Уроки разработаны для учащихся 8 классов.
3.1 Водород
Урок 1.
Тема урока: Водород в природе.
Водород как химический элемент. Получение водорода.
Цель: 1. Познакомить учащихся с элементом водородом и его номенклатурой.
2. Получение водорода разными способами.
3. Рассмотреть водород с экологической точки зрения
Тип урока: Комбинированный.
Вид: Изучение нового материала.
Методы: Словесные, практические.
Оборудование: учебник, рисунки в учебнике, оформление доски, таблицы, "периодическая таблица Менделеева"
План урока.
1.1Водород в природе. – 30 мин.
1.2Водород с экологической точки зрения.
1.3Водород как химический элемент.
1. 4. Получение водорода разными способами.
1.42.1 Закрепление. – 5 – 7 мин.
3.1 Домашнее задание. – 3 мин.
Ход урока:
I. Организационный момент.
II. Новая тема:
1. Водород в природе.
Водород это второй элемент, который мы будем изучать.
Экспресс - опрос класса: "Что вы знаете об этом элементе?"
Водород самый распространенный элемент вселенной, на его долю приходится 92 % всех атомов, он является главной составной частью Солнца и многих звёзд. В земной коре его массовая доля составляет 1 %. Водород самый лёгкий элемент в природе, поэтому его роль определяется не массой, а числом атомов. Доля его атомов в природе составляет 17 %, это второе место после кислорода, которого в природе 52 %. Таким образом, роль водорода в природе также велика, как и кислорода.
2. Водород с экологической точки зрения.
Водород в природе находится весь в связанном состоянии, т. е. в виде химических соединений. Химический знак водорода Н. Формулы основных соединений водорода встречающихся в природе: Н2О вода, СН4 метан, другие углеводороды СХНХ, H2S сероводород, NH3 аммиак. Соединение кислорода и водорода - вода является основой жизни. Сероводород - это газ, которыйвыделяется из недр Земли, кроме этого заводские трубы выбрасывают его в атмосферу в больших количествах. Он же соединяясь с водяными парами, вызывает кислотные дожди, которые уничтожают зелёные растения. Аммиак и метан так же вредны для здоровья человека. Но в тоже время метан, по сравнению с другими видами топлива, является более безвредным в экологическом отношении.
Чистый водород получается химическим путём. Он горит с выделением большого количества тела. Водород "топливо будущего" т. к. является экологически чистым, при его сгорании образуются водяные пары не отравляющие атмосферу.
3. Водород как химический элемент можно рассмотреть, используя страницу 62 в учебнике химии.
Решение задачи: Вычислить массовую долю водорода в воде.
W= Ar*n/M2; W(н) = АГ(Н) n(Н)/М (Н2О) = 1*2/18 = 0,11 или 11 %
Сравнить значение массовой доли с атомной долей.
Номенклатура соединений неметаллов с водородом
название металла +... соединения содержащие кислород..+. водород
пример: сероводород Н2S сера + кислород + водород
Номенклатура, соединений, металлов с водородом:
гидрид + название металла
гидрид алюминия
гидрид меди
гидрид железа
4. Получение водорода.
Один из способов получения водорода разложение воды под действием постоянного электрического тока:
2H2 O→ 2H2 + O2
В лаборатории водород получают при взаимодействии некоторых металлов с кислотами. Например: цинка и соляно кислоты. Для этого используется специальный прибор, изображённый в учебнике на рис.41 стр.63. Запишем уравнение реакций:
Zn + 2HCI = ZnCl2 + H2
цинк соляная к-та хлорид цинка водород
Zn +H2SO4 = ZnSO4 + Н2
цинк серная к-та сульфат цинка водород
Водород выделяется также при взаимодействии активных металлов натрия и кальция с водой:
2Na +2HOH = 2NaOH+ Н2
натрий вода гидроксид натрия водород
Са + 2НОН = Са(ОН)2 + Н2
кальций вода гидроксид кальция водород
Опытным путём установлено, что из молекулы воды вытесняется только один атом водорода и образуется одновалентная группа ОН - гидроксогруппа, которая соединяется с атомом металла. Число гидроксогрупп зависит от валентности металла. Образующиеся соединения относятся к основаниям и называются гидроксидами.
В промышленности водород получают из метана:
СН4 + 2Н2О = СО2↑ + 4Н2↑
При этом выделяется углекислый газ и водород. Углекислый газ при поступлении в атмосферу загрязняет её, вызывает усиление парникового эффекта. Поэтому необходимо при получении водорода в промышленности улавливать углекислый газ.
2. Закрепление.
3. Домашнее задание. Ученики должны ответить на вопросы 1- 5 в учебнике на стр. 66.
Урок 2.
Тема урока: Свойства и применение водорода.
Цель: Рассмотреть физические и химические свойства водорода.
Тип урока: Комбинированный.
Вид: Изучение нового материала.
Методы: Словесные, практические.
Оборудование: Учебник, рисунки в учебнике, таблицы.
План урока.
2.1. Проверка домашнего задания.- 8 мин.
2.2. Новая тема: физические и химические свойства водорода. Применение.
2.3. Закрепление - 7мин.
2.4. Подведение итогов урока и домашнее задание
Ход урока.
I. Организационный момент. Проверка домашнего задания. Опрос. - 8 мин.
II. Новая тема.- 25 мин.
Водород.
2. Физические свойства рассмотрим в сравнении с кислородом (таблица на доске).
| Водород | Кислород |
| 1. без запаха | 1. без запаха |
| 2. без цвета | 2. без цвета |
| 3. мало растворим в воде | 3. мало растворим в воде |
| 4. легче воздуха в 14, 5 раз | 4. тяжелее воздуха |
| 5. tкип = - 253 ºС | 5. tкип = - 183 ºС |
| 6. ρ н.у. (Н2) = 0, 09 г/л | 6. ρ н.у. (О2) = 1, 43 г/л |
Химические свойства водорода:
а) реакции с металлами:
Ti + Н2 = TiH2 Са + Н2 = СаН2
б) реакции с неметаллами:
F2 + H2 = 2HFH2 + O2 = 2H2O
в) реакции со сложными веществами:
СuО + Н2 = Сu + Н2О WO3 + ЗН2 = ЗН2О + W
Отсюда следует вывод, что при обычных условиях водород может вступать в реакцию только с очень активными веществами. Взаимодействует с металлами с образованием гидридов. Взаимодействует с неметаллами. Является восстановителем. Химическая активность его ниже, чем у кислорода. При обычных условиях реагирует только с очень активными металлами и с единственным неметаллом – фтором. С большинством веществ реагирует только при повышенной температуре или другом воздействии.
Применение рассмотреть с помощью схемы 7 в учебнике на стр. 66.
3. Закрепление темы решением расчетной задачи: Один из способов получения водорода в лаборатории взаимодействие цинка с соляной кислотой. Сколько грамм цинка необходимо для получения 10 л водорода?
Х 10 л
Zn + 2HCI = ZnCl2 + H2 ↑
65 г22, 4 л
Составляем пропорцию:
Х/65 г = 10 л/22,4; Х = 65 г * 10 л/22,4 л = 29 г цинка.
4. Домашнее задание: ответы на вопросы 6-11 в учебнике на стр. 67.
Урок 3.
Практическое занятие.
Тема работы: получение водорода и проведение реакции его с оксидом меди (II).
Цель работы: 1) Получить водород в лабораторных условиях.
2) Провести его реакцию с оксидом меди (II).
3) Изучить горение водорода на воздухе.
4) Изучить продукты взаимодействия Zn с соляной кислотой.
I. Выполнение работы.
1. Получение и собирание водорода.
Собрали прибор. В пробирку поместили 3 гранулы цинка, плотно закрыли пробку и через воронку налили соляную кислоту. Наблюдали выделение пузырьков газа, т.е. водорода.
Zn + 2НС1 =ZnCl2 + Н2
Водород собирали в перевёрнутой пробирке, постепенно вытесняя воду. После того, как пробирка наполнилась, закрыли её пальцем и поднесли её к горелке. Водород загорелся спокойно хлопка не было. Это значит, что собранный водород был чистый.
2. Изучение горения водорода на воздухе.
Подожгли водород лучинкой у конца газовой трубки. Водород загорелся спокойным пламенем. На стеклянной пластинке конденсировалась вода.
2Н2 + О2 = 2Н2О.
3.Изучение взаимодействия водорода с оксидом меди (II). В пробирку поместили несколько кусочков оксида меди чёрного цвета. Соединили с прибором для получения водорода. Пропустили ток водорода, никаких изменений не наблюдали. Начали нагревать пробирку с оксидом меди, началась реакция. Наблюдали изменение цвета, чёрный цвет изменился и стал красным. На стенки пробирки конденсировалась вода.
Н2 + СuО = Сu+ Н2О.
На данном опыте мы изучили восстановительные свойства водорода. Водород восстанавливает медь из оксида.
4. Изучение продукта реакции цинка с соляной кислотой.
С помощью стеклянной палочки перенесли несколько капель раствора из пробирки с цинком и соляной кислотой на стеклянную пластинку и упарили его. На стекле остался белый порошок хлорида цинка.