Серная кислота

Серная кислота
урок изучения нового материала
Юрченко Татьяна Евгеньевна,
учитель химии ГБОУ школа №340
Цель урока:
Формирование у учащихся представлений о свойствах разбавленной и
концентрированной серной кислоты путем сравнения их химических свойств на основе анализа
общих свойств минеральных кислот через организацию самостоятельной поисковой
деятельности учащихся.
Задачи:
1. Создать условия для организации самостоятельной поисковой деятельности учащихся, в
том числе через практическую работу, работу с текстом и др.
2. Развивать познавательные учебные действия анализа, классификации, обобщения на
основе информации, полученной из различных источников.
3. Совершенствовать умения оценочной деятельности учащихся через формирование
самооценки самостоятельной познавательной деятельности и результатов работы.
4. Способствовать формированию у учащихся устойчивых базовых знаний по предмету и
познавательной активности, ориентированной на самообразование.
Оснащение: автоматизированное рабочее место учителя (компьютер, проектор, документкамера), презентация к уроку.
Оборудование для проведения опытов: штатив с пробирками, индикатор (лакмус, метиловый
оранжевый, универсальная индикаторная бумага), держатель для пробирок, стеклянная
палочка, спички, спиртовка, химический стакан.
Реактивы: H2SO4 (концентрированная), H2SO4 (разбавленная), BaCl2, H2O, сахароза, лакмус.
Ход урока
Настоящий ученик учится открывать
неизвестное с помощью известного и
тем самым приближается к учителю.
И.В.Гете
1. Организационный момент.
Учитель:
Здравствуйте. Все готовы к уроку? Садитесь. Вашим путеводителем и помощником на
этом уроке будет рабочий лист, который лежит на ваших столах (прилож.1). В нем вы
оформите результаты вашей работы.
Техника безопасности в кабинете химии.
Учитель:
Так как в ходе нашего урока мы с вами будем проводить различные опыты, давайте
вместе вспомним, какие правила техники безопасности необходимо соблюдать при выполнении
лабораторных работ. Посмотрите на доску и вспомните основные правила техники
безопасности.
Учащиеся самостоятельно прочитывают правила техники
безопасности.
Учитель:
Итак, вы вспомнили основные правила по технике безопасности. Думаю, теперь вы
готовы ответить на мои вопросы.
1. Как должен поступить ученик, если при выполнении лабораторного опыта его сосед по
столу допускает неправильные действия?
2. Если вам не ясно что-либо в ходе выполнения лабораторной работы, что вы должны
сделать?
3. Во время решения экспериментальной задачи на руку учащегося попала капля кислоты. Как
ему следует поступить?
2. Стадия вызова
На столе у учащихся оборудование для выполнения
лабораторной работы.
Предлагается обратить внимание на жидкость в емкости.
Задание 1.
Учитель:
У вас на столе неизвестная жидкость. Ребята, скажите, а можете ли вы определить, к
какому классу неорганических веществ она относится?
Учащиеся предлагают методы определения жидкости.
Проделывают опыт, в ходе которого приходят к выводу, что
перед ними – кислота, т.к. лакмусовая бумага окрасилась в
красный цвет. Делают запись в рабочем листе.
Задание 2.
Учитель:
А возможно ли теперь определить, какая это кислота?
Учащиеся высказывают свое мнение. Самостоятельно или
под руководством учителя приходят к правильному ответу.
Ожидаемый ответ: Мы уже определили, что данное вещество
относится к кислотам, следовательно, у него имеется
положительный катион водорода. Значит, определяемым
ионом будет кислотный остаток. Мы можем проделать опыт
и с помощью таблицы «Качественные реакции на анионы»
(прилож. 2) определить, какой именно анион входит в эту
кислоту.
Отчѐт о работе оформляется в таблице.
Название опыта
Определение
качественного
состава соединений
Наблюдения
Уравнение химической реакции
В ходе опыта учащиеся приходят к выводу, что это
качественная реакция на сульфат ионы. Один учащийся
демонстрирует свою запись через документ-камеру и
объясняет. Остальные ученики проверяют, если необходимо,
исправляют и оценивают свою работу.
3. Стадия осмысления.
Учитель:
Сделайте вывод, какая кислота перед нами?
Ответ: Серная кислота.
Думаю, теперь вы можете сказать, над чем мы будем работать?
Учащиеся формулируют тему урока.
Давайте запишем в рабочий лист тему нашего урока «Серная кислота». Какие цели, вы
поставите перед собой?
Учащиеся формулируют цель работы на уроке. Записывают в
рабочем листе. Несколько учеников озвучивают свои цели.
Учитель, проведя выборочный опрос учеников, обобщает их
ответы.
Запишите в рабочий лист уточнения к вашей цели урока, если необходимо.
Учитель:
Таким образом, опираясь на тему и цель урока, мы можем составить план работы на
уроке.
4. Изучение нового материала.
Учитель:
На слайде представлена общая классификация кислот. Составьте характеристику серной
кислоты. Заполните в рабочем листе таблицу «Классификация серной кислоты» и
приготовьтесь объяснить ваши ответы.
Классификация кислот
По содержанию атомов кислорода
 бескислородные
 кислородсодержащие
По количеству кислых атомов
водорода




По силе
По принадлежности к классам
химических соединений
По растворимости в воде
одноосновные
двухосновные
трѐхосновные
многоосновные
 Сильные - диссоциируют практически полностью,
константы диссоциации больше 1·10−3 (HNO3);
 Слабые - константа диссоциации меньше 1·10−3
(уксусная кислота Kд= 1,7·10−5).
 неорганические
 органические
 растворимые
 нерастворимые
Учащиеся в рабочих листах заполняют таблицу.
Классификация
По содержанию атомов кислорода
По количеству кислых атомов водорода
По силе
По принадлежности к классам химических
соединений
По растворимости в воде
Учитель проводит фронтальную беседу по заполнению
таблицы. Учащиеся, если необходимо, исправляют свои
ошибки и оценивают результаты работы в рабочих листах.
Учитель:
Для того чтобы познакомится со свойствами серной кислоты, нам необходимо
вспомнить от чего зависят свойства всех веществ.
Ответ: Свойства вещества зависят от его строения.
Учитель:
Давайте составим молекулярную и структурную формулу серной кислоты и
предположим еѐ свойства исходя из строения молекулы.
Ученики в рабочем листе записывают молекулярную и
структурную формулы серной. Один ученик демонстрирует
через документ-камеру свою запись и рассказывает о
предполагаемых свойствах кислоты.
Учитель:
Следующим этапом нашей работы будет изучение физических свойств серной кислоты.
Задание 1. Перед вами серная кислота. Охарактеризуйте ее физические свойства по внешнему
виду и запишите в схему.
Учащиеся определяют свойства и записывают их в схему.
Называют физические свойства, которые они определили по
внешнему виду.
H2SO4
Учитель:
А теперь проверим, правы ли вы и с какими физическими свойствами серной кислоты вы
еще не знакомы. У вас в конвертах лежит текст о серной кислоте.
Задание 2. Прочитайте текст «Е513» (прилож. 3) и допишите в схему из данного текста те
физические свойства серной кислоты, которые вы не указали.
Учащиеся самостоятельно работают с текстом, извлекают
информацию, необходимую для выполнения задания. Один
учащийся
демонстрирует
через
документ-камеру
выполненную работу, характеризует свойства серной
кислоты. Ученики проверяют свои записи и оценивают свою
работу в рабочих листах.
Учитель:
Физические свойства известны. Теперь нам предстоит поговорить о химических
свойствах серной кислоты. Все выводы и уравнения реакции вносите в таблицу в рабочем
листе.
Какими же химическими свойствами обладает это вещество? Прежде, чем мы ответим,
сначала давайте вспомним, какими химическими свойствами обладают все кислоты.
На слайде последовательно появляются примеры химических
реакций, отражающих свойства растворов кислот, после того
как их назвали учащиеся.
Учитель.
Такими же свойствами обладает и разбавленная серная кислота.
Задание. Приведите по одному примеру уравнений реакций с серной кислотой, используя
схему на доске. И заполните в рабочем листе первую колонку в таблице «Химические
свойства».
Учащиеся выполняют задание самостоятельно. Учитель
осуществляет оперативный контроль выполнения и
приглашает 2-3-х учащихся записать уравнения на доске.
Учащиеся на доске записывают уравнения реакции, затем все
проверяют свои записи по «ключу», при необходимости
исправляют ошибки.
Учитель:
Давайте ещѐ раз обратимся к схеме и сделаем вывод, характерны ли такие же свойства
серной кислоте как для других кислот?
Ответ: Разбавленная серная кислота вступает в те же химические реакции,
что и другие кислоты, то есть для неѐ характерны такие же свойства как
для других кислот.
Учитель:
А теперь давайте рассмотрим те свойства, которыми обладает только серная кислота, т.е.
специфические свойства серной кислоты. Эти свойства зависят от концентрации кислоты.
Сейчас вы посмотрите видеозапись опыта. Ваша задача увидеть, какое правило необходимо
запомнить при разбавлении серной кислоты водой.
Демонстрация видео.
Опыт 1. Разбавление концентрированной серной кислоты
водой.
Существует строгое правило: лить кислоту в воду!
Нарушение этого правило может привести к трагедии.
Учитель:
Запишите в рабочем листе уравнение реакции. Концентрированная серная кислота
энергично реагирует с образованием гидратов:
H2SO4+ nH2O → H2SO4 × nH2O + Q
Учитель:
В следующем видеоролик ваша задача увидеть специфические свойства
концентрированной серной кислоты и сравнить со свойствами разбавленной серной кислоты.
Демонстрация видео.
Опыт 2. Взаимодействие серой кислоты с металлами,
стоящими после водорода.
Учитель:
Запишите в рабочем листе. Концентрированная серная кислота - сильный окислитель:
при нагревании она реагирует почти со всеми металлами. В этих реакциях в зависимости от
активности металла и условий выделяются SO2, H2S, S.
Cu + H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2O
Демонстрация видео.
Опыт 3. Реакции концентрированной серной кислоты с
органическими веществами.
Учитель:
Проведем демонстрационные опыты.
Демонстрационные опыты.
Опыт 1. В химический стакан с концентрированной серной кислотой опускаем лучину.
Наблюдаем медленное обугливание лучины.
Опыт 2. В химический стакан емкостью 100-150 мл насыпаем примерно 20 г сахарной пудры.
Ставим стакан на асбестовую сетку. В пробирку наливаем 7–8 мл концентрированной серной
кислоты, слегка нагреваем на спиртовке (до 40–500С), вливаем кислоту в стакан с сахарной
пудрой и быстро размешиваем смесь стеклянной палочкой. Через несколько секунд происходит
энергичное обугливание и вспучивание сахарной массы.
Это происходит оттого, что серная кислота отнимает от молекул сахара воду, окисляет
углерод в углекислый газ. Это свойство называют гигроскопичностью.
Запишем в таблице. Под действием серной кислоты сахар обугливается и вспенивается
Вывод: Способна обугливать сахар, бумагу, ткани, древесину
Химические свойства серной кислоты
Общие с другими кислотами
Специфические
1. Разбавленная серная кислота реагирует с 1.Концентрированная серная кислота энергично
металлами:
реагирует с образованием гидратов:
H2SO4+ nH2O → H2SO4 × nH2O + Q
H2SO4+Zn → ZnSO4+ H2↑
Концентрированная серная кислота способна
отщепить от органических веществ водород и
2. Реагирует с основными и амфотерными кислород в виде воды, обугливая органические
оксидами:
вещества.
H2SO4+ CaO → CaSO4+ H2O
4. Взаимодействует с основаниями:
H2SO4+2KOH → K2SO4+ 2H2O
2.Концентрированная серная кислота способна
отщепить от органических веществ водород и
кислород в виде воды, обугливая органические
вещества.
Способна обугливать сахар, бумагу, ткани,
древесину.
5. Реагирует с солями, вытесняя из них другие
C12H22O11 + H2SO4 = 12C + H2SO4×11H2O
кислоты:
H2SO4+2AgNO3 → 2HNO3+Ag2SO4
малораств.
3. Концентрированная серная кислота - сильный
окислитель: при нагревании она реагирует почти
со всеми металлами. В этих реакциях в
зависимости от активности металла и условий
выделяются SO2, H2S, S, например:
Сu+2H2SO4 → CuSO4+SO2↑ + 2H2O
Учитель:
Какими же химическими свойствами обладает концентрированная серная кислота?
На слайде последовательно появляются примеры химических
реакций, отражающих свойства концентрированной серной
кислоты, после того как их назвали учащиеся.
5. Закрепление изученного материала.
Учитель:
Итак, мы с вами познакомились со строением и свойствами серной кислоты, для
закрепления полученных знаний прошу вас выполнить задание в рабочих листах.
Задание: Вставьте в тексте пропущенные слова: плотность, вдвое, тепла, концентрированной,
повышается, кожу, сахар, кислота, вода, маслянистая.
Текст
_________________ - ___________ жидкость, имеющая ________ примерно _______ большую,
чем вода. Она повреждает _______, обугливает________ и древесину. При разбавлении
концентрированной _________________ выделяется большое количество________ и________
температура смеси. Разбавление __________ ________________ всегда следует проводить
согласно следующему правилу: «Сначала _______, потом ________».
Фронтальная проверка. Один ученик читает текст. Остальные
ученики класса проверяют свои записи и оценивают свою
работу.
6. Итог урока. Рефлексия.
Учитель:
Как вы думаете, можем ли мы использовать, полученные на уроке знания в
повседневной жизни?
Заслушиваются варианты ответов учеников.
Вернитесь к поставленной вами цели урока. Достигли ли вы их в ходе работы? Оцените
свои достижения по шкале.
0%
50%
100%
Домашнее задание.
Учитель:
Спасибо за урок. Вы сегодня хорошо поработали. Дома я предлагаю вам закрепить
знания, прочитав параграф 13. А при выполнении творческого задания подумать над решением
проблемы.
Проблема. В последнее время серная кислота стала чаще попадать в природу по вине человека,
в связи с авариями на производстве и при транспортировке.
Подготовьте экологический мини-проект, выбрав одну из тем:
1. Получение экологически чистой серной кислоты.
2. Защита окружающей среды при производстве серной кислоты.
Приложение 2.
КАЧЕСТВЕННЫЕ РЕАКЦИИ НА АНИОНЫ
Анион
S042-
Реактив
2+
Ва
N03-
1) добавить конц.
H2SO4 и Си, нагреть
"2) смесь
H2S04 +FeSO4
РО43-
ионы Ag+
СrO42-
ионы Ва2+
S2- ,
ионы РЬ2+
СО32-
ионы Са2+
CO2
известковая вода
Са(ОН)2
SO32FCl-
BrIОН-(щелочная
среда)
Наблюдаемая реакция
Выпадение белого осадка, нерастворимого в кислотах:
Ва2+ + S042BaS04
Образование голубого раствора, содержащего ионы
Сu2+, выделение газа бурого цвета (NO2)
Возникновение окраски сульфата нитрозо-железа (II)
[Fe(H20)5NO]2+. Окраска от фиолетовой до коричневой
(реакция «бурого кольца»)
Выпадение светло-желтого осадка в нейтральной среде:
ЗАg+ + Р043Аg3Р04
Выпадение желтого осадка, не растворимого в уксусной
кислоте, но растворимого в HCI: Ва2+ + СrO42BaCr04
Выпадение черного осадка: Pb2+ + S2PbS
выпадение белого осадка, растворимого в кислотах:
Са2+ + С032- = СаСОз
Са(ОН)2 + С02
СаСО3 + Н20, СаСО3 + С02 + Н20
Са(НС03)2
Выпадение белого осадка и его растворение при
пропускании С02
+
ионы Н
Появление характерного запаха
S02: 2Н+ + SO32Н20 + S02f
2+
ионы Са
Выпадение белого осадка: Са2+ + 2F"
CaF2
+
ионы Аg
Выпадение белого осадка, не растворимого в HN03, но
растворимого в конц. NH3 • Н20: Аg+ +CIAgCl
AgCI + 2(NH3• Н20)
[Ag(NH3)2]+ + CI- + 2Н2О
ионы Аg+
Выпадение светло-желтого осадка, не растворимого в
HN03: Ag+ + Br- = AgBr осадок темнеет на свету
ионы Аg+
Выпадение желтого осадка, не растворимого в HNO3 и
NH3 конц.: Аg+ + IАgI осадок темнеет на свету
индикаторы: лакмус синее окрашивание; малиновое окрашивание
фенолфталеин
Приложение 3.
Е513
Название: Серная кислота, Е513
Другие названия: Серная кислота, купорос, Е513, Е-513, Англ: E513, E-513, sulfuric acid
Группа: Пищевая добавка.
Вид: Эмульгатор, регулятор кислотности.
Влияние на организм: очень опасна.
Разрешена в странах: Россия, Украина, страны ЕС.
В основном в пищевой индустрии применяется 10% раствор серной кислоты.
Используют пищевую добавку Е513 как подкислитель дрожжевого сусла при изготовлении
спирта из содержащего крахмал сырья. Применяют серную кислоту также для регулирования
кислотности напитков. Изредка Е513 играет роль катализатора инверсии сахара. Серной
кислотой можно обрабатывать загрязненные дрожжи, это позволяет уничтожить посторонние
микроорганизмы, не повредив жизнеспособности дрожжей. Применяется Е513 и при
рафинации жиров.
Серная кислота представляет собой полностью прозрачную бесцветную, маслянистую и
очень агрессивную. При обычных условиях - тяжѐлая маслянистая жидкость без цвета и запаха.
Получить вещество можно при сжигании смеси селитры и серы. Температура плавления
добавки Е513 довольно низкая, всего 10,30С. Температура кипения с последующим
разложением составляет 296,20С. При смешивании кислоты с водой происходит выделение
тепла в большом количестве.
Серная кислота отличается агрессивностью, представляет очень большую опасность для
человека. Контакт с кожными и слизистыми поверхностями может привести к сильному
химическому ожогу и некрозу тканей. При попадании паров Е513 в дыхательные пути
наблюдается кашель, затруднение дыхания, часто развивается бронхит, трахеит, ларингит.