Цели урока: на основе интеграции географических, химических знаний изучить нахождение углерода в различных полезных ископаемых и его распространение на Земле.
Задачи:
- Образовательные: познакомить с полезными ископаемыми, содержащими в своем составе углерод, а также с понятиями «баррель», «карат».
- Развивающие: развивать умение применять уже полученные знания по географии и химии при изучении нового материала, умение самостоятельно работать с источниками знаний, развивать умения находить на карте месторождения углерода и углеродсодержащих соединений.
- Воспитательные: воспитывать чувства сотрудничества, сотворчества, сопереживания.
Методы обучения: частично-поисковый, проблемный.
Оборудование:
- Физическая карта, значки полезных ископаемых.
- Коллекция «Нефть и продукты ее перегонки», «Уголь и продукты его переработки».
- Образцы полезных ископаемых, содержащих карбонаты.
- Приборы и реактивы, необходимые для получения углекислого газа и его качественного определения (известняк, соляная кислота, известковая вода, газоотводная трубка, пробирки)
- Презентация урока, карточки-задания для работы групп.
- Компьютер и мультимедийный проектор.
- На доске контур дерева для составления родословной углерода.
ХОД УРОКА
1. Мотивационно-ориентировочный этап (Приложение 1)
– Мы продолжаем изучение отдельных элементов
периодической системы Д. И. Менделеева, и я не
сомневаюсь в том, что вас ждут сегодня открытия,
потому что, по словам Ж. Пиаже, «Понять что-либо
значит открыть вновь».
Урок посвящен одному из самых интересных
элементов. Этот элемент и его соединения
известны с глубокой древности. Уже в средние века
он считался обязательной составной частью всех
веществ. Жизнь на нашей планете построена на его
основе. Не будь его, жизнь на Земле в привычной
нам форме не возникла бы. Атом этого элемента
может образовывать химические связи с 4 другими
атомами, так образуются тысячи разных
углеродсодержащих соединений и урок сегодня
посвящен Углероду и его содержанию в полезных
ископаемых.
Попробуем составить сегодня родословную
углерода.
– А что такое родословная?
– Какие виды работ можно провести, чтобы
составить родословную?
2. Актуализация знаний учащихся
– Составление родословной начнем с опроса окружающих, кто, что знает о родственниках углерода.
Работа в 4 группах, прием «Дерево решений». Учащиеся в группах, перемещаясь по кругу, записывают на листах, что они знают о нефти, газе, угле, графите и алмазе, в течение 2 мин. Затем зачитывают, что у них получилось. Много ли вам известно об особенностях этих полезных ископаемых?
3. Операционно-исполнительный этап.
– Чтобы побольше узнать нам о родственниках
углерода, поработаем с архивными материалами,
определим их особенности и места расположения.
1) Для этого в творческой мастерской сегодня
работают 4 лаборатории. Выполняете задания, а
затем всему классу докладываете о результатах
своих исследований.
Инструктивная карта для 1 лаборатории «Нефть»
1. Ознакомьтесь с текстом, чтобы потом рассказать всем
Нефть часто называют «черное золото». В
глубокой древности славяне называли ее ропанкой,
греки – петролеумом. Но смысл перевода один –
горное масло.
Нефть – это маслянистая темно-коричневая
жидкость, иногда черная, красная, синяя и даже
прозрачная и белая (В Суруханском месторождении
в Азербайджане) с характерным резким запахом.
Различают легкую и тяжелую нефть. Легкую
извлекают из недр насосами или фонтанным
способом. Из такой нефти, в основном, делают
бензин и керосин. Тяжелые сорта иногда добывают
даже шахтным способом. Готовят из нее битум,
мазут, различные масла.
В состав нефти входят: смесь углеводородов –
углерод 80-87%, водород – 10-14%, сера – до 5%, кислород
до 3%, азот до 2 %.
Нефть уникальное топливо, так 10т нефти дают
столько же тепла, сколько 13т угля и 31 т дров.
Нефть меряют баррелями. Один баррель – около 136
кг.
Баррель (англ. Barrel, основное
значение — бочка), мера вместимости и объёма,
применяемая в США, Англии и ряде стран,
использующих английскую систему мер. В США
различают Б. сухой, равный 115,628 дм3, и Б.
нефтяной, равный 158,988 дм3. Английский Б.
