Дипломная работа: Методические особенности изучения темы "Бериллий и его соединения" посредством интегрированных уроков

Содержание урока соответствует части IV.3 электронного учебного пособия.

Знакомство с химией бериллия, магния и щелочно-земельных металлов и их соединений следует начать с истории открытия. Магний, кальций, стронций и барий были получены в 1808 г. английским ученым Г. Деви электролизом оксидов или гидроксидов. Бериллий был выделен в 1898 г. Лебо электролизом тетрафторбериллата натрия, хотя история его открытия насчитывает практически столетие. Радиоактивный радий открыт супругами Пьером и Марией Кюри в 1898 г. в минерале урановая смолка.

Обратить внимание, что групповое название элементов – щелочно-земельные металлы – относится только к кальцию, стронцию, барию и радию и связано с тем, что их оксиды раньше называли «землями», а при взаимодействии с водой они образуют щелочи.

Охарактеризовать положение бериллия, магния и щелочно-земельных металлов в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева. Бериллий, магний и щелочно-земельные металлы относятся к s-элементам. На внешнем энергетическом уровне атомы элементов имеют 2 электрона, их электронная конфигурация ns2. Они легко отдают один электрон, проявляя степень окисления +2. Радиусы атомов возрастают при переходе от бериллия к радию, значения потенциала ионизации и относительной электроотрицательности уменьшаются. Все металлы в электрохимическом ряду напряжений располагаются до водорода и являются довольно сильными восстановителями, эта способность возрастает с увеличением заряда ядра атома.

Остановиться на распространенности металлов в земной коре, отметить, что в свободном состоянии бериллий, магний и щелочно-земельные металлы в природе не встречаются, наиболее распространенными являются магний и кальций. Содержание бериллия, стронция и бария значительно меньше. Все они входят в состав породообразующих минералов, содержатся в морской воде. Кальций входит в состав скелетных тканей живых организмов. Магний содержится в составе одного из важнейших веществ растительного мира – хлорофилле.

Отметить физические свойства металлов. Продемонстрировать образцы металлов: магния и кальция. В свободном состоянии все металлы – серебристо-белые вещества. Магний и щелочно-земельные металлы – ковкие и пластичные, довольно мягкие, хотя тверже щелочных. Бериллий отличается значительной твердостью и хрупкостью, барий при резком ударе раскалывается. Металлы имеют температуры плавления и кипения выше, чем у щелочных металлов, причем с увеличением порядкового номера элемента температура плавления металла изменяется немонотонно, что связано с изменением типа кристаллической решетки. Бериллий и магний покрыты прочной оксидной пленкой и не изменяются на воздухе. Щелочно-земельные металлы очень активны, их хранят в запаянных ампулах, под слоем вазелинового масла или керосина.

Рассмотреть химические свойства металлов. Металлы во всех химических реакциях проявляют восстановительные свойства, отдают два валентных электрона, превращаясь в положительно заряженный катион. В качестве окислителей могут выступать простые вещества – неметаллы, оксиды, кислоты, соли, органические вещества. Отметить, что бериллий и магний по свойствам значительно отличаются от щелочно-земельных металлов. При комнатной температуре они устойчивы к действию кислорода и воды благодаря наличию очень тонкой оксидной пленки.

Продемонстрировать горение магния на воздухе. Опыт провести следующим образом: предварительно очищенную наждачной бумагой магниевую ленту взять щипцами и поджечь в пламени спиртовки (опыт проводить в защитных очках), отметить яркую вспышку и большое выделение тепла. Горящую магниевую ленту держать над фарфоровой чашкой. Магний сгорает с образованием оксида:

2Mg + O2 = 2MgO.

Одновременно идет образование нитрида магния:

3Mg + N2 = Mg3N2.

Рассмотреть взаимодействие металлов с другими неметаллами (галогенами, водородом, азотом, углеродам и др.).

Обратить внимание на взаимодействие с водой. Продемонстрировать горение магния в воде. В ложку для сжигания веществ поместить магниевую пудру или мелко порезанную ленту, поджечь её в пламени спиртовки. Горящий магний опустить в стакан с водой, магний ярко вспыхивает, одновременно загорается водород:

Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2.

Опыт демонстрирует химическую активность металлического магния.

Рассмотреть взаимодействие с кислотами и щелочами, отметить, что со щелочами реагирует только бериллий. Отметить восстановительные свойства магния и щелочно-земельных металлов: они могут быть использованы для получения менее активных металлов и некоторых неметаллов из их оксидов.

