Оборудование:
Учителю – электронные пособия, справочная литература, презентация по применению неорганических веществ, промышленное производство которых было изучено на предыдущих уроках, презентация по применению различных неорганических веществ;
Учащимся – электронные пособия, справочная литература, пробирки, пробка с изогнутой газоотводной трубкой, мрамор, 10% раствор соляной кислоты, пробиркодержатель, алюминиевая пластинка, пипетка, железо (пластинка), свежеприготовленный раствор гидроксида кальция, 10% раствор сульфата меди (II) CuSO4; круглодонная колба с хлороводородом, закрытая пробкой с резиновой трубкой, зажим, кристаллизатор, вода, лакмус.
Межпредметные связи: с физикой, экологией, литературой.
Содержание урока
I. Мобилизующее начало урока.
Рассказ учителя с демонстрацией презентации по применению неорганических веществ.
Масштабное применение неорганических веществ требует производства их в значительном количестве, что вызывает необходимость учёта ряда особенностей. Разделим класс на 2 команды.
II. Основная часть.
Конкурс 1. Команды должны придумать
названия, связанные с химической
промышленностью.
Конкурс 2. Угадав загадку [4], скажи из
каких веществ состоит предмет.
1. Чёренька собачка, свернувшись, лежит; не лает,
не кусает, а в дом не пускает. (замок – железо)
2. Протянул струну на всю страну, далеко-далеко
плывёт моё словечко. (телефон – пластмасса,
медь)
3. Что за дом со шнуром, даже лето стужа в нём.
(холодильник – железо, пластмасса, фреоны,
стекло, медь)
4. Кланится, кланится; придёт домой – растянется. (топор
– железо, дерево)
5. Греет, сушит, лечит, варит, и печёт, и парит –
жарит. (русская печь – силикаты)
6. Четыре ноги, два уха, один нос, да брюхо. (самовар
– медь)
7.
Маленький черпачок,
Красненький колпачок,
Три раза в день берётся
И опять на место кладётся. (ложка – дерево, алюминий, серебро или сталь)
8. Сидит курочка на золотых яичках, а хвост
деревянный. (сковорода – чугун)
9.
Принялась она за дело,
Завизжала и запела,
Ела, ела дуб, дуб,
Поломала зуб, зуб. (пила – железо)
Конкурс 3. Верите ли вы, что… [5] (Демонстрация после ответа в виде презентации последствия использования вещества для названной цели [1].)
1. В древние времена были известны только семь
металлов. (+)
2. Каустической содой чистят посуду. (-)
3. Лужёное железо используют для изготовления
консервных банок. (+)
4. Из чугуна делают ножи, вилки и другую посуду. (-)
5. В природе можно найти чистое железо. (метеориты)
(+)
6. Горящий калий тушат водой. (-)
7. Ртуть используют при изготовлении красок для
покраски жилых домов. (-)
8. Серную кислоту используют для изготовления
аккумуляторов. (+)
9. В алюминиевой кастрюле нельзя варить варенье.
(+)
Конкурс №4. Решите задачу.
Отдельные задачи предполагают проведение химических опытов [3]. Требуется работать с едкими веществами и нагревательным прибором – спиртовкой.
Инструктаж по технике безопасности
1. Обращение со щелочами и кислотами.
2. Работа нагревательным прибором (со
спиртовкой).
№1. В 1899 г. в Англии 150 т бертолетовой соли KClO3 хранилось на заводе для дальнейшей отправки. Но искра от бочки, которую вкатывали в помещение, привела к воспламенению всех остальных бочек. Все деревянные постройки горели с чрезвычайно страшной силой: всё здание раскалилось до бела, горя с ослепительным блеском. Затем последовал взрыв. Здание и склады сровнялись с землёй [2]. Что стало причиной столь сильного пожара? - Бертолетова соль – взрывоопасное вещество, при нагревании разлагается с выделением большого количества энергии.
toC
2KClO3 = 2KCl + 3O2
№2. Кирпичи на основе гашёной извести используют для построения зданий. Некоторое время в кирпиче происходят изменения, из-за чего его называют сырым. Не может ли из-за этих изменений разрушиться стена здания? Напишите уравнение реакции. Осуществите химическое превращение гашёной извести с одним из компонентов воздуха в пробирке.
Инструкционная карта
Лабораторный опыт “Взаимодействие гашёной извести с оксидом углерода (IV)”.
Оборудование и реактивы: мрамор, 10% раствор соляной кислоты, пробирки (2 шт.), пробиркодержатель, пробка с изогнутой газоотводной трубкой.
1. С какими соединениями взаимодействуют соединения основного характера?
2.
1) В пробирку налейте 2-3 мл свежеприготовленного
раствора гидроксида кальция.
2) В сухую пробирку поместите кусочки мрамора, прилейте 10% раствор соляной кислоты и закройте отверстие пробирки пробкой с изогнутой газоотводной трубкой, свободный конец которой опустите в подготовленную пробирку с раствором гидроксида кальция.
Что вы наблюдаете? Подтвердите уравнениями химических реакций.
3. Как отразится на скорости взаимодействия гашёной извести с оксидом углерода (IV) уменьшение концентрации углекислого газа (в воздухе CO2 только лишь 0,02 – 0,04%).
Взаимодействие гашёной извести с оксидом углерода (IV)
- Сырым называют кирпич, в котором содержится
гашёная известь; с течением времени она
взаимодействует с углекислым газом,
содержащимся в воздухе: Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3
+ H2O.
№3. Зачем заводам по переработке полиметаллических руд нужны цеха по производству серной кислоты: она используется для металлургического процесса? Дайте мотивированный ответ, подкреплённый уравнениями химических реакций. - В процессе переработки полиметаллических руд образуется сернистый газ, который можно использовать в производстве серной кислоты.
toC
4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2;
V2O5, toC
SO2 + O2 = 2SO3;
SO3 + H2O = H2SO4
№4. На одном складе была испорчена партия алюминиевых деталей. Было замечено, что в то же время на этом складе производилась побелка гашёной известью. Могло это быть причиной порчи алюминиевых деталей, если они не были защищены от брызг побелки? Проделайте опыт, подтверждающий предположения.
Инструкционная карта.
Лабораторный опыт “Взаимодействие алюминия с гидроксидом кальция”.
Оборудование и реактивы: пробирка, пипетка, алюминиевая пластинка, свежеприготовленный раствор гидроксида кальция.
1. Какие свойства в окислительно-восстановительных реакциях проявляет алюминий?
2. С помощью пипетки нанесите на поверхность алюминиевой пластинки каплю свежеприготовленного раствора гидроксида кальция и подождите. Что вы наблюдаете? Составьте уравнение химической реакции.
3. Предположите, что произойдёт с алюминиевой
пластинкой при длительном контакте с гашёной
известью? - Да, так как алюминий взаимодействует
со щелочами, а гашёная известь представляет
собой щёлочь: 2Al + 3Ca(OH)2 + 6H2O = Ca3[Al(OH)6]2
+ 3H2.
Конкурс 5 (блицтурнир).
А) Вопросы для первой команды [3].
1. Какое сырьё используется для промышленного
производства калия?
2. Какой способ производства стали лучше:
кислородно-конверторный или мартеновский? (вопрос-провокация)
3. Из-за чего “кипит” серный колчедан при его
окислении до оксида серы (IV) в производстве серы?
4. В США производят матрац, заполняемые гелием.
Где в комнате его хранят?
5. В природе очень малы запасы азотных удобрений.
Их производят промышленным способом. Какую
кислоту при этом используют? Приведите уравнение
химической реакции получения аммиачной селитры.
6. Используется ли в промышленном производстве
электрическая энергия?
Б) Вопросы для 2 команды [2].
1. Какое сырьё используется для промышленного
производства азота?
2. Зачем в сталь добавляют серу и фосфор? (вопрос-провокация)
3. Что означают слова “оптимальные условия”
проведения химического процесса?
4. Зачем в производстве серной кислоты используют
олеум?
5. Можно электролизом раствора хлорида калия
получить калий? Приведите суть процесса,
происходящего на катоде.
6. Как называют технологии, предполагающие
использование отходов других производств?
Конкурс 6. Экспериментальные задания (лабораторные опыты) [3].
№1. Для извлечения из жидких отходов меди используют железо. Смоделируйте этот процесс в пробирке. Напишите уравнение химической реакции. Чем отличается проведение данной химической реакции в пробирке и в промышленности? (Учащиеся могут использовать диск с опытами для того, чтобы подготовиться к самостоятельному его проведению.)
Инструкционная карта.
Лабораторный опыт “Взаимодействие железа с сульфатом меди (II)”.
Оборудование и реактивы: пробирка, железо (пластинка), 10% раствор сульфата меди (II) CuSO4.
