Общая характеристика металлов

Цели. Обобщить и систематизировать знания о металлах на различных уровнях организации материи; развивать общеучебные логические навыки: анализа, синтеза, сравнения, сопоставления, обобщения. Продолжить формирование умений переносить полученные знания на новые объекты в новых взаимосвязях. Провести первичный контроль знаний по теме.

Оборудование и реактивы: набор карточек для магнитной доски, модель металлической кристаллической решетки, набор модульно-интегрированных карточек; растворы BaCl₂, H₂SO₄, FeSO₄, FeCl₃, KSCN, NaOH, AgNO₃, спиртовка, графитовый стержень.

Учитель. Цель нашего сегодняшнего урока – обобщить знания по теме “Металлы”. Мы с вами неоднократно пользовались таким логическим понятием, как “обобщение”. Обобщали сведения о веществах, о химических реакциях, о классах неорганических соединений и т.д. Попробуем сейчас определить, в чем сущность этого понятия? Что значит “обобщить”: Это мысленное выявление сходных свойств, признаков определенного класса предметов, благодаря чему совершается переход от частного к общему.

Так отталкиваясь от тех особенностей, которые отличают изученные нами металлы друг от друга, попытаемся установить то общее, что характеризует все металлы. Результатом нашей работы станет составление опорного конспекта по теме.

II. Актуализация знаний учащихся

А) Учитель. Для начала рассмотрим особенности строения металлов, начиная с первых уровней организации материи. Какие уровни организации материи нам известны?

Ученик (составляет на доске схему):

Учитель. Чтобы выявить общие черты в строении атомов металлов, рассмотрим их электронное строение. Четверо учащихся у доски пишут электронное и графическое строение атомов Na, Ca, Al, Fe. Все остальные – подготовили свои модульные карточки по металлам. Вспомним некоторые особенности разных групп изученных нами металлов.

Фронтальный опрос или работа в группах.

1. Металлы каких групп представлены в вариантах А, Б, В?
2. В какой последовательности они записаны в вариантах?
3. Что вы видите общего в электронном строении атомов варианта А4?
4. Существуют ли различия? Какие, чем обусловлены?
5. Сделайте обобщение: как изменяются строение и свойства атомов металлов в группах с увеличением заряда ядра?
6. Вариант 4А, Б, В. Чем отличается электронное строение атомов данных групп?
7. В чем вы видите сходство?
8. Вывод-обобщение: какие изменения происходят в периодах?

Проверка ответов учащихся у доски, уточнения. 1 ученик дает краткую характеристику “своему” элементу.

Ученик. Общее заключение: Атомы металлов имеют на последнем энергетическом уровне 1–3 электрона, большой радиус, малую электроотрицательность, малую энергию ионизации. Следовательно, могут легко отдавать валентные электроны.

Б) Составление в тетради опорного конспекта.

Учитель.

1. Каков следующий уровень организации материи? Характерно ли молекулярное строение для металлов? Каков тип связи в молекуле?
2. Какое строение и какой тип связи характерен для металлов? Чем обусловлены физические свойства металлов? (Ответы учащихся.)

Чтобы нам нагляднее представить сущность образования металлической связи составьте схему строения металлической кристаллической решетки на магнитной доске. Какие по форме бывают кристаллические решетки, приведите примеры ( см. модульную карточку).

Работа по модульным карточкам: Как с точки зрения строения кристаллической решетки объяснить индивидуальные особенности в пластичности, твердости, аллотропию?

Внесем записи в опорный конспект.

Физические свойства:

а) металлический блеск и непрозрачность,
б) электропроводность,
в) теплопроводность,
г) ковкость и пластичность,
д) твердость, плотность, температура плавления.

В) Учитель. На этом уровне организации материи можно рассмотреть и химические свойства металлов. Вернемся к электронному строению атомов, а точнее, к возможным степеням окисления. Что общего мы видим в проявлении металлами химических свойств? Все металлы – восстановители. Рассмотрим вариант 9 в модульной карточке. Какие степени окисления могут проявлять металлы по группам? (Ответы учащихся)

Внесем записи в опорный конспект.

Учитель. Для того чтобы подтвердить эту схему, осуществим ряд превращений: теоретически и экспериментально. К доске для работы по карточкам идут 3 человека решать расчетные задачи и 2 учащихся – экспериментальные.

Задача 1
Какую массу алюминия можно получить при электролизе 50 кг оксида алюминия, содержащего 4% примесей? Выход алюминия равен 85% от теоретического.

Задача 2
В природе ртуть чаще всего встречается в виде киновари HgS. Для получения ртути киноварь обжигают, при этом получается ртуть и оксид серы(IV). Какая масса ртути образуется при обжиге 600 кг киновари, содержащей10% примесей?

Задача 3
При пропускании постоянного электрического тока через раствор сульфата меди (II), в который погружены инертные электроды, в растворе образовалась кислота, на полную нейтрализацию которой затрачен раствор объемом 16 мл с массовой долей гидроксида калия 6% и плотностью 1,06 г/мл. Какая масса меди получена на катоде?

Экспериментальная задача 1
Докажите наличие в водопроводной воде, проходящей по ржавым трубам, наличие ионов трехвалентного железа. Запишите уравнения в молекулярном и ионном виде.

Экспериментальная задача 2
Имея в своем распоряжении 4 пронумерованные пробирки, в которых находятся карбонат натрия, соляная кислота, сульфат натрия и хлорид бария. Определите где находится какое вещество, не прибегая к действию других реактивов.

Все остальные работают в тетрадях и у доски над цепочками превращений:

А) Cu – CuO – Cu(OH)₂ – CuSO₄ – Cu(OH)₂ – CuO – Cu
Б) Fe – Fe₃O₄ – Fe – FeSO₄ – Fe(OH)₂ – Fe(OH)₃
В) MgCO₃ – MgCl₂ – Mg – MgO – Mg(OH)₂ – MgCO₃

Внесем записи в опорный конспект.

IV. Генетическая связь

Проверка расчетных и экспериментальных задач с комментариями. Информацию о какой характеристике металла дает нам содержание каждой задачи? Какие способы получения металлов вам известны?

Внесем записи в опорный конспект.

V. Получение

А) Пирометаллургия,
Б) Гидрометаллургия,
В) Электрометаллургия.

Учитель. Пользуясь этим конспектом, мы можем дать не только общую характеристику металла, но и раскрыть ее.

III. Проверка знаний

Графический диктант.

Вариант 1 – Na, вариант 2 – Ba, вариант 3 – Al, вариант 4 – Fe.

1. На последнем уровне 2 электрона.
2. Относится к р – элементам.
3. Проявляет переменные степени окисления.
4. Кристаллическая решетка кубическая объемноцентрическая.
5. Кристаллическая решетка гексагональная.
6. Активно реагирует с водой при комнатной температуре.
7. Реагирует с кислотами и щелочами с выделением водорода.
8. Пассивируется концентрированной азотной кислотой. +
9. Получают только электролизом расплавов соединений.
10. Может быть получен пирометаллургическим способом.
11. Гидроксид нерастворим.
12. Гидроксид амфотерен.
13. Все соли – сильные электролиты.
14. Качественная реакция на ион металла с сульфат-ионом.
15. Качественная реакция на ион металла – окраска пламени.
16. Качественная реакция на ион металла с тиоционатом калия.

IV. Домашнее задание

1. Дать по плану развернутую характеристику Ме: Sn, Cs.
2. Решить задачу: Сплав меди с алюминием массой 2г. Обработали 40% раствором NaOH (p=1,43 г/мл) до прекращения выделения газа. Остаток растворили в разбавленной азотной кислоте. Образовавшуюся при этом соль выделили и прокалили. Масса остатка после прокаливания 0,8г. Определите массовые доли металлов в сплаве и объем израсходованной щелочи.

Приложение 1