Как решать уравнения химические свойства воды

Вода: строение и свойства

Вода — строение молекулы, химические и физические свойства. Взаимодействие с простыми веществами (металлами и неметаллами), и со сложными веществами.

Физические свойства

Молекулы воды связаны водородными связями: nH₂O = (Н₂O)_n, поэтому вода жидкая в отличие от ее газообразных аналогов H₂S, H₂Se и Н₂Те.

Химические свойства

1. Вода реагирует с металлами и неметаллами .

1.1. С активными металлами вода реагирует при комнатной температуре с образованием щелочей и водорода :

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

• с магнием реагирует при кипячении:

• алюминий не реагирует с водой, так как покрыт оксидной плёнкой. Алюминий, очищенный от оксидной плёнки, взаимодействует с водой, образуя гидроксид:

• металлы, расположенные в ряду активности от Al до Н , реагируют с водяным паром при высокой температуре, образуя оксиды и водород:

• металлы, расположенные в ряду активности от после Н , не реагируют с водой:

Ag + Н₂O ≠

2. Вода реагирует с оксидами щелочных и щелочноземельных металлов , образуя щелочи (с оксидом магния – при кипячении):

3. Вода взаимодействует с кислотными оксидами (кроме SiO₂):

4. Некоторые соли реагируют с с водой. Как правило, в таблице растворимости такие соли отмечены прочерком :

Например , сульфид алюминия разлагается водой:

5. Бинарные соединения металлов и неметаллов , которые не являются кислотами и основаниями, разлагаются водой.

Например , фосфид кальция разлагается водой:

6. Бинарные соединения неметаллов также гидролизуются водой.

Например , фосфид хлора (V) разлагается водой:

6. Некоторые органические вещества гидролизуются водой или вступают в реакции присоединения с водой (алкены, алкины, алкадиены, сложные эфиры и др.).

Урок №31. Физические и химические свойства воды. Применение воды

ВОДА

Молекула воды состоит из атома кислорода и двух атомов водорода, присоединившихся к нему под углом 104,5°.

Угол 104,5° между связями в молекуле воды обусловливает рыхлость льда и жидкой воды и как следствие аномальную зависи­мость плотности от температуры. Именно поэтому крупные водоемы не промерзают до дна, что делает возможным существование в них жизни.

Физические свойства

ВОДА, ЛЁД И ПАР, соответственно жидкое, твердое и газообразное состояния химического соединения с молекулярной формулой Н 2 О.

Благодаря сильному притяжению между молекулами у воды высокие температуры плавления (0°С) и кипения (100°С). Толстый слой воды имеет голубой цвет, что обусловливается не только ее физическими свойствами, но и присутствием взвешенных частиц примесей. Вода горных рек зеленоватая из-за содержащихся в ней взвешенных частиц карбоната кальция. Чистая вода – плохой проводник электричества. Плотность воды максимальна при 4°С она равна 1 г/см 3 . Лёд имеет меньшую плотность, чем жидкая вода и всплывает на её поверхность, что очень важно для обитателей водоёмов зимой.

Вода обладает исключительно большой теплоёмкостью, поэтому она медленно нагревается и медленно остывает. Благодаря этому водные бассейны регулируют температуру на нашей планете.

Химические свойства воды

Вода — весьма реакционноспособное вещество. При обычных условиях она взаимодействует со многими основными и кислотными оксидами, а также со щелочными и щелочноземельными металлами. Вода образует соединения – кристаллогидраты.

Под действием электрического тока вода разлагается на водород и кислород:

2H 2 O электрический ток = 2H 2 ↑+ O 2 ↑

I. Взаимодействие воды с металлами

1). Взаимодействие с самыми активными металлами , находящимися в периодической системе в I(А) и I I(А) группах (щелочные и щелочноземельные металлы) и алюминий . В результате образуются основание и газ водород .

Щелочные металлы – это I(А) группа – Li, Na, K, Rb, Cs, Fr

Щелочноземельные металлы – это II(А) – Ca, Sr, Ba, Ra (Be, Mg не относятся)

Me + H 2 O = Me(OH) n + H 2 (р. замещения)

Внимание! Алюминий и магний ведут себя также.

2) Взаимодействие с менее активными металлами , которые расположены в ряду активности от алюминия до водорода.

Металлы средней активности, стоящие в ряду активности до (Н 2 ) – Be, Fe, Pb, Cr, Ni, Mn, Zn – реагируют с образованием оксида металла и водорода

Me + Н 2 О = Ме х О у + Н 2 (р. замещения)

Например, бериллий с водой образует амфотерный оксид: Be + H 2 O = BeO + H 2

3) Металлы, стоящие в ряду активности после водорода, не реагируют с водой.

Cu + H 2 O ≠ нет реакции

(Валентность металла можно легко определить по ряду активности металлов, над их символом стоит значение, например, +2, это означает, что валентность этого металла равна 2) .

II. Взаимодействие воды c неметаллами

Cl 2 + H 2 O = HCl + HClO

C + H 2 O = t°С = CO + H 2

Si + 2H 2 O = t°С = SiO 2 + 2H 2

III. Взаимодействие с оксидами металлов

1). Взаимодействие с основными оксидами

С водой взаимодействуют только основные оксиды активных металлов, которые расположены в I(А) и II(А) группах, кроме Ве и Mg .

Реакция соединения протекает при обычных условиях, при этом образуется растворимое основание – щёлочь.

H 2 O + ОКСИД МЕТАЛЛА = Ме(ОН) n (р. соединения)

Na 2 O + H 2 O = 2NaOH

BaO + H 2 O = Ba(OH) 2

Al 2 O 3 + H 2 O ≠ нет реакции

Урок по теме «Химические свойства воды»

Презентация к уроку

Цель урока: сформировать у учащихся понятие о химических свойствах воды.

• создать условия для исследования и выявления химических свойств воды;
• способствовать осмыслению новых понятий “основания, гидроксильная группа”;
• способствовать развитию умения пользоваться опорными знаниями, закрепить умения и навыки химического эксперимента, умение работать с таблицами, учебником, рядом активности и таблицей растворимости.

• способствовать формированию умения планировать свою деятельность для изучения различных сторон окружающей действительности, умения делать логические выводы из наблюдений по опыту;
• искать пути и средства осуществления целей.

• создание условий для формирования навыков сотрудничества, умения принимать мнения других;
• формирование навыков оценки и самооценки;
• сформировать понимание практической важности воды в жизни человека.

Планируемые результаты: прописать, на достижение каких образовательных результатов направлен урок — личностых, метапредметных, предметных.

По окончанию урока учащиеся смогут:

Метапредметные: использовать свои знания и умения для изучения различных сторон окружающей действительности – объяснять, как получаются кислотные дожди, гашение извести, газирование воды и др.

Предметные: давать определения изученных понятий: гидроксиды, основания, щелочи, кислоты, описывать и различать изученные классы соединений (основания, кислоты), получат существенный опыт проведения химического эксперимента.

Личностные: научатся управлять своей познавательной деятельностью, будут продолжать развивать в себе целеустремленность.

Используемое оборудование: реактивы: натрий, кальций, фенолфталеин, чашка Петри с водой, пинцет, углерод, спиртовка, спички, ложечка для сжигания веществ, коническая колба с водой, лакмус, стакан с водой, стеклянная палочка.

Для экспериментальной работы на столах учеников в коробках набор пробирок с цинком, медью, оксидом кальция, оксидом меди, вода газированная, оксид кремния (песок), держалка, пробирка с водой, лакмус.

ИКТ: компьютер, экран, мультимедийный проектор, презентация к уроку, выполненная в программе Power Point, опорный конспект.

1. Организационный момент

Здравствуйте ребята, садитесь. Посмотрите ребята на экран. На экране слова аквариум, акватория, акваланг, акварель. Что общего в этих словах.

Ответы учащихся: корень аква.

Что означает слово аква?

Ответы учащихся: вода.

Безбрежная ширь океана
И тихая заводь пруда,
Струя водопада и брызги фонтана
И всё это – только вода.

Высокие гребни вздымая,
Бушует морская вода
И топит, как будто играя.
Большие морские суда.

В кружево будто одеты
Деревья, кусты, провода,
И кажется сказкою это.
А в сущности – только вода.

На прошлом уроке мы познакомились с вами с составом воды, а также узнали, где вода находится в природе и как её очищают.

2. Актуализация знаний

3. Изучение нового материала

Сегодня мы продолжим говорить о воде, а именно рассмотрим физические и химические свойства воды, научимся писать уравнения химических реакций взаимодействия воды с различными веществами. Запишем тему урока.

Всем известно, что вода находится в трех агрегатных состояниях. Знаете ли вы эти состояния. Сейчас узнаем.

1. Без крыльев летят. Без ног бегут, без паруса плывут. (Облака)
2. Приходил – стучал по крыше, уходил – никто не слышал. (Дождь)
3. Растёт она вниз головою. Не летом растет а зимою. Но солнце её припечёт – заплачет она и умрет. (Сосулька)

Отгадав эти загадки мы назвали три агрегатных состояния воды. (Газ, жидкость, лед)

А какими еще физическими свойствами обладает вода при нормальных условиях?

Характеристика вещества

Физические свойства воды

Агрегатное состояние

Жидкое
Твердое
Газообразное

Без вкуса

Без цвета

Запах

Без запаха

Температура кипения

Температура замерзания

А теперь ребята перейдем к экспериментальной части нашего урока. Мы рассмотрим как вода реагирует с простыми и сложными веществами.

4. Взаимодействие с металлами:

Металлы по своей активности делятся на три группы: активные, средней активности и неактивные. Работа с рядом активности.

1) С активными металлами IA группы и IIA групп.

Кусочек натрия пинцетом взят
Отметьте, что условия обычны
Опустим в воду – тут же результат
Пошла реакция, она экзотермична!

Вмиг из воды наш щелочной металл
Газ водород активно вытесняет
А тот, ликуя, что свободным стал,
Шипит и натрий по воде гоняет.

Кружит металл, как шаловливый пес,
Как будто за хвостом своим гоняясь,
Потерю электронов перенес,
С гидроксогруппой в щелочь превращаясь.

2Na + 2HOH = 2NaOH + H₂↑ +Q

Аналогично все произойдет
У кальция – активного металла.
Пока он вытесняет водород
Вода ему гидроксогрупп прислала

А теперь ребята докажем, что в пробирка не просто вода. Щелочи капнем индикатор фенолфталеин. Окраска стала малиновой.

2) Ну а теперь не столь активный цинк возьмем, но при условиях обычных.

Ребята у вас на столах есть инструкции.

Согласно инструкции проделайте опыт №1 взаимодействие цинка с водой.

Но если сильно мы нагреем смесь
То пузырьками на себя укажет
Газ водород, и, появляясь здесь
Он о реакции тем самым скажет

3) С неактивными металлами

Согласно инструкции проделайте опыт №2 взаимодействие меди с водой.

Не реагирует с водой он никогда,
Увы такова его природа.

Ребята как вы думаете, будут ли с водой взаимодействовать серебро и золото.

Минута для релаксации (под шум прибоя)

Закройте глаза. Вы сидите на берегу моря. Босые ноги на мокром песке. Набегает волна. Ласкова как котенок. Трется она о ваши ноги. Пригоршнями Вы набираете мокрого песка ладонями, а потом разжимаете их. Стряхните остатки песка с ваших рук. Глубоко вздохните, свежий морской воздух. Откройте глаза.

Продолжим изучать химические свойства воды.

5. Взаимодействие с неметаллами

И неметаллы могут вытеснять
Газ водород из водяного пара
К примеру угольки мы можем взять,
Но предварительно задав им жару

6. Взаимодействие со сложными веществами

1) Взаимодействие с оксидами неметаллов

Согласно инструкции проделайте опыт №3 взаимодействие оксида кальция и оксида меди с водой. Отметьте результат.

2) Взаимодействие с оксидами неметаллов

Просмотр видеоопыта взаимодействие с кислотными оксидами

Согласно инструкции проделайте опыт №4 анализ среды газированной воды

Итак, мы познакомились с вами с физическими и химическими свойствами воды. Давайте вспомним их (вода реагирует с некоторыми металлами и неметаллами, а также с их оксидами). Приведите в систему все те знания, которые вы получили на уроке. А сейчас проверим, что вы усвоили на уроке.

Задание-игра “Удивительная цифра”. Обвести верные ответы кружком

1. Формула воды – Н₂О.
2. Относительная молекулярная масса воды равна 18.
3. Тип химической реакции образования воды из простых веществ – реакция соединения.
4. Лакмус дает в кислоте красную окраску.
5. Вода – хороший растворитель.
6. Чтобы выделить соль из раствора, его необходимо профильтровать.
7. Плотность льда больше чем плотность жидкой воды.
8. В воде растворяется железный гвоздь.
9. Гашение извести приводит к образованию гидроксида.
10. Вода реагирует с неметаллами
11. Вода не имеет вкуса и запаха.
12. Вода может существовать в трех агрегатных состояниях.
13. Песок это оксид кремния. Вода реагирует с этим оксидом.
14. Взаимодействие активного металла натрия с водой приводит к образованию щелочи.
15. Металлы стоящие за водородом бурно реагируют с водой

8. Заключение Леонардо да Винчи назвал воду “Соком жизни на Земле”. Действительно, все живое в среднем состоит из этого вещества: человек – 60%, медуза – 95%, клетки мозга – 85%, кровь – 80%, клетки костной ткани – 20%. Потеря воды в количестве 1% от веса тела вызывает жажду. Если потеря воды в 10 раз больше (т.е. составляет 10% от веса тела, это может привести к смерти). Почти все химические реакции идут в водной среде. Кроме того, испаряясь, вода охлаждает организм обитателей суши. Если бы человек не испарял пот, то после часа напряженной работы или игры в футбол его температура тела подскочила бы до 46 0 . Писатель Антуан де Сент-Экзюпери так сформулировал мысль о соотношении воды и жизни: “Вода! Ты не просто необходима для жизни, ты и есть сама жизнь!”