Урок-обобщение по теме "Серебро и его соединения". 11-й класс

Цель урока:

1. Изучить распространение, историю происхождения серебра.
2. На основании положения атома серебра в ПСХЭ Д.И. Менделеева дать характеристику как типичному d– элементу; обобщить знания по изучению его физико-химических свойств как простого вещества и его соединений.
3. Изучить способы получения, применение и магические свойства серебра.

Задачи урока:

1. Научить учащихся анализировать теоретический материал при изучении химии элементов.
2. Отрабатывать навыки использования дополнительной химической литературы, материала интернет – ресурсов для повышения интереса к предмету и качества подготовки к ЕГЭ.
3. Стимулировать проявление волевых, умственных качеств, чувства коллективного труда.

План урока

1. Серебро – химический элемент.
2. История происхождения серебра.
3. Нахождение в природе.
4. Физические свойства серебра.
5. Химические свойства серебра:
1. Взаимодействие с простыми веществами.
2. Взаимодействие со сложными веществами.
3. Химические свойства соединений серебра со степенью окисления +1.
6. Получение серебра.
7. Применение серебра.
8. Закрепление.
9. Домашнее задание.

Ход урока

При подготовке к уроку учащиеся класса получают задание по анализу отдельных вопросов и делятся на экспертные группы: “историки”, “геологи”, “физики”, “химики – теоретики”, “химики – экспериментаторы”, “технологи”, “врачи”.

1. Серебро – химический элемент.

Учитель: На основании положения атома серебра в периодической системе дайте характеристику как типичному d-элементу.

Ученик: Серебро – химический элемент с порядковым номером 47, номер периода 5, большой, нечетный 7 ряд, номер группы 1, побочная подгруппа, d-элемент, металл, электронная конфигурация [Кr]4d¹⁰ 5s¹.

Учащиеся на доске изображают электронно-графическую формулу атома серебра, отмечают характерные степени окисления: 0, +1; отмечая признаки проскокa электронов, о возможности проявления степеней окисления +2, +3.

2. История происхождения серебра (сообщение учащегося их группы “историков”).

Серебро известно человечеству с древнейших времен. Это связано с тем, что в свое время серебро, равно как золото, часто встречалось в самородном виде – его не приходилось выплавлять из руд. Это предопределило довольно сильное присутствие серебра в культурных традициях различных народов. В Ассирии и Вавилоне серебро считалось священным металлом и являлось символом Луны. В средние века серебро и его соединения были очень популярны среди алхимиков. На русском “серебро”, на немецком “зильбер”, на английском “сильвер” – эти слова восходят к древнеиндийскому слову “сарпа”, которым обозначили Луну и Серп – древнейшее орудие земледельца. Латынское слово “аргентум” означает “белое”. С середины 18 века серебро становится традиционным материалом для изготовления посуды. Кроме того, серебро и по сей день используется для чеканки монет.

3. Нахождение в природе (сообщение учащегося из группы “геологов”).

Знаете ли Вы?

• Определенная часть благородных и цветных металлов встречаются в природе в самородной форме. Известны и документально подтверждены факты нахождения не просто больших, а огромных самородков серебра. Так, например, в 1447г. на руднике “Святой Георгий” был обнаружен самородок серебра весом 20 т. Глыбу серебра размером 1х1х2,2 м выволокли из горной выработки, устроили на ней праздничный обед, а затем раскололи и взвесили. В Дании, в музее Копенгагена, находится самородок весом 254 кг, обнаруженный в 1666 г. на норвежском руднике Конгсберг.
• В настоящее время в здании парламента Канады хранится одна из добытых на месторождении Кобальт самородных пластин серебра, получившая за свои размеры название “серебряный тротуар”, она имела длину около 30 м и содержала 20 т серебра.
• Известны более 50 природных минералов серебра; в них серебро связано с серой, селеном, теллуром или галогенами, из которых важное промышленное значение имеют лишь 15-20, в том числе: самородное серебро; электрум (золото-серебро); кюстелит (серебро-золото); аргентит Ag₂S (серебро-сера).

Вывод:

Серебро встречается в природе в самородном состоянии и в виде соединений. Серебро– редкий элемент; в земной коре его почти в тысячу раз меньше, чем меди и его содержание составляет 7х10^-6 весовых процента (золота в 20 раз меньше), по распространенности серебро на 67-месте среди элементов. Серебром богаты страны Центральной Европы ( Чехии, Германии, Австрии, Испании, Франции, Англии), Южной Америки (Перу, Чили, Мексики, Боливии), Канады. 

4. Физические свойства серебра.

Учитель: Какова кристаллическая решетка серебра? Исходя из этого, назовите известные Вам физические свойства серебра, отмечая самые привлекательные из них.

Сообщение учащегося из группы “физиков”: Серебро – довольно тяжелый ( его плотность 10,5 г/см³) металл белого цвета, сравнительно мягкий, ковкий, пластичный (1 г его можно вытянуть в проволоку длиной до 2 км), тугоплавкий (температура плавления 1235,1?С). Имеет высокую отражательную способность (во время ВОВ при штурме Берлина войсками Первого и Белорусского фронта 143 прожектора огромной светосилы ослепили гитлеровцев в их оборонительной полосе, и это способствовало быстрому исходу операции) и самые высокие показатели электропроводности и теплопроводности среди всех металлов. Серебро легко сплавляется со многими металлами; небольшие добавки меди делают его более твердым, годным для изготовления различных изделий.

Не стоит забывать и о “фамильном серебре”: ковкость, пластичность, бактерицидность делали посуду предметом роскоши. Это был символ достатка и респектабельности. В этом никто не мог переплюнуть графа Орлова, фаворита Екатерины Великой. Его респектабельность состояла из 3275 серебряных предметов, на изготовление которых более 2 тонн серебра.

5. Химические свойства серебра.

a. Взаимодействие с простыми веществами

Учитель: Какова химическая активность серебра по положению в электрохимическом ряду напряжения металлов?

Учитель: С какими простыми веществами реагирует серебро?

В работу включаются учащиеся из группы “химиков – теоретиков”.

На доске составляются левые части уравнений химических реакций; учащиеся в духе соревнования дописывают правую часть уравнений.

4Ag + O₂—> 2Ag₂O (при обычных условиях с кислородом реакция не идет)

Учитель: Что происходит с серебром во время грозы?

8Ag + 2O₃—> 4Ag₂O+ O₂

Учитель: Почему серебряные изделия чернеют на воздухе и на кожном покрове?

Ответ:

2Ag + S—> Ag₂S (черный осадок)

4Ag + O₂ +H₂S—> 2Ag₂S+2H₂O

Серебро также темнеет при продолжительном контакте с белком и кожей нездорового человека, отсюда и поверье о том, что серебро обладает даром предвидеть тяжелое заболевание своего хозяина. Чёрное вещество на серебре – это окись серебра и сульфид серебра в разных пропорциях.

Учитель: Почему при работе с галогенами нужно снимать серебряные изделия?

2Ag + Cl₂—> 2AgCl (серебро хорошо реагирует с галогенами)

b. Взаимодействие со сложными веществами

1) с кислотами

Учитель: Возможно ли протекание следующих уравнений химических реакций:

Ag + HCl—>

Ag +H₂SO₄ (разб.) —>

Ответ: Серебро – благородный металл (находится в ряду напряжений металлов после водорода, с разбавленными растворами кислот, кроме HNO₃, реакция не идет)

Учитель: Составьте уравнения следующих реакций (на доске представляется схема левой части уравнений):

2) с солями

Учитель: Возможно ли протекание следующих уравнений химических реакций:

Ag +CuSO₄ —> (реакция не протекает, так как атом серебра в электрохимическом ряду напряжений металлов находится после атома меди).

2Ag +Hg(NO₃)₂ —> 2AgNO₃ + Hg (реакция идет)

Вывод: Серебро – малоактивный металл (электродный потенциал равен 0), восстановительные свойства выражены слабо.

c. Химические свойства соединений серебра со степенью окисления +1

1) Взаимодействие с неорганическими веществами

Учитель: Как из нитрата серебра можно получить оксид серебра (I)

2AgNO₃ +2NaOH —> Ag₂O + H₂O + 2NaNO₃

2AgOH —> Ag₂O + H₂O

Ag₂ O – оксид серебра – твердое вещество темно–коричнего цвета. Проявляет амфотерные свойства

AgNO₃ нитрат серебра (ляпис) – кристаллы белого цвета. Самая известная соль элемента №47. Обладает прижигающим и вяжущим действием. На коже оставляет след.

Учитель: Какие ионы можно определять с помощью раствора нитрата серебра AgNO₃ ? (Приложение 1).

AgNO₃ + NaГ —> Ag Г + NaNO₃; Г=Cl, Г=Br, Г=J, .

3Ag⁺+PO₄^3– —> Ag₃PO₄v; 3Ag⁺+CrO₄^2– —> Ag₂CrO₄

Учащиеся составляют уравнения химических реакций качественного анализа в молекулярном ионном видах с указанием цвета осадков.

Группа химиков-экспериментаторов осуществляет качественный анализ, результаты исследований представляет вниманию класса.

Учитель: Какие изменения происходят с соединениями серебра со степенью окисления +1 при термическом разложении?

Разложение AgBr используется в фотоделе:

Учитель: В чем проявляются основные свойства ?

Учитель: Какие свойства имеют соединения Ag⁺¹с точки зрения ОВР?

Окислительные свойства :

Учитель: Соединения Ag⁺¹ – комплексообразователи.

Соединения Ag⁺¹легко восстанавливаются до Ag⁰:

Но хлорид серебра не растворяется даже в концентрированной азотной кислоте.

2) Взаимодействие аммиачного раствора оксида серебра (I) с органическими веществами.

Учитель: Как можно качественно обнаружить концевую тройную связь у алкинов?

Ответ: Концевую тройную связь у алкинов можно обнаружить с помощью аммиачного раствора оксида серебра (I). При этом с ацетиленом образуется взрывчатое вещество ацетитиленида серебра (I) темно-серого цвета, применяемое в военном деле для взрывных работ.

Данная реакция не характерна для алкинов с положением тройной связи в других позициях: реакция не идет с бутином-2.

Учитель: Какие функциональные группы у кислородсодержащих органических соединений можно качественно обнаружить с помощью аммиачного раствора оксида серебра (I)?

Ответ: C помощью аммиачного раствора оксида серебра (I) определяется альдегидная группа у альдегидов, моносахаридов (глюкозы), дисахаридов: восстанавливающихся сахаров– лактозы и мальтозы. При этом идет реакция “серебряного зеркала” с выпадением блестящего зеркального налета (использовалась для производства зеркал), где является окислителем.

Учитель: В двух пробирках находятся растворы муравьиной и уксусной кислот. Как экспериментально можно обнаружить данные кислоты?

Ответ: Оба раствора кислот является бесцветными жидкостями со специфическим запахом, изменяют цвет лакмуса в красный, метилоранжа – розовый. Под действием соды – вскипают. Но у муравьиной кислоты в результате внутренней перегруппировки атомов имеется альдегидная группа. Поэтому единственной карбоновой кислоте характерна реакция “серебряного зеркала”.

Выводы:

1. Серебро-благородный малоактивный металл, с трудом вступает в реакции взаимодействия с простыми веществами. С разбавленными растворами кислот в реакцию не вступает (кроме HNO₃). При взаимодействии с концентрированными растворами H₂SO₄ и HNO₃ водород не выделяется.
2. Ионы серебра со степенью окисления +1 – окислители и комплексообразователи.
3. Ионы серебра с степенью окисления +1 – качественный реактив на ионы галогенидов, фосфатов, хроматов.
4. Аммиачный раствор оксида серебра (I) используется для качественного определения концевой тройной связи у алкинов и альдегидной группы у кислородсодержащих органических соединений.

6. Получение серебра (выступает группа “технологов”).

Поскольку месторождения серебра редки и выработаны, его получают из руд таких металлов, как медь и свинец, в которых всегда содержится примесь серебра:

1) Пирометаллургический способ получения серебра.

Серебро выделяют из неочищенного свинца. Сначала к свинцу добавляют жидкий цинк, который не смешивается со свинцом, но дает прочные интерметаллиды с серебром: Ag₂Zn₃, Ag₂Zn_5. В жидком свинце эти интерметаллиды не растворяются, а всплывают на поверхность (образуется серебристая поверхность). Ее снимают, удаляют Zn перегонкой, а свинец удаляют в виде оксида:

Ag+Pb+Zn—>Pb+Ag Zn

Ag+Pb+O₂—>Ag+PbO₂

Далее серебро очищается электролитически.

2) Серебро получают в виде побочного продукта при переработке медных руд. При очистке электролизом “черновой меди” в электролит (раствор CuSO₄) переходят примеси металлов, стоящих в ряду напряжений до меди, а в осадок (шлам) выпадает Ag, Au, платиновые металлы и т.д.– металлы, стоящие в ряду напряжений до меди.

7. Применение серебра.

Учитель: На основании изученных физико-химических свойств серебра и его соединений выделите наиболее важные отрасли применения серебра.

Ответ:

• Так как обладает наибольшей электропроводностью, теплопроводностью и стойкостью к окислению кислородом при обычных условиях, применяется для контактов электротехнических изделий, например, контакты реле, ламели.
• Применяется как драгоценный металл в ювелирном деле.
• Используется при чеканке монеты (в особенности в прошлом).
• Галогениды серебра и нитрат серебра используются в фотографии, так как обладают высокой светочувствительностью.
• Используется как покрытие для зеркал с высокой отражающей способностью (в обычных зеркалах используется алюминий).
• Часто используется как катализатор в реакциях окисления, например при производстве формальдегида из метанола.
• Используется как дезинфицирующее вещество, в основном для обеззараживания воды. Некоторое время назад для лечения простуды использовали раствор протаргол и колларгол, которые представляли собой коллоидное серебро.

Серебро используется в качестве катализатора в фильтрах противогазов.

Ацетиленид серебра (карбид) изредка применяется как мощное инициирующее взрывчатое вещество (детонаторы).

Серебро зарегистрировано в качестве пищевой добавки Е174.

Еще более эффективно действует слабый раствор комплексного соединения серебра с аммиаком, применяющийся в медицине под названием аммарген (производное от слов “аммиак” и “аргентум”). Нитраты серебра в виде раствора аммаргена широко применяются для промывания ран или слизистой оболочки при различных воспалительных состояниях, а также используются в изготовлении различных антибактериальных средств.

Физиологическое действие (выступает группа “врачей”).

Обычно серебро поступает с водой и пищей в ничтожно малых количествах– всего 7 микрограммов в сутки. И при этом такое явление, как дефицит серебра, пока нигде не описано.Серебро не относится к жизненно важным биоэлементам. Серебро – это тяжелый металл. Пить воду с ионами серебра не стоит. Серебро – клеточный яд. Постоянное употребление серебра даже в малых дозах может вызвать хроническое заболевание, связанное с повышенным содержанием серебра в организме – аргирию (аргентоз, аргироз). ПДК для серебра – 50 мкг/л. При длительном употреблении может возникать поражение почек, неврологические расстройства, нарушение пищеварения, головные боли и хроническая усталость. При попадании в организм больших доз растворимых солей серебра наступает острое отравление, сопровождающееся некрозом слизистой желудочно-кишечного тракта. Первая помощь при отравлении – промывание желудка раствором хлорида натрия, при этом образуется нерастворимый хлорид серебра, который и выводится из организма. Ион Ag⁺, попадая на тело, вызывает ожог.

8. Закрепление.

1. Выполните тестовые задания (задания проецируются на экран) (Приложение 2).
2. Вставьте пропущенные слова в следующие предложения (Приложение 3).

9. Домашнее задание.

1. Назовите пословицы, поговорки, связанные со словом “серебро” (Приложение 4).
2. Какие свойства серебра отражены в следующих строках поэтов (Приложение 5).
3. Осуществите цепочки превращений (Приложение 6).
4. §52, учебник 11 класса. Автор Н.Е. Кузнецов и т.д. стр.131, 132, №5 (а, б).