Халькогены: общая характеристика элементов VIA-группы и их важнейших соединений
Цели и задачи
- Цель: Сформировать систему знаний о химических элементах VIA-группы (халькогенах), особенностях строения их атомов, свойствах простых веществ и соединений (серы и серной кислоты) в контексте подготовки к ОГЭ.
- Образовательная задача: Изучить закономерности изменения свойств элементов в группе, аллотропию кислорода и серы, специфические свойства серной кислоты и промышленный способ её получения.
- Развивающая задача: Развивать навыки прогнозирования свойств веществ на основе строения атома, умение составлять уравнения ОВР и качественных реакций (задания 12, 20, 21 ОГЭ).
- Воспитательная задача: Формировать экологическое мышление через осознание последствий химического загрязнения (кислотные дожди) и способов их предотвращения.
Планируемые результаты
Личностные
- Готовность к осознанному выбору дальнейшей образовательной траектории (подготовка к химии как профильному предмету).
- Понимание ценности экологически безопасного производства и личной ответственности за состояние окружающей среды.
- Развитие критического мышления при анализе информации о техногенных катастрофах, связанных с выбросами соединений серы.
Метапредметные
- Познавательные: умение классифицировать оксиды и кислоты, устанавливать причинно-следственные связи между типом химической связи и физическими свойствами.
- Регулятивные: владение навыками самоконтроля при решении тестовых заданий формата ОГЭ, умение планировать алгоритм решения расчетных задач.
- Коммуникативные: способность аргументированно представлять результаты группового исследования свойств соединений серы.
Предметные
- Знать электронное строение атомов халькогенов и их характерные степени окисления (от -2 до +6).
- Уметь записывать уравнения реакций, характеризующих химические свойства серы, сероводорода и диоксида серы.
- Различать свойства разбавленной и концентрированной серной кислоты как окислителя.
- Владеть навыком проведения качественной реакции на сульфат-ион с помощью солей бария.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Формирование мотивации к обучению через решение практико-ориентированных задач (функциональная грамотность).
Регулятивные УУД
- Умение соотносить свои действия с планируемыми результатами, осуществлять контроль своей деятельности в процессе достижения результата.
Познавательные УУД
- Поиск и выделение необходимой информации из ЭОР, структурирование знаний в виде сравнительных таблиц.
Коммуникативные УУД
- Организация учебного сотрудничества с учителем и сверстниками при разборе сложных механизмов ОВР.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить мультимедийную презентацию с видеофрагментами опытов: «Взаимодействие концентрированной серной кислоты с сахаром», «Аллотропия серы (получение пластической серы)», «Качественная реакция на сульфат-ион».
- Распечатать рабочие листы с заданиями формата ОГЭ (задания 4, 12, 17, 21) по количеству учеников.
- Проверить работу интерактивной доски и доступ к ЭОР (РЭШ или аналоги).
- Приготовить лабораторное оборудование для демонстрационного опыта: пробирки, растворы Na2SO4, BaCl2, H2SO4(разб).
- Загрузить симулятор «Промышленный синтез серной кислоты» для демонстрации контактного аппарата.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (3 мин)
Цель этапа: психологически настроить учащихся на работу, создать интригу вокруг темы урока.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | "Здравствуйте, девятиклассники! Сегодня мы приступаем к изучению группы элементов, которые в древности называли 'рождающими руды'. Один из них — 'желтый дьявол', другой — 'газ жизни'. Без соединений этих элементов невозможна современная промышленность, но они же могут стать причиной экологической катастрофы. Как вы думаете, о какой группе элементов идет речь?" | Приветствуют учителя. Выдвигают предположения: "Речь о кислороде и сере", "Это шестая группа". |
2 мин | "Верно. Это халькогены. Сегодня на уроке мы не просто изучим их свойства, но и разберем ловушки, которые готовит нам ОГЭ в этой теме. Откройте тетради, запишите дату и тему: 'Общая характеристика элементов VIA-группы. Сера и её соединения'. Наша задача — пройти путь от строения атома до заводской трубы." | Записывают тему урока в тетради. Настраиваются на работу с акцентом на экзаменационные требования. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Прежде чем изучать сложные заводы, нам нужно заглянуть внутрь атома, ведь именно там скрыты причины всех химических превращений."
