Интегрированный урок по химии и физике "Применение электролиза"

Разделы: Физика, Химия

Тип урока: урок изучения нового материала.

Вид урока: интегрированный урок с применением сообщений-презентаций учащихся.

Методы и приёмы обучения:

  • метод исследовательских творческих заданий (подготовка презентаций, поиск и обработка информации по заданной теме);
  • метод эвристической беседы;
  • метод алгоритмических предписаний (составление опорного конспекта по заданной схеме);
  • дифференцированная самостоятельная работа с представленной информацией (выделение главного, составление плана ответа к тексту, подготовка пересказа по предложенному тексту, эксперимент; применение технологии сотрудничества по схеме учитель↔учитель, учитель↔ученик, ученик↔учитель, метод синквейна.

Цель обучения:

  • обеспечить усвоение учащимися электрохимических процессов при электролизе, используя знания по физике и химии;
  • добиться усвоения учащимися понятий: гальваностегия, гальванопластика, рафинирование, оксидирование;
  • обобщить и систематизировать знания учащихся о практическом применении электролиза.

Цель развития:

  • развитие познавательных умений (умение выделять главное, составлять план, вести конспект, наблюдать, делать опыты);
  • развитие мышления (аналитического, синтезирующего, развитие умения классифицировать, делать обобщающие выводы);
  • развитие общетрудовых и политехнических умений.

Цель воспитания:

  • воспитание мотивов учения, положительного отношения к знаниям;
  • воспитание характера на пути достижения поставленной цели (при постановке опыта, добывания необходимой информации при работе с источниками).

Методическая цель: используя сотрудничество учителя химии и учителя физики, добиться создания на уроке атмосферы деловой заинтересованности и глубокого проникновения учеников в материал изучаемой темы.

Оборудование и реактивы: батарея аккумуляторов, угольные электроды, стакан с раствором медного купороса, провода, ключ, прибор для электролиза, раствор серной кислоты (15 %), растворы KJ, CuSO4

Аппаратное обеспечение: компьютер, проектор, экран.

План урока:

  1. Организационный момент.
  2. Актуализация знаний.
  3. Постановка цели и задач урока.
  4. Самостоятельная работа учащихся с источниками информации.
  5. Презентация материала, подготовленная учащимися по заданной теме.
  6. Работа с классом. Эвристическая беседа. Итоги самостоятельной работы учащихся с источниками информации на уроке (оформление схемы-таблицы).
  7. Эксперимент. Электрохимические процессы в аккумуляторах.
  8. Заключение. Домашнее задание.
  9. Рефлексия. Написание учащимися синквейна.

Ход урока

I. Организационный момент. (1 минута).

Учитель: Здравствуйте, ребята! Наш урок мы хотим предварить словами Б.Пастернака.

«Во всём мне хочется дойти до самой сути…».

А можно ли добраться до самой сути, если в твоём багаже данные одной науки?

На этот вопрос даёт ответ поэтесса М.Аллегер.

О, физика, наука из наук
Все впереди так мало за плечами
Пусть химия нам будет вместо рук,
Пусть математика очами станет.
Не разлучайте этих трёх сестёр
Познания в подлунном мире
Тогда лишь будет ум и глаз остёр
И знанье человеческое шире.

Именно поэтому мы и проводим сегодня совместный урок по физике и химии по теме «Применение электролиза».

II. Актуализация знаний. (6 минут).

Учитель: Чтобы непосредственно приступить к теме урока, повторим ключевые понятия изучаемого раздела.

Фронтальная беседа с классом.

  1. Что называется электролизом?
  2. Составьте уравнения реакции электролиза растворов Hg(NO3)2 и KJ. (Два ученика самостоятельно работают у доски).
  3. Собрать цепь и практически провести электролиз раствора KJ.
  4. Чем мы воспользуемся при прогнозе продуктов электролиза?
  5. Что взято за основу расположения металлов в ряде напряжений?
  6. Дайте определение стандартного электродного потенциала?
  7. Каковы границы применения электрохимического ряда?

Учащиеся (у доски): объясняют результаты самостоятельной работы, используя теоретические знания о прогнозировании продуктов электролиза.

Ученик-экспериментатор: демонстрирует результаты эксперимента, подтверждая правильность прогноза электролиза раствора KJ.

Учитель (продолжает беседу):

  • Запишите формулу, отражающую закон М.Фарадея (с помощью мультимедиа на экране высвечивается портрет М.Фарадея) (презентация (приложение 18), слайд 1).
  • Сформулируйте закон Фарадея.

Учитель: А сейчас мы можем обнаружить зависимость массы выделившихся веществ на электродах от силы тока экспериментально.

Демонстрационный опыт: Качественное доказательство закона Фарадея (приложение 1).
Учитель: Открытие Фарадеем закона электролиза, сделанные на стыке химии и физики, уже второе столетие играет заметную роль в различных областях жизни человека.

III. Постановка цели и задач урока. (1 минута).

Учитель: Сегодня на уроке мы попытаемся доказать, что электролиз, электрохимические процессы, технологии используемые во всех отраслях промышленности сегодня используют так широко, что без них невозможно ни существование, ни дальнейшее развитие цивилизации.

Задачи:

  1. Вы должны проанализировать, обобщить результаты самостоятельной работы дома, с учётом изученного материала темы на данном уроке.
  2. Результаты изученного материала оформить в виде опорного конспекта по алгоритму (приложение 2).

IV. Основная часть урока. (32 минуты).

1. Самостоятельная работа, учащихся по предложенной информации (7 минут) (приложение 3, приложение 4, приложение 5, приложение 6, приложение 7, приложение 8).

Учитель: В зависимости от предложенного текста вам необходимо при работе над ним выделить в главное, выяснить значение непонятных слов, ответить на поставленные в тексте вопросы, отражать изученный материал в предложенной схеме-таблице (приложение 10).

2. Выступление учащихся по итогам творческого домашнего задания (сообщение-презентация по теме «Применение электролиза»).

Ученик: сообщение-презентация по вопросу «Электрометаллургия, получение алюминия» (приложение 11, презентация, слайды 2–5).

Учитель: (работа с классом, дополнение учащихся по материалу выданной информации).

  • Кто из русских учёных внёс большой вклад в развитие алюминиевой промышленности?
  • Когда построен первый завод по производству алюминия в нашей стране?
  • Что вас поразило в информации по вопросу «Электрометаллургия»?

Ученик: сообщение-презентация «Применение в металлургии электрохимической очистки металлов. Электровосстановление олова, свинца, меди» (презентация, слайды 6–8, приложение 12).

Учитель: Металлообрабатывающая промышленность использует для защиты изделия от коррозии не только электроосаждение покрытий металлами и сплавами, но и с успехом применяет электрохимическое оксидирование. (Беседа с классом по материалу выданной информации) (приложение 4).

  • Что такое оксидирование?
  • Какие процессы происходят при оксидировании алюминия?
  • Перечислите области применения анодированных изделий.
  • Объясните значение термина «воронение» сплавов железа. Какие процессы протекают при этом?

Учитель: Большое значение в металлообработке имеет гальванотехника, которая включает в себя гальваностегию и гальванопластику.

Ученик: сообщение-презентация «Гальванотехника» (презентация, слайды 9–18, приложение 13).

Учитель: беседа с классом.

  • Какие недостатки гальванотехники вы выявили, работая над текстами информации?
  • В чём заключается опасность гальванического производства для окружающей среды?
  • Есть ли будущее у гальванотехники?

Учитель: Говоря о применении электролиза, мы не можем не отметить значительное применение электролиза для получения органических и неорганических веществ.

Ученик: сообщение-презентация «Получение неорганических соединений» (презентация, слайд 19, приложение 14, приложение 15, приложение 16).

Учитель: Какие области применения электролиза мы ещё не отразили на уроке?

Сообщения учащихся по материалу самостоятельной работы в классе и дома:

  • «Использование гальванизации и электрофореза в медицине» (приложение 6).
  • «Электрохимический метод разделения веществ» (приложение 7).
  • «Использование электролиза для научных открытий (измерение элементарного заряда)» (приложение 8).
  • «Электролиз водного раствора поваренной соли (приложение 17).

Ученик-экспериментатор: демонстрация электролиза как необходимое условие для подготовки к работе аккумулятора. Сообщение о работе химических источников тока (приложение 10, презентация, слайд 20).

V. Заключение. (3 минуты).

Учитель: И так, наш урок завершается и, конечно же, мы дали далеко не полную характеристику применения электролиза, но каждому из вас стало ясно, что современный человек на каждом шагу сталкивается со свидетельствами могущества электрохимии.

Для завершения работы над схемой-таблицей вам выделяется две-три минуты времени.

Домашнее задание: «Пособие для поступающих в ВУЗы. Егоров А.С.» § 7.2, задачи на электролиз:

  1. Для изготовления имплантантов понадобилось 22 г никеля. При какой силе тока необходимо проводить электролиз раствора нитрата никеля, чтобы в течение 1 ч получить необходимую массу никеля? Ответ. I =20 А.
  2. При производстве имплантантов в ортопедии в качестве биосовместимого материала понадобилось 50 г титана. В течение какого времени следует проводить электролиз водного раствора сульфата титана (IV) при силе тока 200 А, чтобы получить необходимую массу чистого титана? Ответ. I= 33,5 мин.

VI. Рефлексия. (2 минуты).

Учитель: Итог урока подведём написанием синквейна – это пятистрочный стих или проза, где синтезируется и обобщается какая-либо информация. В нашем случае синквейн посвящается теме нашего урока «Электролиз. Применение электролиза».

Правила написания синквейна на обратной стороне схемы-таблицы (приложение 10).

Учитель: учащиеся сдают схемы-таблицы для оценивания работы на уроке.

Наиболее удачные синквейны зачитываются учителем на уроке.

Приложение 9

Литература, используемая для подготовки информации, для работы в классе:

  1. Подабаев Н.И. Электролиз. Пособие для учителей. – М.: «Просвещение», 1969.
  2. Настольная книга учителя. Химия. 9 кл. – М.: Дрофа, 2002.
  3. Энциклопедия для детей. Том 14. Техника. – М.: Аванта+, 2000.
  4. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия. – М.: Аванта+, 2000.
  5. «Элементарный учебник физики». Том 2 / Автор Лансдберг Г.С. – М.: Наука, 1999.
  6. Общая химия: учеб. для 11 кл. общеобразоват. учреждений с углубл. изучением химии. – М.: Просвещение, 2005.