Урок — практическая работа «Получение водорода и его свойства»

Цель
работы: получить
водород, изучить его свойства.

Оборудование
и реактивы:
Газометр,
наполненный кислородом, аппарат Киппа,
заряженный для получения водорода,
штативы с лапками, горелки, пробирки с
пробками и газоотводными трубками с
оттянутым концом, стеклянные цилиндры
емкостью 200-300 мл, кристаллизатор, стаканы
стеклянные, (на 50-100 мл), стеклянные
пластинки, стеклянная воронка,
полиэтилено­вый цилиндр емкостью
100-200 мл, полотенце, цинк гранулированный,
кальций металлический, железо
восстановленное, алюминиевая стружка,
оксид меди (порошок), H₂SO₄
(1:5); HCl
(1:1), NaOH
(20%); FeCl₃
(разбавленный
раствор)

Почему нельзя поджигать водород предварительно не проверив его на чистоту?

Проверка на чистоту нужна для того чтобы исключить взрыв, в результате взрыва расколется пробирка, осколками может вышибить  глаза.
Что бы избежать этих последствий водород перед химическими реакциями проверяют на чистоту. Для этого надо собрать водород. Пробирку с магнием и серной кислотой закройте пробкой с газоотводной трубкой, на которую наденьте пробирку. Через некоторое время после начала реакции полученный водород необходимо проверить на чистоту. Для этого перевёрнутую трубку вверх дном пробирку, закройте её пальцем и поднесите закрытым концом пробирку к пламени спиртовки, уберите палец. Глухой хлопок свидетельствует о том, что водород чистый, свистящий звук-водород загрязнён, Дальнейшие опыты с водородом можно проводить только в том случае, если он чистый.

Место урока: 8 класс. Тема II: Кислород, водород, вода как растворитель.

Тип урока: практическая работа

• Образовательная – совершенствовать экспериментальные умения — приемы работы с лабораторным оборудованием и веществами; умения наблюдать, делать выводы, оформлять результаты практической работы в тетради.
• Развивающая – работа над развитием навыков умелого обращения с огнем, опасными веществами.
• Воспитательная – расширение кругозора обучающихся, формирование уважения к истории науки.
• Здоровьесберегающая – развитие представлений о здоровом образе жизни в блоках: «Химия в быту — безопасное поведение»

Планируемые результаты обучения:

• Уметь работать с автоматическим прибором Кирюшкина для получения газов
• Уметь собирать газ методом вытеснения воды
• Уметь проверять горючий газ на чистоту
• Уметь делать правильные выводы из наблюдаемых опытов и характеризовать свойства водорода

1. Мультимедийная презентация 2 (Microsoft Power Point)
2. Спецодежда — халат
3. Наполняемость лабораторного лотка для ученика (13 шт.)
   • лабораторный штатив с лапкой, держатель для пробирок, штатив для пробирок, ложка-дозатор, фильтровальная бумага
   • спиртовка, спички
   • автоматический прибор Кирюшкина для получения газов, 3 пробирки, кристаллизатор с водой
   • гранулы цинка, соляная кислота (разб.), оксид меди (II)
4. Наполняемость лабораторного лотка для учителя:
   • лоток для ученика
   • тигельные щипцы, стакан, стеклянная пластинка, стеклянная палочка
   • «результаты» нарушений правил техники безопасности

Методы и приемы:

• Словесные (рассказ учителя, беседа).
• Наглядные (просмотр слайдов презентации; демонстрация приемов работы с лаборатор-ным оборудованием и веществами).
• Самостоятельная отработка учеником экспериментальных умений.
• Проблемно-поисковый.

В промышленности технический водород производится согласно ГОСТ 3022-80, газообразный чистый — по ГОСТ Р 51673-2000, особо чистый по — ТУ 2114-016-78538315-2008. Для каждого из этих видов водорода и для каждой марки газа, предусмотренной указанными нормативными документами, установлены конкретные нормы на массовую долю водорода в выпускаемом газе и допустимые значения различных примесей.

Также в указанных ГОСТах и ТУ дается описание методик проведения анализа по определению объемной доли водорода и примесей в производимом продукте.

Объемная доля технического водорода в пересчете на сухой газ определяется в процентах по формуле:

X =100 – (X₁+ X₂),

         X— объемная доля водорода в %;

         X₁— объемная доля кислорода в %;

         X₂— объемная доля азота в %.

Для чистого газообразного водорода объемную долю водорода определяют по формуле:

X =100 – (X₁ + X₂ + X₃),

         X— объемная доля водорода в %;

         X₁— суммарная объемная доля кислорода и аргона в %;

         X₂— объемная доля азота в %;

         X₃ — объемная доля метана в %.

Суммарная объемная доля кислорода и аргона, объемные доли азота и метана определяются хроматографическим методом, основанном на извлечении и концентрировании примесей из исследуемого газа посредством низкотемпературной адсорбции с их последующим газохроматографическим разделением и детектированием по теплопроводности. Анализируемый водород используется как газ носитель.

Объемная доля кислорода в водороде определяется колориметрическим методом, в основе которого лежит окисление кислородом, содержащимся в водороде, бесцветного медноаммиачного комплекса одновалентной меди, который при этом окрашивается в синий цвет.

Объемная доля водяных паров в водороде определяется конденсационным методом, заключающимся в измерении температуры насыщения водорода парами воды при появлении инея на холодной зеркальной поверхности.

