Цели урока:
- Обучающие: овладеть базовыми знаниями, умениями и навыками, закрепить ранее полученные знания.
- Развивающие: развивать мышление, формировать способность к самостоятельному суждению, видению взаимосвязи и различий в событиях и явлениях, уметь работать в команде и высказывать свою точку зрения, грамотно работать с информацией.
- Воспитательные: формировать Я – концепцию (я умею, я могу, я хочу).
ТСО, наглядные пособия, лабораторное оборудование, реактивы: мультимедийный проектор, экран, слайды “Кристаллические решетки”, на общем столе: модели кристаллических решеток алмаза и графита, нож для резки стекла, коллекция “Шкала твердости”, на столе учащихся: лоток с реактивами и лабораторным оборудованием (штатив для пробирок, пробирки, соляная кислота, мел, уголь, раствор синьки, известковая вода, лакмус, прибор для получения газа, лабораторный штатив).
Оформление доски: “Каждый человек – алмаз, который может очистить и не очистить себя. В той мере, в которой он очищен, через него светит вечный свет. Стало быть, дело человека – не стараться светить, а стараться очищать себя”. (Л.Н. Толстой)
Этапы проведения урока:
- Организационный момент: инструктаж по технике безопасности при работе с химическими реактивами и лабораторным оборудованием; формирование групп.
- Изучение новой темы: общая характеристика элементов подгруппы углерода по положению в периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева;
- Строение атома углерода; повторение изученных ранее понятий: аллотропия, кристаллическая решетка; сказочное повествование о свойствах углерода и его соединений.
- Закрепление изученного материала по отрывкам художественных произведений и сказке.
- Заключительный этап (рефлексия).
Ход урока
Организационный момент
Начинаем урок с инструкции по технике безопасности при работе в кабинете химии, так как учащимся придется выполнять практическую часть урока самостоятельно, но под наблюдением учителя.
Формируем группы по желанию учащихся, однако учитель может рекомендовать в состав групп учащихся с разными возможностями и способностями.
Изучение новой темы.
Каждой группе предлагается самостоятельно выполнить работу по общей характеристике элементов подгруппы углерода по заранее приготовленному плану:
- положение атома углерода в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева;
- строение атома и его валентные возможности, с составлением электронной формулы и графической схемы;
- заполнение ряда окислительно-восстановительных возможностей атома углерода (выделить характерные степени окисления).
Пример:
-4____-3____-2____-1____О___+1___+2____+3____+4
На экран проецируются правильные ответы на поставленные вопросы, учащиеся проводят проверку и совместно с учителем анализируют результаты работы (по желанию учитель может оценить знания по повторению пройденного материала, так как учащиеся владеют технологией работы с периодической системой химических элементов Д.И. Менделеева).
Учитель осуществляет понятийный контроль: аллотропия и аллотропные модификации, кристаллическая решетка.
На экране показаны кристаллические решетки алмаза, графита и карбина, на общем столе демонстрируются модели кристаллических решеток аллотропных модификаций углерода (алмаз и графит).
Обсуждение проходит в виде беседы.
Вопросы учителя:
- Можно ли назвать алмаз, графит, карбин “ родными братьями”?
- Чем отличаются структуры алмаза и графита?
- Какой тип кристаллической решетки им характерен?
- Спрогнозируйте возможные физические свойства алмаза и графита по строению кристаллической решетки.
Затем переходим к основному действию, читаем сказку.
Химическом царстве, в элементном государстве жил – был граф Углерод.
(В блок схеме записываем химический знак углерода, рассматриваем структуру древесного угля, отмечаем цвет, физические составляющие…).
В государстве с Углеродом считались, так как он находился в родстве со всей живой природой. (Почему?). По характеру граф был мягким и добродушным. Такое качество привлекало, и поэтому у него было много друзей, готовых пользоваться его услугами. Он часто проводил время в конструкторском бюро, захаживал в школу, бывал на заводе, любил проводить опыты с электричеством.
Часто Углероду приходилось очищать других от примеси ядовитых веществ, чем он несказанно гордился.
(Учащиеся проводят по карте – схеме простой опыт: “Исчезновение окраски раствора синьки” (оборудование и реактивы: штатив, пробирка, раствор синьки, уголь.)
