Урок по химии на тему Химические свойства металлов. Электрохимический ряд (9 класс)

Тема: Химические свойства металлов. Электрохимический ряд напряжения металлов. Роль металлов в природной среде (биогены и загрязнители)
Цель: Познакомить с важнейшими химическими свойствами металлов.
Задачи:
1. Рассмотреть химические свойства металлов; электрохимический ряд напряжения металлов;
2. Развивать умение пользоваться электрохимическим рядом напряжения металлов; составлять уравнения реакций; определять восстановитель и окислитель;
3. Воспитывать коллективизм, внимание, аккуратность.
Оборудование: ПСХЭ, табл. «Электрохимический ряд напряжения»
Тип урока: изучение нового материала
Методы: словесный, наглядный
Формы работы: индивидуальные, коллективные
Ход урока
Организационный момент
Приветствие, проверка готовности класса к уроку, психологический настрой.
Опрос домашнего задания
1. Фронтальный опрос
1. Назовите физические свойства металлов.
2. Назовите области применения металлов.
Изложение нового материала
Химические свойства металлов определяются их способностью к отдаче электронов и проявлять ярко выраженные восстановительные свойства.
По активности все металлы делятся на:
Активные – щелочные, щелочноземельные;
Средней активности – Zn, Ni, Fe и т.д.;
Малоактивные – Au, Pt и платиновые металлы.
Самый опасный окислитель для металлов – кислород. Некоторые металлы окисляются кислородом воздуха, другие образуют защитную пленку.
1. Реакции соединения. Взаимодействуют с неметаллами:
с кислородом:
2Са + O2 = 2СаO4Na + O2 = 2Na2O
с серой:
2Al + 3S = Al2S3
с галогенами:
2Na + Cl2 = 2NaCl2Al + 3Br2 = 2AlBr3
2. Реакции замещения. Взаимодействуют со сложными веществами:
с водой:
2K + 2H2O + 2KOH + H2↑Zn + H2O = ZnO + H2↑
Благородные металлы с кислородом не реагируют.
с оксидами:
2Fe + Al2O3 = Fe2O3 + 2Al
с кислотами:
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
с солями:
Fe+CuSO4 = Cu↓ + FeSO4
с щелочами (амфотерные металлы):
2Al + 6NaOH = 2Na3AlO3 + 3H2↑
с веществами –окислителями (H2SO4(конц), HNO3):
Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
В 1865 г Н.Н.Бекетов составил вытеснительный ряд активности металлов и включил в него водород. Теперь его называют электрохимическим рядом напряжения металлов:
Li K Ca Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
Восстановительные свойства металлов
усиливаются← → ослабевают
Металлы, стоящие в этом ряду перед водородом, вытесняют его из растворов кислот. Металлы, стоящие после водорода, не могут вытеснить водород из растворов кислот, поэтому с разбавленными кислотами не взаимодействуют.
Все металлы, расположенные после магния, вытесняют из растворов солей металлы, стоящие после него, и не могут вытеснить металлы, стоящие перед магнием.
Все металлы, расположенные до магния, взаимодействуют с водой и могут вытеснить водород из растворов солей металлов, расположенных после себя.
Химическая активность в подгруппе возрастает сверху вниз и в рядах уменьшается при движении по ряду.
Очень интересные биологические свойства металлов, которые находятся в химически связанном, окисленном состоянии в составе сложных молекул, например хлорофилла. Без него не может быть фотосинтеза.
По внешнему виду или химическому составу некоторых растений можно судить, какие руды залегают в местах их произрастания. В очень малых количествах растения накапливают металлы, они нужны живому организму, без них растение заболевает. Однако крепкие растворы тех же металлов действуют на многие растения как яд. Иногда при повышенном содержании в почве металлов растения принимают несвойственную им карликовую форму. Однако бывает и наоборот. В некоторых районах Земли можно встретить гигантские осины, листья которых достигают 30 см. это свидетельствует о насыщении воды торием – значит, под почвой залегает месторождение редких металлов.
Повышенное содержание в почве некоторых металлов изменяет обычную окраску цветов и листьев. Так, избыток меди вызывает появление синих и голубых тонов: лепестки розы голубеют. Если много марганца, то он придает цветам красную и розовую окраску, не свойственную им в обычных условиях. Никель обесцвечивает цветы. В горах Армении найдены красивые махровые маки с черными пятнами на ярко-красных лепестках. Под маками оказалось месторождение молибдена, который и «нарисовал» черные узоры.
В организме человека и животных в настоящее время обнаружено около 70 химических элементов. их можно разделить на макро- и микроэлементы.
Ионы тяжелых металлов – кадмия, ртути, свинца, олова, висмута, особенно таллия, - попадая по вине промышленных предприятий в почву и воду, а затем в наш организм, становятся поражающим фактором, отравляют организм.
В Древнем Риме исключительно широко использовали свинец. В частности, из него были изготовлены водопроводные трубы, а сплавы, содержащие свинец, стали основным материалом для производства посуды. Естественно, что водопровод был только в богатых домах, в силу чего в организмах представителей высших слоев происходило постоянное накопление чрезмерных количеств свинца – это подтвердили исследования захоронений того времени.
А ведь даже малые концентрации свинца в организме ведет к снижению умственных способностей.
Свинец явился причиной гибели английского полярного исследователя адмирала Джона Франклина. Отправившись в 4845 г в свое последнее плавание, сэр Франклин и его команда из 130 человек погибли по неизвестной причине. В 1981-1986 гг. антропологи произвели эксгумацию останков и исследовали возможные причины смерти участников экспедиции. В результате применения современных методов анализа было установлено, что причиной не только смерти, но и явных нарушений поведения в последние недели жизни (в частности, каннибализма) послужило отравление свинцом. Оказывается, Британское адмиралтейство снабдило экспедицию большим запасом консервов (тогда это было новинкой) в банках из белой жести, упакованных в свинцовую фольгу. И этот свинец накапливался в содержимом банок.
Но металлы имеют положительное значение для человека.
ОВР и другие реакции, протекающие на клеточном уровне, невозможны без ионов цинка, марганца, меди, молибдена и некоторых других металлов. Многие функции организма обусловлены наличием в клетках ионов натрия, калия и кальция.
Известно, что в древности хранили воду в сосудах из серебра, так как вода в них не портилась. Это было важно для мореплавателей. Ионы серебра обладают бактерицидным действием. Микроорганизмы гибнут, а вода сохраняет свою свежесть.
Есть в ПСХЭ удивительный металл – тантал. Это тугоплавкий металл, химически чрезвычайно стойкий и в то же время совместимый с тканями человека. Поэтому он незаменим в восстановительной хирургии. Например, проломы в черепе можно заменять танталовыми пластинами, а танталовыми нитями сшивают даже нервы. В восстановительной хирургии используют и ниобий – в виде нитей для сшивания порванных сухожилий, кровеносных сосудов и нервов.
Не только жизнь Кощея Бессмертного, но, возможно, и наше здоровье заключены в яичную скорлупу. Если человек страдает малокровием, аллергией, подвержен простудам, проявлению герпеса на губах, не исключено, что все это связано с элементарной нехваткой в организме кальция.
Упр. 4, стр. 143
Работа в рабочей тетради упр. 192, 192, 193, 195, стр. 59-60
Д/з. §30, стр. 140-143, упр. 6, стр.143