(мера вместимости для сыпучих веществ) равен 163,65
дм3.
Уникальные месторождения есть в Кувейте,
Саудовской Аравии, Иране, Казахстане, России –
одни из крупнейших месторождений: Самотлорское,
Усть-Балыкское, Федоровское, Мамонтовское в
нашем округе.
2. Рассмотрите коллекцию «Нефть», отметьте характерные признаки нефти.
3. Пользуясь картами атласа, определите крупные месторождения нефти в мире и у нас в России.
4. Сопоставьте их с мировой картой на доске, определите, куда вы будите прикреплять условные знаки нефти на этой карте.
Инструктивная карта для 2 лаборатории «Газ»
1. Ознакомьтесь с текстом, чтобы потом рассказать всем.
Газ делят на природный и попутный. Газ состоит
из углеводородов с примесью азота, углекислого
газа, сероводорода, гелия.газ – наиболее
экономичный вид топлива, поэтому его больше
всего применяют в качестве топлива в
промышленности и в быту. Также из него производят
синтетические волокна, каучук, пластмассы,
спирты, медикаменты. Нефть и газ встречаются
вместе и имеют одно происхождение. Но открыты
были в разное время. Залежи газа расположены, как
правило. На глубинах, превышающих 3 км, где
первичное органическое вещество в условиях
высоких температур и высокого давления
преобразуется в углеводороды.
Мировые запасы газа сосредоточены в Иране, США,
Алжире, Канаде, Мексике, Норвегии и конечно же в
России (Ямало-Ненецкий округ на 1 месте в мире).
2. Пользуясь картами атласа, определите крупные месторождения газа в мире и у нас в России.
3. Сопоставьте их с мировой картой на доске, определите, куда вы будите прикреплять условные знаки газа на этой карте.
4. Запишите уравнения реакции горения бытового газа пропана (С3Н8), из горелки плиты на кухне при варке борща, а также горение бензина (С6Н14)
Инструктивная карта для 3 лаборатории «Уголь»
1. Ознакомьтесь с текстом, чтобы потом рассказать всем.
Ископаемые угли – это твердые продукты
изменения древних растительных остатков. В
состав углей входит влага, углерод – 60-98%, водород
– 1-12%, кислород – 2-20%, азот – 1-3%, сера и др.
элементы.
Как же из мертвых деревьев рождается уголь? Все
начинается с торфа, который постепенно под
давлением и при отсутствии кислорода
превращается в бурый уголь, который переходит в
каменный, а затем – в антрацит., далее он может
превращаться в графит и шунгит.
Бурый уголь имеет низкую теплотворную
способность. Это низкокачественный уголь. Самые
большие его запасы сосредоточены в России
(Канско-Ачинский бассейн).
Каменный уголь – переходная форма от бурого угля
к антроциту.он обладает большой теплотворной
способностью. Путем его переработки можно
получить более 400 различных продуктов, стоимость
которых в десятки раз выше стоимости самого угля.
Крупнейшие месторождения в России: Кузнецкий,
Тунгусский, а также есть в США, Китае, Казахстане.
Антрацит – в нем больше всего углерода до 97%.он
горит бездымным пламенем, так как в нем мало
водорода и летучих веществ.. он обладает наиболее
высокой теплотворной способностью. Используют
его в качестве высококачественного бездымного
топлива в металлургии.
2. Пользуясь картами атласа, определите крупные месторождения угля в мире и у нас в России.
3. Сопоставьте их с мировой картой на доске, определите, куда вы будите прикреплять условные знаки угля на этой карте.
4. Рассмотрите коллекцию «Уголь» и определите, какую продукцию производят из угля.
Инструктивная карта для 4 лаборатории «Графит и алмаз»
1. Ознакомьтесь с текстом, чтобы потом рассказать всем.
В природе много углеродных соединений, но есть
и чистый углерод в виде двух модификаций: алмаз и
графит.
Одна из наиболее известных форм графита –
чешуйчатый, кристаллы которого имеют вид мелких
табличек, или чешуек. Карандашная линия на бумаге
– это огромное количество мелких чешуек,
остающихся на бумаге.
