Цель: продолжить формирование представлений о воде как о химическом веществе.
Задачи:
- Образовательные (обучающие)
Оборудование и реактивы. Штатив с пробирками, химический стакан, шпатель; фильтровальная бумага, универсальная индикаторная бумага; прибор для опытов с электрическим током; натрий, вода, цинк, медь, оксид бария, оксид меди (II), уголь.
Наглядность. Видеофильм “Химические свойства воды” [1], плакаты “Химические свойства воды”, “Изменение окраски индикаторов в различных средах”, “Ряд активности металлов”.
Это пятый урок в теме “Растворы. Вода”.
Тип урока – комбинированный.
Технология уровневой дифференциации (Приложение 1).
Ход урока
I. Организационный момент. Проверка готовности
План урока (на доске):
- Проверка домашнего задания;
- “0” – срез знаний (Приложение 2);
- Химические свойства воды;
- Д/з – §29 с.84-87 [2];
– выучить новые определения;
– изготовить карточку “Светофор”;
– в рабочей тетради №117 (а,г,д,ж,з) [3]; №118 [3]; в сборнике задач №4.40 [4] –
по уровням сложности.
II. Проверка знаний по изученной теме
УЧИТЕЛЬ – На прошлом уроке мы познакомились со способами получения воды. В чем заключается очистка питьевой воды? (№3 с 87 [2])
УЧАЩИЙСЯ 1 – Очистка воды состоит из нескольких этапов. Первый – отстаивание (в промышленных масштабах проводят в бассейнах).
УЧАЩИЙСЯ 2 – Далее в промышленных масштабах следует фильтрация через слой песка для удаления механических примесей.
УЧАЩИЙСЯ 3 – Затем проводят обеззараживание хлором, озоном или ультрафиолетом, чтобы избавиться от болезнетворных микроорганизмов.
УЧАЩИЙСЯ 4 – От растворимых примесей избавляются с помощью перегонки (для получения питьевой воды).
УЧИТЕЛЬ – Молодцы. А теперь проведем самостоятельную работу по изученному ранее материалу. Время на ее выполнение – 5 минут. Удачи.
Через 5 минут учащиеся меняются тетрадями с соседом по парте и проводят взаимопроверку по готовым ответам ( карта взаимопроверки) (Приложение 2).
Затем при необходимости осуществляется коррекция знаний у доски.
III. Изучение нового материала
УЧИТЕЛЬ – Тема сегодняшнего урока “Химические свойства воды”. Что такое химические свойства?
УЧАЩИЙСЯ – Это химические реакции, в которые вступает вещество.
УЧИТЕЛЬ – Каковы признаки химической реакции?
УЧАЩИЙСЯ – Образование нового вещества.
УЧИТЕЛЬ – Образование новых веществ помогают обнаружить индикаторы. Это вещества, изменяющие свой цвет в различных средах. На плакате показано изменение окраски универсального индикатора. В нейтральной среде он имеет желто-зеленый цвет (учитель опускает бумагу в стакан с водой), в кислой – красный, а в щелочной или основной – синий. Посмотрите следующий опыт – в стакан с водой и индикаторной бумагой учитель помещает кусочек натрия.
УЧИТЕЛЬ – Что вы наблюдаете?
УЧАЩИЙСЯ – Выделение тепла в виде огня, движение кусочка натрия по поверхности воды и появление синего окрашивания индикаторной бумаги.
УЧИТЕЛЬ – Все эти явления свидетельствуют о протекании химической реакции между натрием и водой, которую можно записать следующим образом:
1) Na + HOH → NaOH + H2
УЧИТЕЛЬ – К какому типу относится эта реакция?
УЧАЩИЙСЯ – Замещения.
УЧИТЕЛЬ – Что еще надо добавить в это уравнение, чтобы указать на выделение энергии в ходе этой реакции?
УЧАЩИЙСЯ – Символ Q.
УЧИТЕЛЬ – Как называется реакция, протекающая с выделением тепла?
УЧАЩИЙСЯ – Экзотермическая.
УЧИТЕЛЬ – Допишите в это уравнение нужный тепловой эффект. Т.к. индикатор окрасился в темно-синий цвет, то в результате реакции образовалось новое вещество – основание или гидроксид. Что такое “оксид” вы уже знаете, “гидроксид” содержит в своем названии еще один корень “гидр”, т.е. “водород”. Таким образом, это понятие можно расшифровать так: “Гидроксиды – это вещества, содержащие в своем составе группу ОН”. Другое название этого класса веществ “основания”, к нему мы вернемся чуть позже. Чтобы представленная схема была уравнением реакции, надо расставить коэффициенты. Попробуйте это сделать.
На доске учитель записывает слова “индикатор”, “гидроксид”, “основание”.
После проверки этого задания учитель объясняет, как правильно и быстро расставить коэффициенты в этом уравнении, обращая внимание учащихся на более удобную для данного случая запись формулы воды (НОН).