Стандарты допускают применение других методик, при условии, что они метрологически аттестованы и суммарная погрешность результатов не превышает предусмотренных стандартом норм.

Чистота водорода, полученного методом электролиза, и наличие примеси кислорода в нем может быть определена с помощью стационарных газоанализаторов различных типов, если их погрешность не превышает допускаемую соответствующим стандартом.

Водород можно получить взаимодействием цинка с соляной кислотой:

Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂↑

Водород легче воздуха, поэтому его собирают в пробирку, перевернутую дном кверху.

Чтобы доказать наличие водорода в пробирке и проверить его на чистоту, пробирку с водородом подносят к пламени спиртовки (пробирку держим держателем для пробирок!). Чистый водород сгорает со звонким хлопком.

Если водород смешан с воздухом, звук будет визгливый, говорят «сгорает со свистом».

Опыт доказательства наличия водорода не всегда получается, особенно без тренировки – нужно накопить довольно много водорода. При этом не забывайте отверстие пробирки направлять в сторону, где никого нет – «от людей».

Для получения водорода на экзамене вряд ли будет использоваться аппарат Киппа. Скорее, предложат пробирку с газоотводной трубкой или колбу, накрытую перевернутой воронкой. Желательно уточнить этот момент на консультации перед экзаменом и обговорить с учителем меры безопасности.

Ни в коем случае не зажигайте спички и спиртовку поблизости от сосуда, в котором получаете водород. Если он собран герметично или закрыт пробкой, при возгорании водорода взрыв разорвет сосуд, осколки могут поранить лицо.

Водород можно получить и взаимодействием натрия, кальция с водой, но этот опыт не вполне безопасен (если взять слишком большой кусочек натрия, может произойти взрыв).

2Na + 2HOH = 2NaOH + H₂↑

Билет № 13

Щелочи в свете представлений об электролитической диссоциации. Химические свойства щелочей: взаимодействие с кислотами, кислотными оксидами, солями (на примере гидроксида натрия или гидроксида кальция).

Щёлочи – это растворимые основания.

С точки зрения теории электролитической диссоциации основаниями являются вещества, диссоциирующие в растворах с образованием гидроксид-ионов, т.е. основные гидроксиды:

Более строгая формулировка: отщепляющие в качестве анионов (отрицательных ионов) только гидроксид-ионы.

Растворы щелочей окрашивают индикатор фенолфталеин (сокращенно ф-ф) в малиновый цвет.

Лакмус окрашивают в синий, метилоранж – в желтый, но это в школьной лаборатории видно плохо, не дает возможности отличить от нейтрального раствора.

Щёлочи реагируют с кислотами с образованием соли и воды (реакция нейтрализации):

NaOH + HCl = NaCl + H₂O

Щёлочи реагируют с кислотными оксидами с образованием соли и воды:

2NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O

Ca(OH)₂ + CO₂ = CaCO₃↓ + H₂O (известковое тесто при неправильном хранении поглощает углекислый газ, образуется карбонат кальция)

Щелочи реагируют с растворами солей, если в результате реакции образуется осадок:

CuSO₄ + 2NaOH = Na₂SO₄ + Cu(OH)↓

Например, при сливании с растворимыми солями меди (II) выпадает синий осадок гидроксида меди (II).

При нагревании солей аммония со щелочами выделяется газообразный аммиак:

Ca(OH)₂ + 2NH₄Cl = CaCl₂ + 2NH₃↑ + 2H₂O

Водород в лаборатории чаще
всего получают в аппарате Киппа (рис.
28) действием 10–15-%-го раствора хлороводорода
или 15–20 -%-го раствора серной кислоты
на цинк.

1 – резервуар с
перетяжкой; 2 – шарообразная воронка;

а – нижнее
полушарие; б – центральный шар; в –
нижний тубус;

г – верхний тубус;
д – газоотводная трубка с краном; е –
шлиф;

з – гранулы цинка;
ж – раствор кислоты

Заправка аппарата Киппа и его
использование

1. Перед заправкой аппарата
   укрепляют пробку в нижнем
   тубусе, соединительные
   шлифы смазывают специальной водостойкой
   смазкой и надёжно соединяют шарообразную
   воронку с резервуаром аппарата.

2. В средний шар через верхний
   тубус помещают
   достаточное количество гранулированного
   цинка, следя за тем, чтобы гранулы не
   попали в нижнее полушарие.

3. Надёжно закрывают верхний
   тубус пробкой, в которую вставлена
   газоотводная трубка с краном.

4. Открывают кран и наливают
   в шарообразную воронку раствор кислоты,
   в который предварительно добавляют 1
   – 2 капли насыщенного раствора CuCl₂
   (для увеличения скорости реакции).
   Раствор должен заполнить нижнее
   полушарие и подняться в центральный
   шар на ⅓ его высоты, покрыв гранулы
   цинка.

5. Проверяют аппарат на
   герметичность. Для этого закрывают
   кран и наблюдают за изменением уровня
   жидкости в воронке. Если при этом раствор
   кислоты в воронке поднимается до
   исходного уровня и далее не изменяется,
   то прибор герметичен и им можно
   пользоваться. Если же после закрывания
   крана жидкость в воронку не поднимается
   вовсе или сначала поднимается, а потом
   медленно опускается, то прибор
   негерметичен. В таком случае его нужно
   заменить другим аппаратом.

6. Для включения аппарата
   открывают кран. Под действием силы
   тяжести раствор кислоты из воронки по
   длинной внутренней трубке опускается
   в нижнее полушарие и затем поднимается
   в центральный шар, в котором начинается
   реакция выделения газа.

7. Для выключения аппарата закрывают
   кран. Аппарат используется многократно
   до полного расходования одного из
   реагентов.

Если при получении водорода
используется соляная кислота, то
выделяющийся газ содержит две основные
примеси – хлороводород и пары воды. От
них избавляются, последовательно
пропуская газ из аппарата Киппа через
промывную склянку с водой (поглощает
HCl)
и с концентрированной серной кислотой
(поглощает пары воды) (рис.29).

Рис.
29. Очистка
водорода от примеси хлороводорода и
паров воды.

1 – аппарат Киппа,
заряженный соляной кислотой и цинком;

2 – промывная
склянка с водой; 3 – промывная склянка
с концентрированной серной кислотой

Проверка
водорода на чистоту

Смеси водорода с кислородом
(2 : 1) или воздухом очень опасны. Они
взрываются с большой силой при поджигании,
при пропускании электрического разряда
или при контакте с платиной. Поэтому
водород, выделяющийся из аппарата Киппа,
перед использованием всегда нужно очень
тщательно проверять
на чистоту следующим образом:

1. Зажечь спиртовку на расстоянии не ближе
   1 м к аппарату Киппа.

2. Методом вытеснения воды заполнить
   пробирку выделяющимся газом и закрыть
   её под водой указательным пальцем.

3. Поднести закрытую пробирку отверстием
   вниз к пламени спиртовки, не переворачивая
   открыть и быстро внести в пламя. Чистый
   водород сгорает с лёгким, еле слышным
   хлопком вроде «п-па». Однако для
   обеспечения безопасности при работе
   с водородом всегда нужно окончательно
   убедиться в его чистоте. Водород можно
   использовать только после трёхкратной
   положительной пробы на чистоту. Если
   же при поджигании газа раздаётся резкий
   «лающий» звук, то выделяющийся газ
   содержит примесь воздуха и очень опасен.
   В этом случае нужно дождаться выделения
   чистого газа, периодически проводя
   пробу на чистоту. При этом нельзя
   использовать одну и ту же пробирку.

Зачем нужен водород

Во время работы генератора обмотка и активная сталь нагреваются. Чтобы температура нагрева не превышала допустимых значений, все турбогенераторы оснащены искусственным охлаждением. Для этого чаще всего используют водородное охлаждение — оно значительно эффективнее воздушного.

Но водород при этом должен быть очень чистым, с минимально допустимым содержанием кислорода, иначе это — взрывоопасная смесь. Именно поэтому важен регулярный мониторинг чистоты водорода. На Ново-Кемеровской ТЭЦ за этим следят сотрудницы газовой лаборатории химического цеха.

Пробный шар

В турбинном цехе смонтированы водородные рампы, или узлы газораспределения генератора. С их помощью регулируется подача газа в генераторы — это не только водород для охлаждения, но и промежуточная среда, например, азот — применяется при переводе генератора с водорода на воздух и обратно. С этих же водородных рамп лаборанты берут пробы газа для проведения анализа.

Отбор проводят еженедельно — для каждого турбогенератора с водородом. Плюс — внеплановые отборы при включении или выключении энергоблоков.

Пробу для анализа лаборант химцеха Маргарита Лапина отбирает в небольшую резиновую камеру. А сам анализ проводит на специальном приборе.

Водорода — максимум, кислорода — чуть

Сначала — определение объема кислорода. Газ Маргарита прокачивает через поглотительный сосуд, который заполнен раствором пирогаллола А. Это органическое вещество хорошо поглощает кислород — по разнице начального и конечного объема и высчитывают объем О₂. В норме кислорода в водороде должно быть не более 1,2%. В этой пробе — 0,8%, хороший показатель.

Второй этап анализа — определение объема водорода. Сами лаборанты шуточно называют этот процесс «сжечь турбину» — потому что отобранный газ сжигают.

Для ускорения процесса используют палладиевый катализатор. По разнице поступившего и оставшегося объема по специальной формуле высчитают объем водорода в пробе — определяют чистоту водорода. В норме он должен быть не менее 98%.

«По результатам анализа этой пробы объем водорода — 98%. Если учесть, что кислорода — 0,8%, то оставшиеся 1,2% — это примеси газов, в основном, азот. Но в целом чистота газа — в норме. Оборудование может работать».

Глаз-алмаз

На проведение анализа одной пробы у лаборанта уходит порядка 40 минут. Для максимальной точности выполняют не менее двух параллельных определений, при этом расхождение результатов должно быть не более 0,3%.

Чтобы выполнить такой анализ, лаборант должен не просто отлично знать методику и последовательность его проведения, но и быть предельно собранным, внимательным, не отвлекаться от установки.

«Дело в том, что сам процесс работы с этим анализом такой, что чуть просмотришь, и установку можно привести в неисправное состояние, мы говорим «залить». Тогда ее нужно полностью разбирать, мыть, сушить и снова собирать. А бывает, что анализ необходимо провести очень быстро — перед пуском турбины, например. Я, кстати, пару месяцев училась работать на этой установке под руководством более опытной коллеги прежде, чем стала проводить анализ самостоятельно».

Несмотря на то, что все генераторы оснащены автоматическими газоанализаторами, которые постоянно измеряют чистоту водорода, лабораторный анализ все равно нужен — он более точный и достоверный, это дополнительный контроль. Были случаи, когда автоматика давала сбой и занижала показатели, проведение лабораторного анализа позволила исправить ситуацию.

Образовательные: закрепить на
практике знание признаков химических реакций;
продолжить формирование умения записывать
уравнения реакций и определять их тип.

Развивающие: продолжать формировать умения —
наблюдать, описывать химические реакции, делать
выводы, обращаться с лабораторным оборудованием.

Воспитывающие: продолжать формировать
умение — работать в парах, помогать друг другу, а
также культуру поведения на уроках-практикумах.

Здоровьесберегающие: мотивировать учащихся
на ЗОЖ, соблюдая правила техники безопасности на
уроке при проведении эксперимента; добиваться
оптимальной работоспособности в течение всего
урока, за счет смены видов деятельности;
создавать благоприятный психологический климат
на уроке.

1. Оргмомент.Приветствие. Учитель
   проверяет готовность обучающихся к уроку:
   наличие учебников, ручек, карандашей, линеек.
2. Основная часть.

2.1. Учитель объявляет тему урока и ставит
задачи.

Ребята, вы научились получать и собирать газ
тяжелее воздуха – кислород. На этом занятии вам
предстоит работать с газом который легче
воздуха. Приборы для его получения имеют свои
особенности, обусловленные свойствами этого
газа. Поэтому задачи у нас с вами следующие:

• ознакомиться с лабораторным способом получения
  водорода.
• совершенствоваться в умении собирать
  простейшие приборы и работать с ними.
• научиться соблюдать правила техники
  безопасности при работе с легким горючим газом.
• научиться собирать газ с относительной
  плотностью меньше плотности воздуха и проводить
  опыты с этим газом.
• убедиться опытным путем, что водород является
  восстановителем.
• составить отчет о проделанной практической
  работе.

2.2 Учитель предлагает обучающимся открыть
тетради для практических работ, записать дату,
название практической работы и кратко
сформулировать цель работы. После обсуждения
обучающиеся записывают в тетрадях цель работы и
необходимые для практической работы реактивы и
оборудование.

Практическая работа №4.

“Получение водорода и опыты с ним”

Цель работы: научиться получать водород в
лаборатории и изучить его свойства.

Реактивы и оборудование: соляная кислота,
цинк, вода, оксид меди, пробирки, прибор для
получения газов, спички, горелка.

2.3 Учитель объявляет дежурного
инспектора по технике безопасности для
ознакомления с правилами техники безопасности
на практическом занятии. После проведения
инструктажа, обучающиеся расписываются в
тетради по ТБ.




Инструкция по технике безопасности

при проведении практической работы

“Получение водорода и опыты с ним”

• Пододвиньте к себе лоток и работайте только над
  лотком.
• При работе со стеклом (пробирки, колбы, стаканы,
  трубки) всегда помните, что стекло — очень хрупкий
  материал и что его легко разбить. Поэтому
  избегайте чрезмерных усилий, когда закрепляете
  посуду в штативе, когда вставляете пробку в
  пробирку или колбу; держите их у ранта (у
  горлышка).
• При работе с растворами кислот проявите
  осторожность. Если кислота попала на кожу – не
  паникуйте, а сообщите об этом учителю, и немедленно
  промойте большим количеством проточной воды.




• При работе с открытым огнем не передавайте
  зажженную спичку, спиртовку или горелку на
  другую парту. Гасите горелку только колпачком.
• После окончания работы, вымойте за собой посуду,
  уберите рабочее место, сдайте лоток на стол
  учителю.

2.4 Дежурные разносят лотки с реактивами и
оборудованием по столам, обучающиеся готовятся к
выполнению работы. Учитель проверяет готовность
детей к работе. Карты — инструкции находятся на
рабочих местах обучающихся. Дети прочитали
описание1-го опыта, учитель показал, дети
повторили действия самостоятельно. После
описания 5 А опыта, учитель демонстрационно
показывает 5 Б.

Ребята, следующий опыт сложен в исполнении,
поэтому я его проделаю сама, а вы внимательно
наблюдайте, отмечайте все признаки химической
реакции, чтобы его описать и составить уравнение
реакции.

2.6 Обучающиеся заканчивают записи в
тетрадях, относят лотки и тетради на
демонстрационный стол учителя, прибирают
рабочее место,

2.7 Если позволяет время, то учитель предлагает
детям посмотреть видеофрагмент, характеризующий
свойства водорода.

2.8 После просмотра школьники в дневниках
записывают домашнее задание.




3. Заключительная часть.

Учитель подводит итоги урока, благодарит за
работу, прощается.

Карта – инструкция

Практическая работа №4

“Получение водорода и его
свойства”

1. Получение водорода реакцией замещения между
цинком и соляной кислотой.

• В прибор для получения газов опустите 2-3 гранулы
  цинка.
• Налейте соляной кислоты (столько, чтобы кислота
  лишь покрывала цинк).
• Пронаблюдайте за происходящим в пробирке.
• Запишите название опыта, ваши наблюдения,
  составьте уравнение реакции получения водорода,
  определите его тип.

2. Сбор водорода.

• Соберите водород, способом вытеснения воздуха,
  опустив газоотводную трубку в пробирку,
  расположенную дном вверх.
• Запишите название опыта, ваши наблюдения, если
  вы их наблюдаете и сделайте соответствующий
  вывод.

3. Проверка водорода на чистоту.

Для опыта используется водород, собранный
вытеснением воздуха. Не изменяя положения
пробирки приемника, поднесите ее вплотную к
пламени горелки или спички и резко поверните так,
чтобы ее отверстие оказалось в пламени. Если при
этом раздается резкий “лающий” звук, с газом
(водородом) работать нельзя, так как он содержит
примесь воздуха. Необходимо некоторое время
подождать, пока из пробирки будет вытеснен весь
воздух. Если вы услышите легкий звук,
напоминающий “п — пах”, с водородом можно
работать. Запишите название опыта, ваши
наблюдения и соответствующий вывод.

4. Изучение физических свойств водорода.

• Рассмотрите пробирку с собранным водородом и
  отметьте его физические свойства: агрегатное
  состояние, цвет, вкус, запах, растворимость в
  воде, плотность по отношению к воздуху.
• Запишите название опыта, ваши наблюдения и
  соответствующий вывод.

5. Изучение химических свойств водорода.

А) Горение чистого водорода.

• Рассмотрите пробирку, в которой проверяли
  водород на чистоту. Что наблюдаете? Откуда
  взялось данное вещество в пробирке, ведь вы взяли
  чистую и сухую пробирку.
• Запишите название опыта, ваши наблюдения,
  составьте уравнение реакции, укажите его тип.

Б) Восстановление водородом оксида меди.

• В сухую пробирку поместите 0.5см³ оксида
  меди (II).
• Зажмите ее в пробиркодержатель или в лапку
  штатива.
• Опустите конец газоотводной трубки в пробирку с
  оксидом меди(II) так, чтобы он был над веществом.
• Нагревайте пробирку с оксидом меди, в том месте,
  где находится вещество. Что вы наблюдаете на
  стенках пробирки и на поверхности кристаллов
  оксида меди?
• После появления на поверхности кристаллов
  оксида меди красного налета нагревание
  прекратите. Дайте пробирке остыть.
• Запишите название опыта, ваши наблюдения,
  составьте уравнение реакции и укажите ее тип.

Обучающиеся закрывают таблицу и делают общий
вывод, используя клише.

Список использованной литературы

1. Габриелян, О. С. Химия. 9 класс: Учеб. для
   общеобразоват. учреждений / О. С. Габриелян. – М. :
   Дрофа, 2004. – 224 с. : ил.
2. Зуева, М. В. Школьный практикум. Химия. 8-9 кл / М. В.
   Зуева, Н. Н. Гара. – М. : Дрофа, 1999. – 128 с. : ил.
3. Маршанова, Г. Л. Техника безопасности в школьной
   химической лаборатории: Сборник инструкций и
   рекомендаций / Г. Л. Маршанова. – М. :АРКТИ, 2003. – 80
   с.
4. Назарова, Т. С. Карты-инструкции для
   практических занятий по химии. 8-11 классы / Т. С.
   Назарова, В. Н. Лаврова. – М.: Гуманитар. изд. центр
   ВЛАДОС, 2005. – 95 с. : ил.

Практическая работа №1 9-й класс.

Получение кислорода и изучение его
свойств.

• научиться получать, собирать кислород методом
  вытеснения воды и методом вытеснения воздуха;
  изучение физических и химических свойств
  кислорода; горение угля в кислороде и на воздухе;
  совершенствовать приемы безопасной работы,
  проверкой прибора на герметичность.
• самостоятельность, аккуратность, трудолюбие,
  сотрудничество, наблюдательность.
• умение составлять уравнения химических
  реакций, умение делать выводы, соблюдать правила
  техники безопасности.

Приборы: пробирки, газоотводная
трубка, стакан химический, ложечка для сжигания,
стеклянная пластина, вата, пробка, сухое горючее,
спички.

Реактивы: Перманганат калия, сосуд с
водой, уголь.

Знакомство с инструкцией №1, №7.стр51.

Ход работы:

1. В пробирку с перманганатом калия
положим комок ваты и закроем пробкой с
газоотводной трубкой и проверим прибор на
герметичность. Для этого, опустим газоотводную
трубку в воду, нагреем ладонью пробирку. Если
прибор герметичный, то из газоотводной трубки
выйдет пузырек воздуха.

2.Закрепим пробирку в штативе в
горизонтальном положении. Сначала прогреем всю
пробирку, затем прокалим ту часть, где находится
перманганат калия. Кислород плохо растворяется в
воде, поэтому пузырьки кислорода, выходящие из
газоотводной трубки, будут вытеснять воду из
пробирки. Газоотводную трубку следует вынуть из
воды, не прекращая нагревания пробирки с
перманганатом калия. Если вы собираете
кислород методом вытеснения воды, то не
прекращаете нагревание, пока газоотводная
трубка находится под водой!

3. С помощью тлеющей лучинки докажем
наличие кислорода в пробирке. Если лучина
вспыхивает ярко, то в пробирке есть кислород. Так
как кислород — бесцветный газ, плотность
кислорода больше плотности воздуха, малая
растворимость в воде.

4. Получение кислорода. Нарисовать
рис.37 и 38. Стр. 111!

5. Горение угля, простого вещества в
кислороде.

6. Горение сложного вещества, метана
в кислороде.

Вывод. Научились получить кислород 2
спосабами: методом вытеснения воздуха и методом
вытеснения воды. Познакомились физическими
свойствами кислорода. Научились составлять
уравнения химических реакций, характеризующие
химические свойства кислорода. Вещества в
кислороде горят лучше. При взаимодействии
сложных веществ с кислородом образуются
углекислый газ и вода.

Отчет можно оформить в виде таблицы.

Практическая работа №3 , Химия 8
класс. Автор – Минченков Е.Е.

Получение водорода и его сжигание.

• научиться получать водород, изучать физические
  и химические свойства водорода,
  совершенствовать приемы работы с лабораторным
  оборудованием и с веществами;
• воспитывать самостоятельность, аккуратность,
  трудолюбие, сотрудничество, наблюдательность,
  прилежность, внимание;
• учащиеся должны уметь собирать установку для
  получения водорода, проверять на чистоту,
  уметь оформлять результаты практической работы,
  делать правильные выводы из наблюдаемых опытов.

Приборы: пробирки, газоотводная
трубка, спички, штатив.

Реактивы: цинк, соляная кислота.

Требование безопасности при работе:
осторожно с кислотой, с огнём, стеклянной
посудой, вещества брать в малой дозе, соблюдать
порядок и тишину, не мешать соседа.

Ход работы:

Промышленный способ получения
водорода. Реакция метана с водой при высокой
температуре.CH₄+2H₂O=CO₂+4H₂ —
165кДж.

Лабораторный способ. Разложение воды
электрическим током. 2H₂O=2H₂+O₂

Вывод работы. Научились получать
водород. Изучили физические и химические
свойства водорода.

Практическая работа №6, химия 8
класс. Автор – Минченков Е.Е.

Обобщение сведений о классах
неорганических соединений.

• изучить свойства веществ, зкрепить основные
  признаки и условия протекания химических
  реакций, научиться составлять уравнения
  химических реакций, делать выводы из наблюдений,
  совершенствовать приемы работы с веществами и
  лабораторными оборудованиями.
• воспитывать самостоятельность, аккуратность,
  трудолюбие, сотрудничество, наблюдательность,
  прилежность, внимание.
• учащиеся должны уметь делать выводы из
  наблюдений, уметь оформлять результаты
  практической работы, уметь правильно ставить
  опыты.

Оборудование и реактивы: cпиртовка,
держатель, предметное стекло, пробирки, СuO, HCl, NaOH,
Mq, CuSO₄.

Требования безопасности при работе:
Осторожно с кислотой, щелочью, спичкой и
стеклянной посудой; вещества брать аккуратно в
малой дозе, соблюдать порядок и тишину, не мешать
соседа.

Зад. 1. СuO
CuCl₂ Cu(OH)₂ Cu

Зад. 2. Mg MgO MgCl₂ Mg(OH)₂

Зад. 3. СuSO₄ Сu(OH)₂ CuO CuCl₂

Изучили физические и химические
свойства основных классов неорганических
веществ. Выяснили существование генетической
связи между классами неорганических веществ. Из
оксидов получили соли, из солей основания, а из
оснований оксиды. Ещё раз вспомнили основные
признаки и условия протекания химических
реакций.

Получение водорода

Опыт 1. Действие металла на кислоту.

Поместить в пробирку несколько гранул
цинка, прилить на одну треть пробирки
разбавленной соляной кислоты. Плотно
закрыть пробкой с газоотводной трубкой
с оттянутым кон­цом и укрепить
вертикально в зажиме штатива / рис. 1 /.
Проверить выделяющийся газ на чистоту.
Убедившись в чистоте водорода / в
при­сутствие преподавателя /,поджечь водород горящей лучинкой у
отверс­тия газоотводной трубки,
опрокинуть над пламенем водорода
холод­ную стеклянную воронку. Что
наблюдается?

Запись данных опыта:Написать
уравнения получения и горения водорода
в молекулярной и электронно- ионной
формах.

Опыт
2. Действие алюминия на щелочь.

В
пробирку прибора, аналогичного предыдущему
опыту, всыпать немного алюминиевых
стружек, прилить
2-3
мл гидроксида натрия. Если реакция идет
медленно, осторожно подогреть. Определить,
какой газ выделяется / проверить на
чистоту!/

Запись
данных опыта:
Написать уравнение реакции в молекулярной
и электронно-ионной формах:

Опыт
3. Действие металла на воду.

Заполнить пробирку
до краев водой. Закрыв отверстие одним
пальцем, опрокинуть ее в кристаллизатор
с водой /рис.2/, и в таком положении
за­крепить в лапке штатива. Завернуть
кусочек металлического кальция в марлю
быстро при помощи щипцов подвести металл
под пробирку. Определить рН среды в
кристаллизаторе, дать объяснение. Какой
газ выделяется?

Запись данных
опыта:
Написать
уравнение реакции в моле­кулярной и
электронно-ионной формах.

Ход урока

(курсивом описаны действия учеников и учителя, особенности методики урока; обычным шрифтом – речь учителя)

I. Организационный момент (1 мин.)

отметить наличие халатов у всех учеников, проверить свободны ли от сумок проходы, убраны ли волосы у девочек. На столах оставить только ручки, калькуляторы и тетради.

II. Активизация знаний, необходимых для выполнения практической работы (13 мин.)

Слайд 1:

На этом уроке мы получим водород в лабораторных условиях. Это газообразное вещество; является взрывоопасным, если загрязнено воздухом, и поэтому требует к себе повышенного внимания.

Ученики одновременно с обсуждением расписываются в журнале техники безопасности.

Ознакомление с планом урока. I.

На предыдущем уроке была проведена подготовка учеников к данной практической работе (Презентация 1) и задано домашнее задание:

Слайд 3:

Слайд проявляется постепенно, в соответствии с беседой

1. Какие исходные вещества будем использовать мы для получения водорода?
2. Необходимо ли нагревать реакционную смесь?
3. На что обратить внимание при записи наблюдений?
4. Какой прибор будем использовать для получения водорода?
5. Какими способами можно собрать водород, почему?

Слайд проявляется постепенно, в соответствии с беседой

1. Как доказать наличие водорода в пробирке-приёмнике?
2. Какая химическая реакция происходит при этом?
3. На что обратить внимание при записи наблюдений в данном пункте работы?
4. Что из себя представляет гремучий газ?

Просмотр двух видеороликов.

Если взрыв произойдет в стеклянном сосуде, то осколки могут поранить окружающих и экспериментатора.

При проверке водорода на чистоту сжигают небольшой его объем (около 15 мл).

Возможный микровзрыв к травме привести не может.

Правило ТБ: пока нет убежденности, что газ из прибора выделяется чистый, держать отверстие газоотводной трубки подальше от пламени спиртовки.

Демонстрация результатов нарушений правил ТБ: пробирка с растресканным дном

Правило ТБ: нагревать пробирку необходимо в том месте, где находится твердое вещество, а не выше – где воздух. От неравномерного нагрева пробирка треснет.

пробирка со следами соляной кислоты в смеси с оксидом меди (II)

Правило ТБ: при зарядке автоматического прибора соляной кислотой нужно следить, чтобы не перелить кислоту (max 2 мл), иначе избыток от экзотермичности и бурного течения процесса попадет в газоотводную трубку.

III. Демонстрация эксперимента учителем (7 мин.)

Слово учителя с элементами беседы

1. Взять ложкой-дозатором небольшое количество черного порошка оксида меди (II), поместить в пробирку, оставить в штативе для пробирок до проведения опыта по изучению восстановительных свойств водорода.

2. Закрепить автоматический прибор для получения газов в лапке штатива. Зарядить прибор исходными веществами: 4-5 гранул цинка поместить на резиновый кружок, через воронку прилить соляную кислоту так, чтобы ее слой над цинком был не более 2 мл. Прибор закрыть максимально герметично.

3. Для проверки газа на чистоту, мне приходится приготовить спиртовку заранее. Вы работаете вдвоем и зажжете спиртовку после того, как наберете газ в пробирку- приемник.

Правила ТБ: работа со спиртовкой

а) прежде чем зажечь спиртовку, нужно проверить плотно ли диск прилегает к отверстию резервуара (иначе искра может попасть в резервуар и весь объем спирта воспламенится)
б) зажигать только спичкой (нельзя использовать зажигалку, другую спиртовку)
в) спичку класть в лоток следует, убедившись, что она затушена (демонстрация нарушения правил ТБ – прожженный лоток)
г) чтобы погасить пламя, ее следует закрыть колпачком (задувать нельзя)

Выделяющийся водород собрать методом вытеснения воздуха, держа пробирку-приёмник вверх дном. Проверить газ на чистоту: зажать отверстие пробирки пальцем и поднести пробирку к пламени спиртовки, открыть ее.

4. Затем выделяющийся водород собрать методом вытеснения воды: набрать полную пробирку воды, перевернуть ее в кристаллизаторе и подвести к отверстию газоотводную трубку. Когда пробирка-приемник полностью заполнится водородом, зажать отверстие пальцем под водой. Убедиться в чистоте газа.

5. Закрепить пробирку с оксидом меди (II) в держателе.

Правила ТБ: закрепление пробирки в держателе

а) пробирку закрепляют в верхней третьей части ближе к отверстию
б) пробирка не должна выпадать, но проворачиваться (иначе при нагревании стекло расширяется и пробирка может лопнуть)
в) чтобы вынуть пробирку из держателя, нужно ослабить зажим.

Прогреть пробирку на пламени спиртовки 2-3 раза, далее нагревать ее в верхней части пламени, в том месте, где находится оксид меди (II). Внести газоотводную трубку с выделяющимся водородом.

После окончания опыта дать пробирке остыть, затем поставить в штатив для пробирок.

6. Потушить спиртовку, перекрыть зажимом выделение водорода.

Основное правило ТБ: работать уверенными руками!

IV. Выполнение практической работы, оформление результатов, уборка рабочего места  (23 мин.)

1. Ученики выполняют практическую работу самостоятельно. Учитель следит за правиль-ностью выполнения техники эксперимента и соблюдением правил ТБ.

2. Уборка рабочего места: после окончания опыта по изучению восстановительных свойств водорода:

1-й ученик: потушить спиртовку, дать пробирке-реактору остыть, затем поставить ее в штатив для пробирок.

2-й ученик: перекрыть выделение газа в автоматическом приборе, вынуть воронку, остатки цинка поместить на фильтровальную бумагу. Вынуть прибор из лапки штатива, слить отра-ботанный раствор в «СКЛЯНКУ ДЛЯ СЛИВА», сдать прибор учителю.

учитель: собирает лотки и кристаллизаторы с водой.

3. Демонстрационный опыт: изучение продукта реакции цинка с соляной киcлотой

Отработанный раствор слить в стакан и несколько капель с помощью стеклянной палочки перенести на стеклянную пластинку. Укрепить пластинку в тигельных щипцах и упарить раствор на пламени

Что наблюдается?

4. Оформить результаты эксперимента: сформулировать и записать наблюдения, вывод (что узнали про газообразное вещество водород на практической работе), сдать тетрадь.

Проведение урока (Фото-фильм)

Использованные электронные пособия:

1. Химия (8-11 класс). Виртуальная лаборатория. Лаборатория систем мультимедиа, МарГТУ, 2004.
2. Химия для всех XXI. Химические опыты со взрывами и без. Ахлебинин А.К. и др., 2006.

Оформление работы в тетради ученика:

Практическая работа 5: Получение водорода и изучение его свойств

1. Способ получения водорода – взаимодействие активных металлов с кислотами.

Zn + 2HCl = ZnCl₂ + Н₂↑ + Q — при обычных условиях

• реакция взаимодействия гранул цинка с соляной кислотой идет сначала медленно, затем очень бурно, пробирка разогревается
• из газоотводной трубки выделяется бесцветный газ
• при упаривании полученного раствора на стеклянной пластинке остается белый порошок

2. Приборы для получения и собирания водорода

Рис. Прибор для получения водорода – автоматический, который позволяет в любой момент остановить реакцию с помощью зажима (прибор Кирюшкина).

Собирание газа методом вытеснения воды – возможно, т.к. водород малорастворим в ней.

Рис. Собирание газа методом вытеснения воздуха – держа пробирку-приемник вверх дном, т.к.

– следовательно, водород легче воздуха                                             

3. Обнаружение водорода – проверка его на чистоту

• при сжигании первой порции газа раздается резкий лающий звук
• при сжигании второй порции газа слышен легкий хлопок Рисунок 5 «п-пах»

4. Свойство водорода – активный восстановитель

• порошок меняет цвет с черного на медный
• на стенках пробирки появляются бесцветные капельки жидкости

Одним из способов получения водорода в лаборатории является взаимодействие цинка с разб. соляной кислотой, при этом образуется соль (хлорид цинка) и водород. Водород – бесцветный газ, без запаха, малорастворим в воде, легче воздуха, в смеси с воздухом взрывоопасен, восстанавливает металлы из их оксидов.

Свойства водорода

Опыт 4. Взрыв гремучего газа.

Небольшой цилиндр или пробирку с
делениями наполнить доверху водой.
Закрыв дно стеклянной пластинкой,
опрокинуть в кристаллизатор с водой.
Наполнить цилиндр на одну треть кислородом
из газометра и на две трети водородом
из аппарата Киппа методом вытеснения
воды. Вынуть цилиндр из кристаллизатора,
держа его вверх, дном и закрыв
предварительно его отверстие под водой
стеклянной пластинкой. Обернуть цилиндр
полотенцем и, открыв отверстие, осторожно
поднести к пламени горелки. Объяснить
наблюдаемые явления.

Опыт
5. Восстановительные свойства водорода.

Собрать
прибор согласно рисунку /рис 3/. В
пробирку положить небольшое количество
оксида меда /II/ и укрепить ее в штативе
и слегка наклонном положении с несколько
приподнятым дном. Водород, идущий, из
аппарата Киппа, проверить на чистоту,
способом, описанным выше. Убедившись в
чистоте водорода, газоотводную трубку
от аппарата Киппа поместить в пробирку
и пропускать водород над оксидом меда
сначала при комнатной температуре, а
затем подогревая пробирку с оксидом
меди /II/
горелкой.

Запись
данных опыта:
Наблюдать
изменения, происходящие c
оксидом меда, выделение капель на стенках
пробирки. Когда весь оксид меди
прореагирует, прекратить нагревание и
дать содержимому пробирки охладиться
в токе водорода. Объясните наблюдаемые
явления, и напишите уравнения протекающих,
реакций в молекулярной и электронно-ионной,
формах.

Опыт
6. Восстановление активным водородом
в момент выделения.

—
В пробирку с 2 мл раствора КMnО₄
и
небольшим количеством серной кислоты
/ 1:5 / добавить несколько гранул цинка.

—
В пробирку, содержащую 3-4 мл раствора
дихромата калия и серной кислоты добавить
1-2 гранулы цинка.

—
В пробирку с разбавленным раствором
хлорида железа (III)
и несколькими каплями раствора НС1 /1:1/
бросить 1 гранулу цинка.

Запись
данных опыта:
Объяснить наблюдаемые явления, и
обосновать
их,
соответствующими
уравнениями реакций в молекулярной и
электронно-ионной формах. Расставить
коэффициенты методом полуреакций:

Соседние файлы в папке 1 семестр

В лабораторных условиях

Водород — горючий газ, а соединившись с воздухом или кислородом, образует взрывоопасную смесь. Поэтому работать с водородом нужно в маске или в очках.

Если заполненный водородом прибор требуется нагреть или же нужно поджечь выходящий из него водород, необходимо проверить водород на чистоту.

Проверка водорода на чистоту выполняется в такой последовательности:

• приготовить небольшие пробирки;
• надеть сухую пробирку на газоотводную трубку прибора;
• через 5 секунд снять ее, аккуратно закрыв отверстие большим пальцем;
• на ее место поставить вторую пробирку;
• пробирку с водородом, держа отверстием вниз, поднести к пламени зажженной горелки;
• отняв палец и наклонив пробирку, ввести в пламя горелки отверстие пробирки.

Если водород загорается с еле слышным хлопком, то он чистый. Если его загорание сопровождается резким «лающим» звуком, то газ содержит воздух и он опасен. Следует проводить пробу со второй пробиркой и т.д., пока проба не будет загораться почти без звука.

Важно! Нельзя пользоваться одной и той же пробиркой.