Ионные уравнения реакций. Конспект урока по химии в 8 классе

Ионные уравнения реакций 8 класс

Тема: Ионные уравнения реакций.

Цель: показать суть химических реакций, протекающих в растворах.

Задачи:

образовательные:

• на основе усвоенных понятий о реакциях обмена и электролитической диссоциации веществ разных классов сформировать понятие «реакции ионного обмена»,
• закрепить понятие «реакции нейтрализации»;
• экспериментально доказать, что реакции в растворах электролитов являются реакциями между ионами; выявить условия, при которых они идут практически до конца;
• научить составлять молекулярные, полные и сокращённые ионные уравнения.

развивающие:

• совершенствовать учебные умения школьников при составлении химических уравнений, при выполнении лабораторных опытов;
• продолжить формирование химической речи учащихся, творческого мышления, правил научного общения, умения прогнозировать результат деятельности;

воспитательные:

• воспитывать культуру интеллектуального труда; чувство ответственности, уверенности в себе, требовательности к себе; умение работать в парах 

Тип урока: урок открытия новых знаний.
Основные понятия темы:  реакции ионного обмена, ионные реакции, ионные уравнения, молекулярные уравнения реакций, полные и сокращённые ионные уравнения реакций, реакции нейтрализации
 Методы обучения:  технология проблемного обучения.

Формы организации познавательной деятельности:  фронтальная, парная групповая.
Оборудование и реактивы:

Растворы кислот, серной и соляной

Раствор гидроксида натрия

Нитрат серебра Карбонат натрия

Штативы с пробирками.

Ход урока
I. Организационный момент.
II. Актуализация знаний учащихся.

Здравствуйте, ребята! Я рада вас приветствовать сегодня на уроке. Эпиграфом нашего урока будут следующие слова:

Три пути ведут к знанию:

путь размышления – самый благородный,

путь подражания – самый легкий,

и путь опыта – это самый горький.(слайд1)

Я желаю вам идти к достижению цели трудными, но благородными путями. Сегодня вы должны научиться применять полученные знания по теме «ТЭД» в новой нестандартной ситуации.

На столах табл. растворимости, лист с правилами, оценочный лист.

III. Целеполагание и мотивация.

Виртуальная экскурсия по музею. Выводим на слайд одну картину, которую нужно восстановить.

Живопись, как вид искусства существует с V века до нашей эры. Из всей живой природы только человек способен к творчеству. Произведения живописи отражает и оценивает эпоху, в которую было создано. Поэтому человечество бережно хранит произведения искусства. 
В настоящее время проблема сохранения живописи стала очень актуальной, так как человек осознал, насколько хрупки творения великих мастеров. Именно в наш «информационный» век стало возможным понять, как же именно сохранить произведения искусства для потомков. Этому способствуют науки: физика, химия и, в большей степени, химия. 
Пожар во Всероссийском художественном научно-реставрационном центре имени академика Грабаря, уничтожил множество ценных икон, картин, скульптур. Оставшиеся картины нуждаются в большой реставрации. Химическими исследованиями, которые применяются при реставрации картин это Капельный метод. В основе которого лежат ионные реакции.

До сих пор мы рассматривали процессы, происходящие при  растворении одного электролита в воде; сегодня мы рассмотрим, когда в растворе присутствуют два электролита.

Тема нашего урока: « Ионные уравнения реакций».

Запишите тему урока

формулировка целей и задач урока: (используя упражнение «Посмотрите через левое плечо»). Учитель предлагает учащимся встать, посмотреть через левое плечо, подумать, что каждый из них увидел; а теперь снова посмотрите через левое плечо как можно дальше. Вопрос учащимся: когда вы смогли увидеть больше, в первый или во второй раз? Учащиеся отвечают, во второй раз. Это потому, что у вас была такая цель. Давайте вместе сформулируем цель нашего урока, учитывая то, что тема немного нам знакома.

формулируются цель, задачи урока, сообщается форма его проведения

А цель звучит следующим образом.

Цель: Дать понятие о сущности реакций ионного обмена и

рассмотреть условия протекания данных реакций до конца.

Для рассмотрения этой темы нам потребуются понятия, с которыми вы уже знакомы.

