Методическую разработку на тему: "Металлы побочных подгрупп"

Санкт-Петербургское государственное бюджетное профессиональное образовательное

учреждение

«Медицинский колледж № 2»

Зайцева Т.М.

Учебное пособие по теме:

«Металлы побочных подгрупп»

Дисциплина: Химия

Специальность: Сестринское дело 34.02.01

Санкт-Петербург

2019-2020 учебный год

Пояснительная записка

Данное учебное пособие составлено в соответствии с требованиями и ФГОС по специальности СПО «Сестринское дело» 34.02.01

Учебное пособие «Металлы побочных подгрупп» предназначено для преподавателей и студентов, для оказания помощи при изучении нового материала. В пособие входит одна из основных тем программы по неорганической химии. Наряду с изучением теоретического материала, уделяется большое внимание составлению уравнений химических реакций. Приведены примеры с решениями, иллюстрирующие теорию и используемые для закрепления и контроля знаний. Каждое задание посвящено конкретной теме учебной программы. Они расположены в порядке нарастания сложности. К части заданий даются эталоны ответов. Данное пособие позволяет оценить уровень подготовки студентов и провести работу по ликвидации пробелов в знаниях. Оно может быть использовано и на внеаудиторных занятиях. При составлении пособия использованы действующие учебники, задачники, дидактические материалы и методические рекомендации специалистов. В пособии использована привычная терминология.

В ходе изучения темы формируются общие компетенции: ОК1, ОК2, ОК5.

Тема «Металлы побочных подгрупп»

Обоснование темы занятия:

Тема «Металлы побочных подгрупп» является одной из тем изучаемых, в разделе «Неорганическая химия» курса химии на 1 курсе. Данная тема является связующим звеном между школьным курсом раздела «Металлы» и ее дальнейшим изучением. Полученные знания также помогут при изучении таких дисциплин, как биология, физика и фармакология. В пособии сохранена привычная для студентов терминология, принятая в школьных учебниках

Цель занятия:

Сформировать теоретические знания о свойствах хрома, марганца и железа, а также умения составлять уравнения химических реакций

Задачи:

1. Учебная:

- Повторить теоретический материал по теме «Металлы»;

- Разобрать основные свойства соединений хрома и марганца;

- Научить применять полученные знания при составлении ОВР;

- Закрепить изученное в ходе выполнения тренировочных заданий.

2. Воспитательная:

- Воспитывать аккуратность, четкость, последовательность, умение слушать.

3. Развивающая

-Развивать логическое мышление, трудолюбие, добиваться четкого выполнения алгоритма составления уравнений химических реакций

Компетенции и их оценка:

Межпредметные связи:

Химия

Физика

Биология

Фармакология

Изучение свойств металлов

В

ОВР

Химические свойства хрома, марганца, железа и их соединений

Свойства оксидов

Составление уравнений химических реакций

Диссоциация

Гидролиз солей

Реакции ионного обмена

Применение неорганических соединений в медицине

Теоретическая часть

Металлы побочных подгрупп

В металлах побочных подгрупп происходит заполнение электронами, d-орбиталей, чем объясняется многообразие валентностей, которые проявляют эти элементы, а также разнообразный характер их оксидов и гидроксидов. Наиболее важными из элементов побочных подгрупп являются хром, марганец, железо, медь и серебро.

Оксиды серебра, меди, железа, хрома (II), марганца (II) имеют основной характер. Cr₂O₃ амфотерен, а высшие оксиды хрома, марганца, а также MnO₃ являются кислотными.

Соединения Mn⁺⁷ и Cr⁺⁶ являются сильными окислителями, причем Cr⁺⁶ восстанавливается до Cr⁺³, а Mn⁺⁷ восстанавливается до Mn⁺² в кислой среде, MnO₂ в нейтральной среде и Mn⁺⁶ в щелочной среде.

