|
|
|
|
Учитель химии:
Кутякова Т.В.
|
|
2012
|
|
МКОУ Давыдовская СОШ
с углубленным изучением отдельных предметов
Лискинского муниципального района
Воронежской области
Урок коллективного изучения материала
( с элементами здоровьесберегающей технологии)
в 9 классе
Сравнительная характеристика галогенов
Цели:
Цели
- расширить знания учащихся по теме «Неметаллы»: дать сравнительную характеристику строения атома, химической активности, свойств, биологического значения и применения галогенов; учить школьников применять полученные знания и умения на практике;
- воспитывать самостоятельность, творческое отношение к учебе, интерес к предмету, прививать потребность в здоровом образе жизни, экологической культуре, воспитывать у учащихся уверенность в себе;
- развивать мышление, стимулировать творческую активность, развивать умение работать с дополнительной литературой, компьютером, способствовать в приобретении навыков ориентации в изобилии информации, экспериментальных исследований.
Ход урока.
Девиз: « Незнающие пусть научатся,
А знающие вспомнят еще раз.»
-
Организационный момент.
-
Актуализация знаний. Разминка (проводит ученик):
-
Какова формула соляной кислоты?
-
Что является качественным реактивом на хлорид-ион?
-
Что такое окислитель?
-
Какие степени окисления проявляет хлор?
-
Какие продукты образуются при взаимодействии магния с соляной кислотой?
-
Какая соль железа образуется при взаимодействии хлора с железом?
-
Вступительное слово учителя. На сегодняшнем уроке мы завершим изучение темы «Галогены». Сегодня нам предстоит дать сравнительную характеристику этих элементов. Задача нашего урока – составить полное представление об элементах 7 группы на основе знаний о строении атома, химических свойствах. Также мы познакомимся с применением галогенов, их биологическим значением. Тип урока – урок- презентация.
Все учащиеся поделены на 4 группы. 1-я группа готовит сообщение о положении галогенов в ПСХЭ, строении атома и об их физических свойствах. 2-я группа расскажет об открытии и применении галогенов. 3-я - предоставит информацию о химических свойствах, а 4-я расскажет о медико-биологическом и экологическом значении галогенов.
Во время урока вы зафиксируете полученные сведения в таблице.
Элемент
|
Строение атома
|
Агрегатное состояние вещества
|
Кем и когда открыт
|
Качественная реакция на галогенид-ион
|
Действие на организм
|
Фтор
F
|
2 энергет. уровня, на внешнем - 7 электронов
|
Газ светло-желтого цвета с резким запахом
|
в 1886 г. французский химик Анри Муассан,
|
|
Участвует в формировании зубов и костей, избыток- вызывает разрушение зубной эмали, угнетает функцию щитовидной железы
|
Хлор
Cl
|
3 энергет. уровня, на внешнем - 7 электронов
|
Газ желто-зеленого цвета с резким удушливым запахом
|
в 1774 г К. Шееле
|
Ион серебра – выпадает белый творожистый осадок
|
Поддерживает осмотическое давление крови, дезинфицирует клетки, растворяет отложения на суставах, образует соляную кислот у в желудке
|
Бром
Br
|
4 энергет. уровня, на внешнем - 7 электронов
|
Бурая тяжелая зловонная жидкость
|
В 1826 г. французским химиком А. Баларом
|
Ион серебра – выпадает желтоватый творожистый осадок
|
Ионы усиливают процессы торможения в головном мозге, Br2 очень токсичен
|
Иод
I
|
5 энергет. уровней, на внешнем - 7 электронов
|
Твердое вещество с металлическим блеском
|
в 1811 г. французским ученым Б. Куртуа
|
Ион серебра – выпадает желтый творожистый осадок
|
Участвует в синтезе тироксина-гормона щитовидной железы, повышает умственную активность, ослабляет и убивает микробы в крови. Недостаток приводит к заболеванию-эндемический зоб и кретинизм.
|
Время подготовки 10 минут. В это время два ученика работают по карточкам:
№1
1. С какими из веществ реагирует соляная кислота? BaO, Cu, RbOH, Mg, H2SO4, CaCO3 , NaCl. Напишите уравнения возможных реакций.
