Генетическая связь неорганических веществ уравнения

Урок №51. Генетическая связь между основными клас­сами неорганических соединений

Генетические связи — это связи между разными классами, основанные на их взаимопревращениях.

Зная классы неорганических веществ, можно составить генетические ряды металлов и неметаллов. В основу этих рядов положен один и тот же элемент.

Среди металлов можно выделить две разновидности рядов:

1 . Генетический ряд, в котором в качестве основания выступает щёлочь. Этот ряд можно представить с помощью следующих превращений:

металл→основный оксид→щёлочь→соль

Например, K→K 2 O→KOH→KCl

2 . Генетический ряд, где в качестве основания выступает нерастворимое основание, тогда ряд можно представить цепочкой превращений:

металл→основный оксид→соль→нерастворимое основание→основный оксид→металл

Например, Cu→CuO→CuCl 2 →Cu(OH) 2 →CuO→Cu

Среди неметаллов также можно выделить две разновидности рядов:

1 . Генетический ряд неметаллов, где в качестве звена ряда выступает растворимая кислота. Цепочку превращений можно представить в следующем виде:

неметалл→кислотный оксид→растворимая кислота→соль

Например, P→P 2 O 5 →H 3 PO 4 →Na 3 PO 4

2 . Генетический ряд неметаллов, где в качестве звена ряда выступает нерастворимая кислота:

неметалл→кислотный оксид→соль→кислота→кислотный оксид→неметалл

Например, Si→SiO 2 →Na 2 SiO 3 →H 2 SiO 3 →SiO 2 →Si

Генетическая связь неорганических веществ

Разделы: Химия

• Сформировать понятие о генетической связи и генетическом ряде.
• Рассмотреть генетические ряды металлов и неметаллов.
• Выяснить генетическую связь между классами неорганических соединений.
• Продолжить формировать умения пользоваться таблицей растворимости и периодической системой Д.И.Меделеева для прогнозирования возможных химических реакций, а также применять полученные знания по темам свойства классов веществ.
• Повторить основные классы неорганических соединений и их классификацию.
• Развивать познавательный интерес к предмету, умение быстро и четко отвечать на вопросы.
• Продолжать формировать умения логически мыслить, работать с учебником, работать с полученной информацией.
• Закрепить и систематизировать знания по данной теме.

Оборудование: Периодическая система Д.И. Менделеева, кодоскоп, таблица “Кислоты”, схема “Генетическая связь”, карточки для игры “Конвейер”, “Творческое задание”.

Реактивы: В штативах 3 пробирки с растворами HCI, NaCI, NaOH, универсальная индикаторная бумажка. На столе учителя: Na, H₂O кристаллизаторе, фенолфталеин, H₂SO₄.

Класс разбит на 4 микрогруппы: “Оксиды”, “Кислоты”, “Соли”, “Основания”.

I. Организационный момент.

1. Дисциплина.
2. Готовность класса к уроку.
3. Постановка цели урока, мотивация.

II. Основная часть.

1. Целевая установка урока

Другого ничего в природе нет
Ни здесь, ни там в космических глубинах.
Все – от песчинок малых – до планет
Из элементов состоит единых.

Как формула, как график трудовой,
Строй менделеевской системы строгой,
Вокруг тебя творится мир живой,
Входи в него руками трогай.

Сегодня мы собрались здесь, чтобы подвергнуть испытанию лучших восьмиклассников нашей школы и ответить на вопрос: “Достойны ли они, стать гражданами великой химической страны?” Страна эта древняя и волшебная, хранящая множество загадок. Отгадать многие из них еще не удавалось ни одному человеку. Лишь самым, умным, смелым и настойчивым эта страна приоткрывает свои тайны. Итак, начнем!

Итак, изучив тему “Важнейшие классы неорганических соединений” вы получили представление о том, что неорганические соединения многообразны и взаимосвязаны. На уроке мы с вами рассмотрим небольшие фрагменты взаимопревращений веществ, вспомним классификацию неорганических веществ, поговорим о единстве и многообразии химических веществ.

