Ученики на Учителя.com


Конспект урока "Решение экспериментальных задач по неорганической химии"

«…наши дети подхватят эстафету творцов нового будущего
Казахстана. Уже сейчас мы должны создать все условия для их
полноценного развития»
Н.А. Назарбаев.
Человек начинает думать с того момента, когда у него появляется
потребность понять что-то. Одной из актуальных задач образования в рамках
компетентностного подхода становится обучение учащихся способам поиска
и обработки полученной информации путем самостоятельной
исследовательской деятельности и решения экспериментальных задач. В
современных условиях одной из важных задач школы является развитие
творческого потенциала личности, формирование исследовательских умений,
вовлечение учащихся в практическую, экспериментальную деятельность.
Основой преподавания химии является химический эксперимент. Он
может стать средством познания и обеспечить совершенствование знаний и
практических умений учащихся, а также является средством их развития в
процессе обучения. В начале изучения химии формируется умение
осуществлять лабораторные опыты, проводить наблюдение при выполнении
химических опытов, фиксировать устно или письменно результаты
химического эксперимента. Теоретической основой является атомно-
молекулярное учение, периодический закон и периодическая система
Д.И.Менделеева. Большое внимание уделяется решению расчетных задач и
проведению эксперимента.
Цель: формирование положительной мотивации к изучению предмета
посредством практической деятельности; систематизация и углубление
знаний учащихся о фундаментальных законах неорганической химии.
Сформировать у учащихся основы естественнонаучной картины мира,
показать роль химии в решении проблем окружающей среды, формировать
исследовательские навыки учащихся, развивать познавательный интерес к
дальнейшему изучению предмета.
Задачи: формировать и развивать практические умения учащихся:
наблюдательность, внимательность, а также химические знания,
необходимые в деятельности экспериментатора и полезные в повседневной
жизни; развивать умения работать в микрогруппах; повышать качество
обучения и успеваемости учащихся по предмету; вырабатывать умения,
навыки работы с веществами, оборудованием.
Ожидаемые результаты - учащиеся должны:
овладеть навыками исследовательской деятельности;
иметь современное представление о химических закономерностях,
теориях, процессах;
владеть химическим языком, мышлением, навыками практической
работы;
повышение учебной работоспособности учеников, что связано с
усилением мотивации обучения.
Критерии оценки ЗУН - учащиеся должны знать:
способы получения основных классов неорганических веществ;
генетическую связь основных классов неорганических соединений;
качественные реакции на катионы и анионы;
структуру учебно-исследовательской деятельности учащихся;
основное отличие цели и задач учебно-исследовательской работы;
объекта и предмета исследования;
структуру речевых конструкций гипотезы исследования;
основные информационные источники поиска необходимой
информации;
правила оформления списка используемой литературы;
способы обработки и презентации результатов.
Учащиеся должны уметь:
осуществлять реакции получения оксидов, оснований, кислот, солей;
составлять схему определения веществ;
решать расчетные задачи, осуществлять мысленный эксперимент;
проводить качественное определение наиболее распространенных
веществ;
составлять простые качественные задачи;
определять характеристику объекта познания, функциональные связи и
отношения между частями целого;
разделять учебно-исследовательскую деятельность на этапы;
самостоятельно организовывать деятельность по реализации учебно-
исследовательских проектов (постановка цели, определение
оптимального соотношения цели и средств и др.);
выдвигать гипотезы, осуществлять их проверку;
планировать и координировать совместную учебно-
исследовательскую деятельность по реализации проекта в микрогруппе
(согласование и координация деятельности с другими ее участниками;
объективно оценивать свой вклад в решение общих задач группы;
учитывать особенности различного ролевого поведения – лидер,
подчиненный;
пользоваться библиотечными каталогами, специальными
справочниками, универсальными энциклопедиями, интернетом для
поиска учебной информации об объектах.
Экспериментальная химическая задача – это модель проблемной
ситуации, решение которой, в отличие от расчетной задачи, требует от
учащихся не только мыслительных, но и практических действий на основе
знания законов, теорий и методов химии, направленная на закрепление,
расширение знаний и развитие химического мышления. Решение
экспериментальной задачи предполагает не только наличие у учащихся
определенных теоретических знаний, но и владение ими соответствующих
навыков химического эксперимента.
