Методическая разработка к уроку в 11 классе "Медь и ее соединения"
«Методическая разработка урока по химии в 11 классе в контексте подготовки к ЕГЭ»
Тема урока: Медь и ее соединения
Цели урока: расширить знания учащихся о металлах на примере переходного металла меди, обобщить знания о простом веществе меди и ее соединениях с точки зрения окислительно-восстановительных и кислотно-основных свойств.
Методы: беседа, рассказ, самостоятельная работа
Оборудование и реактивы. Пробирки, зажим, спиртовка, коллекция «Металлы», медная проволока, растворы HNO3, NаOH, CuCl2, HCl, NН3(р-р).
Ход урока
1.Организационный момент. В процессе совместного обсуждения определяем цели и задачи урока.
2. Актуализация знаний. Так как урок очень насыщен и предполагает самостоятельную работу обучающихся, что занимает много времени, актуализацию знаний проводим в течение 5 минут. 1 ученик работает на доске, разбирает строение атома меди, записывает электронно-графическую формулу, с классом проводим фронтальную беседу по следующим вопросам: 1) Положение меди в периодической системе Д.И.Менделеева 2) Возможные степени окисления 3) Вид химической связи в простом веществе и тип кристаллической решетки 4) Роль в химических реакциях (восстановитель, окислитель) 5) Получение
3. Изучение учебного материала. Вместе с классом обсуждаем вопросы, которые следует рассмотреть на уроке, фиксируем на доске: 1) Строение атома меди 2) Физические свойства простого вещества меди 3) Химические свойства простого вещества меди 4) Соединения меди и их свойства
В процессе работы над вопросами учащиеся делают краткие записи в тетради. 1. Обсуждаем результаты работы ученика на доске по строению атома меди. Запись в тетради: электронная формула 1s22s22p63s23p63d104s1, Cu–d-элемент. Имеет два стабильных изотопа — 63Cu и 65Cu, и несколько радиоактивных изотопов. 2. Учащиеся рассматривают медные пластинки из коллекции «Металлы». В тетради записывают физические свойства: чистая медь - металл красного, в изломе розового цвета, мягкий, ковкий, tпл.=1083 °С, обладает высокой тепло- и электропроводностью (занимает второе место по электропроводности после серебра). 3. Обсуждаем вопрос о химических свойствах меди. Вывод: медь, как и все остальные металлы, ранее рассмотренные, проявляет восстановительные свойства. Учащиеся прогнозируют возможные реакции с участием меди. Задание: дописать возможные уравнения реакций: а) Cu + O2 → б) Cu + Н2О → в) Cu + HCl → г) Cu + Hg(NO3)2 → Демонстрация опытов (первых трех). Обсуждаем результаты опыта и самостоятельной работы: возможны реакции под пунктами а и г. Учащиеся формулируют вывод: медь - малоактивный металл, в электрохимическом ряду напряжений металлов она находится правее водорода, поэтому не будет реагировать ни с водой, ни с разбавленными растворами кислот (кроме азотной). Как восстановитель будет реагировать с неметаллами, а с растворами солей будет реагировать согласно положению металлов в электрохимическом ряду напряжений (если металл, входящий в состав соли, стоит правее меди)
Учитель дополняет знания учащихся, учащиеся самостоятельно записывают уравнения реакций: 1) Медь реагирует с галогенами. При нагревании хлор реагирует с медью с образованием темно-коричневого дихлорида CuCl2. Существуют также дифторид меди CuF2 и дибромид меди CuBr2, но дииодида меди нет. а) Cu + Cl2 = CuCl2 б) Cu + Br2 = CuBr2 2) При сплавлении меди с серой образуетcя нерастворимый в воде сульфид Cu2S, а в жидком сероуглероде реагирует при комнатной температуре: Cu + S = CuS Сульфид меди (II) CuS выпадает в осадок, например, при пропускании сероводорода через раствор соли меди (II): H2S + CuSO4 = CuS + H2SO4 3) На влажном воздухе медь окисляется, образуя основный карбонат меди(II): 2Cu + Н2О + O2 + CO2 = (CuOH)2CO3 4) С азотной кислотой (разб. и конц.) а) 3Cu + 8HNO3 (разб.) = 3Cu(NO3)2 + 4H2O + 2NO↑ б) Cu + 4HNO3 (конц.) = Cu(NO3)2 + 2H2O + 2NO2↑ 5) С концентрированной H2SO4 Cu + 2H2SO4(конц.) = CuSO4+ 2H2O + SO2↑ 6) С разбавленными кислотами реагирует в присутствии кислорода: 2Cu + 4НCl + O2 = 2CuCl2+ 2H2O 7) C оксидами неметаллов: t t t а) 4Cu + SO2 → Cu2S+ 2CuO; б) 2Cu + 2NO → 2CuO +N2↑; в) 4Cu + 2NO2 → 4CuO +N2↑ 8) Практическое значение имеет способность меди реагировать с растворами солей железа (III): 2FeCl3 + Cu = CuCl2 + 2FeCl2
4. К вопросу о соединениях меди также подводим учащихся в процессе обсуждения. Вопрос классу: какие степени окисления может проявлять медь в соединениях? Опираясь на строение атома меди, учащиеся предполагают: +1 и +2. Учащиеся самостоятельно записывают формулы соединений меди: оксидов, гидроксидов, солей. Вопрос классу: какие свойства могут проявлять соединения меди с точки зрения окислительно-восстановительных и кислотно-основных свойств. Учащиеся, опираясь на знания об окислителях, восстановителях, кислотно-основных свойствах гидроксидов прогнозируют возможные свойства соединений меди. Ответ представляют в виде схемы:
Соединения меди
Cu+1 Cu+2 и восстановитель, и окислитель только окислитель основные свойства основные свойства
Cu2О - красно-оранжевого цвета CuО - черного цвета CuOH- желтый Cu(OH)2 - голубой гидроксид CuCl – белый CuCl2 - голубой
Далее – самостоятельная работа. Учащиеся, работая с учебником, с дополнительной литературой записывают уравнения реакций, характеризующих свойства соединений меди. Работу проводим в группах: 1-я группа – соединения меди (I), 2-я группа - соединения меди (II).