Задача нашего урока – обобщить сведения о веществах, об отдельных классах неорганических соединений и их классификации в целом, закрепить знания о генетических рядах, генетической связи, взаимодействии вещества разных классов, научиться умению применять знания на практике.

Запишите в тетрадях тему нашего урока “Генетическая связь между неорганическими соединениями”.

Но, сначала скажите о каких веществах идет речь (название, формула)?

1. На суку сидит сова,
   Выдыхает _____________________________
2. Сапоги мои того,
   Пропускают ___________________________
3. Его все знают,
   В магазине покупают,
   Без него не сваришь ужин —
   В малых дозах в блюдах нужен ___________
4. Флакон с веществом, обычно имеется в каждой квартире,
   С рожденья ребенок любой с ним знаком,
   Едва лишь покинет он с мамой роддом,
   Ею искупают в ванночке с _________
5. Что за чудо посмотри,
   По доске он проезжает,
   За собой след оставляет. ____________________
6. Если нет у вас для теста разрыхлителя
   вы вместо него.
   Положите в пироги. ________________________

Переведите с химического языка на

1. Не все то аурум, что блестит.
   _____________________________________________________________
2. Куй феррум, пока горячо.
   _____________________________________________________________
3. Слово – аргентум, а молчание – аурум.
   _____________________________________________________________
4. 5.Купрумного гроша не стоит.
   _____________________________________________________________
5. Стойкий станумный солдатик.
   _____________________________________________________________
6. С тех пор много Н₂О утекло.
   _____________________________________________________________

Все эти вещества относятся, к какому то классу неорганических веществ. Ответьте на вопрос:

– Как распределяются по классам на основе состава и свойств неорганические вещества?
– Назовите известные вам классы неорганических соединений

– Дайте определения.
Ученики дают определения веществам.

– Классификация данных классов веществ.
Ученики дают ответы.

Из предложенного перечня неорганических соединений выберите формулы:
1 группа – оксиды,
2 группа – кислоты,
3 группа – соли.
4 группа – основания.

Назовите эти вещества.

Ученики выполняют задание в тетрадях по микрогруппам.

А теперь поиграем с вами в игру “крестики – нолики”.

Распределите вещества, формулы которых приведены в таблице по классам. Из букв, соответствующим правильным ответам, получите фамилию великого русского ученого

Могут ли разные классы неорганических соединений взаимодействовать друг с другом?

Выделить признаки генетического ряда:

Ca Ca(OH)₂ CaCO₃ CaO CaSO₄ CaCl₂ Ca ?

1. вещества разных классов;
2. разные вещества образованы одним химическим элементом;
3. разные вещества одного химического элемента связаны взаимопревращениями.

Между классами существует важная связь, которую называют генетической («генезиз» по-гречески обозначает «происхождение»). Эта связь заключается в том, что из веществ одного класса можно получить вещества других классов.

Генетическим называют ряд веществ – представителей разных классов неорганических соединений, являющихся соединениями одного и того же химического элемента, связанного взаимопревращениями и отражающего общность происхождения этих веществ.

Генетический ряд отражает взаимосвязь веществ разных классов, в основу которых положен один и тот же химический элемент.

Генетическая связь – связь между веществами разных классов, образованных одним химическим элементом, связанных взаимопревращениями и отражающая единство их происхождения.

Существует два основных пути генетических связей между веществами: один из них начинается металлами, другой – неметаллами.
Среди металлов также можно выделить две разновидности рядов:

1. Генетический ряд, в котором в качестве основания выступает щелочь. Этот ряд можно представить с помощью следующих превращений:

2. Генетический ряд, где в качестве основания выступает нерастворимое основание, тогда ряд можно представить цепочкой превращений:

металл—основный оксид—соль—нерастворимое основание—основный оксид—металл.

Среди неметаллов также можно выделить две разновидности рядов:
1. Генетический ряд неметаллов, где в качестве звена ряда выступает растворимая кислота.

Цепочку превращений можно представить в следующем виде:
неметалл—кислотный оксид—растворимая кислота—соль.