Задание 1. Напишите уравнения реакций, показывающих переход от оксида железа(III) к хлориду железа(II)

Решение Из оксида при нагревании с углем можно восстановить железо, а затем полученное железо растворить в соляной кислоте:

Fe₂O₃+ 3C = 2Fe +3CO

Fe + 2HCl = FeCl₂ +H₂

Задание 2. Осуществить превращения: AgAgNO3Ag2OAgNO3AgCl

Серебро растворяется в азотной кислоте:

3Ag + 4HNO_3(разб) = 3AgNO₃ + NO + 2H₂O

Растворимые соли серебра реагируют со щелочами, образующийся при этом гидроксид серебра разлагается на оксид и воду:

2AgNO₃ + 2KOH = Ag₂O + 2KNO₃ + H₂O

Оксид серебра растворяется в азотной кислоте:

Ag₂O + 2HNO₃ = 2AgNO₃ +H₂O

При действии соляной кислоты выпадает осадок хлорида серебра:

AgNO₃ +HCl = AgCl + HNO₃

Задание 3. Какая среда будет в растворе бромида железа(III)? Составить уравнение гидролиза.

Данная соль образована слабым основанием и сильной кислотой, гидролиз протекает по катиону:

Fe³⁺ + H₂O  FeOH²⁺ + H⁺

FeCl₃ + H₂O FeOHCl₂ + HCl

Среда в растворе кислая

Задание 4. Написать уравнения реакций, описывающих превращения Cr⁺⁶ в Cr³⁺ а) в кислой среде б) в щелочной среде

А) K₂Cr₂O₇ + 3SO₂ + H₂SO₄ = K₂SO₄ + Cr₂(SO₄)₃ + H₂O

2Cr⁺⁶ + 6e  2Cr⁺³ 1

S⁺⁴ – 2e  S⁺⁶ 3

Б) 2K₂CrO₄ + 3KNO₂ + 2KOH +5H₂O = 3KNO₃ + 2K₃[Cr(OH)₆]

Cr⁺⁶ + 3e  Cr⁺³ 2

N⁺³ – 2e  N⁺⁵ 3

Задание 5 . Какой характер будут проявлять оксид хрома(VI) и оксид меди(II)? Написать уравнения соответствующих реакций.

Решение.

Оксид хрома(VI) – кислотный, а оксид меди – основной.

CrO₃ + H₂O = H₂CrO₄

CrO₃ + 2NaOH = Na₂CrO₄+ H₂O

CuO + 2HCl = CuCl₂+H₂O

Задание 6. Осуществить превращения: KMnO₄MnO₂MnCl₂Mn(NO₃)₂MnO₂

Первое превращение осуществляем прокаливанием пермаганата калия:

2KMnO₄  K₂MnO₄ + MnO₂ +O₂

Оксид марганца(IV) при нагревании восстанавливается соляной кислотой:

MnO₂ + 4HCl = MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O

Mn⁺⁴ + 2e  Mn⁺²

2Cl^- -2e  Cl₂

В результате реакции ионного обмена получаем нитрат марганца(II):

MnCl₂ + 2AgNO3 = 2AgCl + Mn (NO₃)₂

Ag⁺ +Cl^- = AgCl

При прокаливании последнего снова образуется оксид марганца(IV):

Mn (NO₃)₂ = MnO₂ +NO₂

Задание 7. Осуществить превращения: CuCl₂  CuCl [Cu(NH₃)₂]ClCu₂S

Решение.

Твердый хлорид меди(II) реагирует с медью при нагревании в инертной атмосфере с образованием хлорида меди(I):

CuCl₂ + CuCl = 2CuCl

Хлорид меди(I) растворяется в водном растворе аммиака с образованием аммиачного комплекса:

CuCl + 2 NH3 = [Cu(NH₃)₂]Cl

Сульфид калия разрушает комплекс [Cu(NH₃)₂]Cl за счет образования плохо растворимого Cu₂S:

2[Cu(NH₃)₂]Cl + K₂S = Cu₂S +4NH₃ +2KCl

Приложение 1.

Примеры заданий для решения у доски

Задание 1 Получить тремя различными способами оксид железа(III)

Решение Разложение гидроксида железа(III)

2Fe(OH)₃ = Fe₂O₃ + H₂O

Разложение нитрата железа(III)

Fe(NO₃)₃ = Fe₂O₃ + NO₂ + O₂

Окисление железа

4Fe + 3O₂ = 2Fe₂O₃

Задание 2 Напишите электронную конфигурацию атома хрома в основном состоянии

Решение Cr 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹

Задание 3 Составить уравнение взаимодействия высшего оксида марганца с гидроксидом бария

Решение Mn₂O₇ + Ba(OH)₂ = Ba(MnO₄)₂ + H₂O

Задание 4 Осуществить превращения: CuCuO CuCl₂Cu(OH)₂CuOCu

2Cu + O₂ = 2CuO

CuO + 2HCl = CuCl₂ + H₂O

CuCl₂ + 2NaOH = Cu(OH)₂ + 2NaCl

Cu(OH)₂ = CuO + H₂O

CuO + H₂ = Cu + H₂O

Приложение 2

Варианты самостоятельной работы.

Вариант 1

1. Составить молекулярное и ионное уравнение реакции получения гидроксида хрома(III) из его растворимой соли.

2. Какой характер имеют гидроксид марганца(II) и гидроксид марганца(VI)? Написать уравнения соответствующих реакций.

3. Написать уравнение гидролиза нитрата марганца(II). Определить характер среды.

4. Составить электронный баланс, определить окислитель и восстановитель и расставить коэффициенты в ОВР: КMnO₄ + HCl = MnCl₂ + Cl₂ + KCl + H₂O

Вариант 1

1. Составить молекулярное и ионное уравнение реакции получения гидроксида железа(III) из его растворимой соли.

2. Какой характер имеет гидроксид хрома(III))? Написать уравнения соответствующих реакций.

3. Написать уравнение гидролиза хлорида хрома(III). Определить характер среды.

4. Составить электронный баланс , определить окислитель и восстановитель и расставить коэффициенты в ОВР: CrCl3 + NaClO + NaOH = Na₂CrO₄ + NaCl + H₂O

Критерий оценок: «5» - 4 задания выполнены правильно,

«4» - 3 задания выполнены правильно,

«3» - 2 задания выполнены правильно,

«2» - 1(0) заданий выполнены правильно.

Приложение 3

Домашнее задание

1. Привести примеры использования металлов побочных подгрупп в медицине.

2. Какое значение для живых организмов имеют железо и марганец?

3. Какие соединения серебра, железа, марганца применяют в качестве лекарств?

4. Закончить уравнение реакции: PH₃+KMnO₄+H₂SO₄ = H₃PO₄+MnSO₄+K₂SO₄+H₂O

Литература.

Для преподавателей:

1. Чернобельская Г.М., Чертков И.Н. «Химия. Учебное пособие для медицинских образовательных учреждений» Дрофа, 2005 г.

2. Учебник «Химия. 11 класс. Повышенный уровень» Габриелян О.С. Дрофа, 2010 г.

3. Кузьменко Н.Е. Еремин В.В. «Задачник по химии» М., «Экзамен», 1999

4. Кузьменко Н.Е. Еремин В.В. «Пособие для поступающих в вузы» М., «Экзамен»,

2001

Для студентов:

- основная

1. Учебник «Химия. 11 класс. Базовый уровень» Габриелян О.С. Дрофа, 2010 г.

- дополнительная

2. Чернобельская Г.М., Чертков И.Н. «Химия. Учебное пособие для медицинских образовательных учреждений» Дрофа, 2005 г.

.

Оглавление:

1. Пояснительная записка 2

2. Обоснование темы занятия 3

3. Компетенции и их оценка 4

4. Межпредметные связи 5

5. Внутрипредметные связи 5

6. Теоретическая часть 6

7. Примеры заданий для решения

(приложение 1) 8

1. Варианты самостоятельной работы (приложение 2) 9

2. Домашнее задание (приложение3) 9

3. Литература 10

20