Проблемный эксперимент при изучении взаимодействия

«Проблемный эксперимент
при изучении
взаимодействия растворов
солей с металлами»
выступление на научно-практическом
семинаре учителей химии
«Техника химического эксперимента»,
Автор – Пешкина Е. В.
29 февраля 2008 г.
План доклада



Значение проблемного эксперимента в процессе обучения
химии как элемента инновационной технологии.
Этапы применения проблемного эксперимента.
Использование проблемного эксперимента при изучении
темы «Взаимодействие металлов с растворами солей»:






1. Лабораторный опыт «Взаимодействие раствора сульфата
меди (II) с железом»;
2. Демонстрационный эксперимент «Взаимодействие раствора
сульфата меди (II) с литием»;
3. Демонстрационный эксперимент «Взаимодействие магния с
раствором сульфата цинка»;
4. Лабораторный опыт «Взаимодействие меди и растворов
хлоридов железа (II) и (III).
Выводы.
Использованная литература.
Этапы применения проблемного
эксперимента
теория
эксперимент,
создающий
проблемную
ситуацию
проблема
гипотеза
вывод
Исследовательский
эксперимент
проверочный
эксперимент
1. Лабораторный опыт
«Взаимодействие раствора сульфата
меди (II) с железом»:



CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu↓
признак реакции – выделение красной
меди, изменение цвета раствора (с
течением времени) с голубого на
желтоватый
вывод – более активный металл вытесняет
менее активный из растворов его солей
(см. ряд активности металлов). Данная
реакция является окислительновосстановительной; окислители – ионы
менее активного металла.
Закрепление полученных знаний:
Pb(NO3)2 + Ni →

CuCl2 + Zn →

CuSO4 + Li →

2. «Взаимодействие раствора
сульфата меди (II) с литием»:






Признак реакции – выделение газа, образование
черного осадка
Схема: CuSO4 (раствор) + Li → H2↑ + CuO
Взаимодействие лития с водой раствора:
2Li + 2H2O = 2LiOH + H2↑+ Q (экзотермическая
реакция)
Взаимодействие образующейся щелочи с
раствором соли меди: 2LiOH + CuSO4 =
Cu(OH)2↓+ Li2SO4
Разложение полученного гидроксида меди
(температура выше 50°С): Cu(OH)2 =t CuO + H2O
или в обобщенном виде:
2Li + H2O + CuSO4 = Li2SO4 + H2↑ + CuO
Взаимодействие лития с растворами
солей магния, железа (III), никеля





Признаки реакций: выделение газа,
образование осадков
2Li + 2H2O + MgCl2 = Mg(OH)2↓ + H2↑ + 2LiCl
6Li + 6H2O + 2FeCl3 = 2Fe(OH)3↓ + 3H2↑ +
6LiCl
2Li + 2H2O + NiCl2 = Ni(OH)2↓ + H2↑ + 2LiCl
Гидроксиды не разлагаются – выделившегося
тепла недостаточно на данные процессы.
3. Демонстрационный эксперимент
«Взаимодействие магния с раствором
сульфата цинка».







Признак реакции – выделение водорода.
Ионы водорода образовались в результате
гидролиза соли, образованной слабым основанием
и сильной кислотой:
Zn2+ + HOH → ZnOH+ + H+
Магний, как довольно активный металл,
восстанавливает образующиеся ионы водорода:
Mg + 2H+ = Mg2+ + H2↑
Mg + ZnSO4 + 2H2O = MgSO4 + H2↑ + Zn(OH)2↓
Вывод – необходимо учитывать возможность
гидролиза данных солей.
Опыт по взаимодействию магния
и раствора хлорида алюминия



3Mg + 2AlCl3 + 6H2O = 3MgCl2 + 3H2↑ +
2Al(OH)3↓
(на первых стадиях реакций образуются не
гидроксиды, а основные соли цинка и
алюминия)
Образование гидроксидов возможно
благодаря усилению гидролиза солей
вследствие удаления водорода из сферы
реакции, т.е. уменьшения концентрации
ионов Н+ (принцип Ле Шателье).
4. Лабораторный опыт
«Взаимодействие меди и растворов
хлоридов железа (II) и (III).
хлорид (или сульфат) железа (II)
действительно не реагирует с медью
 реакция с хлоридом железа (III) идет. Ее
признак – желто-коричневая окраска
постепенно меняется на зеленую
 справочные данные - стандартные
электродные потенциалы:
E° Fe3+/ Fe2+ = 0,76 В,
E° Cu2+/ Cu0 = 0,34 В
Cu + 2FeCl3 = CuCl2 + 2FeCl2

Проверочный эксперимент
реакция взаимодействия раствора хлорида
железа (III) с железными опилками:
Fe + 2FeCl3 = 3FeCl2
 Окислительные свойства ионов Fe3+
используются и для демеркуризации, т.е.
обезвреживания, разлитой ртути (опыт не
проводится!):
Hg + 2FeCl3 = HgCl2 + 2FeCl2
Вывод – необходимо учитывать сильные
окислительные свойства некоторых ионов
металлов.

Использованная литература:

Сурин Ю. В. Проблемный эксперимент как
одна из форм химического эксперимента //
Химия в школе. – 2007. - № 10. – с.57-61