Этап 2. Актуализация знаний и работа с ПСХЭ (5 мин)
Цель этапа: повторить общие закономерности строения атомов элементов VIA-группы, необходимые для выполнения задания №4 ОГЭ.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | "Посмотрите на периодическую систему. Назовите элементы VIA-группы. Почему их называют халькогенами? Давайте вспомним алгоритм: сколько электронов на внешнем слое у этих атомов? Какова их высшая и низшая степень окисления? Запишите в тетрадях электронную схему для серы. Кто готов прокомментировать у доски?" | Называют: O, S, Se, Te, Po. Отвечают: "На внешнем слое 6 электронов. Высшая с.о. +6 (кроме кислорода), низшая -2". Один ученик пишет схему: +16 )2 )8 )6. |
2 мин | "Внимание, вопрос в формате ОГЭ: как меняется радиус атома и электроотрицательность в ряду O -> S -> Se? Почему кислород стоит особняком и не проявляет степень окисления +6?" | Формулируют ответ: "Радиус растет, ЭО падает. У кислорода нет d-подуровня, поэтому он не может распаривать электроны и проявлять валентность выше II (в большинстве случаев)". |
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Отлично, фундамент заложен. Теперь перейдем к простым веществам — кислороду и сере, и их удивительной способности менять 'обличья'."
Этап 3. Открытие нового знания: Аллотропия и свойства серы (10 мин)
Цель этапа: изучить явление аллотропии и химическую активность серы.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
4 мин | "Вспомните, что такое аллотропия. У кислорода это О2 и О3. А что с серой? Включаю видеофрагмент 'Получение пластической серы'. Обратите внимание на изменение цвета и консистенции при нагревании и резком охлаждении. Какие модификации серы вы увидели?" | Смотрят видео. Записывают в тетрадь: "Аллотропные модификации серы: ромбическая (наиболее устойчивая), пластическая" |
6 мин | "Сера — химически активный неметалл. Она может быть и окислителем, и восстановителем. Давайте составим уравнения реакций серы с металлами (железом), кислородом и концентрированной азотной кислотой. Обратите внимание на степени окисления — это пригодится для 20-го задания ОГЭ." | Работают в тетрадях, составляют уравнения: Fe + S = FeS; S + O2 = SO2; S + 6HNO3(к) = H2SO4 + 6NO2 + 2H2O. Определяют окислитель и восстановитель. |
Запись в тетрадях
- Сера как окислитель: S + 2e -> S(-2) (реакции с металлами и водородом).
- Сера как восстановитель: S - 4e -> S(+4) (горение), S - 6e -> S(+6) (с сильными окислителями).
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы увидели, как сера превращается в оксиды и кислоты. Теперь перейдем к 'королеве химии' — серной кислоте."
Этап 4. Сероводород и сульфиды (12 мин)
Цель этапа: изучить физические и химические свойства сероводорода, его токсичность и качественную реакцию на сульфид-ион.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
4 мин | «Как получают сероводород? В промышленности это синтез из элементов или очистка природных газов. А в лаборатории используют аппарат Киппа: взаимодействие сульфида железа(II) с разбавленными кислотами. Почему реакцию проводят строго в вытяжном шкафу?» | Записывают уравнения: H2 + S = H2S (пром.); FeS + 2HCl = FeCl2 + H2S↑ (лаб.). Обсуждают правила ТБ при работе с токсичными газами. |
3 мин | «Вспомните из биологии, где H2S встречается в природе? Обсудим его токсичность. Какие степени окисления проявляет сера в этом соединении? Какой вывод о его свойствах можно сделать?» | Отвечают: «Вулканические газы, лечебные грязи». Определяют с.о. серы (-2). Делают вывод: «H2S — только восстановитель». |
5 мин | «Проведем качественную реакцию на сульфид-ион. К раствору сульфида натрия добавим соль меди(II). Что вы видите? Запишите уравнение реакции. Это пригодится для заданий 12 и 17 ОГЭ». | Наблюдают образование черного осадка. Записывают: Cu(2+) + S(2-) = CuS↓ (черный осадок). Записывают уравнения горения H2S. |
Химические свойства H2S (восстановитель)
1) Горение (избыток O2): 2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O
2) Горение (недостаток O2): 2H2S + O2 = 2S + 2H2O
3) Качественная реакция: Na2S + CuCl2 = CuS↓ + 2NaCl (черный осадок)
2) Горение (недостаток O2): 2H2S + O2 = 2S + 2H2O
3) Качественная реакция: Na2S + CuCl2 = CuS↓ + 2NaCl (черный осадок)
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Производство серной кислоты — это мощь экономики, но и огромная нагрузка на природу. Поговорим об этом чуть позже, а сейчас — проверим, как мы научились узнавать сульфаты."