УЧИТЕЛЬ – А теперь посмотрите следующий опыт. В пробирку с водой и индикаторной бумагой помещаем кусок другого металла – цинка. Наблюдаются ли какие-то видимые изменения?
УЧАЩИЙСЯ – Нет.
УЧИТЕЛЬ – О чем может свидетельствовать этот факт?
УЧАЩИЙСЯ – О том, что не образуются новые вещества.
УЧИТЕЛЬ – Почему же некоторые металлы реагируют с водой очень бурно, а другие в тех же условиях остаются неизменными?
УЧАЩИЙСЯ – Может быть, они обладают разной способностью к этой реакции?
УЧИТЕЛЬ – Т.е. разной активностью. Посмотрите на ряд активности металлов. Оказывается все металлы можно разделить на 3 группы по этому признаку. Первая включает в себя очень активные металлы, такие, как натрий. Это металлы IA,IIA групп и алюминий. Вторая – металлы средней активности, например, цинк, железо. Третья группа содержит металлы неактивные, такие, как серебро, золото, медь. Металлы каждой из этих групп по-разному реагируют с водой. Активные – при комнатной температуре с выделением большого количества тепла, средние – при нагревании с образованием оксидов и водорода. Металлы же третьей группы не реагируют с водой даже при нагревании. Теперь попробуйте записать уравнение реакции взаимодействия цинка и воды.
У доски один из учащихся записывает схему реакции:
2) Zn + HOH = ZnO + H2
УЧИТЕЛЬ – Если эта реакция идет при нагревании, то, как записать ее в виде термохимического уравнения?
УЧАЩИЙСЯ – Надо добавить “-Q”.
УЧИТЕЛЬ – К какому типу относится эта реакция?
УЧАЩИЙСЯ – Эндотермическая, замещения.
УЧИТЕЛЬ – Надо ли ее уравнивать?
УЧАЩИЙСЯ – Нет, все уравнено.
УЧИТЕЛЬ – Теперь посмотрите, как проводят реакцию взаимодействия с водой железа (фрагмент видеофильма). Запишите уравнение этой реакции, указав тепловой эффект:
3) Fe + Н2О = FeO + Н2 – Q
Если же требуется составить уравнение реакции воды с неактивным металлом, то пишут так:
4) Cu + HOH ≠
Кроме металлов в реакции с водой вступают некоторые неметаллы. Например, углерод:
5) С + Н2О = СО + Н2
Поместим кусочек угля в воду. Что вы наблюдаете?
УЧАЩИЙСЯ – Нет никаких изменений, нет реакции.
УЧИТЕЛЬ – При каких же условиях возможна эта реакция?
УЧАЩИЙСЯ – При нагревании, значит, надо добавить “-Q” в уравнение.
УЧИТЕЛЬ – Кроме простых веществ в реакции с водой вступают сложные вещества. Вы уже знаете о существовании оксидов. Именно они и взаимодействуют с водой. Теперь пришло время сказать, что свойства оксидов металлов и неметаллов принципиально отличаются друг от друга, поэтому выделяют оксиды металлов (основные) и оксиды неметаллов (кислотные). Давайте посмотрим, как идет реакция между оксидом активного металла, например, оксидом бария, и водой, поместив в пробирку индикаторную бумагу.
УЧИТЕЛЬ – Какие изменения свидетельствуют о прохождении реакции?
УЧАЩИЙСЯ – Изменение окраски индикатора.
УЧИТЕЛЬ – Какое вещество образовалось в ходе реакции?
УЧАЩИЙСЯ – Основание, т.к. цвет индикатора синий.
УЧИТЕЛЬ – Запишите уравнение данной реакции:
6) ВаО + НОН = Ва(ОН)2
Обратите внимание на то, что индекс “2” относится ко всей группе “ОН”, поэтому ее пришлось взять в скобки. Валентность этой группы I. Ее надо учитывать при составлении формул гидроксидов или оснований. Как вы думаете, почему название этой группы оксидов “основные”?
УЧАЩИЙСЯ – они образуют основания.
УЧИТЕЛЬ – Подробнее с основаниями и оксидами мы познакомимся в следующих темах, а сейчас посмотрите, как проходит взаимодействие с водой кислотного оксида (фрагмент видеофильма). Запишите уравнение реакции оксида углерода (IV) с водой:
7) СО2 + Н2О = Н2СО3
Если оксид кислотный, то чем будет являться полученное в результате реакции вещество?
УЧАЩИЙСЯ – Кислотой.
УЧИТЕЛЬ – А каким будет цвет индикаторной бумаги в этом растворе?
УЧАЩИЙСЯ – Красным.
УЧИТЕЛЬ объясняет, как вывести формулу полученной кислоты и записывает на доске в колонку новых понятий слова “основный оксид”, “кислотный оксид”, “кислота”.
