Углекислый газ. Угольная кислота и ее соли.

19.0216. Учитель химии

МБОУ «Фрунзенская средняя школа»

Усеинова Ф.Т.

Тема урока. Углекислый газ. Угольная кислота и ее соли.

Цели: изучить состав, строение, свойства углекислого газа, угольной кислоты и ее соли; рассмотреть качественную реакцию на карбонат-ион; познакомить со свойствами и взаимодействием карбонатов и гидрокарбонатов; продолжить формирование логического мышления; развивать умение сравнивать, обобщать, делать выводы.

Ход урока

I. Организационный момент урока.

II. Формулирование темы и определение цели урока.

О каких веществах сегодня на уроке мы будем говорить, вы определите по признакам:

1) бесцветный газ не поддерживает горение, его накопление в атмосфере грозит потеплением климата. Этот газ применяют в огнетушителях и для газирования напитков. (углекислый газ)

2) это вещество образуется при растворении углекислого газа в воде и ее соли служат строительным материалом для раковин морских обитателей и накапливаются в осадочных породах после их гибели. (угольная кислота и карбонаты)

Запись темы урока «Углекислый газ. Угольная кислота и ее соли» и определение его целей.

Рассмотреть строение молекулы, свойства углекислого газа и угольной кислоты; научиться отличать углекислый газ от других газов; составлять уравнения реакций характерных для солей угольной кислоты; проводить качественную реакцию на карбонат-ион.

III. Мотивация.

Зачитывание фрагмента:

В романе Г.Г. Хаггарда «Клеопатра» написано: «… она вынула из уха одну из 3-х огромных жемчужин и опустила жемчужину в уксусную кислоту? Наступило молчание, потрясённые гости, замерев, наблюдали, как несравненная жемчужина медленно растворяется, вот от неё не осталось и следа, и тогда Клеопатра подняла кубок, покрутила его, взбалтывая, и выпила всё до последней капли».

Объяснить растворение жемчужины мы сможем в ходе урока, изучив свойства солей самой распространённой в природе кислоты: угольной.

IV. Изучение нового материала.

1. Оксид углерода (IV)

1) Характеристика оксида углерода (IV) в сравнении с оксидом углерода (II)

2) Просмотр видео. Гашение горящих свечей, расположенных на разной высоте.

Вывод: Углекислый газ не поддерживает горение.

3) Получение оксид углерода (IV)

1.Термическим разложением солей угольной кислоты (карбонатов). Обжиг известняка – в промышленности: 

CaCO₃  ^t=1200˚C→ CaO + CO₂­ 

2. Действием сильных кислот на карбонаты и гидрокарбонаты – в лаборатории: 

CaCO_{3 (мрамор)} + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂­

NaHCO₃ + HCl → NaCl + H₂O + CO₂­

 3. Сгорание углеродсодержащих веществ:

СН₄ + 2О₂ → 2H₂O + CO₂­

4. При медленном окислении в биохимических процессах (дыхание, гниение, брожение)

• Вы слышали об эффекте «собачьей пещеры» в Италии? Есть там такая пещера-яма. Человек войдет и ходит, а собака или кролик погибают через несколько минут.

• - Из вулканической трещины выделяется углекислый газ…

• Почему в «собачьей пещере» человек остается живым, а собаки и другие мелкие животные гибнут?

СО₂ тяжелее воздуха и скапливается внизу

СО₂ безопасен для человека, но вреден для животных

человек входит в пещеру в противогазе.

4) Лабораторный опыт. Качественная реакция на углекислый газ. (стр. 122 учебника)

Инструктаж по ТБ!

Вывод: помутнение известковой воды Ca(OH)₂ за счёт образования белого осадка – нерастворимой соли  CaCO₃:

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ ↓+ H₂O

2. Угольная кислота и её соли

 1) Химическая формула - H₂CO₃

_{+1 +4 -2}

а) Молекулярная формула: H₂CO₃

Н ─ О

С = О

Н ─ О

2) Демонстрационный эксперимент. Получение угольной кислоты

(просмотр видео)

3) Демонстрационный эксперимент.

а) добавим 2-3 капли лакмуса в раствор угольной кислоты и раствор соляной кислоты. Сравним окраску (слабая окраска (розовая) в растворе угольной кислоты). Интенсивность окраски зависит от количества ионов водорода (чем их больше, тем интенсивнее окраска, тем более сильный электролит)

Вывод: Угольная кислота – двухосновная слабая кислота

1 ст. H₂CO₃ H⁺ + HCO₃^- _{(гидрокарбонат-ион)}

II cт. HCO₃^- H⁺ + CO₃^2- _{(карбонат-ион)}

диссоциация по второй ступени практически не идёт.

3) Демонстрационный эксперимент ( просмотр видео)

Нагреем окрашенный метил-оранжем, раствор угольной кислоты. Окраска меняется с розовой на оранжевую. Объясните наблюдения. (предположения учащихся)

При стоянии или нагревании раствор становится нейтральным. Угольная кислота существует только в растворе т.к. она очень легко разлагается на углекислый газ и воду (тоже происходит в желудке, когда мы пьем газированную воду, поэтому «пучит» живот)

H₂CO₃ CO₂ + H₂O

любая газированная вода представляет собой раствор угольной кислоты в воде.

