Химические уравнения замещения 8 класс

Урок химии по теме «Реакции замещения». 8-й класс

Разделы: Химия

Класс: 8

Тип урока: изучение нового материала.

Цели и задачи урока: Дать понятие о сущности реакции замещения. Продолжить формирование умения записывать уравнения химических реакций, начать формировать умение предсказывать продукты реакций замещения. Дать первоначальное понятие об электрохимическом ряде напряжений.

Оборудование: прибор для получения газов, Zn, Мg, А1, Сu, Са — металлы, растворы НС1, СиSО₄, АgNO₃, медная монета.

План урока.

• Химические реакции
• Признаки химической реакции
• Уравнение реакции.
• Типы химических реакций

1. Понятие о реакциях замещения на примере взаимодействия кислот с металлами. Демонстрация взаимодействия металлов с кислотами и выделение водорода.
2. Электрохимический ряд напряжений металлов и два его правила. Эксперимент (взаимодействие металлов с кислотами).
3. Схема эксперимента и выводы из опыта.
4. Доказательство через уравнения реакций.
5. Выполнение упражнений для закрепления полученных знаний.
6. Домашнее задание.

Ход урока

1 этап урока – подготовка к изучению нового материала, актуализация знаний и опыта.

Ставятся вопросы для уточнения содержания основных понятий.

1. Дайте определение химическим реакциям
2. По каким признакам мы определяем, что процесс относится к химическим?
3. что называют уравнением химической реакции?
4. Какие типы реакций вам известны?

2 этап урока – проблемно-поисковый.

Сегодня мы познакомимся еще с одним типом реакций. Попробуем научиться предсказывать продукты химических реакций. Для этого повторим опыт лорда Генри Кавендиша (получение водорода Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂).

В результате данной реакции выделяется водород.

Вопрос. Почему я собираю этот газ в перевернутую вверх дном пробирку? (если у ребят возникают затруднения поясняем способ собирания газа)

Подносим пробирку к пламени спиртовки. Раздается “лающий” звук. Закрываем газоотводную трубку и через 5 -10 с подносим к пламени раздается легкий хлопок. Почему мы наблюдаем разные результаты? (версии учащихся).

Объяснение проверки водорода на чистому. Правила техники безопасности выполнения эксперимента.

Запишем уравнение реакции:

Кроме водорода будут ли другие продукты реакции?

Проведем следующий опыт: На предметное стекло поместим каплю раствора из пробирки-реактора, выпариваем, на стекле белое пятно – это соль ZnCl₂.Учащему, предлагается дописать уравнение реакции и расставить коэффициенты. Следовательно, из исходных простого и сложного вещества образовались новое простое и новое сложное. Определение реакции замещения (записываем в тетрадь). Предлагается записать уравнение реакции магния с соляной кислотой, и более сложный вариант: алюминия с серной кислотой.

Вопрос. А любой ли металл способен вступать в реакцию замещения с кислотой?

Демонстрация: в четырех пробирках находится соляная кислота. В первую опускаем Ca, вторую – Mg, третью – Zn, четвертую – Cu. Почему выделение водорода происходит с разной скоростью, а в четвертой пробирке не выделяется вообще? Для ответа можно воспользоваться еще одной узаконенной “шпаргалкой” – электрохимическим рядом напряжения металлов ( его можно также назвать рядом активности металлов).

Если металл стоит в этом ряду до водорода, он способен вытеснять его из растворов кислот, если после водорода, то нет (записываем в тетрадь).

Это и есть 1-е правило ряда напряжений. Ca, Мg, А1 давали реакцию замещения с кислотами (они находятся в ряду напряжений до Н), а Сu нет (она после Н). Этот ряд имеет и еще одно правило, оно тоже относится к реакциям замещения металлов, но только с растворами солей:

если металл стоит в ряду напряжений до металла соли, то он способен вытеснить этот металл из раствора его соли (2-е правило ряда напряжений) (записываем в тетрадь).

Проводится лабораторный опыт “Замещение меди в растворе сульфата меди (II) железом”, и учащиеся записывают соответствующее уравнение:

По аналогии составляется уравнение реакции между алюминием и раствором хлорида меди (II):

Необходимо показать, что здесь положение металла до или после Н уже не имеет значения, важно, чтобы вступающий в реакцию металл предшествовал металлу, образующему соль:

Серебро на медной монетке получается неэффектное — темный налет, но если его натереть мягкой тряпочкой — монета заблестит, она стала посеребренной.

Учащиеся формулируют выводы:

1) более активный металл вытесняет менее активный из раствора его соли с образованием другого металла и другой соли;
2) металлы расположенные в ряду напряжения до водорода вытесняют водород из растворов кислот;
3) все рассмотренные реакции относятся к реакциям замещения.

3 этап урока – закрепления изученного материала.

Учащиеся попарно выполняют задания по карточке.

1. Напишите уравнения возможных реакций между серной кислотой и металлами: а) Zn, б) Сu, в) Fе, г) Ва.
2. Напишите уравнения возможных реакций между сульфатом меди (II) и металлами: а) Аg, б) Zn, в) Mg.

Учащимся выдаются правильные ответы, заранее подготовленные учителем.

Дети проверяют и ставят себе оценку.

Объективно выставленные оценки заносятся в журнал.

4 этап – подведение итогов.

Делается вывод о достижении поставленных целей в результате проведенных исследований учащимися совместно с учителем. Результат – наличие положительного мотива к исследовательской деятельности.

Домашнее задание:§31, упр.2 стр.164.

Литература:

1. Сгибнеа Е.П., Скачков А.В. Современные открытые уроки химии 8 – 9 классы. [Текст] / Е.П. Сгибнеа, А.В. Скачков – Ростов, 2002 г.
2. Габриелян О.С., Воскобойникова Н.П., Яшукова А.В. Настольная книга учителя. Химия. 8 класс. [Текст] / – О.С. Габриелян, Н.П. Воскобойникова, А.В. Яшукова . – М., 2003 г.
3. Андрейченко Е.И. Проблемно-поисковая (исследовательская) технология в обучении химии.[Текст] / Е.И. Андрейченко // Химия. Приложения 1 сентября.– 2008 – №16.
4. Павлова Н.С. Дидактические карточки-задания по химии: 8 класс: .к учебнику О.С.Габриеляна “Химия.8 класс” .[Текст] / Н.С. Павлова. – М., 2004 г.
5. Габриелян О.С. Химия 8 класс .[Текст] / О.С. Габриелян. – М.,2006 г.

Урок по химии в 8 классе «Типы химических реакций. Реакции замещения и обмена»

Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.

Урок по химии в 8 классе

Тема: «Типы химических реакций. Реакции замещения и обмена».

Образовательные: рассмотреть типы реакций по составу и сложности веществ – реакции замещения и обмена; обобщить сведения о типах химических реакций; закрепить умение составлять химические уравнения, описывать признаки реакций.

Развивающие: продолжить развитие умений наблюдать, сравнивать, обобщать, делать выводы, работать с химическими реактивами и оборудованием.

Воспитательные: воспитывать толерантность, уважение к научному познанию, умение работать в группе; совершенствовать коммуникативные умения в ходе выполнения опытов, развивать самостоятельность.

Требования к знаниям и умениям учащихся:

Должны знать и понимать: сущность понятия «химическая реакция» (взаимодействие, превращение), признаки и условия протекания химических реакций, типы реакций, правила написания химических уравнений, закон сохранения массы в современной формулировке, правила безопасной работы с веществами.

Должны уметь: определять тип химической реакции по данному уравнению, расставлять коэффициенты в данной схеме уравнения, доказывать закон сохранения массы по выведенному уравнению химической реакции, записывать уравнения реакций, самостоятельно производить несложные химические эксперименты, соблюдая правила безопасной работы.

Постановка учебной задачи, сообщение плана работы (слово учителя) –2 мин

Фронтальный опрос – 11 мин

Изучение нового материала, выполнение демонстрационного и лабораторных опытов учащимися – 25 мин

Повторение и проверка степени усвоения материала – 5 мин;

Подведение итогов и домашнее задание – 2 мин

Средства обучения: оборудование и реактивы для демонстрационных и лабораторных опытов учащихся, справочная таблица «Растворимость оснований, кислот и солей в воде», ряд активности металлов, учебник «Химия – 9» О,С,Габриелян (издательство ДРОФА,2012 г.), рабочая тетрадь к учебнику.

Тип урока – комбинированный.

Вид урока – беседа с демонстрационными и лабораторными опытами.

Оборудование (для учителя и учащихся): пробирки, штативы для пробирок, спиртовка, лучинка, спички, универсальная индикаторная бумага, предметное стекло, пипетка, держалка.

Реактивы: цинк (гранулы), алюминий, медь, стальные скрепки, растворы – гидроксид натрия, серная кислота, соляная кислота, сульфат меди ( II ), хлорид железа ( III ), карбонат натрия, хлорид калия, фенолфталеин.

Приветствие. Постановка учебной задачи, сообщение плана работы. Девиз урока:

«Скажи мне, и я забуду,

Покажи мне, и я запомню.

Дай мне действовать самому,

И я научусь!» (Древнекитайская мудрость)

Проверка домашнего задания.

1) Во время проверки домашнего задания учитель проверяет теоретические знания по пройденному материалу:

— какие классификации реакций вы знаете? (по тепловому эффекту и по составу и количеству веществ)

— на какие типы делятся реакции по тепловому эффекту? (эндотермические – идущие с поглощением тепла; экзотермические – идущие с выделением тепла)

— какие типы реакций вы знаете по количеству и составу веществ? (соединения и разложения)

— какие реакции называются реакциями разложения? (реакции, в результате которых из одного сложного вещества образуется несколько новых веществ)

— какие реакции называются реакциями соединения? (реакции, в результате которых из нескольких веществ образуется одно сложное вещество);

2) Визуально проверяет выполнение упр. 1 стр. 177 и упр. 1,2 стр.182;

3) Разбираются реакции, вызвавшие затруднения;

4) Проводится выполнение упр. 7,6 стр. 110 (РТ):

Упр.7 стр. 110 (РТ) (под диктовку с места):

а) 2 Na + Cl ₂ → 2 NaCl (соединение)

в) 2 Fe ( OH )₃ → Fe ₂ O ₃ + 3 H ₂ O (разложение)

г) 4 Al + 3 O ₂ → 2 Al ₂ O ₃ (соединение)

д) 2 AgBr → 2 Ag + Br ₂ (разложение)

е) Na ₂ O + H ₂ O → 2 NaOH (соединение)

Упр. 6 стр. 110 (РТ) (по одному ученики вызываются к доске):

Во время написания уравнений проверяется умения записывать формулы по названиям веществ, называть вещества по формулам, расставлять стехиометрические коэффициенты в уравнении реакций; знания классов неорганических веществ и выученных типов химических реакций.

На доску вывешиваются карточки – подсказки по типам реакций.

Изучение нового материала.

1) Реакции замещения. Проведение лабораторного опыта №1 «Взаимодействие металлов с соляной кислотой». Повторение правил техники безопасности при проведении опытов. Повторение признаков химических реакций (выпадение или исчезновение осадка, выделение газа, появление запаха, изменение цвета, выделение тепла и света, поглощение тепла). Класс работает по вариантам:

1 – взаимодействие цинка с кислотой ( Zn + 2 HCl → ZnCl ₂ + H ₂↑);

2 – взаимодействие алюминия с кислотой (2 Al + 6 HCl → 2 AlCl ₃ + 3 H ₂↑);

3 – взаимодействие меди с кислотой ( Cu + HCl → ).

Ученики, согласно инструкции выполняют лабораторные опыты, отмечают признаки химических реакций, записывают уравнения соответствующих химических реакций.

— как вы думаете, какой газ это выделяется?

— у меня есть пробирка, как собрать в неё выделяющийся водород? Почему?

— чтобы проверить водород, поднесем к отверстию зажженную лучинку – раздастся хлопок.

На примере первых двух реакций формулируется определение реакций замещения – реакций между простым и сложным веществами, в результате которых атомы простого вещества замещают атомы одного из химических элементов в сложном веществе.

На доску вывешивается карточка подсказка.

Почему же в третьем случае реакция не идет? Чтобы объяснить причину этого обратимся к ряду активности металлов. Работа с рядом активности металлов (почему водород расположен в этом ряду, как изменяется активность металлов).

Вывод: с кислотами взаимодействуют металлы, стоящие в ряду активности до водорода.

Используя этот ряд можно еще для прогнозирования возможности протекания реакций вытеснения одних металлов из растворов их солей другими. Проведение демонстрационного эксперимента №1: взаимодействие сульфата меди с железом и хлорида железа ( III ) с медью.

Fe + CuSO₄ → Cu + FeSO₄ FeCl₃ + Cu →

Вывод: чтобы реакция между металлом и раствором соли была практически осуществима, необходимо, чтобы металл в ряду активности находился левее, т.е. был активнее металла соли.

Отработка навыков – упр. 4 стр. 112 (РТ).

а) 2 Al + 3 CuCl ₂ → 2 AlCl ₃ + 3 Cu б) AlCl ₃ + Cu →

в ) Cu(NO ₃ ) ₂ + 2Ag → г ) 2AgNO ₃ + Cu → Cu(NO ₃ ) ₂ + 2Ag

2) Реакции обмена. Проведение лабораторного опыта №2 «Взаимодействие растворов двух сложных веществ».

1 вариант – взаимодействие гидроксида натрия и сульфата меди ( II )

(щёлочь + соль₁ → основание + соль₂)

2 вариант – взаимодействие карбоната натрия и соляной кислоты

3 вариант – взаимодействие гидроксида натрия с соляной кислотой

NaOH + HCl → NaCl + H ₂ O

(щёлочь + кислота → соль + вода)

реакция нейтрализации (объяснить почему такое название: кислота – среда кислая, щелочь – щелочная, в результате реакции – среда нейтральная)

Ученики, согласно инструкции выполняют лабораторные опыты, отмечают признаки химических реакций, записывают уравнения соответствующих химических реакций. При составлении первой реакции используется таблица растворимости.

На примере этих реакций формулируется определение реакций обмена – реакций между сложными веществами, при протекании которых их молекулы обмениваются своими составными частями.

На доску вывешивается карточка подсказка.

Проведение демонстрационного эксперимента №2: взаимодействие хлорида калия и гидроксида натрия.

NaOH + KCl = KOH + NaCl

Вопросы: наблюдаете ли вы признаки химической реакции? Какой можно сделать вывод? Когда же реакции ионного обмена идут до конца?

Вывод: реакции ионного обмена идут до конца, если выпадает осадок, выделяется газ или образуется вода.

Проведение демонстрационного эксперимента №3: взаимодействие серной кислоты и гидроксида меди ( II ).

Вопросы: наблюдаете ли вы признаки химической реакции? Какой можно сделать вывод?

Вывод: реакции нейтрализации между любым основанием и любой кислотой протекают до конца.

Отработка навыков – упр. 6 стр. 113 (РТ).

в ) KNO ₃ + CaCl ₂ = Ca(NO ₃ ) ₂ + KCl г ) 2KOH + H ₂ SO ₄ → K ₂ SO ₄ + 2H ₂ O

Уравняйте реакции и укажите тип реакций по признаку «число и состав исходных веществ и продуктов реакции». (Во время работы учитель проверяет усвоение изученного материала, исправляет ошибки и корректирует работу учеников)

§ 32. Реакции замещения

Познакомимся с третьим типом реакций — реакциями замещения.

Повторим опыт замечательного английского химика — лорда Г. Кавендиша.

Нальём в пробирку 2—3 мл соляной кислоты, а затем поместим в неё 2—3 гранулы (от греч. гранула — зёрнышко) цинка. Заметим выделение газа. Накроем на 3—4 с пробирку-реактор, в которой протекает реакция, другой пробиркой большего диаметра и соберём в неё выделяющийся газ (методом вытеснения воздуха).

Это возможно потому, что выделяющийся в результате этой реакции газ — водород — гораздо легче воздуха. Приподняв пробирку с водородом над пробиркой-реактором, быстро поднесём её отверстие к пламени горелки. Раздастся взрыв, сопровождающийся характерным «лающим» звуком. Это взрывается смесь водорода с воздухом, которую образно называют «гремучим газом». Точнее, так называют смесь 2 объёмов водорода и 1 объёма кислорода.

Если же закрыть отверстие пробирки-реактора пальцем и через 5—10 с после того, как почувствуется давление собранного в верхней части пробирки газа на палец, убрать его с одновременным поднесением к отверстию горящей спички, то раздастся лёгкий хлопок — результат сгорания чистого водорода. Если несколько капель жидкости, полученной в результате реакции между цинком и соляной кислотой, поместить на часовое стекло и выпарить, то можно заметить образование кристалликов соли — хлорида цинка.

Составим уравнение реакции цинка с соляной кислотой:

Аналогичную реакцию можно провести и с другим металлом — алюминием:

С раствором серной кислоты цинк и алюминий образуют уже другие соли — сульфаты, например:

Все ли металлы взаимодействуют с кислотами с образованием соли и водорода?

Обратимся к эксперименту. Нальём в четыре одинаковые пробирки равные объёмы соляной кислоты и поместим в них разные металлы: в 1-ю — кусочек кальция, во 2-ю — магния, в 3-ю — цинка, а в 4-ю — меди (рис. 104). Нетрудно заметить, что интенсивность выделения водорода будет уменьшаться от кальция к цинку, а в пробирке с медью газ вообще не выделяется — там не происходит реакция.

Рис. 104.
Взаимодействие различных металлов с соляной кислотой

Для прогнозирования возможности протекания реакций между металлами и кислотами обратимся к так называемому ряду активпости (напряжений) металлов’.

Li, К, Ва, Са, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Co, Sn, Pb, H₂, Cu, Hg, Ag, Au.

Почему же в ряд металлов попал неметалл — водород? Оказывается, каждый из металлов, расположенных в ряду активности металлов до водорода, способен вытеснять его из растворов кислот. А вот медь с соляной кислотой не взаимодействует и поэтому находится в ряду активности металлов после водорода. В пробирке с этим металлом и соляной кислотой реакции не наблюдалось. Аналогично не будут вытеснять водород из растворов кислот ртуть, серебро и золото.

Ряд активности металлов можно также использовать для прогнозирования возможности протекания реакций вытеснения одних металлов из растворов их солей другими.

Рис. 105.
Реакция замещения меди железом в растворе сульфата меди (II)

Обратимся к эксперименту: поместим в химический стакан с раствором сульфата меди (II) большой железный гвоздь. Уже через 2—3 мин можно заметить, что та часть гвоздя, которая находится в растворе, покрылась красным налётом выделившейся меди (рис. 105). Произошла реакция, уравнение которой:

Цинк взаимодействует с растворами солей меди и серебра, но не магния или цинка (рис. 106).

Рис. 106.
Взаимодействие цинка с растворами различных солей

Для того чтобы реакция между металлом и раствором соли была практически осуществима, необходимо выполнение следующего условия: металл должен располагаться в ряду активности металлов левее металла, входящего в соль, т. е. быть активнее металла соли. Поэтому медь не вступает в реакцию с раствором соли свинца или железа, но зато вытесняет серебро из раствора нитрата серебра (рис. 107):

Рис. 107.
Кристаллы серебра, выделившиеся на медной проволоке в результате реакции замещения меди в растворе нитрата серебра

Все рассмотренные выше реакции относят к реакциям замещения. Нетрудно заметить, что эти реакции протекают между двумя исходными веществами, одно из которых простое, а другое — сложное, а в результате получаются два новых вещества — новое простое и новое сложное.

Лабораторный опыт № 16
Замещение меди в растворе сульфата меди (II) железом

Налейте в две пробирки по 2 мл раствора сульфата меди (II). Опишите цвет раствора. Осторожно погрузите в одну из пробирок железный гвоздь (скрепку), привязанный на нитке. Опишите условие проведения реакции.

Через 5 мин извлеките гвоздь из раствора и опишите произошедшие с ним изменения. Образованием какого вещества они вызваны? Опишите цвет образовавшегося раствора и сравните его с цветом исходного раствора. Напишите уравнение реакции сульфата меди (II) с железом, учитывая, что в продукте реакции степень окисления железа равна +2.

Ключевые слова и словосочетания

1. Реакции замещения.
2. Ряд активности металлов.
3. Условия взаимодействия металлов с растворами кислот и солей.

Работа с компьютером

1. Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал урока и выполните предложенные задания.
2. Найдите в Интернете электронные адреса, которые могут служить дополнительными источниками, раскрывающими содержание ключевых слов и словосочетаний параграфа. Предложите учителю свою помощь в подготовке нового урока — сделайте сообщение по ключевым словам и словосочетаниям следующего параграфа.

Вопросы и задания

1. Какие реакции называют реакциями замещения? Сравните их с реакциями соединения и разложения.
2. Запишите уравнения следующих реакций замещения: