиз солей – это обменное взаимодействие солей с водой, приводящее к их разложению (записывают определение в тетрадях).
IV этап урока – составление схем гидролиза солей, формулирование выводов
Учитель: любую соль можно представить как продукт взаимодействия основания с кислотой.
В зависимости от силы основания и кислоты можно выделить 4 типа солей:
соли, образованные сильным основанием и слабой кислотой
соли, образованные слабым основанием и сильной кислотой
соли, образованные сильным основанием и сильной кислотой
соли, образованные слабым основанием и слабой кислотой
Рассмотрим, что же происходит при взаимодействии различных типов солей с водой?
На этом этапе урока учитель ставит экспериментальную задачу: исследовать реакцию среды растворов солей: NaCl, Na2CO3, AlСl3 , результаты занести в таблицу и на основании наблюдений сделайте вывод о типе соли, типе гидролиза (по какому иону) и образующейся среде.
Наблюдения ученики вносят в заранее подготовленные таблицы, дополняя предыдущую вместо вопросительных знаков:
Вещество |
катионы |
анионы |
лакмус |
Метил-оранж |
Фенол-фталеин |
Вывод |
Кислота |
Н+ |
красный |
розовый |
бесцветный |
Кислая |
|
Основание |
ОН- |
синий |
жёлтый |
малиновый |
Щелочная |
|
Вода |
фиолет |
оранжев |
бесцветный |
нейтральная |
||
NaCl |
Na+ |
Cl- |
фиолет |
оранжев |
бесцветный |
нейтральная |
Na2CO3 |
К+ |
CO32- |
синий |
жёлтый |
малиновый |
Щелочная |
Al2(SO4)3 |
Mg2+ |
Cl- |
красный |
розовый |
бесцветный |
Кислая |
А затем демонстрирует упрощенную схему пошагового составления уравнений гидролиза на экране компьютера с заранее созданными слайдами.
AlCl3
Al(OH)3 HCl
слабое основание сильная кислота
[ ОН]- < [H]+
Составим уравнение реакции: молекулярное, полное и сокращенное ионные.
AlCl3 + HOH ↔ HCl + AlOHCl2
Al3+ + 3Cl – + HOH ↔ H+ + Cl – + AlOH2+ + 2Cl –
Al3+ + HOH ↔ AlOH2+ + H+
pH<7,
[H+] > [OH –].
Ученики делают обобщение:
Гидролиз идёт по слабому иону
Реакция среды определяется по сильному иону.
Вывод: Соль, образованная слабым основанием и сильной кислотой, имеет кислую реакцию, так как в растворе избыток ионов водорода, гидролиз идет по катиону (выводы записывают в тетрадях).
Аналогично составляются схемы по другим солям и делаются соответствующие выводы.
Na2CO3
NaOH H2CO3
сильное основание слабая кислота
[ ОН]- > [H]+
Предлагаю одному из учащихся составить уравнение реакции гидролиза, записав его на доске:
Na2CO3 + HOH ↔ NaOH + NaHCO3
2Na+ + CO32 – + HOH ↔ Na+ + OH – + Na+ + HCO3 –
CO32 – + HOH ↔ OH – + HCO3 –
pH>7,
[H+] < [OH –].
Вывод: Соль, образованная сильным основанием и слабой кислотой, имеет щелочную реакцию, так как в растворе избыток гидроксид-ионов, гидролиз идет по аниону .
Далее учитель просит ребят самостоятельно составить аналогичную схему для хлорида натрия.
NaCl
NaOH HCl
сильное основание сильная кислота
[H+] = [OH –].
Предлагаем одному из учащихся составить уравнение реакции гидролиза, записав его на доске:
NaCl + HOH ↔ NaOH + HCl
Na+ + Cl – + HOH ↔ Na+ + OH – + H+ + Cl –
HOH ↔ OH – + H+
pH=7,
[H+] = [OH –].
Учащиеся делают вывод: силы электролитов равны и записывают определение: Раствор соли, образованной сильным основанием и сильной кислотой имеет нейтральную среду, т.к. равенство концентраций ионов водорода и гидроксид-ионов не нарушено. Можно сказать, что такие соли гидролизу не подвергаются.
Учитель: А какой еще может быть случай образования солей? (Соль может быть образованна слабым основанием и слабой кислотой)
Учитель: Обратимся к тексту учебника. (Учащиеся читают текст учебника и выписывают уравнение реакции гидролиза сульфида алюминия).
Учитель: Очевидно, такому же необратимому гидролизу подвергается соль карбонат железа (III):
Fe2(CO3)3 + 3HOH → 2Fe(OH)3↓+ 3CO2↑
Учащийся делает вывод:
Соли, образованные слабым основанием и слабой летучей кислотой, подвергаются необратимому гидролизу, т.е. полностью разлагаются с образованием осадка и выделением газа, гидролиз идет и по катиону и по аниону.
V этап урока - Разрешение проблемы (решение задачи).
Вернемся к задаче, в решении которой мы зашли в тупик. Что нужно изменить в написании уравнения реакции?
В левую часть добавить вещество H2O, в правой части соль карбонат железа (III) заменить на осадок гидроксида железа (III) и углекислый газ. Соль хлорид натрия образованна сильным основанием и сильной кислотой, поэтому гидролизу не подвергается, в уравнении реакции остается без изменений.
Приглашаем того же ученика закончить решение задачи.
Ученик изменяет уравнение реакции и производит расчеты:
2FeCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Fe(OH)3↓+ 3CO2↑+ 6NaCl.
ν (Fe(OH)3) = ν (FeCl3) = 5 моль.
m (Fe(OH)3) = M* ν = 107г/моль*5моль = 535г.
Ответ: масса выпавшего осадка составляет 535г.
Вот мы и решили эту задачу, определили газ, наш массу осадка
VI этап урока – Закрепление («учимся говорить»).Подведение итогов.
Итак, сегодня мы познакомились с явлением гидролиза солей. Прошу дать краткие ответы на мои вопросы:
Что такое гидролиз?
На какие группы мы разделили все соли?
Как происходит гидролиз каждой группы?
(обучающиеся устно отвечают)
Проверим результативность нашей совместной исследовательской деятельности: определите тип соли, тип гидролиза, реакцию среды по алгоритму (находится на слайде):
Алгоритм выполнения задания |
Примеры |
1. Определяем, каким основанием и какой кислотой образована соль |
Al Cl3 Слабое осн. Сильная к-та |
2. Выбираем слабый ион, т.к. гидролиз идёт по слабому иону |
3+ Al - катион |
3. Выбираем сильный ион, т.к. он определяет реакцию среды |
Сильная кислота Кислая среда |
4. Формулируем вывод: соль образована слабым основанием и сильной кислотой, гидролизуется по катиону с образованием кислой среды. |
Помните:
Тип гидролиза определяем по слабому иону (катион или анион)
Реакцию среды устанавливаем по сильному иону (кислая, щелочная, нейтральная)
Например: карбонат натрия Na2CO3 – соль образована сильным основанием и слабой кислотой, гидролизуется по аниону с образованием щелочной среды
Устные задания: AlCl3 Fe2S3 K2 SO4 FeBr2 CaCl2 Na3PO4 Сu(NO3)2
VI этап урока –Домашнее задание.
§18, упражнение №3, 7, 8 (письменно), подготовить небольшой доклад на тему «Роль гидролиза в природе и жизни человека»
Приложение 2.
Задача.
При сливании раствора, содержащего 5моль хлорида железа (III), с избытком раствора кальцинированной соды выделяется газ и выпадает осадок. Определить массу выпавшего осадка.