Урок химии на тему Соли угольной кислоты. Жесткость воды.
Тема: Соли угольной кислоты. Жесткость воды.
Цель урока: Изучить химические свойства солей угольной кислоты – карбонатов и гидрокарбонатов; приобрести навыки в решении расчетных задач.
создать условия для развития умений учащихся анализировать, обобщать, делать выводы, сравнивать.
Деятельность учителя Деятельность обучающихсянаглядности
3 мин. I. Организационный момент. Приветствие.
- Повернитесь друг к другу, улыбнитесь. Работать на уроке будет веселее, когда у всех замечательное настроение. Ученики осмысливают поставленную цель. Поворачиваются друг к другу и улыбаются. 5 мин. II. Проверка пройденного материала.
По методу «Ромашка Блума» осуществляет проверку пройденного материала.
Тест-экспресс.
Разновидности простого вещества, образованные одним и тем же химическим элементом? (Аллотропные модификации)
Электронная формула атома углерода? (1s22s22p2)
Количество электронов на внешней электронной оболочке элементов IV группы главной подгруппы? (четыре)
Летучие водородные соединения углерода и кремния? (метан CH4, силанSiH4)
Формула высших оксидов элементов подгруппы углерода? (ЭО2)
Масса 0,5 моль свинца? (103,5г.)
Объем 2 моль метана при нормальных условиях? (44,8л.)
Чего больше по массе в угарном газе – кислорода или углерода? (По массе больше кислорода)
Степень окисления углерода в угарном газе и углекислом газе? (+2; +4)
Где больше атомов – в 1л угарного или в 1л углекислого газа? (В 1л углекислого газа)
Ученики отвечают на уровневые вопросы. Ромашка Блума20 мин. III. Актуализация знаний
Работают у доски. Демонстрируют свои знания.
Соли угольной кислоты- карбонаты.
Угольная кислота – двухосновная и поэтому может образовывать два вида солей:
Na2CO3 NaHCO3
CaCO3 Ca(HCO3)2
почти все карбонаты, кроме карбонатов все гидрокарбонаты растворимы
щелочных металлов- нерастворимы
Карбонаты легко превращаются в гидрокарбонаты и наоборот:
СаСO3 + H2O + CO2Ca(HCO3)2
t
Ca(HCO3)2 Са СO3 + H2O + CO2
Качественная реакция на соли угольной кислоты (СО32- или карбонат-ион) – взаимодействие с разбавленной кислотой, например соляной:
Na2CO3 + HCl
учащиеся записывают уравнение реакции в молекулярной и ионной форме
Na2CO3 + 2HCl CO2 + 2NaCl + H2O
2Na++ CO32- + 2H+ + 2Cl- CO2 + 2Na+ +2Cl- + H2O
CO32- + 2H+ CO2 + H2O
Жёсткость воды.
Использование жёсткой воды приводит к образованию накипи. Анализ показывает, что жёсткая вода содержит большое количество растворимых солей кальция и магния. Различают временную жёсткость воды и постоянную жёсткость воды.
Ca(HCO3)2 и Mg(HCO3)2 или СaCl2 и MgCl2
3805555-414020001771015-88455500
временную жёсткость постоянную жёсткость
Временная жёсткость воды или карбонатная, обусловлена присутствием в воде гидрокарбонатов кальция и магния. Она легко устраняется кипячением:
t
Ca(HCO3)2 Са СO3 + H2O + CO2
или действием известкового молока или соды
Ca(HCO3)2 +Ca(OH)2
Ca(HCO3)2 + Na2CO3
учащиеся записывают уравнения в молекулярной и ионной форме
Ca(HCO3)2 +Ca(OH)2 CaCO3 +2H2O
Ca2+ +2(HCO3)- + Ca2+ +2OH- CaCO3 +2H2O
Ca(HCO3)2 + Na2CO3 CaCO3 + 2NaHCO3
Ca2+ +2(HCO3)- + 2Na+ +CO32- CaCO3 + 2Na+ + 2HCO3-
Ca2+ +CO32- CaCO3
Постоянная или некарбонатная жёсткость, обусловлена присутствием в воде других растворимых солеё кальция или магния. Она устраняется добавлением соды
CaCl2+ Na2CO3
учащиеся записывают уравнения в молекулярной и ионной форме
CaCl2+ NaCO3 CaCO3 + 2NaCl
Ca2+ + 2Cl- + 2Na+ + CO32- CaCO3 + 2Na+ + 2Cl-
Ca2+ +CO32- CaCO3
Опыт 1:
СО2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + H2O
Выпадет белый творожистый осадок - CaCO3.
