Кислоты: классификация, номенклатура, физические и химические свойства.

Тема урока: Кислоты: классификация, номенклатура, физические и химические свойства Цель урока: сформировать знания о составе, классификации, номенклатуре кислот, их роли в природе, правилах работы с кислотами; изучить химические свойства кислот, познакомиться с рядом активности металлов, реакциями замещения и обмена. Тип урока: комбинированный урок. Методы: объяснительно-иллюстративные (рассказ с элементами беседы, демонстрация презентации содержащей видеоопыт), создание проблемной ситуации, практическая работа.
Ход урока:
Орг момент.
Проверка д/з.
- Распределите формулы по классам в таблицу
HCl, HNO3, H2SO4, Ca(OH)2, K2O, Na2O, Al2O3, Zn(OH)2, Al(OH)3.
 ОКСИДЫ  ОСНОВАНИЯ
   
   
   
- Состав оснований и их классификация.
- Получение оснований.
- Химические свойства растворимых оснований.
- Химические свойства нерастворимых оснований.
- Применение оснований.
Изучение нового материала.
Слова "кислота" и "кислый" не зря имеют общий корень. Растворы всех кислот на вкус кислые. Это не означает, что раствор любой кислоты можно пробовать на язык – среди них встречаются очень едкие и даже ядовитые. Но такие кислоты как уксусная (содержится в столовом уксусе), яблочная, лимонная, аскорбиновая (витамин С), щавелевая и некоторые другие (эти кислоты содержатся в растениях) знакомы вам именно своим кислым вкусом.
В этом параграфе мы рассмотрим только важнейшие неорганические кислоты, то есть такие, которые не синтезируются живыми организмами, но играют большую роль в химии и химической промышленности.
В состав кислот обязательно входит водород. Причём водород всегда стоит на первом месте в формуле соединения. Вся остальная часть молекулы называется кислотным остатком.
Все кислоты, независимо от их происхождения, объединяет общее свойство – они содержат реакционноспособные атомы водорода. В связи с этим кислотам можно дать следующее определение:
Кислота – это сложное вещество, в молекуле которого имеется один или несколько атомов водорода и кислотный остаток.
1)кислотные остатки в химических реакциях обычно сохраняются и переходят из одних соединений в другие;
2)валентность кислотных остатков определяется числом атомов водорода,
Кислоты классифицируют по таким признакам: а) по наличию или отсутствию кислорода в молекуле и б) по числу атомов водорода.
Говоря о растворимости, обратитесь обязательно к таблице раствори-мости, найдите ряд кислот и учащиеся сами сделают выводы: единственная нерастворимая кислота — кремниевая.
По первому признаку кислоты делятся на кислородсодержащие и бескислородные.
Классификация кислот по составу.
Кислородсодержащие кислоты Бескислородные кислоты
H2SO4 серная кислота H2SO3 сернистая кислота HNO3 азотная кислота H3PO4 фосфорная кислота H2CO3 угольная кислота H2SiO3 кремниевая кислота HF фтороводородная кислота HCl хлороводородная кислота (соляная кислота) HBr бромоводородная кислота HI иодоводородная кислота H2S сероводородная кислота
По количеству атомов водорода, способных замещаться на металл, все кислоты делятся на одноосновные (с одним атомом водорода), двухосновные (с 2 атомами Н) и трехосновные (с 3 атомами Н), как показано в табл. 8-2:
Классификация кислот по числу атомов водорода.
  К И С Л О Т Ы 
Одноосновные Двухосновные Трехосновные
HNO3 азотная HF фтороводородная HCl хлороводородная HBr бромоводородная HI иодоводородная H2SO4 серная H2SO3 сернистая H2S сероводородная H2CO3 угольная H2SiO3 кремниевая H3PO4 фосфорная
Физические свойства кислот
Многие кислоты, например серная, азотная, соляная – это бесцветные жидкости. известны также твёрдые кислоты: ортофосфорная, метафосфорная HPO3, борная H3BO3. Почти все кислоты растворимы в воде. Пример нерастворимой кислоты – кремниевая H2SiO3. Растворы кислот имеют кислый вкус. Так, например, многим плодам придают кислый вкус содержащиеся в них кислоты. Отсюда названия кислот: лимонная, яблочная и т.д.
Способы получения кислот
ПОЛУЧЕНИЕ
1. Прямое взаимодействие неметаллов
H2 + Cl2 = 2 HCl1. Кислотный оксид + вода = кислота  
SO3 + H2O  = H2SO4
2. Реакция обмена между солью и менее летучей кислотой
2 NaCl (тв.) + H2SO4(конц.) =  Na2SO4 + 2HCl
Рассмотрим важнейшие химические свойства кислот.
1. Действие растворов кислот на индикаторы. Практически все кислоты (кроме кремниевой) хорошо растворимы в воде. Растворы кислот в воде изменяют окраску специальных веществ – индикаторов. По окраске индикаторов определяют присутствие кислоты.
Демонстрация опыта:
В тир пробирки наливаем по 1 мл растворов кислот HCI, H 2SO4, HNO3 и прибавим по несколько капель каждого из индикаторов. В растворах кислот изменяется окраска индикаторов.
1. Метиловый оранжевый — становится розово-красным.
2. Фиолетовый лакмус — красным.
3. Бесцветный фенолфталеин – остаётся бесцветным.
Фенолфталеин является индикатором на щелочи, т.к. только в щелочной среде изменяет окраску, а в кислой он остаётся бесцветным.
Индикаторы представляют собой вещества сложного строения. В растворах оснований и в нейтральных растворах они имеют иную окраску, чем в растворах кислот. Об индикаторах мы более подробно расскажем в следующем параграфе на примере их реакций с основаниями.
2. Взаимодействие кислот с основаниями. Эта реакция, как вы уже знаете, называется реакцией нейтрализации. Кислота реагируют с основанием с образованием соли, в которой всегда в неизменном виде обнаруживается кислотный остаток. Вторым продуктом реакции нейтрализации обязательно является вода. Например:
Для реакций нейтрализации достаточно, чтобы хотя бы одно из реагирующих веществ было растворимо в воде. Поскольку практически все кислоты растворимы в воде, они вступают в реакции нейтрализации не только с растворимыми, но и с нерастворимыми основаниями. Исключением является кремниевая кислота, которая плохо растворима в воде и поэтому может реагировать только с растворимыми основаниями – такими как NaOH и KOH:
H2SiO3 + 2 NaOH = Na2SiO3 + 2H2O2
3. Взаимодействие кислот с основными оксидами. Поскольку основные оксиды – ближайшие родственники оснований – с ними кислоты также вступают в реакции нейтрализации:
2 HCl+ CaO= CaCl2 + H2O
Как и в случае реакций с основаниями, с основными оксидами кислоты образуют соль и воду. Соль содержит кислотный остаток той кислоты, которая использовалась в реакции нейтрализации.
Взаимодействие кислот с оксидами металлов. В две пробирки насыпаем немного порошка Fe2O3. Добавляем в одну пробирку раствор серной кислоты, в другую —соляной. Смеси слегка подогрели. Наблюдаем растворение оксида.
Fe2 O3+ 6 HCI = 2 FeCI3 +3 H2O
Fe2 O3 +3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O
Провели аналогичные реакции с оксидами магния.
MgO + H2SO4 = Mg SO4 + H2O
MgO+ 2HCI = MgCI2 + H2O
После выпаривания на стеклянной пластинке остались кристаллики соли. Растворяются оксиды в кислотах и образуется соль и вода.
4. Взаимодействие кислот с металлами. Как мы видим из предыдущего примера, для взаимодействия кислот с металлом должны выполняться некоторые условия (в отличие от реакций кислот с основаниями и основными оксидами, которые идут практически всегда).