Вспомним: Закончите предложения.

Блиц-контроль

Электролиты – это вещества растворы, которых…

Электролитическая диссоциация - процесс…

Не электролиты - вещества, водные растворы или расплавы которых …

Кислоты - электролиты при диссоциации которых образуются …

Основания - электролиты, при диссоциации которых образуются …

Соли - электролиты при диссоциации которых образуются …

Теорию электролитической диссоциации сформулировал …

IV. Изучение нового материала. Первичное закрепление.
1) Вступительное слово
Как Федя заряжал аккумулятор

Федя снял аккумулятор с "Жигуля":
Напряжение упало до нуля.
Феде посоветовал Андрей:
"Ты электролит туда залей!"
Федор взял на кухне соли: 
Он учил когда-то в школе, 
Что любой электролит, 
Если он водой залит, 
Распадается на ионы.

Этих ионов - миллионы!..

 Соль - она электролит.
Вот готов раствора литр.

Федор взял аккумулятор…
Догадайтесь-ка, ребята:
Что сказал ему отец?

Тут истории конец.

- Каждое химическое свойство, проявляемое сильными электролитами в растворах, - это свойство ионов, на которые электролит распался: либо катионов, либо анионов. Между тем, реакции обмена между электролитами в водных растворах мы раньше изображали молекулярными уравнениями, не учитывая, что в этих реакциях участвуют не молекулы электролита, а ионы, на которые он диссоциирован.
 

При сливании некоторых растворов электролитов реакции протекают, а в других случаях – нет. Как вы думаете почему? Попробуем разобраться с помощью эксперимента. 1.СОЗДАНИЕ проблемной ситуации

а) на доске запись AgNO₃ + HCl = AgCl↓ + HNO₃

Учитель напоминает, что реакция протекает в растворе, где вещества находятся в виде ионов и предлагает написать представленное уравнение в ионном виде.

Запись на доске: Ag⁺ + NO₃⁻ + H⁺ + Cl⁻ → Ag⁺ + Cl⁻ + H⁺ + NO₃⁻

- Итак, реакции, осуществляемые в растворах между ионами, называются ионными, а уравнения таких реакций – ионными уравнениями.

Учитель – посмотрите на обе части уравнения. Что мы видим?

Ученики – одинаковые ионы.

Учитель – если обе части содержат одинаковые ионы, что можно сказать о такой реакции?

Ученики – она обратима.

б) ученики проводят реакцию на практике и наблюдают выпадение осадка

в) ПОБУЖДЕНИЕ к осознанию противоречия

Учитель – что наблюдаете при поведении реакции?

Ученики – выпадение осадка.

Учитель – а какое вещество выпадает в осадок?

Ученики – с помощью таблицы растворимости – AgCl

Учитель – значит хлорид серебра – вещество нерастворимое. А когда в результате реакции выпадает осадок, что можно сказать о такой реакции?

Ученики – реакция необратима

Учитель – А мы думали, что реакция обратима

Предлагается сделать верную запись реакции и учащиеся самостоятельно должны записать уравнение реакции:

Ag⁺ + NO₃⁻ + H⁺ + Cl⁻ → AgCl↓ + H⁺ + NO₃⁻

Учитель поясняет, что написанное уравнение называется полным ионным. определим одинаковые ионы, то есть ионы, не участвующие в реакции (они находятся в правой и левой части уравнения в одинаковом количестве ). Формулы этих ионов можно вычеркнуть, другими словами, привести подобные члены в левой и правой частях уравнения («сократить»)

Затем предлагается сравнить обе части уравнения и сделать вывод – какие частицы участвовали в реакции, и записать соответствующее уравнение реакции: Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl↓

Учитель – это сокращенное ионное уравнение.

г) ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ знаний

Учитель – что необходимо знать, прежде чем делать запись реакции ионного обмена?

Ученики – необходимо определить обратима или необратима реакция

Вещества – электролиты записываем в виде ионов, на которые они распадаются в растворе, с учётом коэффициентов и индексов. Формулы нерастворимых, газообразных и малодиссоциирующих веществ оставляем в молекулярном виде (слайд 6).

Записать ионное уравнение, при этом не забыть

коэффициент перед формулой вещества относится к обоим ионам ;

формулы многоатомных (сложных) ионов не разрывают – ОН⁻, СО₃²⁻, NО₃⁻,SО₄²⁻, РО₄³⁻, НСО₃ˉ , НРО₄²⁻ и т.п.

индекс после иона переходит в ионном уравнении в коэффициент перед ним.

2 Nа⁺ + 2ОН⁻ +2Н⁺ + SО₄²⁻ = 2 Nа⁺ + SО₄²⁻ + 2Н₂О - получаем полное ионное уравнение

* Сокращённое ионное уравнение отражает сущность реакции ионного обмена.

Учитель – вспомните признаки химических реакций; как вы думаете, в каких случаях реакция ионного обмена может быть необратима?

Запись на доске:

ГИПОТЕЗЫ - выпадение осадка, выделение газа, образование воды, изменение цвета, выделение тепла

ПРОВЕРКА ГИПОТЕЗ - класс делится на группы и получают инструкции для проверки одной гипотезы на группу. Задание – написать уравнение реакции в молекулярном и ионном видах и сделать выводы.

Вспомним правила ТБ по работе с химическими веществами.

В XIX веке жил знаменитый ученый-химик Карл Либих. Его коллега (тоже химик) Карл Фогт вспоминает один такой случай… как-то входит Либих, а у него в руке склянка с притертой пробкой. Он подходит к Фогту и говорит: «Ну-ка, обнажите свою руку», - и влажной пробкой прикасается к руке Фогта и спрашивает: «Жжет, не правда ли?» Я только что получил муравьиную кислоту.

Правильно ли поступил Карл Либих?

Конечно же нет. У Фогта после этого долго болела рука и остался шрам.

А вы знаете, как надо обращаться с реактивами?

Перед каждым из вас на столе лежит инструкционная карта. По ходу выполнения опытов заполните ее, пожалуйста!

- Как такие реакции происходят в действительности, рассмотрим сначала на примере реакций, сопровождающихся выделением осадка.

Учащимся раздаются карточки-инструкции и они начинают по ним работать, выполняя задания.

Проводя реакцию, ребята записывают наблюдения и составляют уравнения реакций в молекулярной, полной и сокращенной ионной форме.

Учащиеся проводят опыт, руководствуясь инструкцией, находящейся на их столе и соблюдая технику безопасности (учитель делает акцент на правилах по ТБ: инструкции приведены в приложении к разработке урока).

Затем трое учащихся записывают эти уравнения реакций на доске (осуществляется проверка правильности составления уравнений, а наблюдения просто озвучиваются).

Учащиеся выполняют эксперимент, затем выходят к доске. Один из них пишет уравнение на доске, второй объясняет ход эксперимента. Класс в это время внимательно слушает и записывает все уравнения реакций, комментируя ошибки, если таковые имеются.

РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОДУКТА - отчет по проверке гипотез у доски ( запись гипотезы и уравнение соответствующей реакции в сокращенной ионной форме)

Подводится итог работы.

Справка.

При составлении ионных уравнений в виде ионов записывают только сильные, хорошо растворимые электролиты.

Неэлектролиты, малорастворимые и нерастворимые электролиты, слабые электролиты записывают в виде молекул.

Если вещество выпадает в осадок, справа от его формулы ставят

стрелку, направленную вниз . Если в ходе реакции выделяется газ,

справа от его формулы ставят стрелку, направленную вверх .
V. Первичное закрепление нового материала (самостоятельная работа по вариантам).

Самостоятельная работа

1-вариант

1. Молекулярному уравнению реакции Ba(OH)₂ +2HNO₃ → Ba(NO₃)₂+2 H₂O соответствует сокращённое ионное уравнение

1) Ba(OH)₂ + H⁺→Ba²⁺ + H₂O

2) 2OH⁻ + 2H⁺ → 2H₂O

3) Ba²⁺ + 2NO₃⁻→Bц3a(NO₃)₂

4) OH- + H+ → H₂O

2. Выделение газа происходит в результате реакции серной кислоты с

1) гидроксидом калия

2) карбонатом натрия

3) оксидом калия

4) нитратом свинца

3. Необратимо протекает реакция ионного обмена между растворами

1) сульфата калия и нитрата алюминия

2) серной кислоты и карбоната натрия

3) гидроксида бария и хлорида натрия

4) нитрата калия и фосфорной кислоты

Самостоятельная работа

2-вариант

1. Уравнению реакции Zn(OH)₂ + H₂SO₄ = ZnSO₄ + 2H₂Oсоответствует сокращённое ионное уравнение

1) H⁺ + OH⁻ = H₂O

2) Zn²⁺ + SO₄²⁻ = ZnSO₄

3) H₂SO₄ + Zn²⁺ = ZnSO₄ + H₂O

4) Zn(OH)₂ + 2H⁺ = Zn²⁺ + 2H₂O

2. Практически необратимо протекает реакция ионного обмена между растворами

1) хлорида калия и нитрата цинка

2) сульфата калия и нитрата бария

3) сульфата натрия и гидроксида калия

4) нитрата натрия и сульфата железа (||)

3. С выделением газа протекает реакция между

1) силикатом калия и гидроксидом кальция

2) карбонатом кальция и соляной кислотой

3) нитратом цинка и оксидом бария

4) сульфатом калия и хлоридом магния

Ребята мы сегодня занимались небольшим научным исследованием. Исследовали и выяснили, что ионные реакции идут до конца в трех случаях. Также ознакомились с некоторыми свойствами ионов.
Итак, сегодня мы познакомились с реакциями ионного обмена, теперь давайте подведем итог нашей работе. Заполните таблицу, лежащую у вас на столе.

Выводы: 

Если выделит ГАЗ - Это раз;

И получится ВОДА­ - Это два;

А ещё нерастворимый

Осаждается продукт…

«Есть ОСАДОК», - говорим мы...

Это третий важный пункт,

Химик «правила обмена»

Не забудет никогда:

В результате – непременно

Будет ГА3 или ВОДА,

Выпадет ОСАДОК – Вот тогда порядок!!!

Молодцы ребята вы смогли превратить наш урок в научную лабораторию.

Мы прошли с вами все этапы научного познания всего лишь на одном уроке.

Рефлексвно-оценочный (3 мин).

Я предлагаю вам оценить работу своих групп с помощью колеса самооценки. Возьмите его пожалуйста. На колесе самооценки есть 6 критериев по которым вы должны оценить себя и работу своей группы. Посоветовавшись и от 0 до 10. В течении 1 минуты оцените работу по данным критериям. Вам понятно как выполнять оценивание. В течении минуты поставьте точки.

Что вы можете сказать по критерию Работа ума и получения новых знаний?

Почему? Спасибо! Замечательно. Вторая группа, как вы оценили деятельность своей группы по критерию гармония отношений с коллегами.

И третья группа как вы оценили, себя по критерию у нас все получилось!

VII. Домашнее задание
§ 37
Презентация по теме: «Реакции ионного обмена в природе и жизни человека»

Предложите решение следующей задачи:
Задача 1.
^ В сточных водах гальванического цеха химического завода обнаружены катионы Fe3+, Fe2+, Ni2+ и анионы Cl-, SO42-. Как с помощью реакций ионного обмена можно очистить эти стоки?
Успехов вам в дальнейшем изучении химии!

Давайте поблагодарим друг друга аплодисментами! Желаю вам в этой жизни накапливать только позитивную энергию и дарить ее окружающим во всем в учебе , в работе . в общении, в познании нашего мира. Спасибо вам большое!

Чтобы добиться наибольшей эффективности, при планировании урока использовались как традиционные, так и инновационные технологии:

 Групповая форма работы

 Игровые элементы

 Практическая задача

 Фильм-презентация

 Опорные конспекты

 Самооценка учащихся

 

Капельный метод. Реакции, как правило, проводятся на фильтровальной бумаге (лучше беззольных сортов). Основной признак определения ионов в капельном анализе – окраска, возникающая, меняющаяся или исчезающая в ходе реакции. В отличие от микрокристаллического метода наблюдения за продуктами реакции ведут невооруженным глазом. Наиболее эффективен капельный метод в том случае, когда в результате образуются ярко окрашенные продукты реакции. Главное достоинство капельного метода – его высокая чувствительность, а также возможность в одной капле определить одновременно несколько ионов.

Для увеличения чувствительности капельных реакций исследуемый раствор предварительно выпаривают на бумаге, а затем обрабатывают реактивом или же используют фильтровальную бумагу, предварительно пропитанную раствором реактива, а затем высушенную.

Алгоритм составления ионных уравнений реакций

 

СОСТАВЛЕНИЕ ИОННЫХ УРАВНЕНИЙ  Правила:

1. Простые вещества, оксиды, а также нерастворимые кислоты, основания и соли не диссоциируют.

2.Для реакции берут растворы веществ, поэтому даже малорастворимые вещества находятся в растворах в виде ионов.

3.Если малорастворимое вещество образуется в результате реакции, то при записи ионного уравнения его считают нерастворимым.

4.Сумма электрических зарядов ионов в левой части уравнения должна быть равна сумме электрических зарядов ионов в правой части.

Задание

Действуйте согласно инструкции и соблюдая правила по технике

безопасности.

ИНСТРУКЦИЯ

1)В пробирку налейте раствор щелочи и добавьте к нему несколько

капель фенолфталеина. После изменения окраски раствора к

содержимому пробирки прилейте немного раствора кислоты.

2)Прочитайте стихи и запишите уравнение химической реакции, которую вы только что проделали, в молекулярном, полном и сокращенном ионном виде.

Если очень постараться

И совсем не ошибаться,

То любую кислоту мы узнаем за версту

Надо лишь для испытания

К ней добавить основание.

У кислот и оснований -

Сто веков войны.

Им о мире разговоры вовсе не нужны.

Только победителей не будет никогда:

В результате всех реакций

- СОЛЬ да ВОДА!

Информационная справка:

Науке свойственно стремление к познанию первооснов окружающего нас мира. Две трети поверхности Земли покрыто водами рек, озер, морей, океанов. Океаны- колыбель жизни на Земле, с точки зрения химика, представляют собой водный раствор множества химических веществ. Все живое сохранило в своих организмах водный раствор в виде жидкой составляющей ткани, плазмы крови, межклеточной жидкости, содержащей необходимый запас ионов и молекул. Ионные реакции применяют для очистки сточных вод автотранспортного предприятия от катионов Pb2+ и Cu2+, оказывающих токсическое действие на живые организмы.

Задание

Действуйте согласно инструкции и соблюдая правила по технике

безопасности.

ИНСТРУКЦИЯ

1)В пробирку налейте раствор соли, а затем добавьте к нему раствор

щелочи.

2)Прочитайте стихи и запишите уравнение химической реакции, которую вы только что проделали, в молекулярном, полном и сокращенном ионном виде,

используя алгоритм составления ионных уравнений реакций.

Если нерастворимый осаждается продукт ...

Есть ОСАДОК↓ - говорим мы. Выпадет ОСАДОК-Вот тогда – порядок!

 

Информационная справка:

Реакции ионного обмена широко распространены в живой и неживой природе, например, образование осадочных пород (гипс, известняк, другие соли), появление камней в почках животных и человека. В Тячевском районе есть карстовая пещера, стены которой покрыты молочно-белым прозрачным кальцитом. Отложения на стенах напоминают по форме причудливые сказочные каменные цветы. Пещера имеет научное и эстетическое значение.

Широко используются реакции ионного обмена и в практических целях, например, для осаждения ионов, приносящих существенный вред людям и животным. К таким относят, в первую очередь, катионы тяжёлых металлов. Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь, мышьяк,) относятся к числу распространенных и весьма токсичных загрязняющих веществ. Они широко применяются в различных промышленных производствах, поэтому, несмотря на очистные мероприятия, содержание соединения тяжелых металлов в промышленных сточных водах довольно высокое. Большие массы этих соединений поступают в океан через атмосферу. Для морских биоценозов наиболее опасны ртуть, свинец и кадмий. Ртуть переносится в океан с материковым стоком и через атмосферу.

Задание

Действуйте согласно инструкции и соблюдая правила по технике

безопасности.

ИНСТРУКЦИЯ

1)В пробирку с кусочком мела налейте немного раствора соляной кислоты.

2)Прочитайте стихи и запишите уравнение химической реакции, которую вы только что проделали, в молекулярном, полном и сокращенном ионном виде,

используя алгоритм составления ионных уравнений реакций.

Карбонат кальция без труда растворяет кислота.

Мгновенно превращен в углекислый газ он.

Информационная справка:

Реакции ионного обмена встречаются в жизни, множество их протекают в нашем организме и от их протекания зависит здоровье человека. Они всегда протекают в почве.

Во многих случаях CO2  получают в процессе использования, например, хлебопекарных порошков, содержащих смесь бикарбоната натрия с кислым виннокислым калием. При смешивании таких порошков с тестом соли растворяются и возникает реакция с выделением CO2 . В результате тесто всходит, наполняясь пузырьками углекислого газа, и выпеченный из него продукт получается мягким и вкусным.

Г. Кавендиш первый обратил внимание на то, что водный раствор двуокиси углерода имеет хотя и слабый, но приятный кислый вкус. Он продемонстрировал в Королевском обществе стакан чрезвычайно приятно искрящийся шипучей воды, едва ли отличной от сельтерской воды и получил за это открытие золотую медаль общества.

Получение углекислого газа применяют для газирования фруктовых и минеральных вод, для производства сахара, пива, в медицине для углекислых ванн.

 

Задание

Действуйте согласно инструкции и соблюдая правила по технике

безопасности.

ИНСТРУКЦИЯ

1)В пробирку налейте раствор соли и добавьте к нему несколько

капель фенолфталеина, а затем добавьте к нему раствор второй соли.

2)Прочитайте стихи и запишите уравнение химической реакции, которую вы только что проделали, в молекулярном, полном и сокращенном ионном виде,

используя алгоритм составления ионных уравнений реакций.

ОБРАТИМОСТЬ у реакций может быть или не быть…
С  ОБРАТИМЫМИ сложнее – здесь режимы изменил,
Из готового продукта то, что было получил. 

Информационная справка:

Мастерство реставратора – тяжелый и кропотливый труд, требующий от реставратора немалых познаний в области науки и искусства. Искренне стараясь не навредить картине, реставратор прибегает к  помощи наукоемких технологий. В живописи часто используются одинаковые по цвету, но отличные по составу и кристаллической структуре пигменты. Отличить такие пигменты друг от друга помогает лаборатория микрохимического анализа. Анализируемые вещества испытывают на растворимость в растворах минеральных кислот, щелочей, в органических растворителях. За процессом растворения  наблюдают под микроскопом, делая соответствующие выводы. Если вещество трудно растворимо, его растворяют при нагревании. Нерастворимые соединения переводят в раствор сплавлением с содой, со смесью соды с селитрой, с перекисью натрия и т.п.

После того как сделаны предварительные испытания, производят обнаружение катионов или анионов. В аналитической химии анализ смеси ионов проводят систематическим или дробным методом. В растворе неорганические пигменты распадаются на ионы, которые и определяют с помощью аналитических реакций. Зная состав ионов в растворе, можно предположить наличие тех или иных пигментов, входящих в состав красочного слоя.

 

Инструктивная карта урока

Инструктивная карта урока

Блиц-контроль

Электролиты – это вещества растворы, которых…

Электролитическая диссоциация - процесс…

Не электролиты - вещества, водные растворы или расплавы которых …

Кислоты - электролиты при диссоциации которых образуются …

Основания - электролиты, при диссоциации которых образуются …

Соли - электролиты при диссоциации которых образуются …

Теорию электролитической диссоциации сформулировал …
 

Вывод: С точки зрения электролитической диссоциации реакции в пробирках________ прошли до конца, поскольку ____________________________.

Выводы: 

Если выделит ГАЗ - Это раз; И получится ВОДА­ - Это два;

А ещё нерастворимый Осаждается продукт…

«Есть ОСАДОК», - говорим мы...

Это третий важный пункт,

Химик «правила обмена»

Не забудет никогда:

В результате – непременно

Будет ГА3 или ВОДА,

Выпадет ОСАДОК – Вот тогда порядок!!