УЧИТЕЛЬ – Кислотам можно дать следующее определение: “Кислоты – это сложные вещества, состоящие из атомов водорода и кислотного остатка”. Более подробно с классификацией и свойствами кислот мы познакомимся в следующей теме. Еще одно свойство воды мы рассмотрим в следующем опыте.
УЧИТЕЛЬ включает прибор для опытов с электрическим током.
УЧИТЕЛЬ – Сейчас я пропускаю электрический ток через воду. Что вы наблюдаете?
УЧАЩИЙСЯ – Выделение пузырьков в стакане с водой.
УЧИТЕЛЬ – А что означают эти пузырьки?
УЧАЩИЙСЯ – Выделяется какой-то газ.
УЧИТЕЛЬ – Какой же газ выделяется при разложении воды? Напишите уравнение этой реакции:
8) Н2О → Н2 + О2
УЧАЩИЙСЯ – В этой реакции выделяются два газа – водород и кислород.
УЧИТЕЛЬ – Расставьте коэффициенты и не забудьте указать тепловой эффект этой реакции.
Далее идет проверка этого задания у доски.
УЧИТЕЛЬ – На этом знакомство с химическими свойствами мы заканчиваем, но этими реакциями они не исчерпываются. Вода, действительно, уникальное вещество, но узнать подробнее о ее взаимодействии с другими веществами вы сможете в 11 классе (плакат “Химические свойства воды”). Кому интересно, расширить свои познания о воде, может прийти и сделать это на консультации или обратившись к справочной литературе, в том числе и Интернету.
IV. Обобщение нового материала
УЧИТЕЛЬ – А сейчас давайте сделаем вывод о том, в какие реакции вступает вода?
УЧАЩИЙСЯ – С металлами высокой и средней активности; с некоторыми неметаллами; с некоторыми основными и кислотными оксидами.
УЧИТЕЛЬ – Укажите типы для всех реакций, которые мы написали. При каких условиях они протекают?
Далее следует проверка типов реакций №№ 4-8.
УЧИТЕЛЬ – Попробуем вспомнить новые понятия, с которыми мы познакомились на этом уроке.
Проходит проговаривание всех новых определений, которые выписаны на доске (индикатор, гидроксид, основание, основный оксид, кислотный оксид, кислота).
V. Закрепление нового материала
УЧИТЕЛЬ – А теперь потренируемся в составлении и узнавании реакций с участием воды. На доске представлены две группы карточек с левой и правой частями уравнений реакций. Ваша задача добавить необходимую правую часть уравнения к левой. Обратите внимание на то, что в левой части больше карточек, чем в правой.
Ученики по очереди выходят к доске и составляют уравнения реакций из карточек:
Левая часть Правая часть Ва + 2НОН
ВаО + НОН
Na2O + HOH
Ag + HOH
SO2 + HOH
SO3 + HOH
CuO + HOH
2K + 2HOH→
→
→
→
→
→
→
→Ва(ОН)2 + Н2
Ва(ОН)2
2NaOH
H2SO3
H2SO4
2KOH + H2
При необходимости идет взаимокоррекция знаний. Учитель только контролирует этот процесс.
Те ученики, что работают быстрее (другой уровень), приступают к выполнению заданий из карточек: “Вставить пропущенные формулы веществ, необходимых в реакции”:
А) Li + HOH → … + …
Б) … + НОН → Fe3O4 + …
В) N2O5 + HOH → [H2N2O6] → 2…
Г) N2O3 + HOH → […] → 2HNO2
Задание третьего уровня сложности предполагает решение задачи типа:
“Определите количество и массу воды, необходимые для получения 400 г гидроксида натрия из его оксида”.
VI. Подведение итогов
УЧИТЕЛЬ напоминает о цели урока и просит поднять руки тех, кто считает, что она не достигнута. На основании имеющихся или отсутствующих у учеников вопросов делается вывод о достижении цели и понимании изученного на этом уроке материала. Выставляются рейтинговые оценки по итогам “0”-среза и работе на уроке (оценка за “0”-срез может быть улучшена правильными полными ответами на уроке).
VII. Домашнее задание
1) Прочитать до конца §29 с.84-87 [2].
2) Выучить определения по новой теме.
3) Изготовить карточку “Светофор” с указанием активных, малоактивных и
неактивных металлов в соответствующих цветовых частях.
4) В рабочей тетради №117 (а, г, д, ж, з) [3]; №118 [3]; в сборнике задач №4.40
[4] – по уровням сложности.
ЛИТЕРАТУРА
- Видеокурс химии для 8 класса по базовому уровню обучения, ч.II. – М.: “КВАРТ”.
- Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия. 8 класс. – М.: Просвещение, 2009.
- Габрусева Н.И. Химия. 8 класс. Рабочая тетрадь. – М.: Просвещение, 2009.
- Хомченко И.Г. Сборник задач и упражнений по химии для средней школы. – М.: Новая Волна, 1999.