Цель: Сформировать представление об углероде как об уникальнейшем элементе, способном образовывать различные аллотропные модификации и соединения.
Задачи:
- Образовательная – дать понятие об аллотропных модификациях углерода и кислородсодержащих соединениях на основе межпредметных связей. Дать характеристику углероду как элементу, определяющему строение всех живых организмов. Закрепить умение работать с лабораторным оборудованием.
- Воспитательная – привить желание ребятам учиться активно, искать дополнительный материал самостоятельно, связывать его с современной жизнью.
- Развивающая – развивать логическое мышление на основе анализа, сравнения, обобщения учебного материала и постановки проблем. Развивать умение работать коллективно, в группах и самостоятельно.
Методы и методические приемы: Объяснительно-иллюстративный, эвристический, словесно-наглядный, практические опыты, метод проектов и постановки проблем.
Оборудование: медиапроектор, приборы для получения газов, наборы реактивов (соляная кислота, мраморная крошка, известковая вода, дикий жемчуг, мел, сок лимона), опорные конспекты.
Литература: Учебник О.С.Габриелян «Химия 9 класс», О.С.Габриелян «Настольная книга учителя», О.Ольгин «Опыты без взрывов», периодические издания журналов «Химия в школе», издательство «Центрхимпресс» и газет «Химия», издательство «Первое сентября».
Тип урока: комбинированный.
Структура урока:
- Организация, мотивация, стимулирование деятельности учащихся – 2 мин.
- Основная часть:
- Выявление уровня знаний и корректировка (аллотропные видоизменения) – 3 мин;
- Знакомство с новым материалом:
- окислительно-восстановительные свойства углерода- 4 мин;
- получение углекислого газа опытным путем – 6 мин;
- применение углекислого и угарного газов – 4 мин;
- вред углекислого и угарного газов – 4 мин;
- получение угольной кислоты - 2 мин. - Обеспечение планированного уровня знаний и корректировка:
- Итог урока – 2 мин.
- Оценка сформированных знаний – тестирование – 5 мин.
- Д/З – 1 мин.
Ход урока
Встречаясь с выпускниками, я заметила очень интересный факт. Если они и не связали жизнь с химической наукой, то все равно помнят 3 вещи: самые любознательные - формулу спирта, большинство - формулу воды, и все до одного помнят химические сказки, которые иногда я им рассказывала. С фрагментом одной из сказок я вас и хочу познакомить. Только одно условие: у вас на столах конспекты (Приложение 1), которые заполнять нужно обязательно.
В одной химической стране жил старец Углерод
Ни секунды без него не мог прожить народ.
Черный взгляд его очей был мягок, добродушен,
Всем без исключения Углерод был нужен.
Но если доводили до «белого каления» старика,
Твердой, бесцветной, холодной становилась его рука.
И в гневе своем он был необычайно хорош,
За него любой отдал бы последний грош.
Я надеюсь, что все догадались, о чем шла речь?
(Аллотропные видоизменения, при высоком давлении и температуре из графита получают искусственные алмазы). Вес алмазов измеряют в каратах. А знаете, что означает карат? В аравийской пустыне растёт дерево Caratinasilikva, косточка плодов которого весит ровно 0,2 г. Этот точный вес косточки имеют всегда: в любой год и на любом дереве. Поэтому ювелиры древности и применяли для своих весов такие гирьки.
У Углерода было всегда много друзей
Он как мог, окислял улыбкой гостей.
О каком свойстве углерода идет речь? Что это означает? Закончите уравнения окислительных свойств углерода:
С + 2Н2 = СН4, 4Al + 3C = Al4C3
Как называются вещества? Обратите внимание, какие разные у них свойства. Метан – газ, а карбид – твердое вещество, способное резать стекло.
Когда-то, влюбившись в красавицу Кислород,
Восстановлением сына получил Углерод.
А сейчас о каком свойстве идет речь? Закончите уравнение реакции, характеризующее восстановительное свойство углерода:
С + О2 = СО2
Какое вещество мы получили? Вообще впервые его получил Ван Гельмонт в 16 веке и назвал «диким газом». С него и началась наука пневматохимия или химия газов.
Как еще можно получить углекислый газ?
СаСО3 = СаО + СО2
(Беру мел с доски и добавляю к кислоте).
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2
А еще, согласно легенде, царица Клеопатра умела получать углекислый газ сама того не зная. Любимым ее трюком было налить в стакан уксусной кислоты и опустить в него громадную морскую жемчужину, которая на глазах исчезала. Изумлению присутствующих не было предела. Я, конечно не Клеопатра, и жемчуг у меня не морской, а речной, но для вас я эту реакцию повторю. После урока посмотрим, что останется от жемчуга.
