«Проблемный эксперимент при изучении взаимодействия растворов солей с металлами» выступление на научно-практическом семинаре учителей химии «Техника химического эксперимента», Автор – Пешкина Е. В. 29 февраля 2008 г.

План доклада Значение проблемного эксперимента в процессе обучения химии как элемента инновационной технологии. Этапы применения проблемного эксперимента. Использование проблемного эксперимента при изучении темы «Взаимодействие металлов с растворами солей»: 1. Лабораторный опыт «Взаимодействие раствора сульфата меди (II) с железом»; 2. Демонстрационный эксперимент «Взаимодействие раствора сульфата меди (II) с литием»; 3. Демонстрационный эксперимент «Взаимодействие магния с раствором сульфата цинка»; 4. Лабораторный опыт «Взаимодействие меди и растворов хлоридов железа (II) и (III). Выводы. Использованная литература.

Этапы применения проблемного эксперимента эксперимент, создающий проблемную ситуацию проблемагипотеза Исследова- тельский эксперимент теория вывод проверочный эксперимент

1. Лабораторный опыт «Взаимодействие раствора сульфата меди (II) с железом»: CuSO 4 + Fe = FeSO 4 + Cu признак реакции – выделение красной меди, изменение цвета раствора (с течением времени) с голубого на желтоватый вывод – более активный металл вытесняет менее активный из растворов его солей (см. ряд активности металлов). Данная реакция является окислительно- восстановительной; окислители – ионы менее активного металла.

Закрепление полученных знаний: Pb(NO 3 ) 2 + Ni CuCl 2 + Zn CuSO 4 + Li

2. «Взаимодействие раствора сульфата меди (II) с литием»: Признак реакции – выделение газа, образование черного осадка Схема: CuSO 4 (раствор) + Li H 2 + CuO Взаимодействие лития с водой раствора: 2Li + 2H 2 O = 2LiOH + H 2 + Q (экзотермическая реакция) Взаимодействие образующейся щелочи с раствором соли меди: 2LiOH + CuSO 4 = Cu(OH) 2 + Li 2 SO 4 Разложение полученного гидроксида меди (температура выше 50°С): Cu(OH) 2 =t CuO + H 2 O или в обобщенном виде: 2Li + H 2 O + CuSO 4 = Li 2 SO 4 + H 2 + CuO

Взаимодействие лития с растворами солей магния, железа (III), никеля Признаки реакций: выделение газа, образование осадков 2Li + 2H 2 O + MgCl 2 = Mg(OH) 2 + H 2 + 2LiCl 6Li + 6H 2 O + 2FeCl 3 = 2Fe(OH) 3 + 3H 2 + 6LiCl 2Li + 2H 2 O + NiCl 2 = Ni(OH) 2 + H 2 + 2LiCl Гидроксиды не разлагаются – выделившегося тепла недостаточно на данные процессы.

3. Демонстрационный эксперимент «Взаимодействие магния с раствором сульфата цинка». Признак реакции – выделение водорода. Ионы водорода образовались в результате гидролиза соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой: Zn2+ + HOH ZnOH+ + H+ Магний, как довольно активный металл, восстанавливает образующиеся ионы водорода: Mg + 2H+ = Mg2+ + H 2 Mg + ZnSO 4 + 2H 2 O = MgSO 4 + H 2 + Zn(OH) 2 Вывод – необходимо учитывать возможность гидролиза данных солей.

Опыт по взаимодействию магния и раствора хлорида алюминия 3Mg + 2AlCl 3 + 6H 2 O = 3MgCl 2 + 3H 2 + 2Al(OH) 3 (на первых стадиях реакций образуются не гидроксиды, а основные соли цинка и алюминия) Образование гидроксидов возможно благодаря усилению гидролиза солей вследствие удаления водорода из сферы реакции, т.е. уменьшения концентрации ионов Н+ (принцип Ле Шателье).

4. Лабораторный опыт «Взаимодействие меди и растворов хлоридов железа (II) и (III). хлорид (или сульфат) железа (II) действительно не реагирует с медью реакция с хлоридом железа (III) идет. Ее признак – желто-коричневая окраска постепенно меняется на зеленую справочные данные - стандартные электродные потенциалы: E° Fe3+/ Fe2+ = 0,76 В, E° Cu2+/ Cu0 = 0,34 В Cu + 2FeCl 3 = CuCl 2 + 2FeCl 2

Проверочный эксперимент реакция взаимодействия раствора хлорида железа (III) с железными опилками: Fe + 2FeCl 3 = 3FeCl 2 Окислительные свойства ионов Fe3+ используются и для демеркуризации, т.е. обезвреживания, разлитой ртути (опыт не проводится!): Hg + 2FeCl 3 = HgCl 2 + 2FeCl 2 Вывод – необходимо учитывать сильные окислительные свойства некоторых ионов металлов.

Использованная литература: Сурин Ю. В. Проблемный эксперимент как одна из форм химического эксперимента // Химия в школе. – – с.57-61