Рассмотреть особенности химии бериллия. Бериллий по своим свойствам значительно отличается от остальных элементов 2 группы Периодической системы химических элементов, ион Be2+ благодаря своему малому радиусу, высокой плотности заряда и большим значениям энергии ионизации устойчив только в газовой фазе. Поэтому химическая связь в бинарных соединениях бериллия обладает высокой долей ковалентности, поэтому соединения бериллия имеют довольно высокие температуры плавления и кипения. По многим свойствам бериллий похож на алюминий («диагональное сходство»). Металлический бериллий пассивируется концентрированной азотной кислотой и проявляет амфотерные свойства, реагирует с кислотами и щелочами, выделяя водород. Оксид и гидроксид бериллия также проявляют амфотерные свойства. Продемонстрировать амфотерные свойства гидроксида бериллия на примере его взаимодействия с кислотами и щелочами.

Опыт провести следующим образом. Стакан с раствором хлорида бериллия поставить на магнитную мешалку и включить перемешивание. Небольшими порциями осторожно прилить раствор гидроксида натрия до выпадения белого осадка:

BeCl2 + 2NaOH = Be(OH)2 + 2NaCl.

Прекратить перемешивание, гидроксид бериллия разделить на две части. К первой части прилить раствор соляной кислоты до растворения осадка:

Be(OH)2 + 2HCl = BeCl2 + 2H2O.

Ко второй части прилить раствор гидроксида натрия, также до растворения осадка:

Be(OH)2 + 2NaOH = Na2[Be(OH)4].

Обратить внимание учащихся, что амфотерный гидроксид бериллия реагирует и с щелочами, и с кислотами с образованием солей.

При изучении способов получения металлов особое внимание уделить получению бериллия в результате переработки берилла. Рассмотреть сернокислый, щелочной, хлоридный фторидный способы извлечения бериллия из берилла и электролиз солей бериллия. Обратить внимание, что магний и щелочно-земельные металлы очень активные и чаще всего их получают электролизом расплавов солей или алюмотермией.

Из соединений магния и кальция охарактеризовать их оксиды, гидроксиды и соли. Рассмотреть физические и химические свойства, способы получения. Оксиды магния и кальция являются основными. Гидроксид кальция малорастворим в воде, является довольно сильным основанием. Растворимость гидроксида магния еще ниже, он является основанием средней силы. Фториды, сульфаты, сульфиды, сульфиты, фосфаты и карбонаты металлов 2 группы плохо растворимы в воде, остальные соли – хорошо растворимы, проявляют все свойства солей.

Рассмотреть жесткость воды. Природная вода, содержащая ионы Ca2+, Mg2+, Sr2+ и Fe2+, называется жесткой, причем жесткость воды обуславливается главным образом ионами Ca2+ и Mg2+. Карбонатная (временная) жесткость связана с присутствием в воде гидрокарбонатов кальция и магния, некарбонатная (постоянная) жесткость – хлоридов и сульфатов. Общая жесткость воды рассматривается как сумма карбонатной и некарбонатной. Отметить способы устранения жесткости воды.

Остановиться на обнаружении щелочно-земельных металлов. Щелочно-земельные металлы и их соединения можно обнаружить по характерной окраске пламени: кальций окрашивает пламя в кирпично-красный цвет; стронций – в карминово-красный; барий – в желто-зеленый (яблочный).

Рассмотреть важнейшие области применения бериллия, магния, щелочно-земельных металлов и их соединений.

После изучения материала предложить учащимся самостоятельно познакомиться с примерами решения задач и выполнить задания для самостоятельного решения (приведены в электронном учебном пособии).

Урок 3. Роль химических элементов в организме человека

Задачи:

·  Развивать ловкость, смелость.

·  Воспитывать любовь к своей земле, к национальным традициям.

Инвентарь: 2 удочки, 2 ведра, рыбки, 2 обруча, карточки с примерами (20шт), кубики, грибы 20 шт., гимнастические палки, 4 одеяла, грамоты 20 шт., скакалки(20шт.), 2 стула.

На спортивную площадку приглашаем, дети, вас! Праздник спорта и здоровья начинаем мы сейчас!

Учитель:

Сегодня вам предстоит участвовать в различных конкурсах, показать ловкость, силу, быстроту и смекалку.

Каждые 4 года проводятся олимпийские игры - самые важные спортивные соревнования. За все годы участия в олимпийских играх наши советские и российские спортсмены завоевали наибольшее кол-во золотых, серебряных и бронзовых медалей. А ведь все спортсмены -герои учились в школе, ходили на уроки физической культуры и в школе получили свои первые спортивные награды. Представим, что сильнейшие спортсмены прислали вам, новым физкультурникам, свой наказ, свои советы.

-Учиться трудно, еще труднее переучиваться. Старайся сразу все делать хорошо. Чем труднее тебе в учебе, тем легче будет на соревнованиях.

- Старайся победить, но не бойся проиграть.

- Если ты проиграл, но отдал победе все силы, нет в этом ничего постыдного; стыдись победы, для которой ты старался меньше товарищей.

- Борись за победу до последней секунды, не жалея сил, но честно.

- Не хвались, если у тебя что-то получается хорошо, помоги товарищу справиться с заданием.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6