Интегрированный урок по химии "Вода"

Цели урока:

1. Рассмотреть состав воды, ее распространенность в природе, способы очистки воды.
2. Изучить физику и химию воды
3. Охарактеризовать применение воды и растворов для нужд человека, обобщить и систематизировать пройденный материал.

I. Организационный момент. Проверка домашнего задания. (10 минут)

Решение двумя учащимися домашних задач.

Задача №3. При выпаривании 25г раствора получили 0,25 г соли. Определите массовую долю растворенного вещества и выразите ее в процентах.

Дано: m(ра-ра) =25г., m(cоли) =0,25г.,	в 25 г раствора содержится 0,25 г соли в 100г раствора содержится Х г соли Х=100* 0,25/25=1 или 1% Ответ: W(соли) =1%.
Найти: W(соли) -?

Задача №4. Дано 500г раствора с массовой долей гидроксида натрия 0,".Вычислите вещества, которые получается при выпаривании этого раствора.

Дано: m(ра-ра) =500г W(NaOH) =0,2	в 500 раствора содержится Х г гидроксида натрия в 100г раствора содержится 20 г гидроксида натрия Х=500*20/100=100г Ответ: при выпаривании раствора получится 100 г гидроксида натрия.
Найти: m(NaOH) -?

Работа по дидактическим карточкам: (Цена задания А-1 балл; задания В-3 балла; задания С-5 баллов)

А	1. Растворами называют.... а) изолированные системы, отделенные от окружающей среды реальной или воображаемой поверхность раствора; б) гомогенные системы, не способные к обмену веществом с окружающей средой; в) гомогенные системы, содержащие не менее двух веществ; г) гетерогенные смеси, содержащие не менее двух веществ.	2. Наиболее распространенный растворитель-это... а) спирт б) царская водка в) бром г) вода
	3. Суспензией называется... а) гетерогенная смесь частиц веществ определенного размера б) гомогенная смесь не менее двух твердых веществ в) гетерогенная смесь частиц веществ любого размера г) раствор со строго взвешенной массой растворенного вещества.	4. Количественный состав раствора выражают с помощью понятия... а) парциального давления б) концентрации в) плотности г) аддитивности

 

А	5. Закон Рауля гласит, что... а) растворимость газов, находящихся в смеси, прямо пропорциональным давлениям, а не общему давлению в смеси; б) если в воде уже растворено какое-либо вещество, то в этом растворе газы растворяются хуже, чем в чистой воде. в) подобное растворяется в подобном.	6. Дым-это.... а) суспензия молекул никотина в воздухе; б) смесь воздуха и газообразных продуктов сгорания; в) раствор твердых веществ в жидкости
	7. Исследования водных растворов показали, что в них находятся частицы растворенного вещества с молекулами воды, которые называют.. а) гидроксидами; б) гидратами; в) ангедридами г) метеоритами.	8. Кристаллогидрат суль-фата меди(II) CuSO4*5H2O а) красный б) синий в) фиолетовый г) золотисто-желтый
В.	1. Определить растворимые, малорастворимые и нерастворимые вещества пользуясь таблицей "Растворимости кислот, оснований и солей в воде":Ca(OH) 2, H2SiO3, HCl, Fe(OH) 3, MgCl2, CaCO3, HgBr2, K3PO4, CaSO, NaOH, Cr(OH) 3, CuS, BaSO3, H2SO4	2) Среди перечисленных ниже твердых веществ в воде хорошо растворим... а) сульфат бария б) силикат кальция в) сульфид меди(II) г) нитрат железа(III)
С.	Пользуясь диаграммой содержания воды в организме, определите содержание воды в костях и жировой ткани, слюни, мышцах и внутренних органах, крови. Если общее содержание воды в организме составляет 60%, а средняя масса подростка = 65 кг.

(Оценивание: подсчет баллов по формуле т.е. 100-80% - 5 баллов, 80-60% - 4 балла, 60-40% - 3 балла.)

Проверка задач у доски, сдача дифференцированного задания на проверку.

II Новый материал.

1. Актуализация знаний: Каждый из вас просматривая диаграмму содержания воды в организме, обратил внимание на то, что она находится во всех частях тела человеческого организма. Знаете ли вы, что .....

• за сутки почки фильтруют 100 кг жидкости;
• в среднем за всю жизнь при ее продолжительности 70 лет человек потребляет и выделяет около 80000 кг воды;
• при потере 6% воды от массы тела учащается сердцебиение и дыхание, появляются
• слабость и головокружение;
• а при потере воды около 25% от массы тела человек погибает.