Например:
P—P₂O₅—H₃PO₄—Na₃PO₄.
2. Генетический ряд неметаллов, где в качестве звена ряда выступает нерастворимая кислота:
неметалл—кислотный оксид—соль—кислота—кислотный оксид–неметалл

Осуществить превращения по микрогруппам.

Физкультминутка “Рыжий кот”.

Однажды Юх проводил эксперименты по измерению электропроводности растворов разных солей. На его лабораторном столе стояли химические стаканы с растворами KCl, BaCl₂, K₂CO₃, Na₂SO₄ и AgNO₃. На каждом стакане была аккуратно приклеена этикетка. В лаборатории жил попугай, клетка которого запиралась не очень хорошо. Когда Юх, поглощенный экспериментом, оглянулся на подозрительный шорох, он с ужасом обнаружил, что попугай, грубо нарушая правила техники безопасности, пытается пить из стакана с раствором BaCl₂. Зная, что все растворимые соли бария чрезвычайно ядовиты, Юх быстро схватил со стола стакан с другой этикеткой и насильно влил раствор в клюв попугаю. Попугай был спасен. Стакан с каким раствором был использован для спасения попугая?

BaCl₂ + Na₂SO₄ = BaSO₄ (осадок) + 2NaCl (сульфат бария настолько малорастворим, что не способен быть ядовитым, как некоторые другие соли бария).

Демонстрационный эксперимент. Учитель показывает в пробирках образцы:

1 – кусочек кальция, 2 – негашеная известь, 3 – гашеная известь, 4 – гипс задает вопрос:

“Что общего между этими образцами?” и записывает цепочку из формул представленных образцов.

Ca CaO Ca(OH)₂ CaSO₄

Хорошо, ребята! Подумайте, как с помощью химических реакций можно перейти от простого вещества к сложному, от одного класса соединений к другим. Давайте проведем эксперимент, доказывающий присутствие атомов меди в разных ее соединениях. По ходу эксперимента запишите цепочку превращений. Назовите типы химических реакций.

Работа выполняется по инструктивной карте.

Соблюдайте правила техники безопасности!

Лабораторная работа: “Практическое осуществление цепочки химических превращений”.

Проверьте наличие оборудования и реактивов на рабочих местах.

Оборудование: штатив для пробирок, спиртовка, спички, зажим для пробирок, тигельные щипцы.

Реактивы и материалы: раствор соляной кислоты (1:2), медная проволока, железный гвоздь или скрепка, нитки.

Проведите реакции, в которых осуществляются химические превращения.

Медная проволока оксид меди(II) хлорид меди(II) медь

Прокаливайте медную проволоку, удерживая ее тигельными щипцами, в верхней части пламени спиртовки (1–2мин). Что наблюдаете?

Аккуратно удалите черный налет с проволоки и поместите его в пробирку. Отметьте цвет вещества.

Прилейте в пробирку в пробирку 1 мл раствора соляной кислоты (1:2). Для ускорения реакции слегка нагрейте ее содержимое. Что наблюдаете?

Осторожно (почему?) погрузите в пробирку с раствором железный гвоздь (скрепку).

Через 2–3 мин извлеките гвоздь из раствора и опишите произошедшие с ним изменения.

Образованием какого вещества они вызваны?

Опишите и сравните цвет образовавшегося и исходного растворов.

Приведите рабочее место в порядок.

Внимание! Раствор с оксидом меди нагревать очень осторожно, держа пробирку высоко над пламенем спиртовки.

Учитель. Понятия “оксид”, “кислота”, “основание”, “соль” образуют систему, находящуюся в тесной взаимосвязи, она раскрывается при получении веществ одного класса из веществ другого класса. Она проявляется в процессе взаимодействия веществ и активно используется в практической деятельности человека. Как вы думаете, ребята, достигли мы цели, которую ставили в начале урока?

Сейчас мы это проверим.

IV. Закрепление знаний.

Назовите признаки, которые характеризуют генетический ряд.

