«Металлы побочных подгрупп и их соединений на примере Хрома и Марганца»



Скачать 147.39 Kb.
Дата09.05.2018
Размер147.39 Kb.

Государственное бюджетное образовательное учреждение Астраханской области

среднего профессионального образования «Камызякский сельскохозяйственный колледж»



Тема занятия: «Металлы побочных подгрупп и их соединений на примере Хрома и Марганца».

Разработал преподаватель химии:

Васильева Н.Е.

Камызяк 2014

Тема занятия: «Металлы побочных подгрупп и их соединения на примере Хрома и Марганца».

Вид занятия: урок.

Тип занятия: изучение и первичное закрепление новых знаний.

Цели занятия:

Образовательная:

- изучить особенности строения атомов элементов марганца и хрома; свойств марганца и хрома и их соединений;

- определить биологическую роль марганца в агротехнических мероприятиях.

Воспитательная:

- формировать потребность критического анализа собственных достижений;

- вырабатывать устойчивый интерес к совместной деятельности как средству достижения профессионально значимых результатов;



Развивающая:

- формировать умения составлять уравнения окислительно-восстановительных реакций методом электронного баланса и полуреакций;

- развивать аналитические навыки при определении влияния среды на окислительные свойства перманганат-иона;

- развивать наблюдательность.



Средства обучения: Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева, карточки-инструкции, тесты, карточки с задачами, схемы, штатив с пробирками; растворы перманганата калия, сульфита натрия, серной кислоты, едкого натра, образцы опыта.

Новые понятия: d - элементы
Основные знания и умения:

Знать – общую характеристику металлов d- элементов;

- физические и химические свойства Сr , Mn и их соединений;

- закономерность изменений окислительно – восстановительных свойств соединений элементов d- семейства.

Уметь – составлять уравнения реакций, определяющие изменение окислительно – восстановительных свойств d- элементов.

Ход занятия


  1. Орг. момент: приветствие, выявление отсутствующих, проверка готовности учащихся к уроку, готовности наглядных пособий.

Сообщение темы урока. Тема сегодняшнего занятия «Металлы побочных подгрупп и их соединения на примере Хрома и Марганца».

Цель урока:

- изучение свойств металлов D – подуровня и их соединений, которые позволяют применять данные соединения при выращивании сельскохозяйственной продукции.


II.Проверка домашнего задания:

2.1. Тренинг. Выполнение тестов 1-го уровня сложности.

Цель: закрепление устойчивых представлений о строении и свойствах алюминия, необходимых для формирования представлений о строении хрома и марганца.

Время выполнения работы: 3 мин.

Хром и Марганец относятся к типичным металлам, обладающим амфотерными свойствами.

Вопрос: Какой типичный металл, обладающий этими же свойствами вам уже известен?

Ответ: Алюминий.

Для повторения строения и свойств алюминия как типичного металла, я предлагаю вам выполнить первый тест. У каждого из вас на столе есть карточка №1, на которой предложены тесты в двух вариантах, пожалуйста, приступайте к заданиям. Вам необходимо выбрать один правильный ответ. ………..На выполнения задания отводится пять минут...


I Вариант

1. Как в промышленности получают алюминий:

а) при обжиге сульфида алюминия Al2S3;

б) нагреванием Al2O3 c Ca при 1200о С;

в) электролизом чистого Al2O3;

г) прокаливанием алюминиевых руд, содержащих оксиды, с углем.


2. С каким из следующих веществ реагирует Алюминий:

а) NaOH;


б) H2SO4 (хол. концентрированная);

в) HNO3 (хол. концентрированная);

г) H2O (н.у.).

3. С какими из следующих веществ не реагирует Алюминий:

а) HCl (р-р);

б) H2SO4 (хол. концентрированная);

в) Сr2O3;

г) Mn3O4.

4. На поверхности алюминиевой пластинки от долгого хранения образовался налёт оксида и гидроксида алюминия. Как удалить налёт:

а) промыть тёплой водой;

б) удалить налёт конц. HNO3;

в) обработка раствором KOH;

г) посыпать SiO2.

5. Какой минерал алюминия лежит в основе драгоценных камней: рубина, сапфира, изумруда:

а) Al(OH)3

б) KAlO3


в)Al2(CO3)3

г)Al2O3


6. Как изменится окраска лакмуса в растворе AlCl3:

а) цвета не меняет;

б) зеленеет;

в) синеет;

г) краснеет.