2. Осуществите превращение: H2O → H2 → X → KCl → AgCl Определите вещество Х
№2
1. Допишите уравнения реакций:
а) Cl2 + H2 → в) Na2CO3 + HCl → б) Ca(OH)2 +HCl → г) Fe + HCl →
2.Составьте формулы: хлорида магния, хлорида железа (III), соляной кислоты, водорода, хлора.
План урока.
-
Положение галогенов в ПСХЭ, строение атома. Физические свойства. Распространение в природе.
-
Открытие галогенов.
-
Химические свойства галогенов.
-
Применение галогенов.
-
Медико-биологическое и экологическое значение галогенов и их соединений
1. Положение в ПСХЭ и строение атомов галогенов.
Элементы главной подгруппы VII группы – типичные неметаллы. Это и понятно, ведь их атомы содержат на внешнем энергетическом уровне семь электронов, и им не достает лишь одного электрона, чтобы завершить его. Атомы галогенов при взаимодействии с металлами принимают электрон от атомов металлов. При этом возникает ионная связь и образуются соли. Отсюда и происходит общее название подгруппы «галогены», т. е «рождающие соли».
Галогены – очень сильные окислители. Фтор в химических реакциях проявляет только окислительные свойства, и для него характерна только степень окисления -1 в соединениях. Остальные галогены могут проявлять и восстановительные свойства при взаимодействии с более электроотрицательными элементами - фтором кислородом, азотом. Восстановительные свойства галогенов усиливаются от хлора к иоду, что связано с увеличением радиусов их атомов: атомный радиус хлора примерно в полтора раза меньше, чем атомный радиус иода.
2.Открытие галогенов.
Фтор в свободном виде получил впервые в 1886 г. французский химик Анри Муассан, который был удостоен за это Нобелевской премии. Свое название элемент получил от греческого фторос – «разрушающий».
Хлор открыт шведским химиком К. Шееле в 1774 г. Элемент получил название за свой цвет (греч. хлорос – желто – зеленый ). В жидком состоянии его впервые получил Майкл Фарадей.
Бром открыт 1826 г. французским химиком А. Баларом. Элемент назван так за свой запах ( греч. бромос – «зловонный»). Кроме того А. Балар назвал данный элемент мурид.
Иод получен в 1811 г. французским ученым Б. Куртуа, а название получил за цвет своих паров (греч. иодэс – фиолетовый). Академик А. Е. Ферсман назвал его «вездесущий».
3. Химические свойства галогенов.
Химическая активность галогенов, как неметаллов, от фтора к иоду ослабевает. Каждый галоген является самым сильным окислителем в своем периоде. Окислительные свойства галогенов отчетливо появляются при их взаимодействии с металлами. При этом, как вы уже знаете, образуются соли.
а) отношение галогенов к металлам.
Так, фтор уже при обычных условиях реагирует с большинством металлов, а при нагревании – и с золотом, серебром, платиной, известными своей химической пассивностью. Алюминий и цинк в атмосфере фтора воспламеняются.
Zn + F2 = ZnF2
Остальные галогены реагируют с металлами в основном при нагревании. Если в тугоплавкой трубке нагревать кусочек натрия в атмосфере хлора, то трубка изнутри покроется белым налетом. Это образуются кристаллы поваренной соли NaCI – хлорида натрия.
2Na + CI2 = 2NaCI
В колбе, наполненной хлором, красиво вспыхивают и сгорают кристаллики измельченной сурьмы, образуя при этом смесь двух хлоридов сурьмы (III) и (II):
2Sb + 3CI2 = 2SbCI3
В парах брома сгорает раскаленная медная проволока:
Cu + Br2 = CuBr2
Иод окисляет металлы медленнее, но в присутствии воды, которая является катализатором, реакция иода с порошком алюминия протекает очень бурно:
2AI + 3 I2 = 2 AI I3
б) отношение галогенов к водороду.
С водородом соединяются все галогены, но при разных условиях.
H2 + F2 = 2HF реакция идет даже в темноте со взрывом.
H2 + CI2 = 2 HCI реакция идет при горении спокойно, смесь на свету реагирует со взрывом.
H2 + Br2 = 2HBr реакция идет при горении водорода в парах брома при нагревании.
H2 + I2↔ 2HI реакция обратимая, идет при нагревании иода и горении в его парах водорода.
в) отношение галогенов к сложным веществам.
Фтор с водой реагирует так энергично, что происходит возгорание. Вода горит во фторе!
2F2 + 2Н2О → 4HF + О
Хлор растворим в воде, при этом образуется хлорная вода, которая обладает отбеливающим и обеззараживающими свойствами.
CI2 +H2O = 2HCI + O (атомарный кислород- сильный окислитель). Здесь кислород выступает в непривычной для себя роли восстановителя.
Об уменьшении окислительных и увеличении восстановительных свойств галогенов от фтора к иоду можно судить и по их способности вытеснять друг друга из растворов солей. Так, хлор вытесняет бром и иод из растворов их солей, например:
CI2 + 2 KI = 2 KCI + I 2
(демонстрация опыта). (Для фтора эта реакция не характерна, так как она протекает в растворе, а фтор взаимодействует с водой). Если к хлориду калия прилить р-р иода, то мы не заметим никаких признаков реакции. (демонстрация опыта)
г) качественная реакция на галогенид-ион. Лабораторный опыт
Качественным реактивом на все галогенид-ионы является ион серебра. При этом выпадает творожистый осадок, интенсивность цвета которого усиливается сверху вниз.
NaCl + AgNO3 → AgCl↓ + NaNO3 белый осадок
NaBr + AgNO3 → Ag Br↓ + NaNO3 желтоватый осадок
KI + AgNO3 → AgI↓ + KNO3 желтый осадок
Иод способен возгоняться. Возгонка – это превращение твердого вещества при нагревании в газообразное, минуя жидкое. Этим свойством иода пользуются при его очистке (демонстрация). (качественная реакция на иод – крахмал – синее окрашивание)
Гимнастика для глаз. Ребята, какие степени окислениия принимают галогены в соединениях? (-1, 0, +1, +3, +4, +5, +6, +7.) Нарисуйте эти числа глазами в воздухе.
4. Применение галогенов и их соединений.
Галогены и их соединения широко применяют в промышленности и сельском хозяйстве.
Фтор используют в производстве химически стойких пластмасс – фторопластов. Тефлон (- CF2 – CF2 -) используется как химически стойкий материал при строительстве космических кораблей, и для производства кухонной посуды. Но фтор, входящий в состав тефлона может негативно сказаться на деятельности щитовидной железы, поэтому в последнее время сковороды с керамическим покрытием вытесняют тефлоновые. Фторкаучук применяется для производства износостойких автомобильных шин. Из фторполимеров делают протезы кровеносных сосудов. В пищевой промышленности фреон (CF4, CCI2F2) используют для производства воздушного фруктового мороженого. Фреон также является хладагентом для холодильных установок и веществом-распылителем в аэрозольных упаковках: дезодорантов, освежителей воздуха и т.д. По мнению ученых, применение фреонов губительно действует на озоновый слой. Хлор используют как отбеливающее средство в производстве бумаги и тканей, а также для обеззараживания сточных вод. Много хлора расходуется для получения соляной кислоты в промышленности. Гексахлоран используют как инсектицид. Хлоропреновый каучук устойчив к едким веществам. Полихлорвинил –заменитель кожи – идет на производство обуви и одежды. Хлорат калия необходим в пиротехнике. Соляную кислоту применяют для очистки поверхности металлов при проведении сварочных работ. Всем известно применение поваренной соли – хлорида натрия NaCI. Но ее используют не только в пищу, а как сырье для получения Na, хлора, щелочи. Бром используют в производстве красителей. Бромиды натрия и калия успокаивающе действуют на нервную систему, поэтому их применяют в психиатрии для лечения бессоницы, эпилепсии, неврастении, коклюша. Бромид серебра применяется для приготовления фоточувствительных эмульсий. Иод применяется в медицине в виде 10-%-ного раствора в спирте. Пары иода добавляют в лампы накаливания, что увеличивает яркость света и срок службы «галогенок».
5. Биологические свойства галогенов.
Все галогены – токсичные вещества. Но между тем это – элементы, важные для жизни и здоровья человека.
Фтор входит в состав волос, ногтей, костей, зубной эмали, придавая ей прочность. Одна из зубных паст названа «Фтородент». Препаратами, содержащими химический элемент фтор, защищают зубную эмаль от кариеса. Фтор попадает в организм с водой. Повышенное содержание фтора приводит к флюорозу, который проявляется в образовании коричневых пятен на зубах , а в дальнейшем в их разрушении.
