Тема урока. Химические свойства металлов. Коррозия.

План урока.
Тема урока. Химические свойства металлов. Коррозия.
Цели урока:
Образовательные:
 Ознакомить учащихся с общими химическими свойствами металлов, рядом
активности металлов;
 Показать взаимосвязь между химическими свойствами металлов и строением
их атомов;
 Ознакомить учащихся с процессом разрушения металлов под действием
окружающей среды, с основными способами защиты металлов от коррозии.
Развивающие:
 Развивать навыки составления реакций ионного обмена на примере химических
качеств металлов;
 Формировать умения и навыки составления уравнений окислительно –
восстановительных реакций на примере химической коррозии.
Воспитательные:
 Воспитание сознательного усвоения дисциплины;
 Формирование чувства ответственности, самостоятельности учащихся,
увеличение степени дисциплинированности, организованности.
Тип урока: комбинированный.
Методы и приёмы обучения:

Методы словесной передачи и слухового восприятия информации (приемы:
лекция, беседа);

Методы наглядной передачи и зрительного восприятия информации (приемы:
наблюдение, демонстрация);

Методы контроля (приемы: фронтальный опрос, самостоятельная работа).
Комплексно-методическое обеспечение:
 Доска;
 Периодическая таблица химических элементов Д.И. Менделеева;
 Ряд активности металлов;
 Таблица растворимости;
 Ноутбук;
 Мультимедийный проектор;
 Экран;
 Педагогическое программное средство «Химия 10 класс. Виртуальная
лаборатория»;
 Учебник Ярошенко О.Г. Химия 10 класс - К.: Грамота, 2010.-224с.: ил.
 Раздаточный материал с домашним заданием.
Ход урока.
I.
Организация группы
II.
Объявление темы и целей урока
Знакомство человека с металлами началось с золота, серебра и меди, то есть с
металлов, встречающихся в свободном состоянии на земной поверхности;
впоследствии к ним присоединились металлы, значительно распространенные в
природе и легко выделяемые из их соединений: олово, свинец, железо и ртуть. Эти
семь металлов были знакомы человечеству в глубокой древности. Среди
древнеегипетских артефактов встречаются золотые и медные изделия, которые, по
некоторым данным, относятся к эпохе, удаленной на 3000—4000 лет от н. э. К началу
XXI века число открытых металлов возрастает до 96 (во время рассказа учителя на
экран проектора выводят 1-5 слайды).
Ломоносов посвятил металлам вдохновенные строки: «Металлы придают
укрепление и красоту важнейшим вещам, в обществе потребным. Ими защищаемся от
нападения неприятеля, ими утверждаются корабли и силою их связаны. Металлы
служат нам в уловлении земных и морских животных для пропитания… и кратко
сказать ни едино художество, ни едино ремесло простое употребление металлов
миновать не может» (во время рассказа учителя на экран проектора выводят 6
слайды).
Металлы — одни из главных конструкционных материалов современной
цивилизации. Кроме того, смешивая металлы в различных соотношениях, можно
менять их свойства в очень широких пределах.
Поэтому тема нашего урока: Химические свойства металлов. Коррозия.
Цель нашего урока:
Ознакомиться с общими химическими свойствами металлов, рядом активности
металлов. Увидеть взаимосвязь между химическими свойствами
металлов и
строением их атомов.
Ознакомиться с процессом разрушения металлов под действием окружающей
среды и с основными способами защиты металлов от коррозии.
ІІІ.
Актуализация опорных знаний и проверка домашнего задания
Учитель вызывает к доске двух учащихся для записи уравнений заданных домой на
предыдущем уроке. Пока учащиеся пишут уравнения, учитель проводит фронтальный
опрос, во время которого производится повторение и систематизация материала
ранее изученного (слайд 7):
• Самый твердый металл - … (Cr).
• Металл с наивысшей электропроводимостью - … (Ag).
• Самый тяжелый металл - … (Os).
• Самый мягкий металл - … (Na).
• Радиоактивный металл, открытый первым - … (Ra).
• Самый пластичный металл - … (Au).
• Самый легкий металл - … (Li).
• Самый легкоплавкий металл - … (Hg).
• Металл красного цвета - … (Cu).
• Самый черный металл - … (Fe).
• Самый распространенный в природе металл - … (Al).
IV.
Изучение нового материала
Сегодня на уроке мы познакомимся с химическими свойствами металлов.
На внешнем энергетическом уровне у большинства металлов небольшое
количество электронов (1-3), поэтому они в большинстве реакций являются
восстановителями, то есть «отдают» свои электроны.
Большинство металлов – активные вещества, которые легко вступают в реакции
соединения с неметаллами и в реакции замещения с водой, кислотами и солями.
Рассмотрим на конкретных примерах химические свойства металлов.
1. Взаимодействие металлов с кислородом.
Металлы, которые находятся в ряду активности до алюминия, очень быстро при
комнатной температуре взаимодействуют с кислородом, образуя оксиды. Учитель
записывает реакцию на доске, а учащиеся в конспекты:
0
0
+2 -2
2Ca + O2 = 2CaO кальций оксид
Рассмотрим окислительно – восстановительные процессы, которые происходят
при этом. К доске выходит учащийся и записывает уравнение методом электронного
баланса:
0
+2
Ca - 2ē – Ca
2
2
восстановитель, окисление
4
0
-2
O2 + 4ē – 2O
4
1 окислитель, восстановление
Металлы, которые расположены в ряду активности между
алюминием и
гидрогеном окисляются медленно и с условием нагревания:
2Zn + O2 = 2ZnO
Металлы от гидрогена до меркурия включительно окисляются при очень высокой
температуре:
2Cu + O2 = 2CuO
Такие металлы, как платина и золото, не окисляются кислородом.
Учащиеся
самостоятельно
восстановительные
в
конспектах
расписывают
реакции уравнений. Ученики, которые
окислительно
–
первые выполнили
задание, записывают его на доске.
2. Взаимодействие металлов с водой.
С водой металлы так же реагируют неодинаково. Металлы, расположенные до
алюминия реагируют с водой без нагревания по общей схеме:
n
Me + H2O = Me(OH)n + H2
Например:
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2
Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2
Металлы до гидрогена реагируют с водой при высокой температуре по схеме:
n
Me + H2O = Me2On + H2
Например:
Zn + H2O = ZnO +H2
Fe + H2O = FeO +H2
Металлы, расположенные в ряду активности после водорода, с водой не реагируют.
3. Взаимодействие металлов с кислотами.
Реакция происходит по схеме:
Металл + кислота = соль + Н2
Например:
Mg + 2HCl = MgCl2 + H2
Учитель вызывает к доске учащегося, который записывает уравнение данной
реакции в ионной форме:
Mg0 + 2H+ + 2Cl- = Mg2+ + 2Cl- + H2
Восстановитель
Mg 0 - 2ē – Mg +2
Окислитель
2H+ - 2ē – H20
Mg 0 + 2H+ = Mg 2+ + H20
4. Взаимодействие металлов с солью.
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
Zn + CuCl2 = ZnCl2 + Cu
Двое учащихся у доски записывают уравнения окислительно – восстановительных
реакций, записывают сокращенное ионное уравнение.
5. Коррозия металлов.
Рассмотренные нами взаимодействия металлов с различными веществами были
воспроизведены в искусственных
восстановительных процессов.
условиях,
благоприятных для окислительно -
В окружающей среде металлы, из которых
изготовлены машины, днища кораблей, металлические конструкции мостов и т.д.,
самостоятельно, без участия человека взаимодействуют с входящими в воздух или
воду веществами и портятся. Это нежелательное взаимодействие получило название
коррозия.
Коррозия – это явление разрушения металлов и их сплавов под воздействием
окружающей среды (слайд 8).
Коррозия бывает химическая и электрохимическая (слайд 9).
Химическая коррозия – это процесс разрушения металлов вследствие их
взаимодействия с сухими газами или жидкостями – не электролитами.
Химическая коррозия сопровождается непосредственным переходом электронов к
веществам – окислителям, находящимся в окружающей среде. Примером является
атмосферная коррозия, которая возникла под действием газов атмосферы (кислород,
азот, углекислый газ) и случайных примесей. Водные пары образуют на поверхности
металла тонкую пленку, благоприятную для развития коррозии.
Электрохимическая
коррозия
-
это
разрушение
металлов вследствие
их
взаимодействия с веществами окружающей среды при наличии раствора –
электролита (слайд 9).
Электрохимическая коррозия происходит, если в среде есть вода и окислители,
например: кислород, кислоты, соли.
Механизм электрохимической коррозии очень сложный. В сокращенном виде
электрохимическую коррозию железа можно отобразить уравнением:
4Fe + 6H2O + 3O2 = 4Fe(OH)3
Если в определенном изделии контактируют два металла, то коррозии подвергается
металл который активнее.
6. Последствия коррозии металлов и средства защиты.
Металлические конструкции широко используются в жизни и деятельности
человека.
Примерно
2%
железных
изделий
ежедневно
разрушаются.
Это
приблизительно 3-5 млн. м3 железобетонных конструкций. Основной ущерб,
причиняемый коррозией, заключается не только в потере металла как такового, а в
огромной стоимости изделий, разрушающихся коррозией. Еще больший вред
составляют косвенные потери. Поэтому так важно защитить металлы от коррозии.
Для того чтобы предотвратить коррозию металлов и сплавов человечество
принимает такие меры:
1. На поверхность металла наносят покрытие, которое изолируют его от контакта с
окружающей средой:
 металлические покрытия (слайд 10);
(Например, железо покрывают цинком, оловом, никелем или хромом).
 неметаллические покрытия - это лаки, краски, эмали, масла (слайд 11);
 полимерные покрытия - на поверхность металла наносят полимерную пленку,
которая перекрывает доступ окислителям (слайд 12).
2. Оксидирование (слайд 13):
На поверхности металла образуют слой оксида, который не пропускает
кислород.
3. Электрохимические методы:
 использование заклепок из более активного металла;
 нейтрализация
тока
в
случае
противоположном направлении.
коррозии
постоянным
током
в
4. Протекторная защита.
Используется
если
металлическая
конструкция,
которую
защищают
находиться в активной среде, например корпус корабля в морской воде или
трубы в грунтовых водах. К конструкции присоединяется более активный
металл, который и разрушается в процессе коррозии. Например, для защиты
конструкций из железа используют цинк, магний алюминий. В процессе
коррозии более активный металл – протектор – отдаёт электроны, а металл
конструкции, которую защищают, не коррозирует.
V.
Подведение итогов урока.
1.
Мы сегодня хорошо поработали на уроке, ознакомились с химическими
свойствами металлов, с процессом разрушения металлов под действием
окружающей среды, и с основными способами защиты металлов от
коррозии. Закрепили умение составлять окислительно – восстановительные
уравнения.
2.
Выставление оценок учащимся с комментариями.
VI.
Домашнее задание.
1. Обработать материал параграфа 16 в учебнике «Химия 10 класс»
Ярошенко О.Г.
2. Учащимся необходимо составить уравнения реакций по схеме:
H2SO4
H2O
CL2
O2
металл
CuCl2
HCl
Металл.
Группа 1: Ca.
Группа 2: K.
Группа 3: Zn.
Группа 4: Na.
Группа 5: Mg.
Группа 6: Al.
Утверждаю
Рассмотрено и утверждено
Заместитель директора по УМР
на заседании методической комиссии
__________________ О.В. Семенова
природно – математического цикла
__________________ 2014 год.
Протокол № ____
от _____________ 2014 года
глава методической комиссии
______________И.Я. Григорян
Методическая разработка открытого урока:
«Химические свойства металлов. Коррозия».
Провела
Учитель химии
Дудина Т.В.
Запорожье
2014