(с элементами здоровьесберегающей технологии) в 9 классе

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
Учитель химии:
Кутякова Т.В.
2012
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.»
1. Организационный момент.
2. Актуализация знаний. Разминка (проводит ученик):
1. Какова формула соляной кислоты?
2. Что является качественным реактивом на хлорид-ион?
3. Что такое окислитель?
4. Какие степени окисления проявляет хлор?
5. Какие продукты образуются при взаимодействии магния с соляной
кислотой?
6. Какая соль железа образуется при взаимодействии хлора с железом?
3. 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.
Элеме Строени
нт
е атома
Фтор
F
Хлор
Cl
Бром
Br
Иод
I
Агрегатное
состояние
вещества
Кем и
когда
открыт
Качествен
ная
реакция на
галогенидион
Действие на
организм
2 энергет. Газ светлоуровня, на желтого цвета с
внешнем - резким запахом
7
электронов
в 1886 г.
французский
химик Анри
Муассан,
3 энергет.
уровня, на
внешнем 7
электронов
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
4 энергет.
Бурая тяжелая
уровня, на зловонная
внешнем - жидкость
7
электронов
В 1826 г.
французским
химиком А.
Баларом
Ион серебра –
выпадает
желтоватый
творожистый
осадок
Ионы усиливают
процессы торможения в
головном мозге, Br2
очень токсичен
5 энергет.
уровней,
на
внешнем 7
электронов
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 заболеваниюэндемический зоб и
кретинизм.
Газ желтозеленого цвета
с резким
удушливым
запахом
Твердое
вещество с
металлическим
блеском
Участвует в
формировании зубов и
костей, избытоквызывает разрушение
зубной эмали, угнетает
функцию щитовидной
железы
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 →
б) Ca(OH)2 +HCl →
в) Na2CO3 + HCl →
г) Fe + HCl →
2.Составьте формулы: хлорида магния, хлорида железа (III), соляной
кислоты, водорода, хлора.
План урока.
1. Положение галогенов в ПСХЭ, строение атома. Физические свойства.
Распространение в природе.
2. Открытие галогенов.
3. Химические свойства галогенов.
4. Применение галогенов.
5. 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.
реакция идет при горении водорода в
парах брома при
H2 + I2↔ 2HI
реакция обратимая, идет при нагревании
в его парах водорода.
иода и горении
H2 + Br2 = 2HBr
нагревании.
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
обладает отбеливающим и обеззараживающими свойствами.
вода, которая
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
сельском хозяйстве.
в промышленности и
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 2030г активированного угля в водной взвеси. Промывать, прополоскать, нос, рот,
глотку 2% раствором соды.
4. 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) -?
М (MnO2)= 87г/моль
υ (MnO2) : υ (HCl) = 1:4
(MnO2)
HCl в избытке, расчет ведем от
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.
1. 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.
6. Где в ПСХЭ расположены галогены?
7. Сколько электронов находится на внешнем энергетическом уровне?
Как это отражается на свойствах галогенов?
8. Как изменяются свойства элементов сверху вниз в группе?
9. Какими свойствами обладают соединения галогенов?
10.В каком виде (свободном или связанном) встречаются галогены в
природе?
11.Назовите важнейшие природные соединения хлора и фтора.
12.Где в природе встречается бром и иод?
13. 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.
1.
2.
3.
4.
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.
1. Как галогены взаимодействуют с водородом?
2. Как они реагируют с металлами? Напишите уравнение реакции
взаимодействия Zn c фтором и Mg с иодом.
3. Как галогены реагируют со сложными веществами? Напишите
уравнение реакции фтора с водой.
Демонстрационный опыт. (KI с хлором)
4. Напишите уравнение реакции взаимодействия KI с хлором.
5. Что является качественным реактивом на галогенид-ион?
Лабораторный опыт. (делают все учащиеся).
6. 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
экологическое значение галогенов.
на
организм,
выяснить
1. Какое значение в организме человека имеет фтор, что происходит
при его недостатке?
2. Фториды и экологическая обстановка. В чем угроза?
3. Для чего организму нужен хлор, иод?
4. В каких продуктах содержатся галогены?
5. Разработайте рекомендации по правильному питанию и здоровому
образу жизни.