Методические рекомендации к урокам по теме "Реакции ионного обмена"

Выработка знаний, умений и навыков, необходимых для изучения данной темы, начинается с ответа на вопросы о свойствах ионов, об отличии в строении атомов и образованных ими ионов. Акцентирую внимание на одном из свойств – возможности разноименно заряженных ионов притягиваться с образованием ионных веществ. Для упражнения можно предложить учащимся выполнить следующие задания.

Допишите схемы взаимодействия ионов:

1. Ca²⁺ + ? = CaCO₃↓
2. 2H⁺ + CO₃^2– = [H₂CO₃] = H₂O + ?
3. H⁺ + OH^– = ?

Таким образом, на доске появляется запись сокращенных ионных уравнений реакций, которым целесообразно обращаться по мере изучения нового материала.

Вопрос классу: будет ли проходить реакция между растворами гидроксида кальция и хлорида натрия?

Демонстрирую опыт и записываю на доске (ниже места, оставленного для названия не записанной пока темы):

Са(ОН)₂ и NaCl

Ca²⁺ + 2OH¯ + 2Na⁺ + 2Cl¯ ≠ Ca²⁺ + 2Cl¯ + 2OH¯ + 2Na⁺ ;

приходим к выводу, что реакции не произошло, т.к. исходная смесь не изменилась.

Вопрос классу: при каких условиях реакция может идти до конца?

Подсказкой служит следующее задание: из 2-х указанных выше веществ заменить только одно – NaCl. Предлагаю, используя таблицу растворимости, назвать вещество, которое будет взаимодействовать с раствором Са(ОН)₂.

Демонстрирую опыт, и на доске разбирается один пример (ребята только слушают).

По ходу разбора предлагаю обучающимся назвать тип осуществленной реакции, и записываю тему урока.

Обращаю внимание обучающихся на то, что система электронейтральна, подсчитываем заряды катионов и анионов в правой и левой частях уравнений реакций. Даем названия полным и сокращенным ионным уравнениям.

Вопрос классу: можно ли вместо карбоната натрия взять карбонат калия?

Далее закрываю записанные на доске уравнения реакций и предлагаю их воспроизвести, используя памятки, алгоритм действий.

Алгоритм составления полных и сокращенных ионных уравнений реакций.

После этого сверяем записи с уравнениями, записанными на доске.

Провожу лабораторный опыт: взаимодействие между растворами сульфата натрия и хлорида бария. Обучающиеся самостоятельно записывают уравнения реакции, проверяют записи друг у друга, сверяют с эталоном ответа и делают первый частный вывод: реакция ионного обмена идет до конца, если образуется практически нерастворимое вещество.

Далее предлагаю назвать вещество, которое при взаимодействии с карбонатом натрия (опять заменяю одно вещество) образует газ. Если возникают затруднения, то обращаю внимание на запись сокращенного ионного уравнения (2).
 
Демонстрирую опыт между карбонатом натрия и соляной кислотой, записываю под диктовку ребят ионные уравнения реакций:

Вопрос классу: можно ли вместо соляной кислоты взять азотную кислоту?

Методический прием дальнейшей работы используется, как при разборе первого случая реакции ионного обмена: запись на доске закрывается, воспроизведение уравнения реакции в тетрадях, проверяют правильность реакций с эталоном; проводят лабораторный опыт между карбонатом кальция и азотной кислотой, записывают уравнения реакций, проверяют друг у друга (парная работа), сравнивают с эталоном и делают частный вывод для второго случая: реакция ионного обмена идет до конца когда выделяется газ.

Третий случай реакции ионного обмена разбираю по предложенной схеме. Для демонстрационного опыта беру растворы щелочи и серной кислоты, обязательно использовать индикатор, а для лабораторного опыта предлагаю провести реакцию взаимодействия кислоты с нерастворимым основанием, например, свежеприготовленным гидроксидом меди (II). После частного третьего вывода, делаю общий вывод: реакции ионного обмена идут до конца, когда продукты реакции выходят из сферы этой реакции, т.е. образуются слабые электролиты (осадок, газ, вода). В заключение урока, предлагаю обучающимся прокомментировать опорную схему.

В чем преимущества такой методики проведения уроков?

Прежде всего в том, что поэтапно вырабатываются знания и умения обучающихся по схеме:

• показ образца действия (демонстрационный опыт, запись ионных уравнений реакций);
• воспроизведение;
• работа по образцу (лабораторный опыт, запись ионных уравнений реакций);
• выполнение заданий в несколько измененной ситуации (выполнение упражнений).

Методика проведения второго варианта занятий по теме «Реакции ионного обмена» построена на самостоятельной работе обучающихся, основанной на химическом эксперименте.

На карточках для парной работы написаны следующие задания:

1. Проделайте реакции между растворами следующих веществ:
   а) BaCl₂ и H₂SO₄ (первый ученик);
   б) K₂CO₃ и CaCl₂ (второй ученик).
2. Используя памятку (алгоритм), напишите полные и сокращенные уравнения проделанной реакции.
3. Проверьте работу друг друга и сравните с образцами ответов.
4. Почему реакции ионного обмена в данном случае прошли до конца?
5. Проделайте реакции между растворами следующих веществ:
   а) K₂CO₃ и HNO₃ (первый ученик);
   б) CaCO₃ и HCl (второй ученик).
6. Напишите полное и сокращенное ионные уравнения проделанной реакции (см. алгоритм).
7. Проверьте работу друг друга и сравните с образцами ответов.
8. В чем суть проделанных реакций?
9. Проделайте реакции нейтрализации между следующими веществами:
   а) растворы HCl и NaOH (первый ученик);
   б) H₂SO₄ и Сu(OH)₂ (второй ученик).
10. В чем суть реакции нейтрализации?
11. Сделайте общий вывод. В каких случаях реакции ионного обмена идут до конца? (При написании уравнений реакций ребята должны пользоваться таблицей растворимости солей, кислот и оснований).

На уроке закрепления знаний, умений и навыков по данной теме предлагаю выполнить следующие задания при работе парами:

1. Напишите полные и сокращенные ионные уравнения реакций между веществами в водных растворах:
   а) FeCl₃ и KOH ;
   б) CuSO₄ и Ba(NO₃)₂ .
2. Напишите ионные уравнения реакции между веществами:
   а) растворами карбоната лития и соляной кислоты;
   б) растворами серной кислоты и гидроксида кальция.
3. Напишите полное ионное уравнение реакции, сущность которой выражена сокращенной формой записи:
   а) 2H⁺ + SO₃^2– = H₂O + SO₂↑
   б) Fe³⁺ + 3OH¯ = Fe(OH)₃↓
4. Допишите сокращенные ионные уравнения реакций, используя схемы:
   а) 2H⁺ + ? = H₂SiO₃↓
   б) ? + ? = H₂O

После окончания работы организуется проверка работы в паре, а затем сравниваются результаты работы с образцами ответов (ответы проецируются на экран).

С целью проверки знаний, умений, навыков обучающихся по данной теме предлагаю следующее дифференцированные задания:

1. Между растворами, каких веществ возможна реакция ионного обмена?
   а) Na₂SO₄ и HNO₃
   б) Al₂(SO₄)₃ и BaCl₂
   в) NaNO₃ и K₂SO₄
   г) H₂SO₄ и NaNO₃
2. Реакция ионного обмена идет до конца между:
   а) гидроксидом меди (II) и соляной кислотой;
   б) раствором сульфата железа (II) и гидроксидом цинка;
   в) гидроксидом алюминия и хлоридом натрия;
   г) растворами сульфата натрия и карбоната калия.
3. Реакция ионного обмена возможна между растворами веществ:
   а) серной кислотой и нитратом натрия;
   б) сульфатом алюминия и хлоридом бария;
   в) сульфатом натрия и соляной кислотой;
   г) нитратом калия и сульфатом натрия.
4. Реакция ионного обмена протекает до конца в результате образования газа при сливании растворов:
   а) хлорида калия и нитрата натрия;
   б) гидроксида калия и соляной кислоты;
   в) карбоната натрия и серной кислоты;
   г) хлорида железа (III) и азотной кислоты.
5. Между какими веществами реакция ионного обмена идет с выделением газа:
   а) гидроксид меди (II) и серная кислота;
   б) гидроксид калия и серная кислота;
   в) силикат калия и соляная кислота;
   г) карбонат кальция и соляная кислота.
6. Реакция, между какими электролитами идет до конца в результате образования осадка?
   а) растворы гидроксида калия и нитрата натрия;
   б) карбонат натрия и соляная кислота;
   в) растворы нитрата меди(II) и гидроксида натрия;
   г) растворы нитрата меди(II) и серная кислота.
7. Сокращенное ионное уравнение реакции 2H⁺ + CO₃^2– = H₂O + CO₂↑ соответствует взаимодействию:
   а) азотной кислоты с карбонатом кальция;
   б) сероводородной кислоты с карбонатом бария;
   в) соляной кислоты с карбонатом натрия (водн. раствор);
   г) серной кислоты с оксидом углерода (II).
8. Взаимодействие, каких веществ соответствует сокращенному ионному уравнению реакции Ba²⁺ + SO₄^2– = BaSO₄↓:
   а) Ba(OH)₂ и SO₃;
   б) BaCl₂ и H₂SO₄;
   в) Ba и H₂SO₄;
   г) BaO и H₂SO₄.
9. Сокращенное ионное уравнение реакции Ag+ + 2Cl¯ = AgCl соответствует взаимодействию:
   а) серебра с хлором;
   б) серебра с соляной кислотой;
   в) оксида серебра с соляной кислотой;
   г) растворов нитрата серебра и хлорида натрия.
10. Суммы всех коэффициентов в полном и сокращенном ионных уравнениях реакции между CuCl₂ и AgNO₃ соответственно равны:
    а) 10 и 3;
    б) 10 и 6;
    в) 12 и 3;
    г) 12 и 6.
11. Суммы всех коэффициентов в полном и сокращенном ионных уравнениях реакции между сероводородной кислотой и избытком гидроксида лития соответственно равны:
    а) 12 и 4;
    б) 10 и 4;
    в) 12 и 6;
    г) 10 и 6.
12. Суммы всех коэффициентов в полном и сокращенном ионных уравнениях реакции между сульфатом цинка и гидроксидом бария лития соответственно равны:
    а) 7 и 5;
    б) 7 и 7;
    в) 9 и 5;
    г) 9 и 7.
13. Сумма всех коэффициентов в сокращенном ионном уравнении реакции между растворами серной кислоты и гидроксида калия равны:
    а) 3;
    б) 4;
    в) 5;
    г) 6.

Урок (практическое занятие): «Решение экспериментальных задач по теме: “Реакции в растворах электролитов”»

(Разноуровневые варианты).

Вариант 1.

1. Проделайте реакцию между растворами следующих веществ:
   а) K₂CO₃ и HCl;
   б) NaOH и HNO₃;
   в) AgNO₃ и NaCl.
   Что наблюдаете? Напишите ионные уравнения проделанных реакций.
2. Получите гидроксид железа (III), пользуясь растворами соли и щелочи, выделите его из смеси. Напишите полное и сокращенное ионные уравнения проделанной реакции.
3. Проведите реакцию, которая выражается следующим ионным уравнением: Ba²⁺ + SO₄^2– = BaSO₄↓. Опишите наблюдаемое. Составьте соответствующее ионное уравнение реакции.

Вариант 2.

1. Проведите реакции между растворами следующих веществ:
   а) хлорида бария и серной кислотой;
   б) гидроксида калия и серной кислотой ( в присутствии индикатора);
   в) карбоната натрия и азотной кислотой.
   Напишите ионные уравнения реакций, указав условия их течения.
   Объясните наблюдаемое.
2. Осуществите следующие превращения: сульфат меди (II) → гидроксид меди (II) → оксид меди (II) → хлорид меди (II).
   Напишите ионные уравнения реакций, указав условия их течения. Объясните наблюдаемое.
3. Используя имеющиеся реактивы, получите реакцией обмена газообразное вещество.
   Напишите полное и сокращенное ионное уравнения проделанной реакции.

Вариант 3.

1. Получите, исходя из имеющихся реактивов, гидроксид цинка, испытайте полученное вещество растворами щелочей и кислоты. Используя запись ионных уравнений реакций, опишите наблюдаемое.
2. Даны вещества: оксид меди (II), серная кислота, гидроксид меди (II), цинк, медь. Проделайте опыты с теми веществами, которые реагируют межу собой. Напишите ионные уравнения реакций, указав условия их течения.
3. Проделайте реакции, которые выражаются следующими сокращенными ионными уравнениями:
   а) Ca²⁺ + CO₃^2– = CaCO₃↓
   б) Ag⁺ + 2Cl¯ = AgCl↓
   Опишите наблюдаемое. Составьте полные ионные уравнения соответствующих реакций.

В процессе работы обучающиеся могут пользоваться памяткой для решения экспериментальных задач следующего содержания:

1. Осмыслите содержание задачи.
2. Составьте теоретический план решения задачи:
   а) выберите рациональный способ решения задачи, исходя из химических свойств веществ (выдвиньте гипотезу-предположение, обоснуйте ее, используя имеющиеся на столе реактивы);
   б) вспомните необходимые для решения экспериментальных задач качественные реакции;
   в) запишите уравнения соответствующих реакций;
   г) укажите условия протекания реакций;
   д) предположите ожидаемые результаты.
3. Выполните продуманный опыт.
4. Сделайте правильный вывод на основании химических опытов.
5. Cоставьте отчет о проделанной работе.