Роль химического эксперимента в формировании основных химических понятий

Получение полноценных знаний по химии, основанных на конкретных представлениях об изучаемых веществах и их превращениях, в значительной части связано с серьезным и самостоятельным выполнением учебного эксперимента.

М.В.Ломоносов писал: “Химии никоим образом научиться невозможно, не видав самой практики и не принимаясь за химические операции”.

Самостоятельная работа учащихся в лаборатории помогает более глубокому усвоению теоретических основ химии, позволяет полнее изучить свойства веществ и их превращения, получить ясное представление о характере протекания различных реакций и процессов, способствует приобретению необходимых практических навыков.

Наглядное и достаточно полное ознакомление на практике со свойствами элементов и их важнейшими соединениями помогает учащимся делать более осознанные выводы о веществах и их превращениях.

В соответствии с программой курса химии с 8 по 11 класс при прохождении очень многих тем предусмотрено выполнение химического эксперимента, исследования свойств веществ.

Школьный химический эксперимент проводится в виде демонстрационных,лабораторных опытов и практических работ. Экспериментальная работа нередко проводится также и во внеурочное время(химические вечера, кружки).

В практические занятия по химии должны входить экспериментальные задачи (о них будет подробно рассказано ниже).

При проведении школьного химического эксперимента очень важно строгое соблюдение правил техники безопасности (отражены в инструкциях), с которыми необходимо ознакомить учащихся и добиться точного их выполнения.

При подготовке демонстрационного эксперимента нужно учитывать его положительные и отрицательные стороны, использовать различные технические приемы, позволяющие сделать опыты наглядными, доступными всей аудитории (использование демонстрационного столика, экрана, дополнительной подсветки). Важно отметить сочетание слова и наглядности на уроке химии, только в этом случае эксперимент будет способствовать формированию правильных представлений о свойствах различных веществ и явлений.

Химический эксперимент и его роль в формировании основных химических понятий у учащихся.

Яркие впечатления учащихся от первых уроков химии помогают созданию необходимого положительного эмоционального настроя , нацеливает их на изучение нового учебного предмета-химии. Поэтому не стоит скупиться на демонстрационные эксперименты уже в самом начале преподавания в 8 классе. Учебный материал в таком случае не только лучше воспринимается, но и находит самый живой отклик. Происходит более глубокое осмысление таких понятий, как тело и вещество, вещество и смесь, явление физическое и химическое.

Так, при объяснении можно демонстрировать различные физические тела и составляющие их вещества, например, железный гвоздь и измельченное железо, кусок сахара и сахар-песок, при рассмотрении физических свойств веществ сравнить свойства на примере серы и меди.

Пользуясь натуральными объектами и справочной литературой, можно предложить учащимся составить характеристику физических свойств вещества по выбору, распознать вещества, очень схожие по внешним признакам, например, сухие сахар и соль, воду и раствор столового уксуса.

Наглядность изучения признаков протекания химической реакции (горение сахара, разложение малахита, взаимодействие уксусной кислоты с содой, посинение крахмала при добавлении раствора йода) позволяет сформировать представления о конкретных химических процессах, происходящих в природе, быту и технике.

Первые практические самостоятельные занятия, предлагаемые ученикам на этом этапе -

1. Ознакомление с лабораторной посудой и оборудованием (тут же до их сведения доводятся правила инструкции по технике безопасности, которые должны неукоснительно соблюдаться)
2. Изучение строения пламени.
3. Основные приемы работы с использованием химической посуды и оборудования (нагревание воды в пробирке с помощью спиртовки).

Полученные при этом начальные умения и навыки используются в последующей серьезной практической работе “Очистка загрязненной поваренной соли от примесей”.

Этот эксперимент требует четкого осмысления своих действий, которые основываются на уже приобретенных знаниях о свойствах веществ, различных методах разделения смесей.

Далее я в своей работе хочу показать,как грамотная и своевременная постановка химического эксперимента помогает формированию верных представлений о сущности химических процесссов, а также основных химических понгятий и закономерностей.