Графит издревле применялся человеком в качестве
красящего вещества для изготовления огнеупорных
сосудов, а с 16 века в качестве грифелей для
карандашей. С 19 века графит добывали в России в
Саянах и вывозили на карандашные фабрики
Франции. Сейчас его применяют в литейном деле, в
электромеханике, в ядерной технике, в
ракетостроении. Месторождения графита есть в
Китае, Корее, Чехии, в России.
До 18 века Индия была известна как единственный
источник алмазов. Алмаз – самый твердый минерал
на земле, по-арабски слово «алмаз» означает
твердый. Это свойство сочетается с высокой
сопротивляемостью к испарению, механической
прочности, кислоты и щелочи на алмаз не
действуют. Все это связано с тем, что у алмаза
особо прочная кристаллическая структура.
Измеряют алмазы в каратах. Это единица массы в
торговле драгоценными камнями и равен 0,2 г.
Месторождения алмазов немногочисленны. Алмазы в
сотни каратов – уникальны. Поэтому им
присваивают собственные имена. Первый алмаз в
России был найден в 1829 г. на Урале 14-летним
мальчиком – Павлом Поповым. Самые крупные алмазы
«Звезда Якутии», «Орлов», «Шах» и самый крупный в
мире алмаз «Куллинан» найден в 1905 году в Южной
Африке.
Цены на бриллианты на мировом рынке
устанавливает Всемирный Алмазный Синдикат.
2. Пользуясь картами атласа, определите крупные месторождения графита и алмазов в мире и у нас в России.
3. Сопоставьте их с мировой картой на доске, определите, куда вы будите прикреплять условные знаки графита и алмазов на этой карте.
Учащиеся, выполнив задания, рассказывают всему классу о результатах своей работы.
– Теперь давайте заполним родословную, кто из данных веществ является родными братьями, кто двоюродными (Учащиеся прикрепляют листы с названиями полезных ископаемых на доске). Родные братья – графит и алмаз, двоюродные, нефть, газ, уголь, так как содержат другие элементы.
2) Девиз нашего урока «Жить – значит узнавать», можно продолжить словами И. В, Гете: «Просто знать – еще не все, знания нужно уметь использовать».
– Кроме близких родственников углерод имеет и дальних, к ним относятся горные породы, в состав которых входят соли угольной кислоты, т.е. карбонаты. И сейчас проведем генетическую экспертизу, на установление родственных связей.
Задание 1: Проведите опыт подтверждающий качественный состав карбонатов, докажите, что в их состав входит углерод.
- 1 группа: определить, в какой пробирке находиться карбонат кальция.
- 2 группа: собрать углекислый газ и доказать его присутствие.
- 3 группа: получить карбонаты, пропустив выдыхаемый воздух через известковую воду
- 4 группа: определить, какая из горных пород содержит карбонаты.
Учащиеся объясняют проведенный опыт и дополняют родословную углерода.
– Д. Хевеши говорил: «Мыслящий ум не чувствует себя счастливым, пока ему не удается связать воедино разрозненные факты, им наблюдаемые». Вот и я не могу успокоиться, пока не свяжу воедино то, что изображено на слайде «Сталактиты и сталагмиты», с темой урока, с углеродом.
– Итак, обсудите и объясните, какая связь между углеродом и сталактитами, и где такое в домашних условиях вы наблюдаете. Гидрокарбонат кальция существует только в водном растворе и в условиях, когда вода может испаряться, карбонат кальция выпадает в осадок.
Са(НСО3)2 ––> СаСО3v + Н2О + СО2^
4. Оценочный этап
Выполнение теста группами на компьютерах (Приложение 2)
1. Какое полезное ископаемое славяне называли
ропанкой.
2. Основную часть нефти составляет элемент?
3. Какой вес имеет один баррель.
4. При сгорании газа образуются вещества?
5. . Более калорийным является уголь?
6. В качестве красящего вещества в древние
времена использовался?
7. Чему равен метрический карат?
8. Что в переводе означает слово алмаз?
5. Оценочно-рефлексивный этап
Сейчас прозвенит долгожданный звонок,
Увы, но к концу подошел наш урок.
Большое спасибо я вам говорю.
Мы цели достигли. Благодарю!
– А в завершение поделитесь своими впечатлениями об уроке. Для этого допишите предложения:
- Сегодня я узнал …
- Я удивился …
- Я хотел бы …
6. Домашнее задание – составить презентацию по одному из родственников углерода.