Даны цепочки превращений:

a) Br₂ HBr NaBr NaNO₃

б) Fe FeCl₂ Fe(OH)₂ FeO Fe

в) CaCO₃ CaO CaC₂ C₂H₂

г) Si SiO₂ Na₂SiO₃ H₂SiO₃

1-й уровень. Найдите и выпишите генетические ряды элементов. Запишите уравнения химических реакций, иллюстрирующих переходы для одного генетического ряда.

2-й уровень. Найдите и выпишите генетические ряды элементов. Запишите уравнения химических реакций, иллюстрирующих переходы для одного генетического ряда. Реакции ионного обмена запишите в молекулярной и ионной форме.

V. Домашнее задание.

VI. Подведение итогов урока, оценивание, рефлексия.

Учитель. Ребята, пришло время подводить итоги. Чему вы сегодня научились, что узнали нового, что вы делали на уроке?

Взаимосвязь неорганических веществ

Теория к заданию 10 из ЕГЭ по химии

Взаимосвязь различных классов неорганических веществ

Материальный мир, в котором мы живем и крохотной частичкой которого мы являемся, един и в то же время бесконечно разнообразен. Единство и многообразие химических веществ этого мира наиболее ярко проявляется в генетической связи веществ, которая отражается в так называемых генетических рядах. Выделим наиболее характерные признаки таких рядов:

1. Все вещества этого ряда должны быть образованы одним химическим элементом. Например, ряд, записанный с помощью следующих формул:

$Br_2 → HBr → NaBr → NaNO_3$,

нельзя считать генетическим, т.к. в последнем звене элемент бром отсутствует, хотя реакция для перехода от $NaBr$ к $NaNO_3$ легко осуществима:

$NaBr + AgNO_3 = AgBr↓+ NaNO_3$.

Этот ряд мог бы считаться генетическим рядом элемента брома, если бы его завершили, например, так:

$Br_2 → HBr → NaBr → AgBr$.

2. Вещества, образованные одним и тем же элементом, должны принадлежать к различным классам, т.е. отражать разные формы его существования.

3. Вещества, образующие генетический ряд одного элемента, должны быть связаны взаимопревращениями. По этому признаку можно различать полные и неполные генетические ряды.

Например, приведенный выше генетический ряд брома будет неполным, незавершенным. А вот следующий ряд:

$Br_2 → HBr → NaBr → AgBr → Br_2$

уже можно рассматривать как полный: он начинался простым веществом — бромом и им же закончился. Обобщая сказанное выше, можно дать следующее определение генетического ряда.

Генетическим называется ряд веществ — представителей разных классов, являющихся соединениями одного химического элемента, связанных взаимопревращениями и отражающих общность происхождения этих веществ или их генезис.

Генетическая связь — понятие более общее, чем генетический ряд, который является пусть и ярким, но частным проявлением этой связи, реализующейся при любых взаимных превращениях веществ. Тогда, очевидно, под это определение подходит и первый приведенный в тексте ряд веществ.

Для характеристики генетической связи неорганических веществ мы рассмотрим три разновидности генетических рядов.

Генетический ряд металла.

Наиболее богат ряд металла, у которого проявляются разные степени окисления. В качестве примера рассмотрим генетический ряд железа со степенями окисления $+2$ и $+3$:

Напомним, что для окисления железа в хлорид железа (II) нужно взять более слабый окислитель, чем для получения хлорида железа (III):

Генетический ряд неметалла.

Аналогично ряду металла более богат связями ряд неметалла с разными степенями окисления, например, генетический ряд серы со степенями окисления $+4$ и $+6$:

Затруднение может вызвать лишь последний переход. Руководствуйтесь правилом: чтобы получить простое вещество из окисленного соединения элемента, нужно взять для этой цели самое восстановленное его соединение, например, летучее водородное соединение неметалла. В нашем случае:

По этой реакции в природе из вулканических газов образуется сера.

Аналогично для хлора:

Генетический ряд металла, которому соответствуют амфотерные оксид и гидроксид, очень богат связями, т.к. они проявляют в зависимости от условий то кислотные, то основные свойства.

Например, рассмотрим генетический ряд цинка: