Вычисления по химическим уравнениям с использованием соотношений между количеством вещества, массой и объемом веществ, участвующих в химических превращениях, можно считать “базовыми” задачами, так как это тот “фундамент”, на основе которого в дальнейшем школьники смогут освоить более сложные виды задач школьного курса.
То, насколько хорошо восьмиклассники научатся решать базовые задачи, зависит от многих причин, в том числе от уровня их математической подготовки, от темпа восприятия учебного материала, от личностных особенностей учеников.
Чтобы помочь слабоуспевающим и много пропускающим по болезни школьникам усвоить данную тему и сформировать необходимые умения, организую самостоятельную работу этих учащихся со специальным образом составленным комплектом заданий.
Общая схема построения этой системы заданий:
| Вид задания | Цель задания | Действия, которые нужно выполнить ученику |
| 1) Задание для актуализации теоретических знаний или инструктивная карта | Подготовка учащихся к восприятию материала | – Записать нужные определения, формулы,
вставить пропущенное; – изучить последовательность действий |
| 2) Задача-образец | Показать образец: – рассуждений, которые необходимо провести в процессе решения задач данного вида; – оформления этого решения |
– Прочитать условие задачи и уяснить,
как составляется краткая запись условия задачи
по ее тексту; – проследить этапы решения задачи, соотнося краткую запись каждого действия с соответствующими рассуждениями; |
| 3) Задача “с подсказкой” | – Обратить внимание учеников на
отдельные этапы решения задачи; – помочь им сформулировать “рассуждения” для последующей осмысленной записи этого решения |
– прочитать условие задачи и, пользуясь
“подсказкой”, составить краткую запись этого
условия; – дополнить “рассуждения” недостающими словами и словосочетаниями; – на основе “восстановленных рассуждений” вписать пропущенное и выполнить все действия, необходимые для решения задачи |
| 4) Упражнения для тренировки | Закрепить умение решать задачи данного вида | Самостоятельно решить аналогичные задачи, при этом правильно оформить краткую запись условия задач и само решение |
Как правило, “Расчеты по уравнениям реакций” рассматриваются в конце раздела “Первоначальные химические понятия” или после него. Поэтому при изучении данного раздела важно обратить внимание на те умения, которые в дальнейшем станут основой для формирования у школьников понимания того, как нужно решать базовые задачи. К таким умениям можно отнести:
– составление формул бинарных соединений по валентности (тема “Валентность”);
– вычисление массы (объема) вещества по его количеству и наоборот (тема “Количество вещества. Молярная масса. Молярный объем газа”);
– умение расставлять коэффициенты в уравнениях химических реакций (тема “Химические уравнения”);
– составление по тексту уравнений реакций соединения, разложения (тема “Химические уравнения”).
Особое внимание при работе со слабоуспевающими или много пропускающими по болезни учащимися целесообразно обратить на тему “Количество вещества. Молярная масса. Молярный объем газа”, так как именно при изучении этого блока восьмиклассники знакомятся с новыми для них видами расчетных задач:
- по известному количеству вещества (А) найти его
массу (n(A)
m(A)); - по известной массе вещества (А) вычислить, какое
количество вещества это составляет (m(A) n(A));
- по известному количеству газообразного
вещества (А) найти, какой объем он занимает (n(A) V(A));
- по известному объему вещества (А) определить,
какое количество вещества этому соответствует
(V(A) n(A)).
Решение подобных задач состоит из последовательного выполнения следующих операций:
– составить по тексту краткую запись условия задачи;
– проанализировать, что известно и что нужно найти по условию задачи;
– записать нужную формулу;
– если необходимо, вычислить относительную молекулярную массу вещества;
– подставить известные данные в формулу, произвести вычисления;
– записать ответ.
Очень важно, чтобы у слабоуспевающих восьмиклассников была отработана вся последовательность этих действий, так как на этом будет основано восприятие базовых задач. Поэтому уже в процессе изучения темы “Количество вещества. Молярная масса. Молярный объем газа” данной категории учащихся предлагается комплект заданий для самостоятельной работы (на дополнительном занятии), построенный по приведенной выше схеме.
Примеры заданий:
Количество вещества. Моль. Молярная масса.
- Допишите определения:
а) Количество вещества – это _____________________________________________
б) Моль – это _____________________________________________________________
в) Молярная масса – это ___________________________________________________
- Напишите формулу, выражающую зависимость между молярной массой, массой вещества и его количеством (формула 1): ________
Преобразуйте эту формулу таким образом, чтобы можно было определить:
а) массу вещества (если известны другие данные) (формула 2): _______________
б) количество вещества (если известны другие данные) (формула 3): _______________
Задачи вида : n(А) m (A)
(Определить массу вещества по известному количеству этого вещества).
Задача-образец № 1: Чему равна масса хлорида железа (Ш), количеством вещества 8,2 моль?
Решение: 1) m = n • M m (FeCl3) = n(FeCl3) • M(FeCl3) 2) Мr (FeCl3) = 1 • 56 + 3 • 35,5 = 162,5 М (FeCl3) = 162,5 г / моль 3) m (FeCl3) = 8,2 моль • 162,5 г / моль = 1332,5 г |
Рассуждения:
Рассуждения:
|
Задача “с подсказкой” № 1: Какова масса сульфида алюминия, взятого количеством вещества 3,7 моль?
 Решение: 1) 2) 3) |
Рассуждения:
Рассуждения:
|
1) Задача: вычислите массу оксида ниобия (V), количество вещества которого составляет 0,4 моль.
2) Задача: какова масса 6,4 моль фторида сурьмы (Ш)?
По такой же точно схеме (задача-образец, задача
“с подсказкой”, задачи для самостоятельного
решения) разбираются и обратные задачи вида m(A) n(A).
Молярный объем газа – этот раздел рассматривается точно также, как и предыдущий (Количество вещества. Моль. Молярная масса.).
После того, как школьники проработают в этой системе все разновидности подобных задач, им предлагаются задачи рассмотренных видов для контроля за усвоением этого материала.
Сформированные умения решать подобные задачи, а также тщательная отработка умения расставлять коэффициенты в уравнениях реакций и составлять эти уравнения по тексту станут той основой, которая поможет восьмиклассникам освоить тему “Вычисления по химическим уравнениям (базовые задачи)”.
Собственно базовые задачи - вычисления по химическим уравнениям с использованием соотношений между количеством вещества, массой и объемом веществ, участвующих в химических превращениях – представляют собой целый комплекс задач. Рассмотрим подробно систему заданий для каждого вида этих задач.
1) По известному количеству вещества “А”
вычислить количество вещества “Б”,
участвующего или получающегося в результате
реакции (n(А) n(Б)).
Сначала ученику предлагается инструктивная карта (содержащая последовательность этапов решения) и задача-образец. Работая с этими данными, восьмиклассник сможет соотнести:
Далее учащийся продолжает работу с аналогичной по содержанию “задачей с подсказкой”, цель которой – помочь школьнику выполнить задание “по образцу” (как в рассуждениях, так и в оформлении решения задачи). “Пропуски” в рассуждениях оставляют так, чтобы ученику было легче проводить аналогию с предыдущей задачей-образцом (для этого обе задачи – и образец, и с подсказкой – имеют один номер).
После подобной самостоятельной работы ученик показывает ее результат учителю, а затем получает аналогичные упражнения для закрепления умения решать эту разновидность базовых задач.
Примеры заданий: Задачи вида : n(А) n(Б)
(По известному количеству вещества “А” нужно вычислить количество вещества “Б”, участвующего или получающегося в результате реакции).
Такие задачи решаются в 1-м действие.
Последовательность этапов решения:
- Составляем уравнение реакции, о которой идет речь в условии задачи, расставляем коэффициенты.
- В уравнении реакции подчеркиваем формулу вещества (“А”), количество которого известно, и формулу вещества (“Б”), количество которого нужно определить.
- Под формулами веществ “А” и “Б” указываем количества этих веществ по коэффициентам в уравнении реакции.
- Под формулой вещества “А” указываем количество этого вещества по условию задачи, под формулой вещества “Б” записываем n (Б).
- Составляем и решаем пропорцию относительно n (Б).
- Записываем ответ.
Задача-образец № 5: Какое количество хлорида алюминия можно получить при нагревании 39 моль хлора с алюминием?
 Решение: 3 Сl2 + 2 Al 3
моль 2
моль (по коэф.)
Находим n (AlCl3) из соотношения: 3 • n (AlCl3) = 39 • 2 n (AlCl3) = 39 • 2 : 3 = 26 моль Ответ: при нагревании 39 моль хлора с алюминием можно получить 26 моль хлорида алюминия. |
Рассуждения:
Рассуждения:
|
n (AlCl3) (по
условию)Задача “с подсказкой” № 5: Вычислите количество вещества оксида цинка, которое образуется при взаимодействии 7,8 моль цинка с кислородом.
| Дано: n ( ) = ______ Найти: n ( ) Решение: __Zn + O2 ____ моль ______(по коэф.) ____ моль n (______) (по условию) Находим n (_____) из соотношения: Ответ: |
Рассуждения:
Рассуждения:
следовательно, при этом образовалось __________________.
|
- Задача: 0,3 моль индия прореагировало с
серой с образованием сульфида индия (Ш).