СаСO3 + H2O + CO2Ca(HCO3)2
Осадок исчезает.
t
Ca(HCO3)2СаСO3 + H2O + CO2
Осадок снова появляется.
Опыт 2:
CaCO3 +2 HCl= CaCl2 +CO2 +H2O
Na2CO3 +2 HCl= 2NaCl +CO2 +H2O
При добавлении в обе пробирки соляной кислоты, выделяется углекислый газ. Почему?
Углекислый газ не поддерживает горение.
Вывод: Для обнаружения карбонат –иона СО3 надо использовать кислоты более сильные, чем угольная.
Временная жёсткость воды или карбонатная, обусловлена присутствием в воде гидрокарбонатов кальция и магния. Она легко устраняется кипячением:
t
Ca(HCO3)2 Са СO3 + H2O + CO2
или действием известкового молока или соды
Ca(HCO3)2 +Ca(OH)2 CaCO3 +2H2O
Ca2+ +2(HCO3)- + Ca2+ +2OH- CaCO3 +2H2O
Ca(HCO3)2 +Na2CO3 CaCO3 + 2NaHCO3
Ca2+ +2(HCO3)- + 2Na+ +CO32- CaCO3 + 2Na+ + 2HCO3-
Ca2+ +CO32- CaCO3
Постоянная или некарбонатная жёсткость, обусловлена присутствием в воде других растворимых солеё кальция или магния. Она устраняется добавлением соды.
CaCl2+ NaCO3 CaCO3 + 2NaCl
Ca2+ + 2Cl- + 2Na+ + CO32- CaCO3 + 2Na+ + 2Cl-
Ca2+ +CO32- CaCO3
Б) По желанию к доске выходит ученик и решает цепочку превращений:
1) СО2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + H2O
2) СаСO3 + H2O + CO2Ca(HCO3)2
t
Ca(HCO3)2СаСO3 + H2O + CO2
Задание для группы
. Определите объем (н. у.) оксида углерода (IV), в котором содержится столько же атомов кислорода, сколько их содержится в 48 г карбоната кальция.
12801603683000Дано:Решение:
-8191521018500m (CaCO3) = 48 г1. Найдем количество вещества карбоната кальция:
V (CO2) -?n (CaCO3) = m (CaCO3)M (CaCO3)= 48 г100гмоль=0, 48 моль2. НайдемчисломолекулCaCO3:
N (CaCO3) = n (CaCO3)*NA = 0, 48* 6, 02* 1023моль-1 = 2, 89*1023
3. Найдем число атомов кислорода в образце CaCO3 (N1):
N1 (O)N (CaCO3) = 31=>N1O= NCaCO3*31=2, 89×1023*3=8, 669*1023 4. По условию задачи такое же число атомов кислорода N2(O) содержится в оксиде углерода (IV), следовательно:
N1(O) = N2(O) = 8, 669* 1023
Найдем число молекул CO2, содержащее данное число атомов кислорода:
N (CO2)N2 (O)= 12N (CO2) = N2O*12= 8, 669*10232 = 4, 334*1023
5. Найдем количество вещества оксида углерода (IV):
n (CO2) = N (CO2)NA = 4, 334*10236, 02*1023моль-1 = 0, 72 моль
6. Найдем объем оксида углерода (IV):
V (CO2) = n (CO2)*Vm = 0, 72 моль* 22, 4 л/ моль = 16, 12 л
Ответ: V (CO2) = 16, 12 л.