Жидкий хлор вызывает серьезные ожоги кожи. Газообразный хлор оказывает сильное раздражающее действие, особенно на глаза и дыхательную систему. Он реагирует с водой, содержащейся в глазах, легких и слизистых оболочках органов дыхания, образуя соляную кислоту и хлорноватистую кислоту. Симптомами отравления хлором являются жжение глаз и органов дыхания, непрекращающийся кашель и, в тяжелых случаях, кровяная мокрота. В легких, отравленных хлором, может развиваться бронхиальная пневмония. В состав желудочного сока входят хлорид-ионы в виде соляной кислоты, которая уничтожает микробы, попавшие в организм с пищей.
Некоторые растения накапливают бром, иод. Это бобовые (горох, фасоль), а также морские водоросли. Бром и иод есть в теле рыб и других морских животных. Атомы брома есть в мозге человека. При переутомлении, бессоннице врачи назначают лекарства, содержащие атомы брома, например бромид натрия( NaBr) понижающий возбуждение нервной системы.
Химический элемент иод играет важную роль в обмене веществ в организме. Иод накапливается в щитовидной железе. При ее заболевании назначают иодосодержащие препараты. Если деятельность щитовидной железы приостановится в детстве, то может развиться кретинизм. Нарушение функции щитовидной железы приводит к базедовой болезни. Морская капуста, креветки – продукты, поставляющие иод в организм человека.
Экологическое действие галогенов.
Большинство ученых считают причиной образования озоновых дыр фреоны, или фторхлоруглеводороды. Широкое использовании е их в холодильных установках, для тушения пожаров, в качестве растворителей и в аэрозолях привело к тому, что миллионы тонн этих веществ поступает в нижние слои атмосферы в виде бесцветных газов. Под действием УФ-излучения фреоны распадаются на ряд соединений, из которыхоксид хлора (I) наиболее интенсивно разрушает озон.
Ослабление озонового слоя усиливает поток солнечной радиации на землю и вызывает у людей рост числа раковых образований кожи. Также страдают растения и животные.
Применение пестицидов и инсектицидов, содержащих хлор, может привести к гибели полезных насекомых и мелких животных, загрязнению водоемов и гибели рыб.
Симптомы и первая помощь при отравлениях галогенами.
Фтор вызывает воспаление слизистых оболочек и сильные долго незаживающие ожоги кожи При отравлении фтористым натрием наблюдаются следующие признаки: рвота, иногда кровью, понос, сильное возбуждение, парезы мышц, судороги, паралич дыхательного центра .Оказание первой помощи: промывание желудка, солевое слабительное, известковая вода, и обратится к врачу!
При вдыхании пары хлора вызывают ожог слизистых дыхательных путей, кашель, удушье, боли в груди и в глазах, слезотечение, отёк легких, ослабление сердца. При приеме внутрь- рвота боли в желудке, мокрота, спазм голосовой щели. Первая помощь: вдыхание кислорода, вдыхать тёплые водяные пары с нашатырьным спиртом. Полный покой, постельный режим. При попадании в глаз – промывание 2% раствором соды и обратится к врачу.
При вдыхании паров брома: насморк, кашель, удушье, явление бронхита и бронхопневмонии, слезотечение, конъюнктивит. Слизистая рта и языка имеет коричневый цвет. При внутреннем приеме: боли в животе, рвота и понос. Первая помощь: вдыхать водяные пары с небольшой примесью нашатырного спирта. Ингаляции с содовым раствором.
Симптомы острого отравлении иодом: бурое окрашивание языка и слизистой оболочки рта, рвота бурыми и синими массами, понос, головная боль, насморк, кожная сыпь. В тяжелых случаях судороги, коматозное состояние. Помощь при отравлениях: промывание желудка 0,5% раствором тиосульфата натрия. Внутрь 20-30г активированного угля в водной взвеси. Промывать, прополоскать, нос, рот, глотку 2% раствором соды.
-
Закрепление.
Ребята, сегодня мы работали с очень опасным веществом –хлором. Предельно допустимая концентрация (ПДК) этого галогена в воздухе= 1мг/м3. Давайте решим задачу и выясним, не превысили ли мы это содержание.
Рассчитайте концентрацию хлора в воздухе (мг/м3), выделившегося при взаимодействии 0,3 г MnO2 c раствором, содержащим 0,73 г соляной кислоты.
