Химия 9 класс уравнения ионного обмена

Урок по теме «Реакции ионного обмена». 9-й класс

Класс: 9

Презентация к уроку

Учебник: Рудзитис Г.Е, Фельдман Ф.Г. Химия: учебник для 9 класса общеобразовательных учреждений / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – 12-е изд. – М.: Просвещение, ОАО “Московские учебники”, 2009. – 191 с.

Цель: сформировать представление учащихся о реакциях, протекающих межу ионами, условий протекания реакций ионного обмена до конца, обратимых реакциях, полных и сокращенных ионных уравнениях.

Задачи:

• способствовать систематизации понятийного аппарата: ион, растворы, электролиты и неэлектролиты, основные типы реакций в неорганической химии, обратимые реакции, условия протекания реакций ионного обмена до конца
  • “5” — обосновать, доказать;
  • “4” — характеризовать, применить;
  • “3” — рассказать;
• способствовать совершенствованию специальных предметных умений: составлять полные и сокращенные ионные уравнения;
• способствовать формированию общеучебных умений:
  • а) учебно-интеллектуальных (анализировать факты, устанавливать причинно-следственные связи; выдвигать гипотезу; сравнивать соли и химические реакции, классифицировать, делать выводы);
  • б) учебно-информационных (работать с текстом);
  • в) учебно–организационных (понимать смысл задания, распределять время для выполнения заданий планировать работу по организации работы, осуществлять самоконтроль);
• способствовать формированию критического мышления учащихся (критически оценивать собственные знания по теме и сопоставлять их с научными);

Форма проведения: урок с использованием ИКТ, включением парных, индивидуальных форм организации учебно-познавательной деятельности учащихся.

Продолжительность учебного занятия: 45 минут.

Использование педагогических технологий: метод эвристического обучения, обучение в сотрудничестве

I. Организационный момент – 1 мин: мобилизующее начало (приветствие, проверка готовности к уроку, организация внимания учащихся), информация о цели и ходе урока, мотивация

Фронтальная беседа (3 мин)

Что такое реакции обмена? (это реакции между двумя сложными веществами, при которых они обмениваются своими составными частями).
• Что такое ионы? (это заряженные частицы, которые отличаются от атомов числом электронов)
• На какие группы делятся ионы? (катионы – положительные ионы; анионы – отрицательные ионы)
• Что такое электролитическая диссоциация? (процесс распада молекул электролитов на ионы при растворении в воде или расплавлении)
• На какие ионы распадаются при электролитической диссоциации кислоты (ионы водорода и ионы кислотного остатка)
• На какие ионы распадаются при электролитической диссоциации растворимые основания? (ионы металла и ионы ОН -1 групп)
• На какие ионы распадаются при электролитической диссоциации соли? (ионы металла и ионы кислотного остатка)
• Таким образом, какие ионы выделяют при электролитической диссоциации? (Н +1 , ОН -1 , Ме +n , кислотный остаток -n )
• Именно эти ионы находятся в таблице растворимости: (Работа с таблицей растворимости – определение растворимых и нерастворимых веществ)

II. Изучение нового материала. Объяснение учителя. 15 мин.

Реакции обмена протекают между ионами, поэтому называются реакции ионного обмена Выводится определение (слайд 2):

Реакции ионного обмена идут до конца в трех случаях:

• если образуется осадок – нерастворимое вещество после реакции)
• если выделяется газ
• если образуется вода

В остальных случаях реакции обмена являются обратимыми

Разберем эти случаи поподробнее (случаи разбираются на слайдах и на доске, проводится фронтальная беседа: почему реакция идет, что и почему образуется, как определить образование осадка, газа, воды и т.п.):

1) Если образуется осадок (слайд 3):

а) CuSO₄ + 2NaOH Na₂SO₄ + Cu(OH)₂

б) 2AgNO₃ + CaCl₂ Ca(NO₃)₂ + 2AgCl

в) Na₂CO₃ + Ca(NO₃)₂ 2NaNO₃ + CaCO₃

г) BaCl₂ + K₂SO₄ 2KCl + BaSO₄

2) Если выделяется газ (слайд 4):

а) CaCO₃ + 2HNO₃ Ca(NO₃)₂ + H₂CO₃ (H₂O + CO₂ )

б) Na₂SO₃ + 2HCl 2NaCl + H₂SO₃ (H₂O + SO₂ )

в) CuS + 2HCl CuCl₂ + H₂S

3) Если образуется вода (слайд 5):

а) CuO + H₂SO₄ CuSO₄ + H₂O

б) Fe(OH)₃ + 3HCl FeCl₃ + 3H₂O

в) NaOH + HNO₃ NaNO₃ + H₂O

4) Если НЕ образуются осадок, газ и вода, то реакции являются обратимыми (слайд 6):

Обратимые реакции – это реакции, которые при одних и тех же условиях протекают в двух противоположных направлениях

а) 2NaNO₃ + CaCl₂ Ca(NO₃)₂ + 2NaCl

б) K₃PO₄ + 3NaCl Na₃PO₄ + 3KCl

в) CuCl₂ + Na₂SO₄ CuSO₄ + 2NaCl

Ионные уравнения (слайды 7, 8, 9):

Для реакций ионного обмена составляют полные и сокращенные ионные уравнения. При этом на ионы никогда не раскладывают :

• нерастворимые вещества (см. таблицу растворимости);
• оксиды;
• воду;
• газы

1) Запишем молекулярное уравнение и уравняем его:

CuSO₄ + 2NaOH Na₂SO₄ + Cu(OH)₂

2) Разложим на ионы все, что возможно и затем сократим одинаковые ионы в обоих частях уравнения:

Cu +2 + SO₄ -2 + 2Na +1 + 2OH -1 2Na +1 + SO₄ -2 + Cu(OH)₂ (полное ионное уравнение)

3) Запишем то, что получилось:

Cu +2 + 2OH -1 Cu(OH)₂ (сокращенное ионное уравнение)

Другие примеры составления ионных уравнений (разбираются с пояснениями):

CaCO₃ + 2HNO₃ Ca(NO₃)₂ + H₂CO₃ (H₂O + CO₂)

CaCO₃ + 2H +1 + 2NO₃ -1 Ca +2 + 2NO₃ -1 + H₂O + CO₂

CaCO₃ + 2H +1 Ca +2 + H₂O + CO₂

CuS + 2HCl CuCl₂ + H₂S

CuS + 2H +1 + 2Cl -1 Cu +2 + 2Cl -1 + H₂S

CuS + 2H +1 Cu +2 + H₂S

NaOH + HNO₃ NaNO₃ + H₂O

Na +1 + OH -1 + H +1 + NO₃ -1 Na +1 + NO₃ -1 + H₂O

OH -1 + H +1 H₂O

K₃PO₄ + 3NaCl Na₃PO₄ + 3KCl

3K +1 + PO₄ -3 + 3Na +1 + 3Cl -1 3Na +1 + PO₄ -3 + 3K +1 + 3Cl -1

Вывод: сокращенного ионного уравнения нет, следовательно, у обратимых реакций нет сокращенных ионных уравнений

III. Закрепление изученного материала (20 мин)

Учащимся предлагается выполнить задания в парах. Каждое задание предлагается на слайде и проверяется на следующем слайде (слайдах).

Задание 1 (Слайд 10)

Саша и Алеша делали домашнее задание. Они составили уравнения реакций, но случайно на лист бумаги пролили чернила. Помогите ученикам восстановить запись. Составьте к восстановленным

Проверка задания 1 (слайды 11, 12).

1) NaOH + HCl NaCl + H₂O

Na +1 + OH -1 + H +1 + Cl -1 Na +1 + Cl -1 + H₂O

OH -1 + H +1 H₂O

2) MgCl₂ + Na₂SO₃ MgSO₃ + 2NaCl

Mg +2 + 2Cl -1 + 2Na +1 + SO₃ -2 MgSO₃ + 2Na +1 +2Cl -1

Mg +2 + SO₃ -2 MgSO₃

3) K₂SO₃ + 2HNO₃ 2KNO₃ + H₂O + SO₂

2K +1 + SO₃ -2 + 2H +1 + 2NO₃ -1 2K +1 + 2NO₃ -1 + H₂O + SO₂

SO₃ -2 + 2H +1 H₂O + SO₂

4) ZnSO₄ + 2NaOH Zn(OH)₂ + Na₂SO₄

Zn +2 + SO₄ -2 + 2Na +1 + 2OH -1 2Na +1 + SO₄ -2 + Zn(OH)₂

Zn +2 + 2OH -1 Zn(OH)₂

5) Al(OH)₃ + 3HNO₃ Al(NO₃)₃ + 3H₂O

Al(OH)₃ + 3H +1 + 3NO₃ -1 Al +3 + 3NO₃ -1 + 3H₂O

Al(OH)₃ + 3H +1 Al +3 + 3H₂O

6) CaCO₃ + 2 HCl CaCl₂ + H₂O + CO₂

CaCO₃ + 2H +1 + 2Cl -1 Ca +2 + 2Cl -1 + H₂O + CO₂

CaCO₃ + 2H +1 Ca +2 + H₂O + CO₂

Задание 2. (слайд 13):

Полные и сокращенные ионные уравнения к заданиям 2,3,4,5 дети должны будут сделать дома)

Колдунья с вороном отравили лечебный колодец, в котором был раствор хлористого кальция, который помогал целому городу. Он использовался горожанами при отравлениях, кровотечениях, аллергиях. Они превратили раствор СaCl₂ в нерастворимый известняк CaCO₃. Помогите жителям “расколдовать” колодец, если в вашем распоряжении есть растворы NaCl, Na₂CO₃, HCl, H₂SO₄, Zn(NO₃)_2.

Проверка задания 2 (слайд 14):

СаСО₃ + 2HCl CaCl₂ + H₂O + CO₂

Задание 3 (слайд 15):

Олененок спешит к друзьям. Он шел долгих 3 дня. Ему осталось только перейти реку, но река оказалась испорчена – она наполнена раствором серной кислоты. Помогите Олененку воссоединиться с друзьями, если в вашем распоряжении есть растворы NaCl, Ba(OH)₂ HCl, CuSO₄, Ba(NO₃)₂.

Проверка задания 3 (слайд 16):

H₂SO₄ + Ba(OH)₂ BaSO₄ + 2H₂O

Задание 4 (слайд 17):

Тигренок и крокодил поранились, а у доктора Айболита закончились все лекарства. У него в распоряжении есть некоторые химикаты: NaNO₃, CuOH)₂ H₂SO₄, НCl, BaCl₂. Он знает, что раствор сульфата меди (II) может оказывать антисептическое, вяжущее, ранозаживляющее действие. Помогите доктору приготовить раствор и вылечить тигренка и крокодила.

Проверка задания 4 (слайд 18):

Cu(OH)₂ + H₂SO₄ CuSO₄ + 2H₂O

Задание 5 (слайд 19):

Однажды русалка заметила, что ее друзья рыбы перестали с ней играть и уплывают подальше от ее дома. Она не могла понять, в чем дело, ведь они не ссорились. И тогда ее мама рассказала ей, что рыбы уплывают, потому что около их дома почти нет растений, и рыбам не хватает кислорода. Русалка подумала, что можно посадить растения, но они будут расти долго. А из старых мудрых книжек она узнала, что можно насытить воду углекислым газом – повышение концентрации СО₂ в воде приводит к значительному ускорению в росте растений. В распоряжении русалки оказались: NaOH, ВaCO₃, K₂SO₄, НCl, Ba(NO₃)₂. помогите русалке получить углекислый газ.

Проверка задания 5 (слайд 20):

BаСО₃ + 2HCl BaCl₂ + H₂O + CO₂

IV. На следующем уроке мы продолжим разбирать тему “Реакции ионного обмена” и напишем небольшую проверочную работу, а сейчас .

Домашнее задание (слайд 21):

Параграф 4 упр. 1, 2, 3 стр. 22 и . не забудьте составить полные и сокращенные ионные уравнения к заданиям 2, 3, 4, 5, решенным в классе, иначе Ваша помощь сказочным персонажам не будет полной.

Химия 9 класс уравнения ионного обмена

Ключевые слова конспекта: свойства ионов, определение ионов, реакции ионного обмена, ионное уравнение, реакции в растворах электролитов.

Свойства ионов

Число электронов в атоме равно числу протонов. Протоны и нейтроны прочно связаны друг с другом и образуют ядро атома. Ион – атом или часть молекулы, где есть неравное количество электронов и протонов. Если электронов больше, чем протонов, то ион называют отрицательным. Иначе ион называют положительным.

Ионы отличаются от атомов строением и свойствами. Некоторые ионы бесцветны, а другие имеют определенный цвет. Для каждого из ионов характерны специфические химические свойства.

Таблица 1. Определение ионов

Определяемый ион

Реактив, содержащий ион

Результат реакции

Н +ИндикаторыИзменение окраскиAg +Cl –Белый осадокCu 2+OH –Синий осадокS 2–Черный осадок Окрашивание пламени в сине-зеленый цветFe 2 +OH –Зеленоватый осадок, который с течением времени буреетFe 3+OH –Осадок бурого цветаZn 2+OH –Белый осадок, при избытке ОН – растворяетсяS 2 –Белый осадокАl 3+OH –Белый желеобразный осадок, который при избытке ОН – растворяетсяNH₄ +OH –Запах аммиакаBa 2+SO₄ 2 –Белый осадок Окрашивание пламени в желто-зеленый цветCa 2 +CO₃ 2 –Белый осадок Окрашивание пламени в кирпично-красный цветNa +Цвет пламени желтыйK +Цвет пламени фиолетовый (через кобальтовое стекло)Cl –Ag +Белый осадокH₂SO₄*Выделение бесцветного газа с резким запахом (НСl)Br –Ag +Желтоватый осадокH₂SO₄*Выделение SO₂ и Вг₂ (бурый цвет)I –Ag +Желтый осадокH₂SO₄*Выделение H₂S и I₂ (фиолетовый цвет)SO₃ 2 –H +Выделение SO₂ — газа с резким запахом, обесцвечивающего раствор фуксина и фиолетовых чернилCO₃ 2 –H +Выделение газа без запаха, вызывающего помутнение известковой водыСН₃СОО –H₂SO₄Появление запаха уксусной кислотыNO₃ –H₂SO₄(конц.) и CuВыделение бурого газаSO₄ 2 –Ba 2+Белый осадокPO₄ 3 –Ag +Желтый осадокOH –ИндикаторыИзменение окраски индикаторов

* При определении галогенид-ионов с помощью серной кислоты используют твердую соль.

Ионное уравнение

В водных растворах все электролиты в той или иной степени распадаются на ионы и реакции происходят между ионами.

Сущность реакций в растворах электролитов отражается ионным уравнением. В ионном уравнении учитывается то, что сильный электролит в растворе находится в диссоциированном виде. Формулы слабых электролитов и нерастворимых в воде веществ в ионных уравнениях принято записывать в недиссоциированной на ионы форме. Растворимость электролита в воде нельзя считать критерием его силы. Многие нерастворимые в воде соли являются сильными электролитами, однако концентрация ионов в растворе оказывается низкой вследствие низкой растворимости. Именно поэтому в уравнениях их формулы записывают в недиссоциированной форме.

При составлении ионных уравнений реакций с участием сильных кислот часто для упрощения записывают формулу иона Н + , а не H₃O + .

Реакции в растворах электролитов происходят в направлении связывания ионов. Существует несколько форм связывания ионов: образование осадков, выделение газообразных веществ, образование слабых электролитов. Рассмотрим конкретные примеры:

1. Образование осадков.

Уравнение в молекулярном виде: Ca(NO₃)₂ + Na₂CO₃ = СаСO₃↓ + 2NaNO₃

Полное ионное уравнение:

Сокращенное ионное уравнение:

1. Образование слабых электролитов (например, воды, слабых кислот):

а) КОН + НCl = КCl + H₂O
К + + OH – + Н + + Cl – = К + + Cl – + H₂O
OH – + Н + = H₂O

б) HNO₂ – азотистая кислота (слабая):
NaNO₂ + НCl = NaCl + HNO₂
Na + + NO₂ + Н + + Cl – = Na + + Cl – + HNO₂
NO₂ – + Н + = HNO₂

Иногда реакции в растворах электролитов осуществляются с участием нерастворимых веществ или слабых электролитов в направлении более полного связывания ионов. Например, мрамор растворяется в соляной кислоте с образованием углекислого газа:

Таблица 2. Уравнения ионных реакций

Реакции ионного обмена

Для ионных реакций выражение «в молекулярном виде», как и сама запись, является условным. При анализе приведенных в Таблице 2 уравнений реакций выясняется, что реакции ионного обмена протекают до конца в следующих случаях:

1. если выпадает осадок;
2. если выделяется газ;
3. если образуется малодиссоциирующее вещество, например вода.

Если в растворе нет таких ионов, которые могут связываться между собой, реакция обмена не протекает до конца, т. е. является обратимой. При составлении уравнений таких реакций, как и при составлении уравнений диссоциации слабых электролитов, ставится знак обратимости.

Чтобы сделать вывод о протекании реакции ионного обмена до конца, надо использовать данные таблицы растворимости солей, оснований и кислот в воде.

Чтобы составить уравнения всех возможных реакций, в которых участвуют хлорид магния и другие растворимые в воде вещества, рассуждают так:

• Убеждаются, растворимо ли в воде взятое вещество, в данном случае хлорид магния MgCl2.
• Приходят к выводу, что хлорид магния MgCl2 будет реагировать только с такими растворимыми в воде веществами, которые способны осадить либо ионы Mg 2+ , либо хлорид-ионы Сl – .
• Ионы Mg 2+ можно осадить: а) ионами ОН – , т. е. нужно подействовать любой щелочью, что приведет к образованию малорастворимого гидроксида магния Mg(OH)2; б) при действии растворимыми в воде солями, содержащими один из следующих анионов: . Для этого можно воспользоваться солями натрия, калия и аммония, содержащими указанные анионы, так как эти соли растворимы в воде.
• Хлорид-ионы Сl – можно осадить катионами Ag + + и Pb 2+ . Поэтому для проведения реакции нужно выбрать растворимые соли, содержащие эти катионы.

При составлении уравнений реакций ионного обмена, в которых образуются газообразные вещества, следует учесть, что анионы способны реагировать с кислотами с образованием соответствующего газа, например:

В свете представлений об электролитической диссоциации кислот, оснований и солей общие свойства этих веществ определяются наличием общих ионов, которые входят в их состав

Конспект урока «Реакции ионного обмена. Ионное уравнение». Выберите дальнейшее действие:

Урок №10. Реакции ионного обмена и условия их протекания

РЕАКЦИИ ИОННОГО ОБМЕНА

Правила написания уравнений реакций в ионном виде

1. Записывают формулы веществ, вступивших в реакцию, ставят знак «равно» и записывают формулы образовавшихся веществ. Расставляют коэффициенты.

2. Пользуясь таблицей растворимости, записывают в ионном виде формулы веществ (солей, кислот, оснований), обозначенных в таблице растворимости буквой «Р» (хорошо растворимые в воде), исключение – гидроксид кальция, который, хотя и обозначен буквой «М», все же в водном растворе хорошо диссоциирует на ионы.

3. Нужно помнить, что на ионы не разлагаются металлы, оксиды металлов и неметаллов, вода, газообразные вещества, нерастворимые в воде соединения, обозначенные в таблице растворимости буквой «Н». Формулы этих веществ записывают в молекулярном виде. Получают полное ионное уравнение.

4. Сокращают одинаковые ионы до знака «равно» и после него в уравнении. Получают сокращенное ионное уравнение.

5. При написании полных и кратких ионных уравнений используйте следующие памятку и алгоритм :