Является ли вода основой жизни, богатством на планете, которое надо беречь и охранять?

Звучит музыкальное произведение "Шум дождя" в исполнении Ванессы Мэй, демонстрируются репродукции картин И.Айвазовского "Буря на Северном море", "Радуга", "Дарьяльское ущелье", "Волна", "9 вал"; И. Ендогурова "Дождь"; Ю.Клевера "Зимний закат"; И.Левита "Озеро. Русь".

Записывают тему урока.

План.

1) Нахождение воды в природе.
2) Физика и химия воды.
3) Источники питьевой воды.
4) Способы очистки воды.
5) Применение воды и растворов в народном хозяйстве.

Нахождение воды в природе.

"Я и туча, и туман,
И ручей, и океан,
И летаю, и бегу,
И стеклянной быть могу".

О каком агрегатном состоянии воды идет речь в загадке?

Вода находится в межзвездном пространстве, в льдах и снеге (2%) , грунте(4%) , атмосфере (0,01%) , в живых организмах (0,0003%) , в реках, озерах родниках (0,3%) -остальная вода в морях, океанах, соленых озерах.

Из чего состоит вода? Впервые воду синтезировал французский химик А.Лавуазье и его коллега П. Лаплас 24 июня 1783 г из "горючего воздуха" и "дефлогистированного воздуха". Чуть позднее Лавуазье разложил воду пропуская водяной пар над раскаленным железом и получил водород + оксид металла.

В феврале 1785 г А. Лавуазье и Ж.Минье пришли к выводу, что вода содержит 85% кислорода 15% водорода (по современным данным кислорода-88,81%,а водорода 11,19) .

Итак, природа воды раскрыта. Вода-минерал. О воде, знакомой человеку с детства, написаны бесчисленные монографии, ученые продолжают изучать ее свойства. Вода состоит из двух элентов - кислорода и водорода, однако существует 42 сочетания этих атомов в молекуле воды и причем 9 из них устойчивые, значит существует 9 свойств воды. В настоящее время установлено существование воды с молекулярным весом 19,20,21,22. Плавление льда при атмосферном давлении сопровождается уменьшением объема на 9%.Температурный коэффициент расширения льда и жидкой воды отрицателен при температурах ниже -210^оС и 3,98^оС Теплоемкость - Ср^о при плавлении возрастает вдвое в интервале температур 0-100^оС Рассмотрим структурную формулу воды (демонстрация структуры молекулы воды в мультимедийной презентации "Вода- известное и неизвестное", Рис.1) .

Атомы водорода и кислорода в молекуле воды расположены в углах равнобедренного треугольника с длинной связи 0,0957нм, валентным углом 104,5^о который обуславливает рыхлость льда и жидкой воды. Именно поэтому крупные водоемы не промерзают до дна, что дает возможность существование в них жизни. Кроме того молекулы воды способны образовывать водородные связи, которые создают пространственный каркас, определяя тем самым высокую теплоемкость, которая в свою очередь регулирует климат на планете. Благодаря прочной поверхностной пленке на чистой воде может лежать стальная игла. Ученые также полагают, что если получить абсолютно чистую воду без примеси, то по ее поверхности можно было бы ходить пешком и кататься на коньках.

В основе физико-химических свойств лежит дистиллированная вода. Какими свойствами она обладает исходя из стихотворения Л.Мартынова.

"Вода
Благоволила
Литься
Она
Блистала
Столь чиста
Что ни напиться,
Ни умыться.
И это было не спроста.
Ей
Не хватало
Ивы. тала
И горечи цветущих лоз.
Ей
Водорослей не хватало
И рыбы жирной от стрекоз
Ей
Не хватало быть волнистой.
Ей не хватало течь везде
Ей жизни не хватало
Чистой,
Дистиллированной
Воды."

Фика и химия воды.

Физические свойства: Вода - бесцветная жидкость, без вкуса, запаха и цвета. При 0^оС замерзает, при 100^оС кипит.

В природе дистиллированная вода образуется при испарении воды с поверхности Земли и выпадении ее в виде осадков, однако она содержит растворенные газы и вещества находящиеся в атмосфере.

Демонстрация опыта: нагревания кусочка льда в термостойком стакане>нагревание прилитой воды в пробирке над спиртовкой>наблюдение капелек дистиллированной воды на предметном стекле, которое держится над пробиркой.

Демонстрация схемы "Круговорот в природе" Вода испаряется и воздушным течением переносится на большие расстояния. Выпадая на поверхность суши в виде осадков, она способствует разрушению горных пород, делает их доступными для растений и микроорганизмов, размывает верхний почвенный слой и уходит с растворенными в ней химическими соединениями и взвешенными органическими частицами в моря и океаны, поддерживая, таким образом, жизнь на Земле. Благодаря ему происходит постепенное разрушение литосферы, компоненты которой попадают в моря и океаны.

В лабораторных условиях промышленности можно получить дистиллированную воду нагревая ее при температуре 2000 ^оС и при постоянном токе.

Химические свойства: Вода по-разному реагирует с веществами. Рассмотрим взаимодействие воды с металлами. От чего это зависит? Демонстрация "Ряда активности металлов" на форзаце учебника. Можно не проводя опытов определить пойдет реакция или нет.

Самые активные металлы расположены вначале ряда (до магния) именно они реагируют с водой, без нагревания образуя щелочь и выделяя водород

1) 2Na+ 2H₂O=2NaOH +H₂

Наряду с металлами в этом ряду находится водород. Значит металлы, расположенные до водорода активнее его и поэтому выделяют водород из соединений. Металлы средней активности (от магния до водорода) реагируют с водой при нагревании с образованием оксидов и выделением водорода.

2) Mg+H₂O=MgO+H₂

Fe+H₂O=FeO+H₂

Металлы, стоящие после водорода не взаимодействуют с водой.

Вода также может взаимодействовать с неметаллами:

Пропуская пары воды через раскаленные угли получают водяной газ

3) H₂O+C=CO+H₂

Вода способна гореть в атмосфере фтора 2F₂+2H₂O=4HF+O₂

Фосфор при нагревании с водой под давлением и в присутствии катализатора окисляется до метафосфорной кислоты.

6H₂O+3P=2HPO₃+5H₂

4) Взаимодействует с основными оксидами с образованием оснований

CaO+H₂O=Ca(OH) ₂

5) C кислотными оксидами

СO₂+H₂O=H₂CO₃

Источники питьевой воды.

Являясь хорошим растворителем, сохраняет свою инертность. В ней могут растворяться тв., ж., г., вещества. Дождевая вода имеет примеси веществ, находящихся в атмосфере. В морях и океанах содержатся соли. Вода рек и озер обогащена частицами поверхностной почвы и горных пород.

По содержанию ионов вода классифицируется по величине минерализации(г/л) : ультрапресные (до 0,2) ; пресные (0,2-0,5) ; слабоминерализованные (0,5-1) ; солоноватые (1-3) ; соленые (3-10) ; с повышенной соленостью (10-35) ; переходные к рассолам (35-50) ;рассолы более50 г/л.

Согласно Всеобщей декларации прав человека-право на чистую воду, ее охрану и информацию о качестве воды - защищающие основные права, его здоровье и жизнь. Мировые запасы пресной воды не увеличиваются, а потребление растет. В мире 70% пресной воды расходуется на с/х; при выращивании 1 тонны пшеницы расходуется 1,5 тыс.т. воды. На промышленность еще больше расходуется. На производство одной тонны бумаги требуется 200 т воды. Большая часть воды, особенно в развивающихся странах не подвергается очистке в производстве. В связи с этим ООН объявила 22 марта Всемирным днем воды в котором участвуют ученые, исследователи, политические деятели разных стран с целью улучшить проблему очистки сточных вод.

Способы очистки воды.

Демонстрация элементов исследовательской работы "Вода-известное и неизвестное". Ознакомление с методами очистки питьевой воды из местной реки на городской насосно - фильтровальной станции, результатами исследований ученицы 10 класса (приложение 1, рис.2) .

Знакомство со схемой №9 стр 87 учебника"Области использования воды".

III. Закрепление материала. (10 мин.)

Парная работа с дидактическими карточками: собрать схему очистки воды на местной НФС.

Блиц опрос:

1. Какую воду мы пьем?;

2. Влияет ли вода на климат нашей планеты?;

3 .Как получают дистиллированную воду?;

4. Для чего нужна дистиллированная вода в химической и фармацевтической промышленности? Какими свойствами она обладает?;

5. Будет ли реагировать с водой кальций и серебро?;

6. Как синтезировать воду?

Подведение итогов занятия. Рефлексия.

Вернемся к теме нашего сегодняшнего урока.

- Какую проблему мы поставили вначале урока?

- К какому выводу мы пришли?

- Что вы узнали нового на уроке?

- Что не понравилось на уроке?

Д.З: параграф 28 повторить, составить тезисный план ответа упражнение5, 6.

Приложение 1

Приложение 2