(Бросаю жемчужину в уксусную кислоту, наблюдаем выделение углекислого газа).
Запишите уравнение реакции этого процесса.
CaCO3 + 2CH3COOH = (CH3COO)2Ca + H2O + CO2
Ребята, вы заметили, что мел и жемчуг имеют одинаковую формулу? А какие еще вещества можно назвать карбонатом кальция? Известняк и мрамор. Я вам предлагаю получить углекислый газ из мраморной крошки. У вас в конспекте есть подробная инструкция по проведению опыта, но все равно, не забывайте, пожалуйста, о том, что вы работаете с кислотой.
Как доказать, что в пробирке углекислый газ? (Лучина тухнет, известковая вода мутнеет.)
Углекислый газ был бесцветен и довольно тяжел,
Но добрыми делами друзей тоже нашел.
Где применяется углекислый газ? (Тушение пожаров, «сухой лед», газировка, пищевая сода, фотосинтез.)
Подкожное применение углекислого газа улучшает кровоток, кровоснабжение мозга, сердца и сосудов, оказывает обезболивающее действие. А ванны с сухим углекислым газом сейчас очень модны, так как помогают без операции корректировать фигуру.
А еще углекислый газ образует вещество поликарбонат, которое является основой для дисков. Так, что в скором времени можно ожидать, что излишки углекислого газа из атмосферы будут забирать на перерабатывающие заводы. Перерабатывать углекислый газ заставили и бактерий. Фотосинтезирующие микроорганизмы способны создавать из него биотопливо, которое по добыче дешевле имеющегося у нас. Но этот способ не скоро будет применяться у нас. Как вы думаете почему? А если бы вы были нефтяным магнатом? (Ответы учащихся.)
Природные источники газа называются мафетами. И характерны они для поздней стадии затухающих вулканов, в которой находится наш Эльбрус. Поэтому там много горячих источников.
У Углерода еще воспитанник был
СО, как сын, его сердцу был мил.
Как Углерод восстановительные свойства проявлял,
В кислороде голубым пламенем сгорал.
О каком веществе идет речь? Давайте закончим уравнения реакций.
Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2
2CO + O2 = 2CO2
Итак, СО - сильный восстановитель, а достоинств углекислого газа просто не перечесть.
Но было у газов свойство одно -
Углерод огорчало бесконечно оно.
О каком свойстве идет речь? Эти газы – яды, но СО2 ядовит в больших количествах, а СО уже 0,1% вызывает смерть.
СО - сильнейший яд, образуется при неполном сгорании топлива. Очень много случаев гибели дальнобойщиков, заснувших в машинах с работающим двигателем. Этот газ тем и опасен, что не чувствуешь запаха. Это газ - «невидимка». В сигаретах угарного газа больше, чем никотина.
В Италии есть «Собачья пещера», ни одна вошедшая туда собака не вышла оттуда. Дело в том, что из земли выходят струйки газа и наибольшей концентрации достигают на высоте 30 см от поверхности земли. Человек прогуливается там беспрепятственно, а вот животным туда лучше не попадать.
Ребята, как вы думаете, какую воду полезнее пить: газированную или бутилированную? Вы замечали, что многие люди сначала выпускают газ, а затем пьют воду. Не лучше ли купить сразу бутилированную, без газов? Смотрите как долго надо ждать? (Открываю нарзан, показывая, как улетучивается углекислый газ, обращая внимание на то, что негазированную воду пить полезнее.) Сам газ не так вреден, но вызывает вздутие и опасен для людей с желудочно - кишечными болезнями. А пить все-таки лучше эту воду. СО2 – прекрасный природный консервант, убивающий микроорганизмы. И пока лучше аналога нет.
Но вот пришло газам письмо,
Водой было написано оно.
Ничего не видно. Как нам его прочитать? (Письмо, написанное лимонным соком, просушить над огнем и проявиться CO2 Объяснение: углеродсодержащие молекулы разрушаются на части, образуя элементарный углерод или уголь, поэтому надпись темнеет).
В нем зашифровано с каким из этих газов будет реагировать вода.
А почему вода выбрала углекислый газ? Потому, что он кислотный оксид, а угарный – несолеобразующий.
Что за продукт у них получился? Давайте закончим уравнение реакции.
А можем ли мы ее как-нибудь увидеть? (+ лакмоид = красный цвет.)
Работали вы прекрасно, просто молодцы. Но как вы запомнили сегодняшний материал, покажет нам небольшой тест (Приложение 2). Ответы заносите в специальную мордашку в конспекте.
Что у вас получилось? Улыбка? Значит, вы действительно потрудились на славу.
Спасибо за урок!
Домашним заданием будет раскрыть секрет опыта «Углерод шагает по ступенькам». (можно рассмотреть его сразу, если позволяет время)