Задачи:
- углубить, закрепить, обобщить и систематизировать знания учащихся об оксидах;
- сформировать представление о классификации оксидов, их свойствах в свете теории электролитической диссоциации;
- развивать практические умения записи уравнений химических реакций, постановки химического эксперимента;
- воспитывать у учащихся экологическую культуру, культуру общения.
Мотивация и целеполагание:
На демонстрационном столе – огнетушитель и бутылка газированной воды. Вопрос учащимся «Есть ли что-нибудь общее между этими предметами?»
Изучение нового материала:
Давайте вспомним, что оксиды – это сложные вещества, состоящие из двух элементов, одним из которых является кислород в степени окисления -2. Следовательно, оксиды – это бинарные соединения. По агрегатному состоянию они бывают жидкими, примером такого оксида является вода, или оксид водорода, примером твердого оксида является уже известный вам оксид кремния (IV), или песок, а также различные разновидности кварца; примером газообразных оксидов являются углекислый газ, или оксид углерода (IV), а также угарный газ, или оксид углерода (II).
По химическим свойствам оксиды делятся на солеобразующие и несолеобразующие. Несолеобразующие оксиды не реагируют с кислотами и основаниями, а также не образуют солей. К несолеобразующим оксидам относятся такие оксиды, как оксид углерода (II) – CO, оксид азота (I) – N2O и оксид азота (II) – NO. К солеобразующим оксидам относятся основные, амфотерные и кислотные.
Основные оксиды – это оксиды, которым соответствуют основания. К основным оксидам относятся оксиды металлов I и II A группы, а также оксиды металлов с небольшими степенями окисления (+1, +2). Кроме того, все основные оксиды являются твёрдыми веществами. Например, оксид магния (MgO) – это основный оксид, потому что магний – металл II A группы, ему соответствует основание Mg(OH)2. CrO – тоже основный оксид, т.к. у хрома степень окисления в данном случае +2, этому оксиду соответствует основание – Cr(OH)2. Na2O – основный оксид, т.к. натрий – металл I A группы, ему соответствует основание NaOH.
Основные оксиды вступают в реакции обмена с кислотами. При этом образуется соль и вода. Для того чтобы в этом убедиться, проведём эксперимент: поместим в пробирку немного порошка оксида меди (II), как видите, он чёрного цвета, в эту пробирку нальём раствора серной кислоты и слегка нагреем. Постепенно проходит реакция, т.к. порошок начинает растворяться. Чтобы убедиться в том, что в результате реакции образуется соль, несколько капель содержимого пробирки поместим на предметное стекло и выпарим, после чего на стекле появляются кристаллы соли.
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O
CuO + 2H+ = Cu2+ + H2O
Основные оксиды вступают в реакции соединения с кислотными оксидами, при этом образуются соли. Например, при взаимодействии оксида натрия с оксидом фосфора (V) образуется соль – фосфат натрия, в результате взаимодействия оксида магния с оксидом серы (VI) образуется соль – сульфат магния, а при взаимодействии оксида кальция с оксидом углерода (IV) образуется соль – карбонат кальция.
3Na2O + P2O5 = 2Na3PO4
MgO + SO3 = MgSO4
CaO + CO2 = CaCO3
Основные оксиды вступают в реакции соединения с водой с образованием щелочей. Если образуется нерастворимое основание, то такая реакция не идёт. Например, если мы нальём в две пробирки воды и капнем туда несколько капель лакмуса, а затем поместим в первую пробирку оксид кальция, а в другую оксид меди (II), то реакция у нас идёт только в первой пробирке, т.к. образовалась щёлочь и лакмус изменил свою окраску на синюю, во второй пробирке изменений нет, т.к. оксид меди (II) не реагирует с водой, ведь Cu(OH)2 – нерастворимое в воде основание (см. рис. 144).
CaO + H2O = Ca(OH)2
CaO + H2O = Ca2+ + 2OH-
CuO + H2O ≠
Кислотные оксиды – это оксиды, которым соответствуют кислоты. К кислотным оксидам относятся оксиды неметаллов и оксиды металлов с большими степенями окисления. Например, оксиду азота (V) соответствует азотная кислота, оксиду фосфора (V) – фосфорная кислота, оксиду серы (IV) – сернистая кислота, оксиду серы (VI) – серная кислота, оксиду кремния (IV) – кремниевая кислота, оксиду углерода (IV) – угольная кислота, оксиду хрома (VI) – хромовая кислота, оксиду марганца (VII) – марганцевая кислота.
N2O5 → HNO3
P2O5 → H3PO4
SO2 → H2SO3
SO3 → H2SO4
SiO2 → H2SiO3
CO2 → H2CO3
CrO3 → H2CrO4
Mn2O7 → HMnO4
Кислотные оксиды вступают в реакции обмена с основаниями, при этом образуется соль и вода. Если через пробирку с известковой водой пропустить углекислый газ, то известковая вода мутнеет, следствие образования соли – карбоната кальция.
CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + H2O
CO2 + Ca2+ + 2OH- = CaCO3↓ + H2O
Кислотные оксиды вступают в реакции соединения с основными оксидами, при этом образуются соли. Например, в результате взаимодействия оксида серы (IV) и оксида калия образуется соль – сульфит калия, в результате взаимодействия оксида кремния (IV) с оксидом натрия при нагревании, образуется соль – силикат натрия, при взаимодействии оксида азота (V) с оксидом бария, образуется соль – нитрат бария.
SO2 + K2O = K2SO3
SiO2 + Na2O = Na2SiO3
N2O5 + BaO = Ba(NO3)2
Кроме этого, кислотные оксиды вступают в реакции соединения с водой, при этом образуются кислоты, однако эти реакции возможные, если оксид растворим в воде (см. рис. 145). Для этого подтверждения, нальём в одну пробирку дистиллированной воды, а в другую – раствор углекислого газа (газированной воды). В первую пробирку добавим оксида кремния (IV). А затем в каждую из пробирок добавим несколько капель лакмуса. В первой пробирке изменений нет, а во второй лакмус окрасился в красный цвет, значит, во второй пробирке кислота. В первой пробирке кислоты не образовалось, потому что оксид кремния (IV) не растворим в воде.
SiO2 + H2O ≠
CO2 + H2O ↔ H2CO3
Обобщение и систематизация знаний:
1. Фронтальный опрос.
- Какие вещества называются оксидами?
- Какие группы оксидов вам известны?
- Дайте определение оксидов каждой группы.
- Какие химические свойства основных и кислотных оксидов вам известны? К каким классам веществ относятся образованные при этом вещества?
2. Лабораторный опыт.
3. Игра «Не вижу, но слышу». Учитель читает утверждения, а учащиеся, которые в это время сидят с закрытыми глазами, на каждое верное утверждение поднимают руку. Глаза закрывают для того, чтобы впереди сидящие не влияли на мнение остальных. По числу поднятых рук можно судить о степени усвоения изученного.
· Существуют следующие группы оксидов: а) кислотные, б) основные, в) амфотерные.
· Кислотные оксиды реагируют с: а) водой, б) основаниями, в) основными оксидами.
· Основные оксиды реагируют с: а) водой, б) кислотами; в) кислотными оксидами.
Закрепление и контроль знаний:
1. Из предложенного списка выпишите кислотные и основные оксиды и назовите их: NaOH, CO2, HNO3, CaO, NaCl, SO3, N2O5, MgO, CuCl2.
Ответ: кислотные оксиды (CO2 – оксид углерода (IV), SO3 – оксид серы (VI), N2O5 – оксид азота (V)); основные оксиды (CaO – оксид кальция, MgO –оксид магния).
2. Запишите формулы оксидов, соответствующих следующим кислотам: H2SO4, H2CO3, H2SO3, H3PO4. Назовите оксиды.
Ответ:
H2SO4 – SO3 (оксид серы (VI));
H2CO3 – CO2 (оксид углерода (IV));
H2SO3 – SO2 (оксид серы (IV));
H3PO4 – P2O5 (оксид фосфора (V)).
3. Закончите предложенные уравнения реакций, укажите их тип, назовите образующиеся вещества.
SO3 + H2O →?
BaO +? → Ba(OH)2
MgO + HCl →?
BaO + CO2 →?
Ответ:
SO3 + CaO = CaSO4 (реакция соединения, сульфат кальция)
2NaOH + SO3 = Na2SO4 + H2O (реакция обмена, сульфат натрия и вода)
MgO + 2HCl = MgCl2 + H2O (реакция обмена, хлорид магния и вода)
BaO + CO2 = BaCO3 (реакция соединения, карбонат бария).
4. С какими из предложенных веществ: H2SO4, NaCl, NaOH, P2O5 будут реагировать оксид лития и оксид серы (IV). Запишите возможные реакции.
Ответ:
Li2O + H2SO4 = Li2SO4 + H2O
3Li2O + P2O5 = 2Li3PO4
SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2O
Рефлексия и подведение итогов:
1. Что нового об оксидах вы сегодня узнали?
2. Как бы вы оценили свой уровень знаний по теме урока?
а) высокий; б) средний; в) низкий.
3. Если вы выбрали б) или в), то что помешало вам усвоить материал на высоком уровне?
Домашнее задание:
§41, упр. 1, 2, 3;