В ходе решения таких задач ученик продолжает расширять и углублять
свои знания по химии, а также совершенствует специальные умения в
проведении химических опытов, приучая учащихся применять свои знания
на практике.
Особая роль экспериментальных задач в том, что они формируют
навыки самостоятельной работы учащихся, приучают их к аккуратности,
совершенствуются внимание, наблюдательность.
Экспериментальные задачи – мощное средство развития мышления
учащихся, они убеждаются в том, что за абстрактными формулами стоят
реальные вещества с определенными свойствами, что эти свойства можно
познать, изучить и применить на практике. Перед проведением эксперимента
ученики должны предварительно наметить ход работы, продумать перечень
химических реактивов, посуды и оборудования, необходимых для решения
задачи. Наблюдая за ходом опыта, ученики подвергают анализу увиденное,
учатся высказывать суждения.
Решение практических задач является средством учета и контроля
знаний, умений и навыков, приобретенных учащимися прежде.
Экспериментальные задачи в большой степени решают задачи
школьного курса, связанные с политехнической подготовкой учащихся.
Как и расчетные задачи, экспериментальные задачи могут применяться
не только во время практических работ, но и на всех этапах обучения химии,
включая объяснение, закрепление, обобщение, повторение, текущий и
итоговый контроль знаний. Как правило, эксперимент включается в задания
практических туров многих школьных олимпиад. Важной составляющей
химических кружков, элективных курсов, индивидуальной
исследовательской работы учащихся являются экспериментальные задачи.
Классификация экспериментальных задач
В зависимости от содержания и хода практического решения
экспериментальные задачи можно разделить на отдельные типы и варианты.
1. Получение и свойства веществ. Объектом изучения химии
являются вещества. Поэтому их получение в чистом виде – одна из основных
задач химического эксперимента. В зависимости от способа получения
вещества этот тип экспериментальных задач можно подразделить на
варианты:
а) получение веществ химическим путем;
б) получение веществ выделением их из смесей.
Каждый из этих вариантов также может иметь несколько версий,
например, получение чистого вещества из загрязненной песком поваренной
соли предполагает применение лишь физических методов. Однако для
очистки хлорида натрия от примесей хлорида бария потребуется проведение
химической реакции (осаждение хлорида бария сульфатом натрия). Важное
значение имеет формирование у учащихся умений описывать свойства
веществ, определять их сходство и различие.
2. Приготовление растворов. Практическое решение этого типа задач
требует от учащихся не только знание теоретического материала о способах
выражения состава растворов и умения проведения нужных расчетов, но
также определенных навыков работы с реактивами, весами, ареометрами,
посудой и т.д. В зависимости вида раствора, который необходимо
приготовить, данный тип задач имеет множество различных вариантов.
3. Распознавание и идентификация веществ, ионов,
функциональных групп, смесей и т.д. В зависимости от уровня знаний,
учащиеся должны не только уметь получать определенные вещества, но и
распознавать их; доказывать наличие тех или иных ионов в растворе,
наличие примесей в веществах, определять функциональные группы или,
наоборот устанавливать их отсутствие и т.д. Вариантов данного типа задач
достаточно велико.
4. Выполнение определенных химических реакций, наблюдение,
описание и объяснение данных химических явлений. К этому типу
экспериментальных задач можно отнести выполнение характерных реакций
для данного вещества; доказательство, что данное вещество (ZnO) относится
к определенному классу веществ (амфотерный оксид); объяснение внешних
признаков химических реакций с точки зрения атомно-молекулярного учения
и других законов и теорий химии.
5. Комбинированные задачи. Экспериментальная задача может
содержать несколько заданий, например, необходимо получить данное
вещество, идентифицировать его и проделать характерные химические
реакции.
Экспериментальные задачи можно решать в виде демонстрационного
опыта учителем или учеником, в виде фронтальной формы решения задач
всем классом, в качестве экспериментальных контрольных работ или
вопросов, как домашнее задание и т.д.
Приведенная классификация химических экспериментальных задач
достаточно условна и не охватывает всего их многообразия. Необходимо
отметить, что при решении учебных задач любого типа следует выбирать
наиболее краткие, оптимальные и безопасные способы их выполнения.
Методические рекомендации по решению экспериментальных задач
Решение экспериментальных задач начинается с прочтения и анализа
условия задачи. Вторым этапом является установление пути теоретического
решения на основе изученных теорий и понятий с записью возможных
вариантов и уравнений реакций. Далее необходимо провести выбор наиболее
подходящего варианта с учетов не только соблюдения правил техники
безопасности, но и времени, предполагаемого выхода и чистоты продукта
реакций, наличия реактивов и оборудования и др. факторов. После
теоретического решения задачи учащиеся приступают к практической
реализации (подбирают необходимые реактивы и оборудование, собирают
установку, проводят реакцию и соответствующие наблюдения, получают
нужный результат, оформляют работу в тетради, проводят уборку рабочего
места).
Запись оформления решения экспериментальной задачи должна
содержать условие задачи и ее вопрос. Решение задачи нужно записывать в
виде отдельных пронумерованных вопросов или тезисов.
По ходу выполнения задачи выполняются рисунки, схемы; описываются
наблюдения; вносятся уравнения реакций. В конце записи делаются
соответствующие выводы.
После теоретического обсуждения учащиеся последовательно
выполняют ее практическое решение. Оценка выполненного решения
производится с учетом теоретических знаний учащихся, соблюдения техники
выполнения эксперимента, соблюдения правил техники безопасности,
качества выполнения и оформления работы и т.д.
Пять советов решающему экспериментальные задачи:
1. Не начинайте эксперимент до тех пор, пока не составите его
подробный план (обоснование и техника проведения опытов).
2. Обязательно запишите свои наблюдения и их объяснения.
3. Не выбрасывайте полученные вещества, а сохраняйте их до конца
работы.
4. Если нужно определить содержимое пробирок, то берите
небольшие пробы веществ, не проводите опыты со всем веществом.
5. Во время эксперимента соблюдайте правила безопасной работы,
не мешайте окружающим: не кричите, не лезьте к соседу с советами, не
приглашайте весь класс посмотреть, что у вас получилось.
Рекомендации по ходу определения:
1. Запишите формулы всех веществ, о которых идет речь в задаче, а под
ними название класса, к которому принадлежит вещество.
2. Вспомните химические свойства веществ данных классов, а также их
качественные реакции.
3. Определите, какие реактивы нужно использовать, чтобы различить
вещества, относящиеся к этим классам соединений.
4. Подумайте, по каким признакам можно различить соединения, данные
в задаче, при использовании этих реактивов.
5. Проведите необходимые реакции.
6. Если в задаче не предлагается использовать никаких других
реактивов, кроме исходных веществ, запишите свои наблюдения в таблицу
вида:
Вещество № 1
Вещество № 2
Вещество № 3
Вещество № 4
Вещество № 5
Вещество 1
Вещество 2
Вещество 3
Вещество 4
Вещество 5
В случае распознавания веществ с помощью определенного реактива
(или реактивов) таблица будет иметь вид:
А теперь можно и приступать к практической части урока. И самое
главное это повторить правила по ТБ. Это наши традиционные правила.
1. Категорически запрещается входить с кабинет химии без разрешения
учителя.
2. В кабинете химии запрещается принимать пищу и напитки.
3. Учащимся запрещается выносить из кабинета и вносить в него любые
вещества без разрешения учителя.
4. Во время работы в кабинете химии учащиеся должны соблюдать
чистоту, порядок на рабочем месте, а также четко следовать правилам ТБ.
5. Не допускается загромождение проходов портфелями и сумками.
6. Не допускается нахождение в кабинете химии во время
проветривания.
7. Проводите опыты лишь с теми веществами, которые указаны
учителем.
8. Не пробуйте вещества на вкус.
9. При выяснении запаха не подносите сосуд близко к лицу. Для
выяснения запаха нужно ладонью руки сделать движение от отверстия
сосуда к носу.
10. Нагревая пробирку с жидкостью, держите ее так, чтобы открытый
конец ее был направлен в сторону от себя и от соседа.
11. Учащиеся, присутствующие на практической работе без халата,
непосредственно к проведению эксперимента не допускаются.
12. Опыты производите только над столом.
13. В случае пореза, ожога немедленно обращайтесь к учителю.
14. Обращайтесь бережно с посудой, веществами и лабораторным
оборудованием.
15. Закончив работу, приведите рабочее место в порядок.
Вещество
Реактив № 1
Реактив № 3
Наблюдения
Уравнения реакций
Вывод
Пробирка № 1
Пробирка № 2
Пробирка № 3
Пробирка № 4
Пробирка № 5
Примеры решения некоторых экспериментальных задач по
неорганической химии
1. Дана смесь, состоящая из хлорида калия и сульфата железа(III).
Проделайте опыты, при помощи которых можно определить хлорид-ионы Cl
-
и ионы Fe
3+
. Напишите уравнения соответствующих реакций в
молекулярном, полном и сокращенном ионном виде.
2. Выданы вещества: кристаллогидрат сульфата меди(II), карбонат магния,
гидроксид натрия, железо, соляная кислота, хлорид железа(III). Пользуясь
этими веществами, получите: а) гидроксид железа (III); б) гидроксид магния;
в) медь.
Составьте уравнения реакций проделанных вами опытов в молекулярном,
полном и сокращенном ионном виде.
3. В трех пробирках даны кристаллические вещества без надписей: а)
сульфат аммония; б) нитрат меди(II); в) хлорид железа(III).
Опытным путем определите, какие вещества находятся в каждой из
пробирок. Составьте уравнения соответствующих реакций в молекулярном,
полном и сокращенном ионном виде.
4. В пробирках даны твердые вещества. Определите, в какой пробирке
находится каждое из веществ: а) сульфат натрия, сульфид натрия, сульфит
натрия; б) карбонат калия, сульфат калия, хлорид аммония; в) сульфат
аммония, сульфат алюминия, нитрат калия
5. Бирюза – гидратированный ортофосфат-гидроксид меди и алюминия
состава CuAl
6
(OH)
8
(PO
4
)
4
· 5H
2
O – издавна считалась камнем победы и
счастья.
1. Определите количества (моль) меди, алюминия, фосфора, кислорода и
водорода в 0,01 моль бирюзы.
2. Рассчитайте число атомов меди, алюминия, фосфора, кислорода и
водорода в
0,01 моль бирюзы.
1. Какова массовая доля меди, алюминия, фосфора, кислорода и водорода в
данном соединении?
Содержание верного ответа
1) n(Cu) = 1 · 0,01моль = 0,01моль;
n(Al) = 6 · 0,01 моль = 0,06 моль;
n(P) = 4 · 0,01 моль = 0,04 моль;
n(O) = 29 · 0,01 моль = 0,29 моль;
n(H) = 18 · 0,01 моль =0,18 моль
2) Число атомов считаем по формуле:
N = N
A
· n, где N
A
= 6,02 · 10
23
(моль
-1
).
N(Cu) = 6,02 · 10
23
моль
-1
· 0,01 моль = 6,02 · 10
21
;
N(Al) = 6,02 · 10
23
моль
-1
· 0,06 моль = 3,61 · 10
22
;
N(P) = 6,02 · 10
23
(моль
-1
) · 0,04 моль = 2,41 · 10
22
;
N(O) = 6,02 · 10
23
(моль
-1
) · 0,29 моль = 1,75 · 10
23
;
N(H) = 6,02 · 10
23
(моль
-1
) · 0,18 моль = 1,08 · 10
23
М(CuAl
6
(OH)
8
(PO
4
)
4
· 5H
2
O) = 832 г/моль.
3) ?(Cu) = 64 : 832 = 0,0769 или 7,69%;
?(Al) = 162 : 832 = 0,1947 или 19,47%;
?(Р) = 124 : 832 = 0,1490 или 14,90%;
?(О) = 464 : 832 = 0,5577 или 55,77%;
?(Н) = 18 : 832 = 0,0216 или 2,16%.
6. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить
следующие превращения:
Ca ? Ca(OH)
2
? CaCO
3
? Ca(HCO
3
)
2
? CaCl
2
? Ca(NO
3
)
2
Содержание верного ответа
1) Cа + 2Н
2
O
= Cа(OН)
2
+ H
2
?
2) Са(ОН)
2
+ СО
2
= СаСО
3
+ Н
2
О
3) СаСО
3
+ СО
2
+ Н
2
О = Са(НСO
3
)
2
4) Ca(HCO
3
)
2
+ 2HСl = СаСl
2
+ 2H
2
О + 2СО
2
5) СаСl
2
+ 2AgNO
3
= 2AgCl? + Ca(NO
3
)
2
7. Вам выдана смесь следующих веществ: железо, сажа, медь, мел,
поваренная соль.
1. Предложите план разделения этих веществ, используя воду и соляную
кислоту.
2. Какое лабораторное оборудование потребуется для разделения этой
смеси?
3. Напишите уравнения реакций, которые будут использованы при
разделении.
4. Рассчитайте массу мела в смеси по объему выделившегося газа в 5,6 л.
Содержание верного ответа
1) Железо отделяем магнитом.
Оставшуюся смесь поместим в воду – поваренная соль растворится,
сажа будет на поверхности. Раствор профильтруем. Сажа останется на
фильтре.
Фильтрат выпарим, это будет NaCl.
Медь и мел обработаем соляной кислотой.
Мел (СаСО
3
) раствориться,
а медь останется.
2) Для разделения потребовалось следующее оборудование: магнит,
прибор для фильтрования (штатив с кольцом, воронка, фильтр, стеклянная
палочка, сборник фильтрата (стаканчик)),
фарфоровая чашка для выпаривания, электроплитка,
химический стакан для растворения.
3) СаСО
3
+ 2НСl = CaCl
2
+ H
2
O + CO
2
?
Cu + HCl ?
4) Найдем количество вещества газа СО
2
:
n(CO
2
) = 5,6 л : 22,4 моль/л = 0,25 моль;
n(CаСO
3
) = n(CO
2
) = 0,25 моль;
m(СаСО
3
) = 0,25 моль · 100 г/моль = 25 г.
8. Французский химик К.Л. Бертолле, изучая действие хлора на гидроксид
калия в водном растворе, получил соль, названную впоследствии его именем.
Как показал химический анализ, в составе этой соли оказался калий, хлор и
кислород.
1. Установите формулу соли, полученной К.Л. Бертолле, если массовая доля
калия - 31,8%, хлора – 29,0%.
2. Напишите уравнение реакции получения этой соли.
3. Какой объем хлора можно получить при взаимодействии 1 моль этой соли
с соляной кислотой?
Содержание верного ответа
1) K
x
Cl
y
O
z
?(О) = 100 – (31,8 + 29,0) = 39,2%.
Х : У : Z = ?(К)/А
r
(К) : ?(Сl)/ A
r
(Cl) : ?(O)/A
r
(O)
Х : У : Z = 0,318/39 : 0,29/ 35,5 : 0,392/16 =
= 0,00815 : 0,00816 : 0,0245 = 1 : 1 : 3.
Формула соли KClO
3
2) 6КОН + 3Сl
2
= KClO
3
+ 5КCl + 3H
2
O
3) KClO
3
+ 6HCl = 3Cl
2
+ KCl + 3H
2
O
1 моль 3 моль
V(Cl
2
) = 3 моль · 22,4 л/моль = 67,2 л.
9. Налейте в пробирку 2—3 мл раствора хлорида алюминия, прилейте к нему
1—2 мл раствора сульфида натрия. Какие изменения наблюдаются в
растворе? Запах какого вещества ощущается? Объясните наблюдаемые
явления и напишите уравнение реакции.
Решение:
10. Налейте в пробирку 2—4 мл раствора хлорида железа(Ш), присыпьте
немного порошка цинка. Наблюдайте выделение пузырьков газа. Объясните
это явление и подтвердите необходимыми уравнениями реакции.
Решение:
Скачать материал

Химия - еще материалы к урокам: