Изучение физических и химических свойств солей на примере            сульфата меди (II)
(Практическая работа по теме «Химические реакции»)
Тамара МУХАМЕТШИНА,
учитель химии высшей квалификационной категории лицея № 116 г. Казани
Предлагаю разработку урока в XI классе с углубленным изучением химии и биологии с элементами учебного исследования и применением цифровой лаборатории. Все химические эксперименты проводятся в реальном режиме. Оригинальность и сложность работы заключается в ее многоплановости, в том, что сделана попытка объединить сложные вопросы темы и сформировать «объемное» представление на примере свойств конкретной соли. Работа рассчитана на 2 урока и сопровождается решением контекстных задач, способствующих достижению не только предметных, но и метапредметных и личностных результатов.
Цели урока:
образовательная: ознакомление учащихся с процессами растворения, приготовления растворов с заданной массовой долей растворенного вещества, проводимости электрического тока, гидролиза, электролиза, влиянием температуры на смещение химического равновесия, качественным определением ионов в растворе, влиянием температуры и концентрации на скорость химической реакции на примере конкретной соли;
развивающая: развитие исследовательских способностей учащихся, логического мышления, внимания, умения анализировать, применять полученные знания на практике;
воспитательная: формирование культуры совместной деятельности в ходе экспериментальной работы, воспитание трудолюбия и самостоятельности.
Оборудование: прибор для демонстрации проводимости электрического тока, электролизер, выпрямитель, датчики определения рН и температуры, весы, разновесы, горелка, лабораторный штатив, мерный цилиндр, плоскодонная колба, химический стакан, шпатель, стеклянная палочка, штатив с пробирками, секундомер; реактивы: медный купорос, вода, железный гвоздь, раствор гидроксида натрия, раствор хлорида бария.
Ход работы
Задание 1. Описание внешнего вида пентагидрата сульфата меди(II): агрегатное состояние, цвет, запах.
Задание 2. Получение безводной солисульфата меди (II). Написать уравнение реакции.
Опыт. 5 г кристаллогидрата  прокалить в фарфоровой чашке над пламенем горелки. Сравнить цвет кристаллогидрата и безводной соли.
Задание 3. Приготовление раствора сульфата меди (II) с массовой долей растворенного вещества 5%, 10%, 15%. (Задание дается по рядам.)  Рассчитайте массу кристаллогидрата и объем воды, необходимых для приготовления 100 г раствора с соответствующей массовой долей растворенного вещества. 
Опыт. Навеску растворенного вещества поместить в колбу, отмерить необходимый объем воды и переместить его в колбу. Размешать стеклянной палочкой до полного растворения.
Задание 4. Обнаружение ионов меди Сu2+ и сульфат ионов SO4 2- в растворе. Влияние температуры на скорость реакции. Привести молекулярные и ионные уравнения реакций. 
Опыт. Добавьте к 1 мл раствора  сульфата меди (II)  раствор гидроксида натрия до появления осадка. Разделите содержимое пробирки на 2 части. Одну пробирку оставьте в штативе, а вторую нагрейте. Определить время появления первых признаков реакции при нагревании и при комнатной температуре. Опыт проводится с датчиком температуры. Добавьте к 1 мл раствора  сульфата меди (II)  1мл раствора хлорида бария. 
Вопросы. Каковы признаки данных реакций? Постройте график зависимости времени разложения гидроксида меди (II) от температуры.
Задание 5. Взаимодействие с более активным металлом в растворе соли. Написать уравнение реакции.
Опыт. В пробирку с раствором  сульфата меди (II) поместить железный гвоздь.
Вопросы. Каковы признаки и условия осуществимости данной реакции? В растворе, с какой массовой долей растворенного вещества признаки реакции обнаруживаются раньше? (Работа с секундомером.) Постройте график зависимости времени появления признаков реакции  от концентрации раствора. Какой закон регламентирует зависимость скорости реакции от концентрации?
Задание 6. Определение проводимости электрического тока. 
Опыт (демонстрационный). В растворы с различной массовой долей растворенного вещества последовательно опускаются электроды, 
Вопросы. Почему светимость лампочки в растворах с разной массовой долей растворенного вещества отличается? Как она изменится при добавлении в раствор соли щелочи?
Задание 7. Определение рН раствора соли с помощью  датчика рН и датчика температуры. 
Опыт. Датчики рН и температуры помещаются  в стакан с раствором соли. После стабилизации значения рН и температуры стакан с раствором соли опускают в фарфоровый стакан большего диаметра, в который наливают горячую воду. Через 2 – 3 минуты делают еще один замер. Полученные данные внести в таблицу. Аналогично исследуются растворы с различной массовой долей растворенного вещества.
Зависимость значений рН от температуры и концентрации
Массовая доля растворенного вещества	Температура,0С	рН	
   5%			
   10%			
   15%			
Вопросы, Отличаются ли показатели рН в растворах с различной массовой долей растворенного вещества? Как влияет температура на смещение равновесия при гидролизе соли?
Задание 8. Электролиз раствора  сульфата меди (II). 
          Опыт (демонстрационный). В сосуд-реактор заливается 15%-ный раствор сульфата меди (II). Электроды подключаются к источнику постоянного тока с выходным напряжением 24 В. Идентификация продуктов электролиза: катодного – визуально, анодного – собрать методом вытеснения воздуха в колбу и внести тлеющую лучинку.
Выводы. 
1. Сульфат меди (II) – средняя соль, представляющая собой пентагидрат при обычных условиях, хорошо растворимый в воде.
2. Реактивом на ионы Сu2+ являются гидроксид-анионы, а сульфат-ионы обнаруживаются катионами Ва2+. Признаками реакции являются соответственно выпадение осадка голубого цвета и белого молочного осадка.
3. Скорость реакции зависит от концентрации и температуры.
4. Более активные металлы вытесняют медь из раствора ее соли.
5. Это электролит, диссоциирующий в растворе на ионы, раствор проводит электрический ток. Проводимость электрического тока зависит от концентрации раствора.
6. Соль подвергается гидролизу по катиону, значение рН колеблется от… до … и зависит от концентрации соли и температуры. Смещение равновесия в процессе гидролиза определятся принципом Ле-Шателье  и доказывает, что гидролиз – процесс эндотермический.
          7. Продуктами электролиза раствора  сульфата меди (II) являются медь на катоде, кислород на аноде.
Литература. 
1. Зимина А.И. Применение цифровых лабораторий при проведении ученического эксперимента // Химия в школе. – 2012. – №3. 
2. Дорофеев М.В., Беспалов П.И. Изучение скорости химической реакции с использованием цифровой лаборатории // Химия в школе. – 2011. –№8.