Новое понятие: адсорбция. Беседа с учащимися о важности свойств углерода и применение его в методе очистки веществ.
Углерод не любил спорить, но если это случалось, и его доводили “ до белого каления” и оказывали сильное давление, то он становился вовсе не похожим на прежнего графа. Углерод белел от гнева, да так, что светился всеми цветами радуги, твердо стоял на своем: резал, сверлил, бурил, шлифовал, изготавливал тончайшие нити, которые никто, кроме него не мог сделать.
(Демонстрация ножа для резки стекла и коллекции “Шкала твердости”.)
Самостоятельная работа с текстом прочитанной части сказки и составление таблицы по свойствам алмаза и графита.
| графит | алмаз |
| мягкий | твердый |
| непрозрачный | прозрачный |
| серый | бесцветный |
| электропроводный | неэлектропроводный |
Схема перехода из одного аллотропного состояния в другое:
На экране историческая справка:
- в России первый алмаз был найден на Урале в 1829 г. В 1956 г. алмазы были открыты в Якутии;
- Самый крупный алмаз – Кулиннен, найденный в1905 г. в Африке, весил 3024,75 карата;
- 1 карат составляет 0,2 г.
Углерод был общительным, гостеприимным, но не любил дарить подарки, да и сам их не часто принимал.
На экран проецируются уравнения химических реакций по свойствам углерода:
С + 2Н2 = СН4;
2С + Са = СаС2;
С + 2СиО = 2Си + СО2;
3С + 4Аl = Аl4 C3;
С + О2 = СО2 ;
2 С + О2 = 2 СО ;
Задание:
1. Выберите свойства графа Углерода по окислительно – восстановительным способностям в таблицу, проставив степень окисления. Назовите продукты реакции.
2. Почему Углерод, будучи общительным и гостеприимным не любил дарить подарки и сам их не часто получал?
Было у графа Углерода два сына, один – старший, тяжелый “ на подъем”, и младший – легче воздуха.Так и различал их граф. Ведь по цвету не различить, по запаху тоже. Настораживало отца, что младший не хотел мыться, а также страшно любил соединяться с гемоглобином крови, а это было смертельно опасно.
Радовало графа одно, что его младшенький, как и сам Углерод, мог восстанавливать металлы из их оксидов, не боялся гореть в кислороде голубоватым пламенем, зато не умел тушить пожары, как это ловко делал его старший брат.
СО + СиО = Си + СО2;
2СО + О2 = 2СО2 + Q
Задание: используя текст сказки определите свое отношение к “братьям”, защитите свою позицию.
Замолвим слово о старшем сыне, Углекислом газе. У него было много друзей. Сколько полезных веществ увидел “свет”, благодаря их творческому союзу: соли – карбонаты, гидрокарбонаты, природные минералы и горные породы.
СО2 + 2 NаОН = Nа2С О3 + Н2 О
СО2 + NаОН = Nа Н С О3
СО2 + СаО = СаСО3
Только известковая вода недолюбливала Углекислый газ, завидев его, она тот – час же мутнела.
Задание:
1. Допишите уравнение реакции:
2. Проведите эксперимент, доказывающий слова из сказки.
(Оборудование и реактивы: прибор для получения газа, штатив, пробирка, мел, соляная кислота, известковая вода.)
Известковая вода не только мутнела при виде Углекислого газа, она готова была поглотить его, изничтожить, превратить в продукт переработки.
Знаете ли вы, что:
- гидроксид кальция был применен в кислородных аппаратах закрытого типа, которые использовали альпинисты в Гималайском высокогорье;
- изолирующие противогазы пожарных, шахтеров, военных также обязательно должны иметь поглотитель для отработанных продуктов дыхания.
Как-то раз Граф Углерод со своими детьми поехал на бал, себя показать и судьбу детей устроить. Его с почтением встречали основные оксиды, основания, металлы, водород. Особенно ему приглянулась Вода, в своем ослепительно белом наряде.
Для графа она была слишком молода, и тогда он решил познакомить красавицу со своими сыновьями. Угарный газ остался равнодушным, а вот Углекислому газу принцесса приглянулась. Он покорил сердце красавицы. И был пир, я там был, и свадьба состоялась.
Быстро сказка сказывается, да не скоро дело делается, однако вскоре граф Углерод стал дедушкой.
Родилось дитя слабое, бессильное. Окропили ребенка “святой водой” с фиолетовым лакмусом и все сразу поняли, что родилась девочка. Ей дали имя Кислота, с фамилией Угольная.
Лабораторный опыт: “Получение угольной кислоты”.
Оборудование и реактивы: прибор для получения газа, пробирка, мел, соляная кислота, лакмус нейтральный.
Вывод.
Унаследовала внучка от своего деда не только фамилию, но и радость к жизни. Ее часто приглашали в гости, и от общения с ней получали удовольствие. Иногда ей это не нравилось, и тогда она сердилась и пускала пузыри.
Задание: обсудите свойства кислоты и защитите свою точку зрения.
У Кислоты были искренние друзья, с которыми она проявляла все свои способности.
(На экране проецируется первая половина уравнений реакций химических свойств угольной кислоты).
Задание: допишите уравнения химических реакций, расставьте коэффициенты.
(После окончания работы проверяем результаты).
Н2С О3 + Мg = Мg C О3 + Н2
Н2С О3 + 2К О Н = К2 С О3 + 2Н2 О
Н С О3 + К О Н = К Н С О3 + Н2 О
Н2С О3 + Са О = Са С О3 + Н2 О
Продукты их совместной работы были так похожи, что проверить их генетическую принадлежность не составляло большого труда.
Экспериментальная работа: “ Качественная реакция на карбонат – ион”.
Оборудование и реактивы: штатив, пробирки, растворы солей: карбонат натрия, гидрокарбонат натрия, хлорид натрия, хлорид алюминия, соли кристаллические: сода, сода пищевая, мел, соляная кислота.
Ход работы
- Пользуясь предложенными реактивами, определите, в какой из трех пробирок находится соль угольной кислоты. Ответ мотивируйте уравнениями реакций.
- Докажите опытным путем, что предложенные кристаллические вещества являются солями угольной кислоты. Определите признак.
Закрепление изученного материала.
А) По тексту художественного произведения:
Отрывок из книги И.Ефремова “Лезвие бритвы”:
“ Южная Африка. Здесь находятся крупные залежи алмазов. Здесь выпучиваются земные недра, залегающие под гранитной корой, тяжелые, рассланцованные давлением породы. Оттуда сквозь трещины пробиваются под высоким давлением струи раскаленного и сжатого газа, несущие драгоценные алмазы”.
Вопрос: о каком процессе идет речь в отрывке из книги?
Б) Эпизод из романа Г.Р.Хаггарда “Клеопатра”:
“…она вынула из уха одну из трех огромных жемчужин…и…опустила жемчужину в уксус. Наступило молчание, потрясенные гости, замерев, наблюдали, как несравненная жемчужина медленно растворяется в крепком уксусе. Вот от нее не осталось и следа, и тогда Клеопатра подняла кубок, покрутила его, взбалтывая уксус, и выпила весь до последней капли”.
Вопрос: Как сильно пострадала героиня романа?
В) Отрывок из сказки “Мороз Иванович”:
“Между тем Рукодельница ворожится, воду процедит, в кувшины нальет, да еще какая затейница: коли вода нечиста, так свернет лист бумаги, наложит в нее угольков, да песку крупного насыплет, вставит ту бумагу в кувшин да нальет в нее воды, а вода-то знай проходит сквозь песок да сквозь уголья и капает в кувшин чистая, словно хрустальная”.
Вопрос учащимся: какие методы очистки использует Рукодельница?
Действующие лица и исполнители: составление опорной схемы по теме: “Многоликий углерод”. Задание может быть предложено в качестве домашней подготовки.
Заключительный этап (рефлексия)
На экране вновь проецируется эпиграф нашего урока.
- Как вы понимаете первую фразу эпиграфа – каждый человек алмаз?
- Как вам видится, что делает наше общество, чтобы поставить человека на такую высоту?
- В чем вы видите причинно-следственную связь между концепцией: я умею, я могу, я хочу и высказыванием Л.Н.Толстого “ дело человека – не стараться светить, а стараться очищать себя”?
Аналитическая беседа с учащимися заканчивается обсуждением урока, что понравилось и какие слабые стороны обнаружены в ходе урока. Выставление оценок за теоретическую и практическую часть урока по пятибальной системе.