Наблюдение за растворением марганцевокислого калия иллюстрирует учащимся незначительность размеров атомов. Для проведения демонстрационного эксперимента нужно в 1 л дистиллированной воды растворить немного - 0,2 г марганцевокислого калия.

Вода при этом имеет розовую окраску. В 1 мл такого раствора содержится 0,2:1000=0,0002 г, а в 1 капле, считая в среднем 20 капель в 1 мл, 0,0002:20=0,00001 г. Эта незначительная величина во много раз больше веса молекулы растворяемой соли.

Полученный раствор можно разбавлять и далее; если к 500 мл раствора прилить 500 мл воды, то розовый цвет раствора еще заметен, а в 1 капле находится уже 0,00001:2=0,000005 г.

Разбавление можно повторить 2-3 раза и приходящееся на 1 каплю раствора количество соли измеряется уже десятимиллионными долями грамма. Описанный опыт играет важную роль в формировании и конкретизации самих понятий “атом” и “молекула”.

При прохождении темы “Типы химических реакций” целесообразно провести демонстрацию

“Разложение малахита”, или основного карбоната меди. Для проведения опыта можно воспользоваться пробиркой.В нее насыпают немного малахита,закрывают пробкой с газоотводной трубкой, конец которой затем помещают в стакан с известковой водой. Собранный прибор закрепляют в штативе, проверяют на герметичность,а затем уже начинают нагревание.

Малахит постепенно чернеет, стенки пробирки покрываются капельками воды, а известковая вода начинает мутнеть. Нужно помнить еще, что после прекращения нагревания необходимо тут же убрать газоотводную трубку из стакана с известковой водой, иначе воду засосет в нагретую пробирку и она лопнет!

Учащиеся делают вывод, что реакция, в результате которой из одного вещества получается два и более веществ, называется реакцией разложения.

В этой же теме показателен лабораторный опыт, который предлагается выполнить самостоятельно, на своих рабочих местах “Реакция замещения между хлоридом меди и железом”.

В пробирку или стакан наливают разбавленный раствор хлорида меди (голубого цвета) и опускают 1-2 канцелярские скрепки. Окраска раствора переходит из голубой в бледнозеленую, а на скрепках оседает слой розовой меди. При проведении опыта необходимо позаботиться о том, чтобы учащиеся могли наблюдать оба исходных и оба полученных вещества, и отметить, что одно из них сложное, а другое - простое.

Такая постановка опыта делает ясным вывод, что реакция замещения характеризуется взаимодействием сложного и простого вещества, при котором получаются новые - сложное и простое вещества.

При изучении законов сохранения массы и постоянства состава требуется основательное подкрепление их опытами, поэтому важно хорошо владеть техникой эксперимента.

Проведение опытов осложняется тем, что они являются количественными - приходится взвешивать исходные и полученные вещества, измерять объем газов. Также небезразлично какими руками брать приборы для демонстрации. Если поставить на весы стаканы и колбы для сливания реактивов сухими руками, а при проведении опыта руки будут влажными, то вместо неизменности веса взятых и полученных веществ произойдет увеличение их веса.

Реакция между растворами, иллюстрирующая закон сохранения массы.

На весах уравновешивают два стаканчика с растворами, которые при сливании дают хорошо заметную реакцию (растворы медного купороса и едкого натра, едкого натра и фенолфталеина).

Наблюдения показывают, что вес вступивших в реакцию веществ равен весу веществ, полученных после реакции, т.к. после сливания растворов равновесие весов не нарушается, а наличие признаков химической реакции показывает, что она произошла.

Важно демонстрировать опыты, которые показывают кажущееся отклонение от закона сохранения массы веществ. Учащиеся должны разобраться в том, куда же “исчезают” вещества. Например, после сильного прокаливания и остывания пробирки с малахитом ее вторично взвешивают и обнаруживают уменьшения веса.