Рассчитайте количество продукта реакции. - Задача: какое количество калия может прореагировать с 56 моль серы?
- Задача: вычислите количество иода, полученного при разложении 12,4 моль иодида бора (Ш).
2) В следующую группу задач (они решаются в 2 действия) можно объединить несколько разновидностей:
А. Задачи, когда по известной массе
(или объему) вещества “А” нужно определить количество
вещества “Б”, участвующего или
получающегося в результате реакции (m(А) n(Б) и V(А) n(Б)). Такие задачи решаются по одному
плану:
– нахождение количества вещества “А” по формуле (аналогично задачам в теме “Количество вещества. Молярная масса. Молярный объем газа”);
– вычисление количества вещества “Б” по
коэффициентам в уравнении реакции (аналогично
уже известным задачам вида n(А) n(Б) ).
Б. По известному количеству
вещества “А” нужно определить массу (или
объем) вещества “Б”, участвующего или
получающегося в результате реакции (n(А) m(Б) и (n(А) V(Б)).
Последовательность действий, которую нужно осуществить ученику при решении этих задач, будет обратной:
– вычисление количества вещества “Б” по коэффициентам в уравнении реакции (аналогично задачам, которые разбирались ранее);
– нахождение массы или объема вещества “Б” по формуле (аналогично задачам в теме “Количество вещества. Молярная масса. Молярный объем газа”).
При решении тех и других разновидностей задач (п. А и Б) этой группы ученикам нужно выполнить два уже известных им действия (но в разной последовательности), то есть объединить уже имеющиеся у них умения. Поэтому целесообразно в качестве этапа актуализации теоретических знаний предложить восьмиклассникам схематическое изображение “пути” решения каждой из двух разновидностей задач. Этап формирования умений традиционен: задача-образец, задача “с подсказкой”, задачи для самостоятельного решения.
3) В третьей группе задач (они решаются в 3 действия) можно выделить 4 вида:
а) по известной массе вещества “А”, найти объем вещества “Б” (m(А)
б) зная массу вещества “А”, вычислить массу вещества “Б” (m(А)
в) по известному объему вещества “А”, определить массу вещества “Б” (V(А)
г) зная объем вещества “А”, вычислить объем вещества “Б” (V(А)
Решение всех этих задач можно представить в виде единой схемы, а чтобы школьники смогли сами составить ее, им нужно суметь мысленно объединить решение задач разновидностей А и Б предыдущей группы:
а) m(А) n(Б) и n(А) m(Б) } m(А) m(Б);
б) m(А) n(Б) и n(А) V(Б) } m(А) V(Б);
в) V(А) n(Б) и n(А) m(Б) } V(А) m(Б);
г) V(А) n(Б) и n(А) V(Б) } V(А) V(Б).
Поэтому на этапе подготовки учеников к восприятию этой группы задач целесообразно задание (по форме – “заполнение пропусков”), которое поможет восьмиклассникам обобщить имеющиеся у них знания и самим составить итоговую схему решения базовых задач. Далее учащиеся используют эту схему в процессе решения сначала задачи “с подсказкой” (этап формирования умений), а затем и других задач этой группы (закрепление умения).
После того, как учениками будут проработаны все разновидности базовых задач (а учителем проверена эта работа), в случае необходимости для корректировки умений школьникам могут быть предложены отдельные задачи из рубрики “Проверьте свои знания”.
Таблица
Базовые задачи: классификация, построение системы заданий для работы со слабоуспевающими учащимися
| Группы базовых задач | Особенности групп | Схемы решения задач | Построение системы заданий | ||||
| 1. n(А) n(Б) |
Новый для учеников вид задач, для усвоения которого необходим ряд умений | В 1 действие (из соотношения по коэффициентам в уравнении реакции) |
|
||||
| 2. А) m(А)
n(Б) V(А) n(Б)Б) n(А) |
Эти разновидности задач – “синтез” задач предыдущей группы с задачами темы “Количество вещества. Молярная масса. Молярный объем газа” | В 2 действия: А) m(А) или V(А) n(А) Б) m(Б) или V(Б) n(А) |
|
||||
| 3) А) m(А)
m(Б) Б) m(А) В) V(А) Г) V(А) |
Данные задачи – комбинация задач разновидностей предыдущей группы | В 3 действия: m(A) m(Б) или V(A) или V(Б)
n (А)  n (Б) |
|
Все примеры заданий по темам “Количество вещества. Молярная масса. Молярный объем газа” приведены в Приложении 1, а примеры заданий по теме “Базовые задачи” – Приложении 2.