Дано: Решение
m (MnO2)= 0,3г MnO2 + 4 HCl → MnCl2 + Cl2 + 2 Н2О
m(HCl)=0,73г υ (MnO2)= 0,3г/87г/моль = 0,00034 моль
υ (HCl) = 0,73г/36,5г/моль = 0,02 моль
m(Cl2) -? υ (MnO2) : υ (HCl) = 1:4 HCl в избытке, расчет ведем от
М (MnO2)= 87г/моль (MnO2)
М (HCl) = 36,5 г/моль υ (Cl2) = υ (MnO2) = 0,00034 моль
М(Cl2) = 71г/моль m(Cl2) = 0,00034 моль ×71г/моль = 0,024г
V (класса)= 10× 6× 3 =180 м3
0,024г /180 м3 = 0,00013 г/ м3 = 0,13мг/ м3
Сравните с ПДК хлора в воздухе и сделайте вывод.
-
Каким дезодорантом советуют пользоваться экологи?
а) аэрозольным
б) шариковым.
2. Какой элемент назван «зловонным»?
3. Кто открыл иод?
4.Что общего в строении атомов галогенов?
5. Как изменяются окислительные свойства галогенов в группе сверху вниз?
6. Что является качественным реактивом на галогенид-ион?
7. К какому заболеванию приводит нехватка фтора в организме?
8. Какое соединение вызывает образование озоновых дыр?
9. Какие продукты являются поставщиком иода в организм?
Инструктивная карта №1
Положение галогенов в ПСХЭ, строение атома. Распространение в природе. Физические свойства.
Цель: дать сравнительную характеристику галогенов, изучить строение атомов, распространение в природе, познакомиться с физическими свойствами.
-
Где в ПСХЭ расположены галогены?
-
Сколько электронов находится на внешнем энергетическом уровне? Как это отражается на свойствах галогенов?
-
Как изменяются свойства элементов сверху вниз в группе?
-
Какими свойствами обладают соединения галогенов?
-
В каком виде (свободном или связанном) встречаются галогены в природе?
-
Назовите важнейшие природные соединения хлора и фтора.
-
Где в природе встречается бром и иод?
-
Каковы физические свойства галогенов? Агрегатное состояние, цвет, запах.
Инструктивная карта №2
Цель: изучить историю открытия и применение галогенов в промышленности и в быту.
Открытие галогенов.
-
Открытие фтора
-
Открытие хлора
-
Открытие брома.
-
Открытие иода.
Применение галогенов.
1.Фторирование воды – как профилактика кариеса.
2. Использование фторопластов. (изоляция кабелей, смазочные материалы для машин, протезы кровеносных сосудов, фторкаучук).
3. Фреоны (холодильные установки, аэрозольные баллончики, воздушное мороженое).
4. Хлорирование воды.
5. Использование инсектицидов и пестицидов в сельском хозяйстве.
6. Бром в фотографии.
7. Препараты брома в психиатрии.
8. Иод для медицины.
9. Галогеновые лампы – новинка XXI века.
Инструктивная карта №3
Химические свойства галогенов.
Цель: изучить химические свойства.
-
Как галогены взаимодействуют с водородом?
-
Как они реагируют с металлами? Напишите уравнение реакции взаимодействия Zn c фтором и Mg с иодом.
-
Как галогены реагируют со сложными веществами? Напишите уравнение реакции фтора с водой.
Демонстрационный опыт. (KI с хлором)
-
Напишите уравнение реакции взаимодействия KI с хлором.
-
Что является качественным реактивом на галогенид-ион?
Лабораторный опыт. (делают все учащиеся).
-
Запишите уравнения реакции NaCl, NaBr, KI с нитратом серебра. Прокомментируйте наблюдения.
Инструктивная карта №4
Медико-биологическое и экологическое
значение галогенов и их соединений.
Цель: изучить влияние галогенов на организм, выяснить экологическое значение галогенов.
-
Какое значение в организме человека имеет фтор, что происходит при его недостатке?
-
Фториды и экологическая обстановка. В чем угроза?
-
Для чего организму нужен хлор, иод?
-
В каких продуктах содержатся галогены?
-
Разработайте рекомендации по правильному питанию и здоровому образу жизни.
Достарыңызбен бөлісу: |