7. Как изменяется окраска лакмуса в растворе Al(CH3COO)3:

а) желтеет;

б) краснеет;

в) синеет;

г) цвета не меняет.


II Вариант.

1. Как в промышленности получают алюминий:

а) прокаливанием алюминиевых руд, содержащих оксиды, с углем.

б) при термическом восстановлении Al2O3

в) электролизом расплава хлорида Al;

г) электролизом чистого Al2O3;

2. С каким из следующих веществ реагирует Алюминий:

а) HNO3 (горяч. концентрированная);

б) H2SO4 (хол. концентрированная);

в) H2SO4 (горяч. концентрированная);

г) H2O (хол.).

3. С какими из следующих веществ не реагирует Алюминий:

а) H2O (горяч.);

б) KOH;


в) HNO3 (хол., концентрированная);

г)NaOH.


4. На поверхности алюминиевой пластинки от долгого хранения образовался налёт оксида и гидроксида алюминия. Как удалить налёт:

а) обработка раствором KOH;

б) промыть тёплой водой;

в) обработка холодной H2SO4;

г) обработка проточной водой.

5. Какой минерал алюминия лежит в основе драгоценных камней: рубина, сапфира, изумруда:

а) AlCl3

б) Al(CH3COO)3

в) Al2O3

г) Al(OH)3

6. Как изменится окраска лакмуса в растворе AlCl3:

а) синеет;

б) краснеет;

в) цвета не меняет;

г) желтеет.

7. Как изменяется окраска лакмуса в растворе Al(CH3COO)3:

а) желтеет;

б) цвета не меняет.

в) белеет;

г) краснеет;

2.2. Проверка результатов тестирования. Работа в парах.

Достижение цели: формировать способности совместной деятельности и объективной оценки результатов.



III. Актуализация опорных знаний, умений, навыков:

Алюминий относится к типичным металлам, проявляющим амфотерные свойства. Используя периодическую систему Д.И. Менделеева назовите металлы, которые могли бы продолжить периодичность свойств алюминия.

3.1. Мозговой штурм. За 3 мин сочинить четверостишие из предложенных (запись на доске) слов, используя как можно больше из них.
Слова: алюминий, железо, дом, марганец, хром, элемент, двойка.

3.2. Проверка результатов. Создание атмосферы успешности.

3.3. Тренинг. 2-ой уровень сложности. Использование знаний о строении алюминия для формирования знаний о строении хрома и марганца для дальнейшего сравнительного анализа.

На доске строение Электронных оболочек атома алюминия.

Вопросы:


  1. Какой подуровень на внешнем электронном уровне атома алюминия свободен? ( Алюминий имеет свободный d-подуровень).

  2. Какая степень окисления наиболее устойчива для данной конфигурации? (Из рисунка видно, что у алюминия возможна степень окисления +3).

  3. Какой радиус у иона алюминия? (Ион Al3+ отличается небольшим радиусом при довольно высоком заряде.)

На доске появляется строение электронных оболочек хрома и марганца.

Вопрос: Что вы наблюдаете в строении данных элементов? (Происходит заполнение d-подуровня)

3.4 Тренинг для развития пространственного мышления.

Практическое задание. Составьте на основании схематичного изображения квантовых уровней, модель атомов Al, Сr, Mn.

Подведение итогов: Несмотря на то, что Al, Сr, Mn относятся к типичным металлам, проявляющим амфотерные свойства, составленные вами модели ал, хр, мар, свидетельтствуют о наличии особенностей в строении хрома и марганца, которые и определят их свойства.



VI. Мотивация: Изучение свойств хрома и марганца позволяют определять значение и применение соединений данных элементов. Особенно это важно вам как будущим агрономам.

V. Логическая структура изучения нового материала.

5.1.Физические свойства марганца и хрома.

Изучение физических свойств на основе визуального наблюдения.

Цель: формирование навыков наблюдения как этапа исследования.

Исследование образцов. Самостоятельная работа студентов с карточками. Оцениваются первые два ответа – 3 балла.

( На столы раздаются образцы Сr и Mn. Раздаются карточки с характеристиками физических свойств)

Задание: Какие физические свойства элементов можно определить в ходе визуального наблюдения, выберите из предложенных характеристики, которые по вашему соответствуют предложенному образцу.



