МЕДЬ И ЕЕ СОЕДИНЕНИЯ

УРОК В 11-м ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНОМ КЛАССЕ

Для повышения познавательной активности и самостоятельности учащихся мы используем уроки коллективного изучения материала. На таких уроках каждый ученик (или пара учеников) получает задание, о выполнении которого он должен отчитаться на этом же уроке, причем его отчет фиксируется остальными учениками класса в тетрадях и является элементом содержания учебного материала урока. Каждый ученик вносит свою лепту в изучение темы классом.
В ходе урока меняется режим работы учеников от интраактивного (режим, при котором информационные потоки замкнуты внутри обучаемых, характерен для самостоятельной работы) к интерактивному (режим, при котором информационные потоки двусторонние, т.е. информация идет и от ученика, и к ученику, происходит обмен информацией). Учитель при этом выступает как организатор процесса, корректирует и дополняет информацию, сообщаемую учениками.
Уроки коллективного изучения материала состоят из следующих этапов:
1-й этап – установочный, на котором учитель объясняет цели и программу работы на уроке (до 7 мин);
2-й этап – самостоятельная работа учащихся по инструкции (до 15 мин);
3-й этап – обмен информацией и подведение итогов урока (занимает все оставшееся время).
Урок «Медь и ее соединения» рассчитан на классы с углубленным изучением химии (4 ч химии в неделю), проводится в течение двух академических часов, на уроке актуализируются знания учащихся по следующим темам: «Общие свойства металлов», «Отношение к металлам концентрированной серной кислоты, азотной кислоты», «Качественные реакции на альдегиды и многоатомные спирты», «Окисление предельных одноатомных спиртов оксидом меди(II)», «Комплексные соединения».
Перед уроком учащиеся получают домашнее задание: повторить перечисленные темы. Предварительная подготовка учителя к уроку заключается в составлении инструктивных карточек для учащихся и подготовке наборов для лабораторных опытов.

ХОД УРОКА

Установочный этап

Учитель ставит перед учащимися цель урока : опираясь на имеющиеся знания о свойствах веществ, спрогнозировать, подтвердить практически, обобщить сведения о меди и ее соединениях.
Учащиеся составляют электронную формулу атома меди, выясняют, какие степени окисления может проявлять медь в соединениях, какими свойствами (окислительно-восстановительными, кислотно-основными) будут обладать соединения меди.
В тетрадях учеников появляется таблица.

Свойства меди и ее соединений

Металл	Cu 2 O – основный оксид	CuO – основный оксид
Восстановитель	CuOH – неустойчивое основание	Cu(OH) 2 – нерастворимое основание
	CuCl – нерастворимая соль	CuSO 4 – растворимая соль
	Обладают окислительно-восстановительной двойственностью	Окислители

Этап самостоятельной работы

Для подтверждения и дополнения предположений учащиеся выполняют лабораторные опыты по инструкции и записывают уравнения проведенных реакций.

Инструкции для самостоятельной работы парами

1. Прокалите медную проволоку в пламени. Отметьте, как изменился ее цвет. Горячую прокаленную медную проволоку поместите в этиловый спирт. Обратите внимание на изменение ее цвета. Повторите эти манипуляции 2–3 раза. Проверьте, не изменился ли запах этанола.
Запишите два уравнения реакций, соответствующие проведенным превращениям. Какие свойства меди и ее оксида подтверждаются этими реакциями?

2. К оксиду меди(I) прилейте соляную кислоту.
Что наблюдаете? Запишите уравнения реакций, учитывая, что хлорид меди(I) – нерастворимое соединение. Какие свойства меди(I) подтверждаются этими реакциями?

3. а) В раствор сульфата меди(II) поместите гранулу цинка. Если реакция не идет, нагрейте раствор. б) К оксиду меди(II) прилейте 1 мл серной кислоты и нагрейте.
Что наблюдаете? Запишите уравнения реакций. Какие свойства соединений меди подтверждаются этими реакциями?

4. В раствор сульфата меди(II) поместите полоску универсального индикатора.
Объясните результат. Запишите ионное уравнение гидролиза по I ступени.
К раствору карбоната натрия прилейте раствор сульфата мед(II).
Что наблюдаете? Запишите уравнение реакции совместного гидролиза в молекулярном и ионном видах.

5.
Что наблюдаете?
К полученному осадку прилейте раствор аммиака.
Какие изменения произошли? Запишите уравнения реакций. Какие свойства соединений меди доказывают проведенные реакции?

6. К сульфату меди(II) прилейте раствор йодида калия.
Что наблюдаете? Составьте уравнение реакции. Какое свойство меди(II) доказывает эта реакция?

7. В пробирку с 1 мл концентрированной азотной кислоты поместите небольшой кусочек медной проволоки. Закройте пробирку пробкой.
Что наблюдаете? (Пробирку отнесите под тягу.) Запишите уравнение реакции.
В другую пробирку налейте соляной кислоты, поместите в нее небольшой кусочек медной проволоки.
Что наблюдаете? Объясните свои наблюдения. Какие свойства меди подтверждаются этими реакциями?

8. К сульфату меди(II) прилейте избыток гидроксида натрия.
Что наблюдаете? Полученный осадок нагрейте. Что произошло? Запишите уравнения реакций. Какие свойства соединений меди подтверждаются этими реакциями?

9. К сульфату меди(II) прилейте избыток гидроксида натрия.
Что наблюдаете?
К полученному осадку прилейте раствор глицерина.
Какие изменения произошли? Запишите уравнения реакций. Какие свойства соединений меди доказывают эти реакции?

10. К сульфату меди(II) прилейте избыток гидроксида натрия.
Что наблюдаете?
К полученному осадку прилейте раствор глюкозы и нагрейте.
Что получилось? Запишите уравнение реакции, используя для обозначения глюкозы общую формулу альдегидов

Какое свойство соединения меди доказывает эта реакция?

11. К сульфату меди(II) прилейте: а) раствор аммиака; б) раствор фосфата натрия.
Что наблюдаете? Запишите уравнения реакций. Какие свойства соединений меди доказывают проведенные реакции?

Этап обмена информацией и подведение итогов

Учитель задает вопрос, касающийся свойств конкретного вещества. Учащиеся, выполнявшие соответствующие опыты, докладывают о проведенном эксперименте и записывают уравнения реакций на доске. Затем учитель и ученики дополняют сведения о химических свойствах вещества, которые невозможно было подтвердить реакциями в условиях школьной лаборатории.

Порядок обсуждения химических свойств соединений меди

1. Как медь реагирует с кислотами, с какими еще веществами может реагировать медь?

Записываются уравнения реакций меди с:

Концентрированной и разбавленной азотной кислотой:

Cu + 4HNO 3 (конц.) = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O,
3Cu + 8HNO 3 (разб.) = 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O;

Концентрированной серной кислотой:

Cu + 2H 2 SO 4 (конц.) = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O;

Кислородом:

2Cu + O 2 = 2CuO;

Cu + Cl 2 = CuCl 2 ;

Соляной кислотой в присутствии кислорода:

2Cu + 4HCl + O 2 = 2CuCl 2 + 2H 2 O;

Хлоридом железа(III):

2FeCl 3 + Cu = CuCl 2 + 2FeCl 2 .

2. Какие свойства проявляют оксид и хлорид меди(I)?

Обращается внимание на осно"вные свойства, способность к комплексообразованию, окислительно-восстановительную двойственность. Записываются уравнения реакций оксида меди(I) с:

Соляной кислотой до образования CuCl:

Cu 2 O + 2HCl = 2CuCl + H 2 O;

Избытком HCl:

CuCl + HCl = H;

Реакций восстановления и окисления Cu 2 O:

Cu 2 O + H 2 = 2Cu + H 2 O,

2Cu 2 O + O 2 = 4CuO;

Диспропорционирования при нагревании:

Cu 2 O = Cu + CuO,
2CuCl = Cu + CuCl 2 .

3. Какие свойства проявляет оксид меди(II)?

Обращается внимание на осно"вные и окислительные свойства. Записываются уравнения реакций оксида меди(II) с:

Кислотой:

CuO + 2H + = Cu 2+ + H 2 O;

Этанолом:

C 2 H 5 OH + CuO = CH 3 CHO + Cu + H 2 O;

Водородом:

CuO + H 2 = Cu + H 2 O;

Алюминием:

3CuO + 2Al = 3Cu + Al 2 O 3 .

4. Какие свойства проявляет гидроксид меди(II)?

Обращается внимание на окислительные, осно"вные свойства, способность к комплексообразованию с органическими и неорганическими соединениями. Записываются уравнения реакций с:

Альдегидом:

RCHO + 2Cu(OH) 2 = RCOOH + Cu 2 O + 2H 2 O;

Кислотой:

Cu(OH) 2 + 2H + = Cu 2+ + 2H 2 O;

Аммиаком:

Cu(OH) 2 + 4NH 3 = (OH) 2 ;

Глицерином:

Уравнение реакции разложения:

Cu(OH) 2 = CuO + H 2 O.

5. Какие свойства проявляют соли меди(II)?

Обращается внимание на реакции ионного обмена, гидролиза, окислительные свойства, комплексообразование. Записываются уравнения реакций сульфата меди с:

Гидроксидом натрия:

Cu 2+ + 2OH – = Cu(OH) 2 ;

Фосфатом натрия:

3Cu 2+ + 2= Cu 3 (PO 4) 2 ;

Cu 2+ + Zn = Cu + Zn 2+ ;

Йодидом калия:

2CuSO 4 + 4KI = 2CuI + I 2 + 2K 2 SO 4 ;

Аммиаком:

Cu 2+ + 4NH 3 = 2+ ;

и уравнения реакций:

Гидролиза:

Cu 2+ + HOH = CuOH + + H + ;

Совместного гидролиза с карбонатом натрия с образованием малахита:

2Cu 2+ + 2 + H 2 O = (CuOH) 2 CO 3 + CO 2 .

В дополнение можно рассказать учащимся о взаимодействии оксида и гидроксида меди(II) с щелочами, что доказывает их амфотерность:

Cu(OH) 2 + 2NaOH (конц.) = Na 2 ,

Cu + Cl 2 = CuCl 2 ,

Cu + HgCl 2 = CuCl 2 + Hg,

2Cu + 4HCl + O 2 = 2CuCl 2 + 2H 2 O,

CuO + 2HCl = CuCl 2 + H 2 O,

Cu(OH) 2 + 2HCl = CuCl 2 + 2H 2 O,

CuBr 2 + Cl 2 = CuCl 2 + Br 2 ,

(CuOH) 2 CO 3 + 4HCl = 2CuCl 2 + 3H 2 O + CO 2 ,

2CuCl + Cl 2 = 2CuCl 2 ,

2CuCl = CuCl 2 + Cu,

CuSO 4 + BaCl 2 = CuCl 2 + BaSO 4 .)

Упражнение 3. Составьте цепочки превращений, соответствующие следующим схемам, и осуществите их:

Задача 1. Сплав меди с алюминием обработали сначала избытком щелочи, а затем избытком разбавленной азотной кислоты. Вычислите массовые доли металлов в сплаве, если известно, что объемы газов, выделившихся в обеих реакциях (при одинаковых условиях), равны между собой
.

(Ответ . Массовая доля меди – 84%.)

Задача 2. При прокаливании 6,05 г кристаллогидрата нитрата меди(II) получено 2 г остатка. Определите формулу исходной соли .

(Ответ. Cu(NO 3) 2 3H 2 O.)

Задача 3. Медную пластинку массой 13,2 г опустили в 300 г раствора нитрата железа(III) с массовой долей соли 0,112. Когда ее вынули, оказалось, что массовая доля нитрата железа(III) стала равной массовой доле образовавшейся соли меди(II). Определите массу пластинки после того, как ее вынули из раствора .

(Ответ. 10 г.)

Домашнее задание. Выучить материал, записанный в тетради. Составить цепочку превращений по соединениям меди, содержащую не менее десяти реакций, и осуществить ее.

ЛИТЕРАТУРА

1. Пузаков С.А., Попков В.А. Пособие по химии для поступающих в вузы. Программы. Вопросы, упражнения, задачи. Образцы экзаменационных билетов. М.: Высшая школа, 1999, 575 с.
2. Кузьменко Н.Е., Еремин В.В. 2000 задач и упражнений по химии. Для школьников и абитуриентов. М.: 1-я Федеративная книготорговая компания, 1998, 512 с.

Общие сведения о гидролизе хлорида меди (II)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Хлорид меди (II) – средняя соль, образованная слабым основанием – гидроксидом меди (II) (Cu(OH) 2) и сильной кислотой – соляной (хлороводородной) (HCl). Формула — CuCl 2 .

Представляет кристаллы желто-бурого (темно-коричневого) цвета; в виде кристаллогидратов — зеленого. Молярная масса – 134 г/моль.

Рис. 1. Хлорид меди (II). Внешний вид.

Гидролиз хлорида меди (II)

Гидролизуется по катиону. Характер среды – кислый. Теоретически возможна вторая ступень. Уравнение гидролиза имеет следующий вид:

Первая ступень:

CuCl 2 ↔ Cu 2+ + 2Cl — (диссоциация соли);

Cu 2+ + HOH ↔ CuOH + + H + (гидролиз по катиону);

Cu 2+ + 2Cl — + HOH ↔ CuOH + + 2Cl — + H + (ионное уравнение);

CuCl 2 + H 2 O ↔ Cu(OH)Cl +HCl (молекулярное уравнение).

Вторая ступень:

Cu(OH)Cl ↔ CuOH + + Cl — (диссоциация соли);

CuOH + + HOH ↔ Cu(OH) 2 ↓ + H + (гидролиз по катиону);

CuOH + + Cl — + HOH ↔ Cu(OH) 2 ↓ + Cl — + H + (ионное уравнение);

Cu(OH)Cl + H 2 O ↔ Cu(OH) 2 ↓ + HCl (молекулярное уравнение).

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

ПРИМЕР 2

Задание	Запишите уравнение электролиза раствора хлорида меди (II). Какая масса вещества на катоде выделится, если электролизу подвергнут 5 г хлорида меди (II)?
Решение	Запишем уравнение диссоциации хлорида меди (II) в водном растворе: CuCl 2 ↔ Cu 2+ +2Cl — . Условно запишем схему электролиза: (-) Катод: Cu 2+ , H 2 O. (+) Анод: Cl — , H 2 O. Cu 2+ +2e → Cu o ; 2Cl — -2e → Cl 2 . Тогда, уравнение электролиза водного раствора хлорида меди (II) будет выглядеть следующим образом: CuCl 2 = Cu + Cl 2 . Рассчитаем количество вещества хлорида меди (II), используя данные, указанные в условии задачи (молярная масса – 134г/моль): υ(CuCl 2) = m(CuCl 2)/M(CuCl 2) = 5/134 = 0,04 моль. Согласно уравнению реакции υ(CuCl 2) = υ(Cu) =0,04 моль. Тогда рассчитаем массу выделившейся на катоде меди (молярная масса – 64 г/моль): m(Cu)= υ(Cu)×M(Cu)= 0,04 ×64 = 2,56г.
Ответ	Масса выделившейся на катоде меди равна 2,56 г.

Основные сведения:

Тип пестицида Фунгицид Группа по химическому строению Неорганические соединения Характер действия Регистрационный номер CAS 7447-39-4 Шифр КФ (Код Фермента) 231-210-2 Шифр Международного совместного аналитического совета по пестицидам (CIPAC) 44 Химический код Агентства по охране окружающей среды США (US EPA) 108303 Химическая формула CuCl 2 SMILES ClCl Международный химический идентификатор (InChI) InChI=1/2ClH.Cu/h2*1H;/q;;+2/p-2/rCl2Cu/c1-3-2 Структурная формула Молекулярная масса (г/моль) 134.45 Название по ИЮПАК dichlorocopper Название по CAS copper I I chloride (anhydrous) Другая информация Severe Marine Pollutant Устойчивость к гербициду по HRAC Не определяется Устойчивость к инсектициду по IRAC Не определяется Устойчивость к фунгициду по FRAC M1 Физическое состояние

Защитный, запрещая грибковым спорам и болезнетворным микроорганизмам ввод ведущих тканей

Желтое тело короны (безводное) к синим-зеленым кристаллам (дигидрат)

Выпуск:

меди хлорид: поведение в окружающей среде

757000 Q4 Высокий 680000 Q4 - Метанол - 530000 Q4 - Ethanol - - - - - - - - - - - - - P: - - - Log P: - - - 3.39 Q3 - - - - 1.00 X 10 -10 Q1 Не летуч - - - 7.29 X 10 -21 Рассчитывается Не летуч ДТ50 (типичный) - - - ДТ50 ДТ50 (полевой): - - - ДТ90 (лабораторный при 20 o C): - - - ДТ90 (полевой): - - - Примечание: Значение: - - - Примечание: Значение: - - - Примечание: - - - - - - - - - Значение: - - - Примечание: - - - - - - Kf: - - 1/n: - - Примечание: - - -

Показатель		Значение		Пояснение
Растворимость в воде при 20 o C (мг/л)
Растворимость в органических растворителях при 20 o C (мг/л)
Температура плавления (o C)
Температура кипения (o C)
Температура разложения (o C)
Температура вспышки (o C)
Коэффициент распределения в системе октанол/вода при pH 7, 20 o C
Удельная плотность (г/мл) / Удельный вес
Константа диссоциации (pKa) при 25 o C
		Примечание:
Давление паров при 25 o C (МПа)
Константа закона Генри при 25 o C (Па*м 3 /моль)
Константа закона Генри при 20 o C (безразмерная)
Период распада в почве (дни)
	-
Водный фотолиз ДТ50 (дни) при pH 7
	-
Водный гидролиз ДТ50 (дни) при 20 o C и pH 7
	-
Водное осаждение ДТ50 (дни)
Только водная фаза ДТ50 (дни)
Индекс потенциального вымывания GUS
Индекс роста концентрации в грунтовых водах SCI (мкг/л) при дозе внесения 1 кг/га (л/га)
	-
Potential for particle bound transport index
Koc - коэффициент распределения органического углерода (мл/г)
		pH устойчивость:
		Примечание:
Изотерма адсорбции Фрейндлиха	-
	-
Максимальное УФ-поглощение (л/(моль*см))

меди хлорид: экотоксичность

BCF: - - CT50 (дни): - - - - - 140 V3 Крыса Умеренно (мг/кг): - - (ppm пищи): - - - - - - - - 0.24 F4 Радужная форель Умеренно - - - - - - - - - 0.134 F3 Креветка-мизида Умеренно 0.043 F4 Комар-хирономус Высокий - - - - - - - - - 0.55 H1 Не известные виды Умеренно - - - - - - - - - 15 A4 Дождевой червь , as Cu, 8 week Умеренно Другие почвенные макро-организмы, например Ногохвостки LR50 / EC50 / NOEC / Действие (%) 813 A5 Тропическая белая ногохвостка (Folsomia candida) , 28день EC50 Mortality mg/kg - LR50 (г/га): - - - Действие (%): - - - LR50 (г/га): - - - Действие (%): - - - - - - NOEAEC мг/л: - - - NOEAEC мг/л: - - -

Показатель		Значение	Источник / Качественные показатели / Другая информация	Пояснение
Коэффициент биоконцентрации	-
Потенциал биоаккумуляции
ЛД50 (мг/кг)
Млекопитающие - Короткопериодный пищевой NOEL	-
Птицы - Острая ЛД50 (мг/кг)
Птицы - Острая токсичность (СК50 / ЛД50)
Рыбы - Острая 96 часовая СК50 (мг/л)
Рыбы - Хроническая 21 дневная NOEC (мг/л)
Водные беспозвоночные - Острая 48 часовая ЭК50 (мг/л)
Водные беспозвоночные - Хроническая 21 дневная NOEC (мг/л)
Водные ракообразные - Острая 96 часовая СК50 (мг/л)
Донные микроорганизмы - Острая 96 часовая СК50 (мг/л)
NOEC , static, Вода (мг/л)
Донные микроорганизмы - Хроническая 28 дневная NOEC , Осадочная порода (мг/кг)
Водные растения - Острая 7 дневная ЭК50 , биомасса (мг/л)
Водоросли - Острая 72 часовая ЭК50 , рост (мг/л)
Водоросли - Хроническая 96 часовая NOEC , рост (мг/л)
Пчелы - Острая 48 часовая ЛД50 (мкг/особь)
Почвенные черви - Острая 14-дневная СК50 (мг/кг)
Почвенные черви - Хроническая 14-дневная максимально недействующая концентрация вещества, размножение (мг/кг)
Другие Членистоногие (1)
Другие Членистоногие (2)
Почвенные микроорганизмы
Имеющиеся данные по мезомиру (мезокосму)

меди хлорид: здоровье человека

Основные показатели:

140 V3 Крыса Умеренно - - -

Показатель		Значение	Источник / Качественные показатели / Другая информация	Пояснение
Млекопитающие - Острая оральная ЛД50 (мг/кг)
Млекопитающие - Кожная ЛД50 (мг/кг массы тела)
Млекопитающие - Ингаляционная