1. При каких условиях металлы могут взаимодействовать с солями?
2. В пробирку налейте 2-3 мл 10% раствора сульфата меди (II) CuSO4. Опустите в неё пластинку из железа, подождите 1 минуту и выньте пластину из раствора. Что вы видите? Напишите уравнение химической реакции, подтверждающее ваши выводы.
3. Какие свойства железа использованы для извлечения меди из её соли? Fe+ CuSO4 = Cuv + FeSO4
№2. Для получения соляной кислоты хлороводород растворяют в воде. Осуществите этот процесс, используя колбу с хлороводородом, закрытую пробкой с газоотводной трубкой. Докажите, что в колбе образуется кислота? Можно ли таким способом получать раствор соляной кислоты в промышленности? (Учащиеся могут использовать диск с записью химических опытов для подготовки к проведению опыта.)
Инструкционная карта.
Лабораторный опыт “Растворение хлороводорода в воде – “Фонтан”.
Оборудование и реактивы: круглодонная колба с хлороводородом, закрытая пробкой с резиновой трубкой, зажим, кристаллизатор, вода, лакмус.
Внимание: хлороводород обладает удушающими свойствами!
1. Какой объём хлороводорода растворяется в 1 л воды?
2.
1) В кристаллизатор налейте воду, добавьте
несколько капель лакмуса.
2) Опустите кончик трубки, соединённой с колбой,
наполненной хлороводородом, в воду.
3) Выньте кончик трубки из воды, ослабьте зажим,
пропуская каплю воды в колбу, после чего зажим
вновь закройте, встряхните колбу.
4) Опять опустите кончик трубки в воды и откройте
зажим. Что происходит с водой? Можно составить
уравнение химической реакции?
3. Из-за чего вода устремляется в колбу?
Растворение хлороводорода в воде
Конкурс 7. Творческое задание: производство какого неорганического вещества, на ваш взгляд, недостаточно развито и вы бы занялись его дополнительным изготовлением? Ответ поясните.
III. Заключительная часть.
Рассказ учителя. Сегодня мы ещё раз вспомнили о значительной роли неорганических веществ в жизни человека: разнообразные предметы, без которых человек не может сегодня обойтись, стимулируют их производство.
IV. Домашняя работа.
Вспомните содержание параграфов по промышленному производству и применению неорганических веществ, подготовьтесь к контрольной работе по теме “Производство неорганических веществ и их применение”.
Промышленное производство и
применение органических веществ
(урок-викторина)
Оборудование:
Учителю – электронные пособия (электронная энциклопедия, диски, ресурсы Интернета), справочная литература (ксерокопии из химической энциклопедии, справочники);
Учащимся – бумага, фломастеры, вата (высокое содержание целлюлозы), тигельные щипцы, ступка, спички, спиртовка, лабораторный штатив, кусочек резиновой трубки, спиртовка, спички, пробирка, пробка со стеклянной трубкой, лучина, карбид кальция CaC2, р. серной кислоты (1:3).
Межпредметные связи: с физикой, экологией, биологией, географией, литературой.
Содержание урока
I. Введение.
Рассказ учителя. Существует более 6,5 млн. органических веществ. Значительная часть их используется человеком и служит цели улучшения его жизни. Для достаточного получения веществ требуется организация их промышленного производства, что стимулирует развитие химической технологии. И сегодня в форме викторины мы вспомним о некоторых областях применения и производстве органических веществ. Разделим класс на 3 команды.
II. Основная часть.
№ 1. Название. Команды должны придумать названия.
№ 2. Применение органических веществ.
При работе со спиртовкой, требующейся в некоторых вопросах викторины, следует помнить правила техники безопасности. Перечислите их.
Инструктаж по технике безопасности: работа со спиртовкой [3].
Вопросы [5].
1) Что такое “чёрное золото” и где его используют? Приведите примеры с уравнениями химических реакций. - “Чёрным золотом” называют нефть, которую разделяют на фракции и используют для различных целей:
А) Топливо (например, бензин):
toC
2C8H18 + 25O2 = 16CO2 + 18H2O.
Б) Производство аренов (например, бензола):
toC, кат.
CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3
= 
+ 4 H2.
В) Загрязнитель нефти – сера – сырьё для производства серной кислоты:
toC
S + O2 = SO2.
Г) Другие области применения.
2) При сжигании дерева образуется дым. Он будет образовываться, даже если сжечь кусочек дерева в чистом кислороде в отсутствие значительных количеств. Из чего же тогда состоит дым? Сожгите кусочек ваты. Напишите схему горения целлюлозы. (Используя электронную энциклопедию, ресурсы Интернета, учащиеся могут уточнить представления о составе дыма).
- Дым состоит из не полностью сгоревшего топлива, в том числе сажи.
Инструкционная карта.
Лабораторный опыт “Сжигание целлюлозы” [3]
Оборудование и реактивы: вата (больше 90% целлюлозы), тигельные щипцы, ступка, спички, спиртовка.
1. К каким типам химических реакций можно
отнести реакцию горения?
2. С помощью тигельных щипцов на несколько секунд
внесите кусочек ваты в пламя горелки, а затем
опустите её в ступку. Что наблюдали? Что
произошло с ватой? Напишите схему, отражающую
сущность процесса.
3. Откуда взялась сажа на стенках ступки?
3) Спирты часто используют в производстве. С их помощью из растений можно, например, извлекать масла. Какую роль в этом играют спирты? (С помощью электронной библиотеки учащиеся больше узнают об экстракции.)
4) О чём идёт речь в афоризме: “Он пил её на здоровье, она пила его здоровье. (Ц. Недялкин) 5) С помощью ластика можно легко стереть и след карандаша и чернила. Раньше его делали из сока растения – гевеи, а сейчас из искусственного каучука, в который добавляют стеклянную пудру. Для чего её добавляют в ластик? (Ресурсы Интернета позволяют уточнить состав ластика.)
5) Раствор уксусной кислоты добавляют в пищевые продукты, например, огурцы при их консервировании. Огурцы не портятся: процесс брожения в банке с огурцами не происходит. Как уксусная кислота предотвращает процесс брожения? Ответ поясните на примере кисломолочного брожения глюкозы. (Электронная энциклопедия может быть использована для расширения знаний учащихся по вопросу брожения.)
- Уксусная кислота уничтожает микроорганизмы, вызывающие процесс брожения: молочнокислое брожение
C6H12O6 —> 2CH3-CHOH-CH3
молочная кислота
6) Метанол является сильным ядом, а его свойства очень похожи на свойства этанола. Как вы думаете, можно ли полностью отказаться от производства метанола? Приведите пример с уравнением химической реакции.
- Метанол используют в производстве формальдегида, для проведения синтезов лекарственных веществ, красителей.
toC
CH3OH + CuO = HCOH + Cu + H2O.
формальдегид
7) Керосин долго использовали в быту для осветительных и нагревательных приборов, сегодня применяют в авиации. Он имеет преимущество перед бензином, так как при скорости, развиваемой самолётом, баки с топливом нагреваются. В чём же преимущество керосина? (Электронные ресурсы – для стимулирования мотивации изучения значения керосина в жизни человека.) - Керосин имеет более высокую температуру воспламенения.
8) На каком свойстве органических веществ основано применение ацетилена при кислородно-ацетиленовой сварке? Демонстрация Опыта “Горение ацетилена”. Приведите уравнение соответствующей химической реакции.
Инструкционная карта.
Лабораторный опыт “Горение ацетилена” [3]
Оборудование и реактивы: лабораторный штатив, кусочек разрезанной резиновой трубки, спиртовка, спички, пробирка, пробка со стеклянной трубкой, лучина, карбид кальция CaC2, раствор серной кислоты (1:3).
1. Из каких веществ можно получить ацетилен?
2.
1) Пробирку вертикально закрепите в штативе.
2) 3-4 кусочка карбида кальция величиной с горошину
поместите в пробирку.
3) Прилейте в пробирку 2-3 мл раствора серной
кислоты и закройте её пробкой с газоотводной
трубкой.
4) В пламени спиртовки зажгите лучину, с помощью
которой зажгите выделяющийся газ. Что происходит
в пробирке? Напишите уравнения химических
реакций, которые вы наблюдаете?
3. Какая особенность проведённой реакции окисления находит применение в жизни человека?
Горение ацетилена
- При горении ацетилена выделяется большое количество энергии.
10) Это вещество может заставить лучше работать сердце, а может в случае военных действий убить человека. Приведите уравнение его получения из глицерина и химическую сущность процесса взрыва.
- Нитроглицерин – лекарство при боли в сердце и взрывчатка, при нагревании – взрывчатка.
11) Естественное разложение органических веществ происходит под действием гнилостных микроорганизмов. Поэтому в медицинских учебных заведениях органы, предназначенные для изучения студентами, хранят в растворе формальдегида. Какую роль он играет в сохранении органов? - Формальдегид уничтожает микроорганизмы.
12) Хозяйка купила красивое синее полотенце и стирала его вручную мылом. Но, к сожалению, через некоторое время на нём появился какой-то странный белый налёт. Хозяйка была очень обеспокоена: из-за чего это произошло? - Мыло представляет собой растворимую соль карбоновой кислоты, которая взаимодействует с растворёнными в воде солями с образованием нерастворимых солей карбоновых кислот. (Ресурсы Интернета расширяют представления о составе мыла.)
13) Казалось бы, отходы в виде хлорсодержащих веществ при производстве фреонов и хлороформа экономичнее сжечь, но это отрицательно отражается на состоянии окружающей среды. Почему? - Органические вещества не сгорают полностью и образующиеся вещества загрязняют окружающую среду.
14) В пищу человек употребляет в составе продуктов твёрдые жиры, а также масла. А как соотносятся понятия “жиры” и “масла”? - Масла – это жидкие жиры.
№ 3. Производство органических веществ.
1) При производстве свечей используют парафин. Могут ли посторонние примеси в реакционных смесях в виде кислот и щелочей стать помехой в производстве? - Парафин состоит из предельных углеводородов, не взаимодействующих с кислотами и щелочами.
2) При производстве трансформаторных масел из них удаляют остатки воды. Можно ли использовать для этой цели щелочной металл или его применение из-за взаимодействия с водой может привести к взрыву? Ответ подтвердите уравнением химической реакции.
- Следовые количества воды не могут стать
причиной взрыва: 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2.
3) В 1839 году Ч. Гудьир случайно уронил на горячую плиту гибкую и упругую пластину, обсыпанную серой. Он очень удивился, когда увидел, что пластина не испортилась, а наоборот, стала более упругой и эластичной. Какое новое вещество получил Ч. Гудьир [2]? Какова химическая сущность процесса? (Электронное пособие на диске учащийся может использовать для ознакомления с биографией Ч. Гудьира, применением резины.) - образовалась резина.
4) Всем известен аспирин. По-другому его называют салициловой кислотой, происходящей от латинского названия salix – ива. Сегодня салициловую кислоту получают из фенола. Из чего раньше делали аспирин? - Салициловую кислоту получали из вытяжек листьев ивы.
5) Древесину хвойных деревьев измельчают, варят в щелочном растворе. Затем отделённую от значительного количества примесей целлюлозу прессуют в тонкие листы, обезвоживают. Полученные листы полируют и отбеливают. Что человек получает таким способом? (Используя ресурсы Интернета, учащиеся могут дополнить свой ответ о производстве бумаги.) - бумагу.
III. Заключение. Рассказ учителя.
Итак, сегодня на уроке мы ещё раз “окунулись” в мир органических веществ. Мы используем их постоянно. Развитие химической промышленности позволяет человеку существовать, жить, творить. В то же время масштабное производство требует разработки экологически безопасных технологий. Но отказаться от промышленного производства органических веществ мы не можем. Подведём итоги викторины.
VI. Домашнее задание. Ответьте на вопрос: зачем нужно было изучать тему “Производство и применение органических веществ”? Подтвердите уравнениями химических реакций.
Литература:
- Герус С. А. Компьютерные инструменты в обучении химии // Актуальные проблемы химии и методики её преподавания: Сб. матер. межрегиональной научно-методологической конференции, 15 – 17 ноября 2006 г. – Нижний Новгород: НГПУ, 2006. – 236 с.
- Книга для чтения по химии / К. Я. Парменова, Л. М. Сморгонского. – В 2 ч. Ч. 1. – М.: Государственное учебно-педагогическое изд-во министерства просвещения РСФСР, 1960. – 531 с.
- Назарова Т. С., Грабецкий А. А., Лаврова В. Н. Химический эксперимент в школе / Т. С. Назарова, А. А. Грабецкий, В. Н. Лаврова. – М.: Просвещение, 1987. – 240 с.: ил.
- Умный Ивашка. Жар-птица и Золотое зерно: Русские народные загадки / Сост. Г. М. Науменко. – М.: Дет. лит., 1991. – 64с.:ил.
- Я познаю мир: Детская энциклопедия: Химия / Л. А. Савина. – М.: АСТ-ЛТД, 1998. – 448 с: ил.