Этап 5. Практикум: Качественная реакция и закрепление ОГЭ (7 мин)
Цель этапа: отработать навык определения сульфат-иона (задание 12 и 17 ОГЭ) и закрепить материал.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
4 мин | "Проведем демонстрационный опыт. В две пробирки я наливаю раствор сульфата натрия и серную кислоту. Добавляю хлорид бария. Что наблюдаем? Запишите ионное уравнение. Это 'золотой стандарт' ОГЭ." | Наблюдают выпадение белого мелкокристаллического осадка, нерастворимого в кислотах. Записывают: Ba(2+) + SO4(2-) = BaSO4 (белый осадок). |
3 мин | "Применим знания. Перед вами карточка с заданием: 'Выберите два вещества, при взаимодействии которых образуется осадок'. (Варианты: H2SO4 и BaCl2, Na2SO4 и KNO3, и т.д.). Даю 1 минуту." | Выполняют задание индивидуально. Осуществляют взаимопроверку по эталону на доске. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Теперь вы не перепутаете сульфаты ни с чем другим. Но помните: эти же реакции происходят в атмосфере, когда оксиды серы встречаются с дождевой водой."
Этап 6. Экологический блок и рефлексия (8 мин)
Цель этапа: обсудить проблему кислотных дождей и подвести итоги урока.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
4 мин | "Посмотрите на слайд: памятники архитектуры, 'съеденные' временем, и погибшие леса. Это результат кислотных дождей. Как они образуются? (SO2 + H2O = H2SO3). Как заводы могут предотвратить это? Используем приём 'Мозговой штурм'." | Предлагают варианты: "Установка фильтров", "Очистка топлива от серы", "Использование отходов (SO2) для производства той же серной кислоты". |
4 мин | "Подведем итоги. У вас на столах 'Билет на выход'. Ответьте на 3 вопроса: 1. Какая степень окисления серы в H2SO4? 2. С каким металлом конц. кислота не реагирует на холоде (пассивация)? 3. Реактив на сульфат-ион?" | Заполняют короткие анкеты-карточки и сдают их учителю при выходе. |
Критерии оценивания практической работы
- "5" — Ученик верно составил все уравнения реакций (включая ОВР), правильно определил качественный реактив и решил тестовое задание ОГЭ без ошибок.
- "4" — Допущены незначительные ошибки в коэффициентах ОВР или один неверный ответ в тесте, при этом суть химических процессов изложена верно.
- "3" — Ученик узнает формулы соединений серы, может записать простейшие реакции, но затрудняется в составлении ионных уравнений и ОВР.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Какой этап производства серной кислоты показался самым сложным для понимания? | Выявление пробелов в понимании технологических процессов. |
Сможете ли вы теперь самостоятельно решить задание №12 ОГЭ на распознавание веществ? | Оценка уверенности в предметных навыках. |
Какое свойство серной кислоты вас больше всего удивило? | Эмоциональная фиксация наиболее ярких моментов урока. |
Завершающее слово учителя
"Сегодня мы совершили большое путешествие по миру халькогенов. Мы увидели, что сера — это не только компонент пороха или спичек, но и основа огромной индустрии. Однако химия — это не только созидание, но и ответственность. Надеюсь, теперь, видя дым из заводской трубы, вы будете точно знать, какие процессы там происходят и как защитить наш общий дом. На следующем уроке мы перейдем к изучению галогенов, сравним их с нашими сегодняшними героями. Спасибо за работу!"
Домашнее задание
Уровень сложности | Задания | Описание |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Параграф 20-22, вопросы 1-5 после параграфа. | Выучить определения, степени окисления и качественную реакцию. |
Средний (повышающий) | Решить цепочку превращений: S -> SO2 -> SO3 -> H2SO4 -> BaSO4. | Отработка генетической связи между классами соединений. |
Продвинутый (дополнительный) | Подготовить краткое сообщение 'Экологические последствия добычи серы самородным способом'. | Развитие навыков поиска информации и экологического анализа. |
Контрольный вопрос: Какой объем сернистого газа (н.у.) выделится при обжиге 120 г пирита, содержащего 10% примесей?