2. Вычислите молярную и массовую долю (в %) оксида углерода (II) в смеси, содержащей 16, 8 л (н. у.) оксида углерода (II) и 13, 44 л (н. у.) оксида углерода (IV).
1470660-1587500Дано:Решение:
V (CO) = 16, 8 л 1. Найдем количество веществ оксидов углерода (II) и (IV):
-10096524511000М (CO2) = 13, 44 лn= VVm→n CO= 16, 8 л22, 4лмоль=0, 75 мольx (CO) - ?n CO2= 13, 44 л22, 4лмоль=0, 6 мольw (CO) -? 2. Найдем общее количество вещества газов в смеси:
n (смеси) = n (CO) + n (CO2) = 0, 75 моль + 0, 6 моль = 1, 35 моль
3. Найдем молярную долю оксида углерода (II) в смеси:
x (CO) = n (CO)n (смеси)* 100% = 0, 75 моль1, 35 моль* 100% = 55, 56%
4. Найдем массы оксида углерода (II) и оксида углерода (IV):
m (CO) = n (CO)* M(CO) = 0, 75 моль* 28 г/моль = 21 г
m (CO2) = n (CO2)* M (CO2) = 0, 6 моль* 44 г/моль = 26, 4 г
5. Вычислим массу смеси:
m (смеси) = m (CO) + m (CO2) = 21 г+ 26, 4 г = 47, 4 г
6. Вычислим массовую долю СО в смеси:
w (CO) = m(CO)m(смеси)*100%= 21 г47, 4 г*100%=44, 3 %Ответ: x(CO) = 55, 56 %, w(CO) = 44, 3%.
3. Газ, образовавшийся при сгорании 18, 6 г угля в избытке кислорода, пропустили через избыток раствора гидроксида кальция. Какова масса образовавшегося при этом осадка?
10706105588000Дата: Решение:
-4381522796500m (C) = 18, 6 г 1. Запишем уравнения реакций:
m (осадка) - ? 1) С + О2 = СО2
2) СО2 + Са (ОН)2 = СаСО3+ Н2О
В данном случае вещество, количество которого известно, уголь, участвует в одной реакции, а вещество, количетсво вещества которого необходимо найти, образуется в результате второй реакции. В этом случае перейти от исходного вещества к продукту, количество которого необходимо найти, можно через количетсво вещества, которое образуется в первой реакции и затем участвует во второй. В данной задаче это вещество – СО2.
2. Вычислим количество вещества сгоревшего углерода:
n (C ) = m (C)M (C)= 18, 6 г12гмоль=1,55 моль3. По уравнению реакции 1) определим количество вещества углекислого газа:
n CO2n C= 11 , следовательно,n (CO2) = n (C ) = 1, 55 моль
4. Так как весь углекислый газ, образовавшийся в первой реакции, затем вступил в реакцию с гидроксидом кальция, получим:
n1 (CO2) = n2 (CO2) = 1, 55 моль
5. По уравнению реакции 2) найдем количество вещества карбоната кальция:
n (CaCO3)n (CO2)= 11 , следовательно,
n (CaCO3) = n (CO2) = 1, 55 моль
6. Найдем массу карбоната кальция:
m (CaCO3) = n (CaCO3)* M(CaCO3) = 1, 55 моль * 100 г/ моль = 155 г.
Ответ: m (CaCO3) =155 г.
10 мин. IV. Закрепление урока. С помощью приема
«З-Х-У» проводит закрепление урока.
Решение задачи
Какой объем СО2 выделится (при н.у.) при обжиге 230 кг известняка, содержащего 10 % примесей.
Ученики заполняют таблицу «З-Х-У» Таблица
«З-Х-У»
5 мин. V. Итог урока. Этап рефлексии: Стратегия «Телеграмма» Кратко написать самое важное, что уяснил с урока с пожеланиями соседу по парте и отправить. Оценивают работу своих одноклассников, пишут телеграммы. фишки
стикеры
2 мин. VI. Домашнее задание. Объясняет особенности выполнения домашней работы. Записывают домашнюю работу в дневниках.