Урок химии по теме "Сера". 9-й класс

Цель: требующие применения комплексных мыслительных операций.

Образовательные задачи:

• сформировать у учащихся умения давать характеристику химическому элементу на основании положения его в Периодической системе Д.И. Менделеева и строения атома на примере элемента неметалла – серы;
• применять полученные знания о физических и химических свойствах серы, нахождении в природе и применении соединений серы, химизме производстве серной кислоты;
• сформировать навыки решения расчётных задач.

Методы и приемы: монологическое и диалогическое изложение материала, эвристическая беседа.

Стратегия обучения: пояснительно-эвристическая, алгоритмическая.

Тип учебной деятельности: репродуктивная, продуктивная, творческая.

Средства обучения: мультимедийный проектор, компьютер, коллекция минералов, учебная литература: «Химия. 9 класс», авторы – Л.С. Гузей, В.В. Сорокин, Р.П. Суровцева – М.: Дрофа, 2002.

Ведущая роль: учитель – ученик.

Оборудование и реактивы: образцы серы и её соединений

ХОД УРОКА

I. Организационный этап

1. Готовность к уроку;
2. Психо-эмоциональный настрой

– Ребята, у вас на парте есть у каждого три вида смайликов, которые отражают ваше настроение, покажите, пожалуйста, ваше настроение!

(Учащиеся показывают своё настроение, в том числе и учитель)

II. Сообщение темы и целей урока

– Сегодня мы с вами начинаем изучать новую главу: «Химия элементов – неметаллов» (слайд 1).
– Давайте вспомним несколько металлов с помощью загадок (слайд 3).

• Красив в кристаллах и парах, на детей наводит страх.
• Белый, воздуха боится, покраснел чтоб сохраниться.
• Хоть многие вещества превращает в яд, в химии она достойна всяческих наград (слайд 2).
• Гость из космоса пришёл, в воздухе приют себе нашёл.
• Какой газ утверждает, что он – это не он?
• Какой неметалл является лесом?

– Сегодня мы с вами познакомимся с неметаллом «Сера», мы узнаем физические свойства серы, получение серы, нахождение в природе а также эффективность использования сырья.

Сера – химический элемент.

– Мы вместе попробуем дать краткую характеристику химическому элементу – сера, по плану (слайд 4).

• Каков химический знак?
• В какой группе периодической системы находится?
• В каком периоде находится?
• Какой атомный номер?
• Какая относительная атомная масса?
• Сколько электронов в атоме? Как располагаются электроны на АО?
• Какая электронная формула серы?
• Какие низшая (в соединениях с водородом и металлами) и высшая (в соединении с кислородом) валентности серы?

(Ответы этих вопросов записываются у доски и в тетрадях).

– А где встречается сера в природе? На этот вопрос ответят нам ваши коллеги, которые подготовили дополнительную информацию.

Ученик 1 (слайд 5): Сера самородная, минерал из класса самородных элементов. Самородная сера жёлтого цвета, при наличии примесей – бурая до чёрной; содержит включения битумов, карбонатов, сульфатов, глины. Блеск смолистый до жирного, хрупкая, плавится при температуре 119°С; загорается при температуре 214-465°С.
Главные типы месторождений самородной серы – вулканогенные и экзогенные. Экзогенные месторождения самородной серы преобладают; они связаны с гипсо-ангидритами, которые под воздействием выделений углеводородов и сероводорода восстанавливаются и замещаются серно-кальцитовыми рудами. Геохимические процессы образования самородной серы существенно активизируются микроорганизмами (сульфатредуцирующими и тионовыми бактериями). Среди вулканогенных месторождений самородной серы главное значение имеет Япония, образованные сероносными кварцитами и опалитами, и вулканогенно-осадочные сероносные илы кратерных озёр.

Ученик 2 (слайд 6): Мирабилит(от лат. mirabilis – удивительный; назван немецким химиком И.Р.Глаубером), глауберова соль, минерал из класса сульфатов, химический состав Na₂[SO₄] х 10H₂O. Кристаллы мирабилита моноклинной системы, коротко призматические до игольчатых. М. также образует зернистые или порошковатые агрегаты и мелкокристаллические корочки. Легко растворим в воде, раствор обладает горько-солёным вкусом. В сухом виде быстро теряет воду и переходит в белый порошковидный безводный минерал – тенардит (Na₂SO₄). Встречается в соляных озёрах, мелководных заливах и горячих источниках; образует также выцветы на почве.
Мирабилит используется главным образом в химической промышленности для получения соды, едкого натра, в стекольной, красочной и других отраслях промышленности, а также в медицине.

Ученик (слайд 7): Пирит (греч. pyrites lithos, буквально – камень, высекающий огонь, от pyr – огонь; название связано со свойством пирита давать искры при ударе), серный колчедан, железный колчедан, минерал химического состава FeS₂ (46,6% Fe, 53,4% S). Нередки примеси Со, Ni, As, Cu, Au, Se и др.
Пирит кристаллизуется в кубической системе, образуя кубические кристаллы; распространён чаще всего в виде сплошных зернистых масс. Цвет светлый, латунно-жёлтый; блеск металлический.
Пирит распространён наиболее широко в месторождениях гидротермального происхождения, колчеданных залежах в которых сосредоточены главные массы этого минерала. Пирит является сырьём для получения серной кислоты, серы и железного купороса. Месторождения пирита имеются  на Урале, Алтае, в Казахстане, Закавказье и др. районах; за рубежом – в Норвегии, Испании (Рио-Тинто), Италии, на острове Кипр, в США, Канаде, Японии.

Ученик 4 (слайды 8,9): Сера – жизненно важный  химический элемент. Сера входит в состав белков. Особенно много серы в белках волос, рогов, шерсти. Кроме этого сера является составной частью биологически активных веществ: витаминов и гормонов. При недостатке серы в организме наблюдается хрупкость и ломкость костей и выпадение волос. Серой богаты бобовые растения (горох, чечевица), овсяные хлопья, яйца.

– Мы познакомились с природой серы, а сейчас узнаем, какими физическими свойствами обладает сера. Сера обладает следующими физическими свойствами (учащиеся знакомятся с образцами серы):

• Твёрдое кристаллическое вещество желтого цвета, без запаха.
• Как и все неметаллы плохо проводит теплоту и не проводит электрический ток.
• Порошок серы всплывает в воде.
• Сера в природе практически не растворяется.
• Температура плавления 120°С (слайд 10).

Серу применяют для производства серной кислоты, вулканизации каучука,  как фунгицид в сельском хозяйстве и как сера коллоидная – лекарственный препарат. Также сера в составе серобитумных композиций применяется для получения сероасфальта, а в качестве заместителя портландцемента – для получения серобетона (слайд 11).
Химизм производства серной кислоты протекает в 3 стадиях (слайд 12):
(Учащиеся записывают уравнения)

I стадия производства – обжиг:

S + O₂ = SO₂ + 297 кДж
4FeS₂ + 11O₂ = 8SO₂ + 2Fe₂O₃ + 3400кДж

При горении серы и обжиге сульфидных руд развивается столь высокая температура, что оксид серы (VI) оказывается неустойчивым и поэтому не образуется. В этих реакциях получается SO₂.
Но в серной кислоте H₂SO₄ сера шестивалентна, следовательно, для ее получения нужен оксид серы (VI) SO₃. Чтобы ее получить, надо окислить SO₂, т.е. провести реакцию, но при более низкой температуре, чем та, которая развивается при горение серы или обжиге сульфидной руды.

II стадия производства – окисление сернистого газа:

2SO₂ + O₂ = 2SO₃ + 197 кДж

III стадия производства– растворение оксида серы (Vl) в воде:

SO₃ + H₂O = H₂SO₄ + Q

Показ видеоролика «Производство серной кислоты» (компакт-диск «Виртуальная школа Кирилла и Мефодия» – «Уроки химии Кирилла и Мефодия. 8-9 классы»).
Любые процессы переработки природного сырья сопровождаются потерями вещества. Кроме того, не все реакции протекают до конца. Поэтому сырье используется не полностью. Эффективность его использования определяется выходом продукта - отношением массы полученного вещества к теоретически достижимой массе (слад 13):

W% (выхода) =  • 100%

– Рассмотрим пример – задачу (слайд 14, учитель решает у доски, учащиеся записывают решение задачи).

Сырье – пирит содержит 80% полезного вещества FeS₂. При обжиге 1 т пирита было получено 800 кг сернистого газа. Определить выход продукта.

Дано:

m(пирита) = 1 т
W (FeS₂) = 0,8
mgракт.   (SO₂) = 800 кг

____________________

W (выхода) – ?

Решение:

1. Определим массу FeS2

M(FeS₂) = W(FeS₂)*m(пирита)
M(FeS₂) = 0,8 * 1000кг = 800кг 

2. Вычислим теоретическую массу продукта

800кг                   x  кг
4FeS₂ + 11O2 = 8SO₂ + 2Fe₂O₃                                            М(FeS₂) = 120 г/моль
n     4моль                 8моль                                                    М(SO₂) = 64 г/моль
m     480г                  512г

х = = 853кг

3. Определим выход продукта реакции

W (выхода) =  * 100%

W(выхода) =   * 100% = 94%

Ответ: выход продукта составляет 94%

III. Закрепление изученного материала

1. Стихотворение «Сера» (слайд 15):

Сера, сера, сера, эс.
Тридцать два – атомный вес.
Сера в воздухе сгорит,
Мы получим ангидрид.
Ангидрид её с водой
Станет серной кислотой.

Запишите уравнения химических реакций, о которых идёт речь в стихотворении.

2. Напишите уравнения химических реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения (слайд 16):

3. Задача:  Каков объём (н.у.) слайд 17:

А) сернистого газа получится при обжиге на воздухе 120 г пирита FeS₂
Б) сероводорода получится при обработке 0,88 г сульфида железа (ll) соляной кислотой.

IV. Рефлексия

Учащимся предлагается продолжить фразу “Уходя с урока, я хочу сказать…”. Также проводится оценивание работы учащихся на уроке.

V. Домашнее задание (слайд 18)

• & 19.1;
• задача № 15