Во-первых, металл должен быть достаточно активным (реакционноспособным) по отношению к кислотам. Например, золото, серебро, медь, ртуть и некоторые другие металлы с выделением водорода с кислотами не реагируют. Такие металлы как натрий, кальций, цинк – напротив – реагируют очень активно с выделением газообразного водорода и большого количества тепла.
По реакционной способности в отношении кислот все металлы располагаются в ряд активности металлов. Слева находятся наиболее активные металлы, справа – неактивные. Чем левее находится металл в ряду активности, тем интенсивнее он взаимодействует с кислотами.
Ряд активности металлов.
Металлы, которые вытесняют водород из кислот Металлы, которые не вытесняют водород из кислот
K Ba Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb (H)
 самые активные металлы Cu Hg Ag Pt Auсамые неактивные металлы 
Во-вторых, кислота должна быть достаточно сильной, чтобы реагировать даже с металлом из левой части табл. 8-3. Под силой кислоты понимают ее способность отдавать ионы водорода H+.
Таблица 8-4. Классификация кислот на сильные и слабые кислоты.
Сильные кислоты Слабые кислоты
HI иодоводороднаяHBr бромоводороднаяHCl хлороводороднаяH2SO4 серная
HNO3 азотная HF фтороводородная
H3PO4 фосфорная
H2SO3 сернистая
H2S сероводородная
H2CO3 угольная
H2SiO3 кремниевая
Ме + КИСЛОТА =СОЛЬ + H2↑ (р. замещения)
Zn + 2 HCl = ZnCl2 + H2
Разложение кислородсодержащих кислот при нагревании
( искл. H2SO4 ; H3PO4 )
КИСЛОТА = КИСЛОТНЫЙ ОКСИД + ВОДА (р. разложения ) Запомните! Неустойчивые кислоты (угольная и сернистая) – разлагаются на газ и воду:
H2CO3 ↔ H2O + CO2↑
H2SO3 ↔ H2O + SO2↑
Реагируют с солями слабых, летучих кислот - если образуется соль, выпадающая в осадок или выделяется газ:3
2 NaCl (тв.) + H2SO4(конц.) = Na2SO4 + 2HCl¬↑ ( р. обмена)
Закрепление материала.
Задачи.
1. Напишите реакции нейтрализации между кислотами и основаниями, в результате которых получаются следующие соли: Al2(SO4)3, NiCO3, Fe(NO3)3, Mg3(PO4)2, PbS, Li2SO4.
2. Сколько P2O5 необходимо для получения 392 кг фосфорной кислоты H3PO4 ?3. Закончите уравнение тех реакций, которые практически возможны.
1.HCI + Ca =
2.H2SO4 + AI=
3.H3 PO4 +Ag =
4.HCI + Cu =
5.H2SO4 +Fe =
6.H3 PO4 + Na =
Na + H2SO4
Al + H2S
Ca + H3PO4
Na2O + H2CO3
ZnO + HCl
CaO + HNO3
Fe2O3 + H2SO4
KOH + HNO3
NaOH + H2SO3
Ca(OH)2 + H2S
Al(OH)3 + HF
HCl + Na2SiO3
H2SO4 + K2CO3
HNO3 + CaCO3
Назовите продукты реакции
4. Распределите химические формулы кислот  в таблицу. Дайте им названия:
LiOH, Mn2O7, CaO, Na3PO4, H2S, MnO, Fe(OH)3, Cr2O3, HI , HClO4 ,HBr , CaCl2, Na2O,  HCl , H2SO4 , HNO3 , HMnO4 , Ca(OH)2, SiO2,  H2SO3 , Zn(OH)2, H3PO4 , HF , HNO2 ,H2CO3 , N2O, NaNO3 ,H2S , H2SiO3
Кислоты
Бескислородные Кислород содержащиерастворимые
  нерастворимые одноосновные двухосновные трёхосновные
Д\з
§ 32, стр. 104, упр 8
4