У их атомов достраивается d-орбиталь   при заполненной s-орбитали внешней оболочки атома. Все d-элементы являются металлами с характерным металлическим блеском. Они хорошие проводники электрического тока, особенно те, у которых один s-электрон. Металлы VIIб группы характеризуются большой плотностью, они более прочные, чем простые вещества s-элементов.

Самопроверка: На доске появляется схема правильного ответа, для сравнения с ответами студентов.



5.2. Химические свойства марганца и хрома, и их соединений.

5.2.1. Тренинг.

Формирование устойчивых знаний студентов о химических свойствах Сr и Mn , и их соединений.

Самостоятельная работа студентов.



Проводится самостоятельная работа, а у доски работает ученик. На обратной стороне доски он выполняет то же самое задание.

После окончания работы (время регламентировано) соседи по парте обмениваются тетрадями и сверяют написанное с решением на доске. После проверки каждый ученик оценивает работу соседа.

Уравнения реакций:




5.2.2 Тренинг для формирования устойчивых исследовательских навыков.

Проведение экспериментальных опытов по выяснению влияния среды на окислительные свойства перманганат-иона

На столах у учащихся карточки-инструкции с экспериментальными заданиями.

В опыте №1. Если вы наблюдаете выпадение:

темно-коричневого осадка-поставьте в лист достижений 2 балла,

зелено-желтого осадка ------------ 1балл,

синего осадка ------------- 1 балл.

В опыте №2 : Наблюдается обесцвечивание раствора -----2балла,

Изменение окраски на кирпично-красную -----1 балл,

Изменение окраски на зелено-желтого --------- 1 балл.

В опыте №3: Наблюдается изменение окраски на зеленую ----- 2балла,

изменение окраски на синюю -------1 балл,

изменение окраски на кирпично-красную ------- 1 балл.





Карточка-инструкция

Задание. Используя знания о химических свойствах основных классов неорганических веществ и их окислительно-восстановительных способностях, проведите опыты и объясните происходящие процессы. Соблюдайте правила техники безопасности. Расставьте коэффициенты методом электронного баланса, а в опыте 4 – и методом полуреакций, укажите окислитель и восстановитель.

Влияние среды (кислая, нейтральная, щелочная) на направление реакции восстановления перманганат-ионов :



Для создания кислой среды используют серную кислоту.

О п ы т  1. В пробирку налейте 2 мл раствора перманганата калия и добавьте 1 мл раствора сульфита натрия. Объясните наблюдаемое изменение окраски. Напишите уравнение реакции и рассчитайте сумму коэффициентов.

О п ы т  2. В пробирку налейте 2 мл раствора перманганата калия, прибавьте несколько капель раствора серной кислоты и 1 мл раствора сульфита натрия. Объясните наблюдаемое. Определите сумму коэффициентов в уравнении реакции.

О п ы т  3. В пробирку налейте 2 мл раствора перманганата калия, добавьте несколько капель раствора едкого натра и 1 мл раствора сульфита натрия. Объясните наблюдаемые явления. Чему равна сумма коэффициентов в уравнении реакции?



Решение.

О п ы т  1

2KMnO4 + Н2О + 3Na2SO3 = 3Na2SO4 + 2MnO2 + 2KOH,

Наблюдается выпадение темно-коричневого осадка. Сумма коэффициентов – 13, среда – нейтральная.

О п ы т  2

2KMnO4 + 3Н2SO4 + 5Na2SO3 =  2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 3H2O,



Наблюдается обесцвечивание раствора. Сумма коэффициентов – 21, среда – кислая.

О п ы т  3

2KMnO4 + 2NaOH + Na2SO3 = Na2SO4 + K2MnO4 + Na2MnO4 + H2O,



Наблюдается изменение малиновой окраски на зеленую. Сумма коэффициентов – 9, среда – щелочная.



Вывод. Окислительные свойства иона зависят от среды раствора.

5.2.3. Демонстрация результатов исследовательской работы.

Кислоты, образованные хромом и марганцем широко применяются. Например, марганцевая кислота широко применяется при защите растений. Поставлен опыт: первый образец зёрен подсолнуха обработали дистиллятом, второй образец раствором перманганата калия. Результат показал, что зерна обработанные раствором перманганата калия проросли быстрее, проростки более здоровые, чем проростки первого образца.



5.3. Нахождение в природе и применение хрома и марганца.

Изучая такие науки, как география, экология, биология вы встречали информацию о нахождении в природе и применении соединений хрома и марганца. К сегодняшнему уроку вам было предложено подготовить сообщения, материал которых …….

Студентам было дано опережающее задание на дом.

1-й студент. Основной потребитель марганца – черная металлургия. Марганец незаменим для раскисления и легирования стали. Здесь он используется как ферромарганец. Введение марганца в сталь придает ей твердость, прочность, износостойкость. Марганец используется для производства батареек и электроаккумуляторов.

Важнейшим свойством обладает сплав манганин, в состав которого входит 13% марганца,4% никеля, 83% меди. На его электропроводность практически не влияет температура.

Силициды марганца MnSi, Mn3Si – высокотемпературные полупроводники, они используются как термоэлементы электрогенераторов.

Из небольшого числа органических соединений марганца основная их часть используется в виде сиккативов – катализаторов окислительной полимеризации ненасыщенных растительных масел.

Соединения марганца(VI) малоустойчивы, но K2MnO4 устойчив в щелочной среде.

Марганец входит в состав ферментов, необходимых для роста организмов, формирования соединительной ткани и костей, выполнения функций репродуктивной, нервной и эндокринной систем. Марганец связан с обменом витаминов групп В (В1, В2, В6), Е и С; понижает уровень сахара в крови.



Отсутствие марганца в пище животных и человека сказывается на их росте и мышечном тонусе. Возникают дефекты развития скелета, утолщаются и укорачиваются нижние конечности, деформируются суставы, наблюдаются потеря массы и дерматозы (кожные заболевания). Как большинство микроэлементов-металлов, марганец влияет на процессы кроветворения. При его недостатке проявляется анемия, связанная с нехваткой эритроцитов. В то же время большие дозы марганца приводят к поражению легких, сердечно-сосудистой и центральной нервной систем. Марганец обладает мутагенным и аллергическим эффектом. Кроме того, он ускоряет образование антител чужеродным белкам. Если после введения морским свинкам смертельных доз столбнячных или дизентерийных бактерий ввести соответствующую сыворотку, то животным это не поможет. Сыворотка тех же веществ с хлоридом марганца излечивает морских свинок. Внутривенным введением раствора сульфата марганца удается спасать укушенных каракуртом – ядовитейшим из среднеазиатских пауков. Перманганат калия применяется в медицине как антисептическое средство для промывания ран, для промывания желудка при отравлениях фосфором, алкалоидами, солями синильной кислоты.

2-й студент. Своё название хром получил от греческого « хрома » - краска, так как все соединения хрома окрашены. Важнейшие руды хрома – хромистый железняк Fe(CrO2)2 или Fe O* Cr2O3 (Урал, Казахстан), а также крокоит Pb(CrO)4. Все хроматы бария и свинца – минеральные краски. Все хроматы и дихроматы токсичны для человека и животных. Ранее многие из них применялись в сельском хозяйстве как инсектициды. Хром незаменим при выплавке высокопрочных, жаростойких, кислотоупорных и нержавеющих сталей. Добавление к сталям 1-2 % хрома значительно увеличивает их твёрдость и прочность. Нержавеющие стали содержат около 12% хрома. Для нужд реактивной техники вырабатываются сплавы на основе никеля и кобальта, которые содержат большие количества хрома и выдерживают высокие температуры. Хромирование защищает стальные и железные изделия от коррозии, придаёт их поверхности большую твёрдость.

VI.Осмысление и систематизация знаний:

6.1. Систематизация знаний о строении и свойствах марганца и хрома, и их соединений .

6.1.2 Тренинг. Работа в группах.

Проведение мини-викторины.

Задание 1. Составьте схему распределения электронов по орбиталям в атоме марганца. Определите количество валентных электронов.

(Ответ. 25Mn 1s22s22p63s23p63d54s2,
7 валентных электронов.)


Задание 2. Охарактеризуйте свойства простого вещества марганца (тип кристаллической решетки, характер связи, физические свойства).

(Ответ. Металлическая кристаллическая решетка,
металлическая связь, = 7,44 г/см3, tпл = 1245 °С.)