Непрочными могут быть и сильные кислоты, например, азотная кислота разлагается на свету (хранят в бутылке из темного стекла). И наоборот, слабые кислоты (уксусная, лимонная) могут быть прочными, используют при консервировании.

3) Химические свойства:

Для угольной кислоты характерны все свойства кислот.

Учащиеся записывают уравнение реакции в молекулярной и ионной форме

1) с активными металлами

H₂CO₃ + Ca = CaCO₃ + H₂↑

2) с основными оксидами

H₂CO₃ + CaO = CaCO₃ + H₂O

3) Взаимодействует в растворе со щелочами.

При написании уравнения реакции нужно учитывать, что угольная кислота – слабый электролит, поэтому ее расписывать на ионы нельзя.

H₂CO_{3 (изб)} + NaOH = NaHCO₃ + H₂O

H₂CO₃ + 2NaOH = Na₂CO₃ + 2H₂O

H₂CO₃+2Na⁺ + 2OH^-  2Na⁺ + CO₃^2- +2H₂O

H₂CO₃+2OH^-  2Na⁺ +2H₂O

4) Угольная кислота образует два ряда солей: 

_         Средние соли - карбонаты Na₂СO₃, СаСО3 (NH₄)₂CO₃

_         Кислые соли - бикарбонаты, гидрокарбонаты NaHCO₃, Ca(HCO₃)₂

Найдите соответствие формулы солей и их названия:

Карбонат натрия (кальцинированная сода)

Карбонат кальция (мел, известняк, мрамор)

Гидрокарбонат натрия (питьевая сода)

Карбонат калия (поташ)

Исходя из данных таблицы растворимости, отметьте растворимость карбонатов

5) Физические свойства:

Все гидрокарбонаты хорошо растворимы в воде в отличие от карбонатов, из которых растворимы только карбонаты щелочных металлов и аммония.

6) Химические свойства солей угольной кислоты:

Общие свойства солей:

1) Вступают в реакции обмена с другими растворимыми солями                  

Na₂CO₃ + CaCl₂ = CaCO₃↓ + 2NaCl

2) Разложение гидрокарбонатов при нагревании

NaHCO₃ ^t˚C → Na₂CO₃ + H₂O + CO₂↑

3) Разложение нерастворимых карбонатов при нагревании

CaCO₃ ^t˚C → CaO+ CO₂↑

4) Карбонаты и гидрокарбонаты могут превращаться друг в друга:

7) Просмотр видео Взаимопревращение карбонатов и гидрокарбонатов.

СО₂ + Ca(OH)₂ = CaCO₃↓ + H₂O

Выпадет белый творожистый осадок - CaCO_3.

СаСO₃ + H₂O + CO₂ Ca(HCO₃)₂

Осадок исчезает. _t

Ca(HCO₃)₂ Са СO₃ + H₂O + CO₂

Осадок снова появляется.

8) Специфические свойства:

  Лабораторный опыт. Качественная реакция на CO₃^2-  карбонат – ион "вскипание" при действии сильной кислоты: 

CaCO₃ +2 HCl= CaCl₂ +CO₂ +H₂O

CaCO₃ + 2H⁺ + 2Cl^- Ca²⁺ +2Cl^- +CO₂ + H₂O

CaCO₃ + 2H⁺ Ca²⁺ +CO₂ + H₂O

Na₂CO₃ +2 HCl= 2NaCl +CO₂ +H₂O

2Na⁺+ CO₃^2- + 2H⁺ + 2Cl^- CO₂ + 2Na⁺ +2Cl^- + H₂O

CO₃^2- + 2H⁺ CO₂ + H₂O

При добавлении в обе пробирки соляной кислоты, выделяется углекислый газ. Почему?

Вывод: Для обнаружения карбонат – иона СО₃ надо использовать кислоты более сильные, чем угольная. Качественная реакция на соли угольной кислоты (СО₃^2- или карбонат-ион) – взаимодействие с разбавленной кислотой, например, соляной:

V. Закрепление изученного материала

№ 1. Составьте кластер «Углекислый газ»

№2. Установите соответствие между левыми и правыми частями уравнений

№3. Осуществите превращения по схеме:

1) Al ₄ C ₃→ CH ₄→ CO ₂→ MgCO ₃→ Mg (HCO₃)₂→ MgCO ₃

2) Mg → MgC ₂→ Mg(OH)₂→ MgCO ₃→ CO ₂→ C

3) CO₂ → H₂CO₃ → Li₂CO₃ → CO₂

№4. Решите задачу

1.Какой объём углекислого газа выделится при обжиге карбоната кальция массой 200 г

№5. Составьте синквейн на одну из тем «Угольная кислота» «Карбонаты»

VI. Подведение итогов работы (10 мин)

Подведем итог нашего урока и ответим на наш поставленный вопрос в начале урока:

– «Что же произошло, когда растворила жемчужину Клеопатра?», запишите уравнение реакции.

Предполагаемый ответ:

При растворении жемчуга в уксусной кислоте произошла химическая реакция

СаСО₃ +2 СН₃СООН  (СН₃СОО)₂Ca + 2 CO₂ +2 H₂O

VII. Рефлексия

Оцените свои достижения по рубрике «Я могу» «Я знаю» ( стр. 123, 129 учебника)

VIII. Домашнее задание

П. 34-35, упр. 14-20, задача 3 на стр.123

Подготовить презентацию о карбонатах в природе.