Результаты работы групп обсуждаем, дополняем и фиксируем на доске и в тетрадях:
1-я группа - соединения меди (I)
Соединения меди(I)
Cu2О CuOH Соли 1) Как окислитель: разлагается в момент получения 1) диспропорционируют Cu2+О + Н2 = 2Cu0 + Н2О 2CuОН = Cu2О+ Н2О 2Cu+Cl = Cu0 + Cu+2Cl2 2) Как восстановитель 2)комплексообразователь 2Cu2+О + О2 = 4Cu+2О CuCl + 2NН3 = [Cu(NН3)2]Cl 3) Основные свойства Cu2О + 2НCl = 2CuCl↓+ Н2О 4) комплексообразователь Cu2О + 4NН3 + Н2О = 2[Cu(NН3)2]ОН преимущественно проявляет основный
2-я группа - соединения меди (II)
Соединения меди(II)
CuО Cu(OH)2 Соли 1) Как окислитель: 1) преобладают основные свойства 1) гидролизуются по катиону: Cu+2О + Н2 = Cu0 + Н2О Cu(OH)2 + H2SO4 = CuSO4+ 2Н2О Cu2+ +НОН↔ CuОН+ + Н+ 2) Основные свойства 2)Но реагирует и с концентрированными (с карбонатами –необратимо) CuО + H2SO4 = CuSO4+ Н2О растворами щелочей: 2Cu2++2СО32- + Н2О → Сu(OH)2 + 2NaOH = Na2[Cu(OH)4] (CuОН)2СО3↓ + СО2↑ t 2) реакции обмена …(д/з) 3) Сu(OH)2 → CuО + Н2О 3) окислители: 4) окислитель: 2СuSO4+ 4КI =2СuI + I2 + 2К2SO4 2Сu(OH)2 + 4НI =2СuI + I2 + 4Н2О СuSO4+ Fe = FeSO4+ Сu↓ 2Сu(OH)2 + СН3СОН → СН3СООН+ Cu2О+ 2Н2О 4) комплексообразователь 5) комплексообразователь СuSO4 + 4NН3 = [Cu(NН3)4]SO4 Сu(OH)2 + 4NН3 = [Cu(NН3)4](ОН)2 5) некоторые – разлагаются: t (CuОН)2СО3 → 2CuО+ СО2↑+ Н2О t 2Cu(NО3)2 → 2CuО +4NО2↑ + О2↑
Вывод: в соединениях медь проявляет две степени окисления: +1 и +2. Соединения меди со степенью окисления +1 проявляют окислительно-восстановительные и основные свойства, склонны к диспропорционированию, устойчивы только в нерастворимых соединениях (Cu2O, CuCl, CuI и т. п.) или комплексах (например [Cu(NH3)2]+. Более устойчива степень окисления +2, которая даёт соли синего и сине-зелёного цвета. Соединения меди со степенью окисления +2 проявляют окислительные и преимущественно основные свойства. Известны соединения меди со степенью окисления +3 и даже +5.
4.Закрепление. Учащиеся выполняют задание на листочках, в конце урока проводят самоконтроль. Ответы проецируются на экране.
Часть А 1. Число электронов в ионе меди Сu2+ равно 1) 65 2) 29 3)27 4)
2. При нагревании меди с концентрированной серной кислотой образуется 1) оксид серы (IV) 2) водород 3) оксид серы (VI) 4) сероводород
3. Медь может вступать во взаимодействие с водным раствором 1) гидроксида натрия 2) хлорида кальция 3) нитрата цинка 4) азотной кислоты
8. Верны ли следующие суждения о меди и ее соединениях? А. Степень окисления меди в высшем оксиде равна + 1. Б. Медь вытесняет серебро из раствора нитрата серебра. 1) верно только А 2) верно только Б 3) верны оба суждения 4) оба суждения неверны
9. В цепочке превращений Cu+X=CuCl2; CuCl2+NaOH=Y веществами Х и Y соответственно являются 1) соляная кислота и гидроксид меди (II) 2) хлор и оксид меди (II) 3) хлорид калия и гидроксид меди (II) 4) хлор и гидроксид меди (II)
10. В цепочке превращений Cu+X=CuCl2; CuCl2+Y=Cu(NO3)2 веществами Х и Y соответственно являются 1) HCl и HNO3 2) HCl и AgNO3 3) Cl2 и HNO3 4) Cl2 и AgNO3
11. В схеме превращений Сu(OH)2 →A; A+H2=B; В+О2=X веществом X является 1) CuO 2) Cu 3) Cu(OH)2 4) CuCl2
5. Домашнее задание: 1-е задание для всего класса: - выучить изученную тему, - к ОВР составить электронный баланс, - записать уравнения реакций обмена с участием солей меди(II) в молекулярном, ионном видах; 2-е задание (индивидуальное) - подготовить слайд-презентацию о нахождении меди в природе, применении меди, ее соединений, сплавы меди, получение, медь в организме человека.