Задание 3. Каким степеням окисления марганца соответствуют следующие соединения: Mn2О7, Mn(ОH)2, Мn(ОH)3, HМnО4, МnO2, H2MnO4, Mn2О3? Какие химические свойства проявляют данные соединения?

(Ответ. +7 (кислотный оксид), +2 (основный гидроксид),
+3 (основный гидроксид), +7 (кислота), +4 (амфотерный оксид),
+6 (кислота), +3 (основный оксид).)


Марганец в степени окисления +4 в зависимости
от партнера в реакции проявляет либо окислительные,
либо восстановительные свойства.)


Задание 4. Составьте схему распределения электронов по орбиталям в атоме хрома. Определите количество валентных электронов.

(Ответ. 24Cr 1s22s22p63s23p63d54s1,
6 валентных электронов.)


Задание 5. Охарактеризуйте свойства простого вещества хрома (тип кристаллической решетки, характер связи, физические свойства).

(Ответ. Металлическая кристаллическая решетка,
металлическая связь, = 7,19 г/см3, tпл = 1890 °С,
самый твердый металл.)


VII.Подведение итогов занятий: Использование шкалы оценки

Студент должен знать: общую характеристику металлов d- элементов;

- физические и химические свойства Сr , Mn и их соединений;

- закономерность изменений окислительно – восстановительных свойств соединений элементов d- семейства.

Студент должен уметь: – составлять уравнения реакций, определяющие изменение окислительно – восстановительных свойств d- элементов.

VIII. Рефлексия


Студенты работают по руководству к уроку, оценивают свою работу. Затем преподаватель поясняет значение пройденного материала (дальнейшая систематизация химических знаний; более глубокое понимание сущности и значения периодического закона; применение полученных знаний в жизни: осторожное обращение с сильными окислителями (марганцовка) и с алюминиевой посудой, чтобы предотвратить разрушение оксидной пленки чистящими средствами; развитие умений работать сообща, выделять главное).
Студенты сдают папки «Достижений».

IX. Домашнее задание:

1. Осуществить превращения:

KМnО4 Х1 МnCl2 Х2 МnO2.



2. Составить электронный баланс и найти сумму коэффициентов:

KМnО4 + Н24 + FеSО4 МnSО4 + Fе2(SО4)3 + K24 + Н2О.



3. На 67,4 г смеси оксида марганца(IV) с неизвестным оксидом ЭО2 подействовали избытком соляной кислоты. Оксид ЭО2 реагирует с соляной кислотой так же, как и оксид марганца(IV). При этом выделилось 13,44 г газа (н. у.). Молярное соотношение ЭО2: МnO2 = 1 : 5. Определить состав неизвестного оксида и его массу.


Список литературы:

1.Ахметов Н.С. Неорганическая химия. Учебное пособие для учащихся 8–9 классов.
М.: Просвещение, 2008;
2.Фельдман Ф.Г., Рудзитис Г.Е. Химия. Учебник для 9 класса средней школы.
М.: Просвещение, 2010;
3.Шиманович И.Е. и др. Общая химия в формулах, определениях, схемах. Справочное руководство. Под ред. В.Ф.Тикавого. Минск: Университетское, 2009;
4.Глинка Н.Л. Общая химия. Учебное пособие для вузов. Под ред. В.А.Рабиновича Л.: Химия, 2010

5.Хомченко Г.П. Химия для поступающих в вузы. Учебное пособие. М.: Высшая школа, 2011.
Каталог: upload -> 2014
2014 -> Методические указания к выполнению письменной экзаменационной работы студентов по профессиональному модулю
2014 -> Методическая разработка для тренеров-преподавателей мбоудод сдюсшор №2 «Красные Крылья», «Средства восстановления в спорте»
2014 -> Краевое государственное бюджетное
2014 -> Зенкина о. Н., Ходакова н. П., Голикова н. Н
2014 -> Учебно – методический комплекс профессионального обучения (подготовки) по профессии 14700 Монтировщик шин
2014 -> Программа вступительного экзамена в магистратуру по направлению подготовки 05. 04. 06 Экология и природопользование
2014 -> Диагностика и лечение клапанных пороков сердца
2014 -> Витамины как средство восстановления и повышение работоспособности юных баскетболистов
2014 -> Сборник лекций по дисциплине «История» для специальности: 31. 02. 02 Акушерское дело


Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница