Урок по теме "Кислород — химический элемент и простое вещество. Получение кислорода"

Разделы: Химия

План урока.

  1. Общая характеристика химического элементакислорода на основе его положения в Периодической системе Д. И. Менделеева.
  2. История открытия (кем, когда были открыты).
  3. Нахождение в природе: общие содержание в земной коре, содержание в атмосфере, в живой и не живой природе.
  4. Алотропия кислорода. Озон. Кислород. Физические свойства.
  5. Способы получения (в лаборатории и промышленности). Катализаторы. Каталитические реакции.
  6. Способы собирания кислорода.
  7. Обнаружение кислорода.

Урок рассчитан на один академический час. На нем используется мультимедийная установка. Лабораторная работа рассчитана на получение кислорода путем разложения пероксида водорода в присутствии катализатора оксида марганца (IV) MnO2.

Ход урока

В ходе урока общую характеристику кислорода учащиеся дают самостоятельно. Историю нахождения кислорода в природе, открытия, аллотропию кислорода, знакомство с озоном, физическими свойствами кислорода и озона учащиеся изучают при просмотре презентации, подготовленной учащимися. Учитель демонстрирует слайды, а учащиеся заполняют таблицу (Приложение № 1).

При изучениилабороторных способов получения кислорода учитель демонстрирует видеофрагмент: Получение кислорода разложением пермангоната калия при нагревании и собирание газа кислорода методом вытеснения воздуха или воды .

Учащиеся смотрят презентацию учителя, слайды с уравнениями реакций разложения хлората калия в присутствии катализатора. Учащиеся знакомятся с понятием катализатор и каталитические реакции.

Затем учащиеся самиполучают кислород путем разложения пероксида водорода в присутствии катализатора оксида марганца (IV). Собирают кислород, обнаруживают газ в пробирке. Запеисывают уравнение химических реакций.

В заключение урока учащиеся закрепляют изучение материала, выполняют тест и проверяют правильность решения на слайде. (Приложение № 2).

Эпиграф урока

“Кислород — это вещество, вокруг которого вращается земная химия”.

Я. Берцелиус.

Цели урока.

Обучающие: обеспечить усвоение учащимися теорий, законов, понятий, фактов, признаков, особенностей и т.д.; повторить, систематизировать, обобщить знания; сформировать умения, навыки; устранить пробелы в знаниях.

Воспитательные: формирование у учащихся таких черт характера, как трудолюбие, гуманность, дисциплинированность, ответственность, аккуратность, положительное отношение к учёбе.

Развивающие: развитие у учащихся умения анализировать, сравнивать, обобщать учебный материал ; развитие познавательных умений - слушать, выделять главное, составлять план, тезисы, конспекты, делать опыты, наблюдать, ставить проблемы и решать их, выдвигать гипотезы и т.д.

Цель.

Систематизация и расширение знаний учащихся о химическом элементе кислороде и простых веществах — кислороде и озоне, их нахождение в природе; усвоение понятий “аллотропия” и “аллотропные модификации”; знакомство с историей открытия простого вещества — кислород и способы его лабораторного получения и собирания; формирование представлений о катализаторах.

Основные вопросы.

  1. Характеристика элемента кислорода.
  2. Кислород - простое вещество.
  3. История открытия кислорода.
  4. Способы получения и собирания кислорода. Понятие о катализаторах.

Основные понятия:

химический элемент кислород, аллотропия, аллотропные модификации, простые вещества — кислород и озон; катализаторы.

Планируемые результаты.

  1. Формирование системы знаний о химическом элементе кислороде, его распространенности и роли в природе.
  2. Усвоение понятий “аллотропия”, “аллотропные модификации” при сравнении состава, строения, свойств, изучение роли в природе и жизни человека кислорода и озона.
  3. Развитие научного мышления учащихся при формировании умений находить причинно-следственные связи, сравнивать химические объекты и давать им сравнительную характеристику.
  4. Развитие научного мировоззрения учащихся при усвоении основных идей курса: единство и познаваемость мира; единство живой и неживой природы; зависимость свойств вещества от особенностей их состава и строения; зависимость способов получения вещества от его свойств.
  5. Развитие у школьников интереса к изучению химии путем расширения и систематизации их знаний о кислороде и озоне.
  6. Развитие у школьников интереса к изучению химии через лабораторный эксперимент.

Приемы обучения:

постановка межпредметных вопросов; выполнение комплексного задания на сравнение состава, строения, свойств и роли кислорода и озона в природе; составление обобщающих таблиц; обращение к историческому материалу.

Средства обучения:

Мультимедиапроектор, схемы, таблицы, учебник, дополнительная литература, химический эксперимент, лабораторное оборудование.

Оборудование и реактивы:

компьютер, интерактивная доска, мультимедиа проектор, видео фрагменты из единой коллекции цифровых образовательных ресурсов, пробирки, штатив, лучинки, колбы, Н2О2 — пероксид водорода, MnO2 — оксид марганца (IV).

  1. Ход урока

Учитель: Наш урок посвящен химическому элементу и веществу им образованному, который занимает особое место в жизни человека и всего живого.

В чем горят дрова и газ,
Фосфор, водород, алмаз?
Дышит чем любой из нас
Каждый миг и каждый час?
Без чего мертва природа?
Правильно без …

Ученики: Без кислорода

Учитель: На уроке вы больше узнаете о химическом элементе — кислороде, о простых веществах — кислороде и озоне, выясните, что такое аллотропия и аллотропные модификации, а также узнаете, как и кем был открыт кислород. Попытаемся получить его в лаборатории, собрать и доказать его наличие в сосуде. Запишете тему урока в своих тетрадях.

Учитель: На доске составляем план характеристику химического элемента кислорода. Выйти к доске и записать этот план (по желанию). Все остальные это делают в тетради.

План характеристика химического элемента:

  1. Символ — О
  2. Положение в ПСХЭМ — VI Г (А)

    3. II период

    Порядковый номер — 8.

  3. Химическая природа — неметалл.
  4. Относительная атомная масса — Ar (O) = 16
  5. Валентность — II.

Учитель: Как вы думаете, в каком виде кислород содержится в природе? Какие образует вещества? Ответы учащихся могут быть разными. Для того, чтобы познакомиться с этим вопросом, посмотрим презентацию учащихся. Посмотрев ее, ответьте на эти вопросы.

Примечание: Далее идет презентация учащихся: “Нахождение кислорода в природе. Аллотропия. Кислород и озон (5-6 мин.)”.

Учитель: Перед вами на столе лежит таблица. Для того, чтобы ее заполнить, немного обсудим эти вопросы.

  • Какова химическая формула простого вещества — кислорода?
  • Какова химическая формула простого вещества — озона?

Ученик: О2 и О3. Молекула кислорода состоит из 2-х атомов кислорода, а молекула озона из 3-х атомов кислорода.

Учитель: Какова относительная молекулярная масса кислорода и озона?

Ученик: Mr(O2) = 32; Mr (O3) = 48.

Учитель: Каковы физические свойства кислорода? Каковы физические свойства озона?

Ученик: Кислород — газ, без цвета, вкуса, запаха, малорастворим в воде, тяжелее воздуха, при t = - 1870С превращается в жидкость бледно-синего цвета, а при t = -218, 80 С в синие кристаллы.

Озон — газ, голубого цвета, имеет запах свежести, в воде лучше растворим, чем кислород, тяжелее воздуха, при t = -1120С превращается в жидкость темно-синего цвета.

Учитель: Содержится ли кислород и озон в воздухе? Как эти газы там образуются?

Ученик: Кислород содержится в воздухе (21% по объему) образуется в результате фотосинтеза. Озон также содержится в атмосфере, примерно на расстоянии 10-30 км от поверхности Земли образуется в результате грозовых разрядов.

Учитель: Входит ли химический элемент кислород в состав различных сложных веществ?

Ученик: Кислород — самый распространенный химический элемент на Земле. Он входит в состав воды, углекислого газа, многочисленного класса кислот, оксидов, оснований, солей; а также образует органические вещества — белки, жиры, углеводы.

Учитель: Итак, мы подошли к очень важному понятию “аллотропия” и “аллотропные модификации”. Химический элемент кислород образует 2 простых вещества — кислород и озон, которые отличаются друг от друга составом, строением, свойствами. Такое явление называется “аллотропия”, а вещества, образованные одним и тем же химическим элементом, - “аллотропными модификациями” или видоизменениями. Запишем это в тетрадь. Откройте учебник § 58, стр. 155 — 156, и спишите определение в тетрадь.

Примечание: учащиеся переписывают в тетрадь определения.

Учитель: Явление существования различных простых веществ, образованных атомами одного и того же химического элемента и называется аллотропией, а простые вещества — аллотропными модификациями. Таким образом, О 2 и О 3, т.е кислород и озон — это аллотропные модификации химического элемента кислорода. Переходим к следующему этапу урока.

Учитель: Как же был получен кислород? Какие ученые впервые его получили? Посмотрим презентацию, подготовленную учащимися. Ваша задача записать фамилии и имена ученых и способы получения и собирания кислорода, которые эти ученые использовали.

Примечание: Идет презентация (5 — 7 мин.).

Ученик 1: Многие ученые прошлого догадывались, что существует вещество со свойствами, которые, как мы теперь знаем, присущи кислороду. Упоминание об этом элементе вполне могло появиться уже в VIII в. Сведения о нем - косвенные, разумеется, - есть в трактате китайского алхимика Мао Хао. Китайцы знали “деятельное начало”, входящее в состав воздуха, и называли его “йын”. В XV в. следы кислорода можно обнаружить в трудах Леонардо да Винчи. Потом снова теряются - до XVII в., когда голландец Дреббель изобретает подводную лодку. Он использует селитру, чтобы ее кислородом обогатить воздух в подводной лодке. Но этот факт остался незамеченным.

Ученик 2: В 1758 году М.В.Ломоносов склонен был признать, что в процессе горения участвует воздух, и на основании своих опытов доказал, что в состав воздуха входит вещество, окисляющее металл.

Ученик 3: Открытие кислорода является одним из важнейших событий в истории, и связано с именами учёных Д. Пристли, К .Шееле и А. Лавуазье.

Когда - то в древней Англии
Великий Пристли жил.
Все соблюдая правила;
Оксид он разложил.
Под куполом сосуда
Бесцветный газ собрал.
Старательно исследуя
Его он onucaл.
Не видим и безвкусен
Всех запахов лишен.
В воде не растворяется
Свеча сгорает в нем.
Ученый в изумлении:
Ну что за чудеса?
Горят легко в нем многие
Простые вещества
Этот газ из колбы вышел
Никому он не знаком
Этим газом дышат мыши
Под стеклянным колпаком
Дрова лучистым пламенем
Сгорали в нем, понятно.
Сам пробовал дышать-
Легко дышать, приятно.

Ученик 2: Вот как об этом писал сам Джозеф Пристли: “1 августа 1774 г. Я попытался извлечь воздух из ртутной окалины (оксида ртути) и нашел, что воздух легко может быть изгнан из нее посредством линзы. Этот воздух не поглощался водой. Каково же было мое изумление, когда я обнаружил, что свеча горит в этом воздухе необычайно ярким пламенем. Тщетно пытался я найти объяснение этому явлению”.

Ученик 1: Одновременно с Пристли кислород открыл и шведский ученый Карл Шееле. Шееле даже получил его раньше, чем Пристли, но сообщение об этом было опубликовано позже, чем открытие Пристли. И все-таки главная фигура в истории открытия кислорода - не Шееле и не Пристли. Они открыли новый газ - и только. Собственно открывшим кислород остается французский химик Антуан Лавуазье. В 1775 году он исследовал кислород и создал кислородную теорию горения, которая пришла на смену теории флогистона (теория огненной материи). За два века, прошедшие со времени открытия, теория Лавуазье не только не была опровергнута, но еще более укрепилась. Лавуазье дал название кислороду oxygenium - рождающий кислоту

Учитель: Каким образом ученые получали кислород? Что они использовали для этого?

Ученик: Разложением оксида ртути (II) Д. Пристли получил впервые кислород. Обнаружил его с помощью горящей лучины, она ярко вспыхивала и горела в кислороде.

Учитель: Для того, чтобы выяснить, как можно получить кислород в лаборатории, как можно собрать его, и как этот газ обнаружить посмотрим опыт в “Виртуальной лаборатории.” Способ получения кислорода разложением перманганата калия при нагревании”.

Примечание: По ходу просмотра опыта учитель акцентирует внимание учащихся на ключевых моментах, а именно: 1) уравнении реакции получения кислорода разложением перманганата калия при нагревании; 2) методах собирания кислорода вытеснением воздуха или воды.

Учитель: Запишем уравнение реакции разложения перманганата калия при нагревании:

  • Так как кислород тяжелее воздуха и малорастворим в воде, собирают его двумя методами:

а) методом вытеснения воздуха (рис. 53 стр. 158 учебника).

б) методом вытеснения воды (рис. 53 стр. 158 учебника)

Примечание: Учащиеся рассматривают рисунки в учебнике и записывают уравнение реакции и название двух методов собирания кислорода.

Учитель: Кислород можно получить и разложением других кислородсодержащих веществ в присутствии катализаторов.

Катализаторы – это вещества, которые ускоряют ход химической реакции, но сами при этом не расходуются.

Реакции, протекающие с участием катализаторов, называются каталитическими реакциями. Например, разложение бертолетовой соли (хлората калия).

Примечание: Ученики записывают определение понятий в тетради.

Затем идет презентация учителя (просмотр уравнения химической реакции разложения бертолетовой соли в присутствии катализатора MnO2). Учащиеся переписывают уравнение химической реакции в свои тетради.

Учитель: А теперь попробуем сами получить кислород и доказать наличие газа в сосуде. У вас на столе стоит одна пробирка с оксидом марганца (IV) MnO2, в бутылочках пероксид водорода H2O2, лучинка, спички, спиртовка, пробиркодержатель.

Возьмите пробирку с черным порошком MnO2 (это катализатор), добавьте несколько миллилитров пероксида водорода. Сразу же жидкость начинает вскипать, бурно выделяя газ. Спиртовку зажгите и внесите лучинку. Тлеющую лучинку внесите в пробирку с газом. Лучинка ярко вспыхивает и горит до тех пор ,пока выделяется кислород. Кислород поддерживает горение.

Итак, мы провели каталитическую реакцию разложения пероксида водорода.

Посмотрим на презентации уравнение реакции разложения пероксида водорода в присутствии катализатора — оксида марганца (IV) и запишем его в тетрадь.

Примечание: Учитель демонстрирует уравнение реакции.

Учитель: А как же кислород получают в промышленности?

Примечание: Идет презентация учителя (просмотр уравнения реакции электролиза воды и метод получения кислорода испарением жидкого воздуха).

Учитель: Подведем итоги сегодняшнего урока. На уроке мы познакомились с химическим элементом кислородом, с его аллотропными модификациями — кислородом и озоном, их составом, строением, а так же познакомились с историей открытия кислорода, способами его получения в лаборатории и в промышленности, методами собирания и обнаружения этого газа. Узнали, что такое катализаторы, каталитические реакции.

Примечание: В конце урока целесообразно провести тестовую работу (минимум на 5-7мин).

Учитель: Для закрепления пройденного материала выполним тест.

Примечание: Учащимся раздается тестовое задание, проверка которого осуществляется просмотром слайда презентации.

Далее учитель задает домашнее задание и выставляет оценки.

Домашнее задание (написано на доске): прочитать и выучить § 53 и записи в тетрадях.

Список литературы:

  1. Кузнецова Н.Е., Титова И.М., Гара Н.Н., Жегин А.Ю. Химия: Учебник для учащихся 8 класса общеобразовательных учреждений — 2-е издание, перераб. — М.: Вентана — Граф, 2001.
  2. Люкимсон П.Е. Исползование художественной литературы на уроках химии //Химия в школе. — 1992 - № 3 — 4.
  3. Методика преподавания химии/ Под редакцией Н.Е. Кузнецовой — М.: Просвещение, 1984.
  4. Тихомирова С.А., Долгих А.Ф. Использование художественной литературы на уроках при изучении неорганической химии // Химия в школе — 1991 - № 2.
  5. Ходаков Ю.В. Неорганическая химия: пособие для учителя — М.: Просвещение, 1972.
  6. Шаталов Н.Е., Шаталов М. А. Межпредметные связи в формировании системных знаний // Химия в школе — 1997 - № 5
  7. Кузнецова Н.Е., Шаталов М. А. Обучение химии на основе межпредметной интеграции. Учебно — методическое пособие 8 — 9 классы. - М.: Вентана — Граф, 2004.
  8. Шаталов М.А. Уроки химии. Методическое пособие 8 класс. - М.: Вентана — Граф, 2006.