Тогда проводят разложение малахита в приборе (состоит из пробирки, пробки с трубкой, а трубку опускают в стакан с известковой водой). Собранный прибор устанавливают на весах и уравновешивают. После проведения реакции разложения малахита и охлаждения пробирки прибор снова устанавливают на весах и обнаруживают неизменность его веса.

Очень эстетичны, эмоционально окрашены и ценны в методическом отношении демонстрационные опыты, иллюстрирующие горение простых веществ (серы, угля, фосфора и железа) в кислороде. Характер горения этих веществ надолго остается в памяти учащихся.

Изучение газов и их свойств (кислорода, водорода, хлора, и пр.) требует индивидуального подхода и специальных приемов работы с ними.

Для получения водорода, например, существует самый простой и распространенный в школьной практике способ-реакция между цинком и серной кислотой.

Если целью опыта является выяснение сущности реакции получения водорода, то прибор должен отличаться максимальной простотой, чтобы не отвлекать внимания ученика от самого главного- объяснения механизма протекания этой реакции.

Получение водорода.

1. В пробирке: на 1\4 объема пробирки наливается разбавленная серная кислота и кладется 3-4 кусочка цинка. Подождав до вытеснения из пробирки воздуха, получившийся водород поджигают. В оставшейся после реакции жидкости доказывают наличие растворенного сульфата цинка, что делается путем выпаривания капель раствора на стеклянной пластине.

2. В аппарате Киппа: при получении водорода в большом количестве для изучения его свойств.

Учащимся следует также знать, что перед поджиганием водорода у газооводной трубки любого прибора, из которого его получают или перед его собиранием необходимо предварительно убедиться в его чистоте. В противном случае при проведении опыта может произойти очень сильный взрыв. Для испытания водорода на чистоту им наполняют путем вытеснения воздуха пробирку, которую подносят к пламени горелки или спиртовки.

Если слышится резкий взрыв, значит, водород смешан с воздухом. Чистый водород издает при своем горении легкий хлопок. При условии тщательного испытания водорода на чистоту работа с ним совершенно безопасна.

Учащимся очень нравится опыт “Взрыв смеси водорода с воздухом в консервной банке”, демонстрация его допустима только после того, как они выяснили на менее эффектных опытах сущность явления. Опыт может быть использован для показа силы взрыва при поджигании смеси водорода с воздухом и необходимости осторожного обращения с ним.

Отсутствие у водорода цвета, запаха наблюдается учениками при получении водорода (также. как и кислорода).

Доказательство легкости водорода.

Для проведения опыта на весах тарируют подвешенную вверх дном колбу с воздухом, в которую пускается струя водорода. Чашка весов, на которой находится колба с водородом, поднимается вверх. Это хорошо заметно потому, что водород в 14,5 раз легче воздуха.

Тут же учащимся можно показать характерный способ “переливания” водорода и доказывают его наличие в новом сосуде (вспышка при поднесении к огню).

Наполнение водородом мыльных пузырей вызовет море восторга!

Восстановление окиси меди водородом.

Проверенный на чистоту водород пропускают над нагреваемым оксидом меди. Пробирку закрепляют немного наклонно вниз отверстием, чтобы образующаяся вода стекала. Недостатком при проведении этого опыта является минимальная наглядность- учащиеся практически наблюдать со своих рабочих мест ничего не могут, зато в условиях кружка он занимателен. Сейчас проведение восстановления окиси меди лучше демонстрировать, используя готовые учебные фильмы. Данный опыт лежит в основе формирования понятия об окислительно-восстановительных процессах, окислителе (веществе, отдающем свой кислород) и восстановителе (веществе, отнимающем кислород).

Следующий эксперимент, применяемый в качестве наглядности уже в 9 классе, знакомит учеников с аллотропными модификациями серы:

Особенности плавления серы.

В пробирку на 1/3 ее объема положить мелких кусочков серы. Пробирку взять держателем и нагревать серу до плавления (+119 С). При дальнейшем нагревании сера темнеет и начинает загустевать (+200 С), в этот момент пробирку можно на мгновение опрокинуть отверстием вниз и сера не выльется. При еще более сольном нагревании сера снова разжижается и при 445 С кипит. Кипящую серу выливают в стакан или кристаллизатор с водой, делая при этом пробиркой круговое движение. В воде застывает пластическая сера. Если вынуть ее из воды при помощи стеклянной палочки, то она растягивается подобно резине.

Очень показателен лабораторный опыт - взаимодействие водорода с серой.

В пробирку кладут кусочек серы величиной с горошину и чуть-чуть подогревают дно пробирки, чтобы сера прилипла к стеклу. После остывания пробирки в ее отверстие вкладывают индикаторную бумажку так, чтобы она прилипла к стенкам пробирки. Пробирку опрокидывают вверх дном м заполняют водородом при помощи вытеснения воздуха. После заполнения отверстие пробирки закрывают фильтровальной бумагой, смоченной раствором нитрата свинца и вдавливают бумагу внутрь. Затем пробирку перевертывают отверстием вверх и, придерживая бумагу, нагревают серу до кипения. Индикаторная бумажка краснеет, а фильтровальная бумага покрывается темным налетом сульфида свинца. Если отнять палец от пробирки и понюхать, то ощущается запах сероводорода. Так ненавязчиво доводится до сознания учащихся, что при взаимодействии серы с водородом образуется сероводород-газ, раствор которого проявляет кислотные свойства и знакомятся с качественной реакцией на сероводородную кислоту, ее солями – сульфидами.

При рассмотрении свойств серной кислоты большой интерес у учащихся вызывает ее взаимодействие с органическими веществами. Поэтому целесообразно продемонстрировать эти опыты:

Обугливание лучины.

Серная кислота разрушает древесину, отнимая воду и выделяя свободный углерод, при опускании лучины в концентрированную серную кислоту наблюдается ее обугливание.

Учащиеся делают вывод, что серная кислота способна отнимать элементы воды от сложных веществ, что объясняет некоторые правила работы с нею.

На фильтровальной бумаге можно написать что-нибудь разбавленным раствором серной кислоты. После осторожного нагревания вода испаряется, а серная кислота становится более концентрированной, вследствие чего бумага обугливается и на ней появляется надпись или рисунок.

Обугливание концентрированной серной кислотой сахара.

В стакан на 100-150 мл насыпают 10 г сахарной пудры. Затем приливают 1 мл воды до образования густой кашицы, после этого приливается 5 мл концентрированной серной кислоты.

При перемешивании стеклянной палочкой сахар обугливается, а получившийся углерод частично окисляется в углекислый газ за счет восстановления серной кислоты до сернистого газа.

Выделяющиеся газообразные продукты вспучивают всю массу, которая выходит из стакана.

Очень эффектны опыты с хлороводородом. После получения его путем взаимодействия твердой поваренной соли с концентрированной серной кислотой им наполняют стеклянный цилиндр.

Свойства хлороводорода.

Растворимость хлороводорода в воде очень велика, при комнатной температуре в 1 объеме воды его растворяется 500 объемов. Для демонстрации этого свойства цилиндр с хлористым водородом опускают в чашку с водой; вода устремляется в него и почти полностью его заполняет. Раствор разделяют на две части. В одну приливают раствор лакмуса или опускают лакмусовую бумажку. В другую добавляют раствор нитрата серебра, чтобы доказать наличие ионов хлора. Таким образом будет показано учащимся, что раствор хлороводорода в водеэто соляная кислота.

После выяснения сущности процесса растворения хлороводорода учащимся может быть продемонстрирован опыт хлороводородного “фонтана”.Для этого большую толстостенную склянку заполняют хлороводородом и закрывают хорошо подобранной резиновой пробкой, с вставленной в нее газоотводной трубкой. Конец этой трубки опускают в сосуд с водой, подкрашенной синим лакмусом, закрывают конец трубки под водой указательным пальцем и , держа палец на отверстии газоотводной трубки, опрокидывают склянку дном вниз, встряхивают несколько раз банку так, чтобы несколько капель воды из газоотводной трубки попали в склянку. Затем снова опрокидывают склянку дном вверх и конец газоотводной трубки опускают в сосуд с водой, подкрашенной лакмусом. Под водой отнимают палец от газоотводной трубки. Из-за того, что в каплях воды, попавших в склянку из газоотводной трубки, растворится много хлороводорода, то в склянке создается разрежение и жидкость под давлением атмосферы в виде фонтана входит в колбу. Раствор лакмуса меняет синюю окраску на красную. Таким же образом можно показать учащимся и растворение аммиака в воде, окрашенной фенолфталеином. Малиновая окраска фонтана делает “фонтан” эффектным и запоминающимся опытом, а ученики усваивают, что раствор аммиака имеет щелочную реакцию.

Занимателен для учащихся и демонстрационный опыт “Каталитическое окисление аммиака”, при его проведении необходима большая толстостенная широкогорлая колба, в которую наливают концентрированный раствор аммиака, а в металлической ложечке для сжигания веществ вносят раскаленный в пламени горелки оксид хрома (III),который служит катализатором этого процесса. (Можно также использовать “сухое горючее”,в этом случае катализатор нагревается еще лучше). При внесении оксида хрома (III) в атмосферу аммиака он рассыпается красивыми огненными искрами “золотой дождь”.Важно ознакомить учащихся с этим свойством аммиака заранее, до проведения демонстрации, чтобы они понимали сущность этого окислительно-восстановительного процесса.

Не менее интересен опыт “дым без огня”- взаимодействие раствора аммиака с концентрированной кислотой. Берут две стеклянные палочки и смачивают одну- в растворе аммиака, другую - в соляной кислоте и подносят близко друг к другу. Обильно выделяется “белый дым” - хлорид аммония. Этот эксперимент имеет большой успех при показе его на занятиях кружка, а также на химических вечерах. Твердый хлорид аммония, который имеется в лаборатории, хорошо возгоняется при нагревании с образованием того же “белого дыма”. На этом примере можно проиллюстрировать понятие “обратимости химических реакций”.

При изучении взаимодействия концентрированной азотной кислоты с металлами полезен демонстрационный эксперимент

- взаимодействие концентрированной азотной кислоты с медью. Для этого в большую пробирку наливают немного концентрированной азотной кислоты, опускают в нее медную проволоку и осторожно нагревают (под тягой!). Раствор изменяет свою окраску (становится голубым), а учащиеся наблюдают выделение бурого газа –оксида азота (IV).

Следующие эксперименты приводят к выводу, что азотная кислота является сольным окислителем и поэтому неосторожное обращение с нею может вызвать пожар, ожоги, порчу одежды:

- воспламенение тлеющей лучинки в азотной кислоте. Концентрированную азотную кислоту в вертикально закрепленной в штативе пробирке нагревают и угольком тлеющей лучины кассаются ее поверхности, наблюдается выделение двуокиси азота (бурого газа).

- горение скипидара в азотной кислоте. В чашку для выпаривания, поставленную в большой стакан, наливают смесь концентрированных азотной и серной кислот (в объемном соотношении 1:1), к которой по каплям приливают скипидар. Скипидар загорается, при этом также наблюдается выделение двуокиси азота. Данный опыт следует проводить с особой осторожностью, так как иногда пламя получается большим и может ожечь экспериментатора.

Концентрированная азотная кислота обесцвечивает органические красители.(опыт с обесцвечиванием лоскутка окрашенной ткани).

В теме “Фосфор и его соединения” при изучении аллотропных видоизменений фосфора хорошо проделать опыт-превращение красного фосфора в белый. В сухую пробирку кладут кусочек красного фосфора размером с горошину. В пробирку до дна помещают стеклянную палочку.

Дно пробирки, где находится красный фосфор, сольно нагревают. Сначала появляется белый дымок – это фосфорный ангидрид, образовавшийся за счет окисления фосфора кислородом воздуха пробирки. При дальнейшем нагревании на холодных внутренних стенках пробирки появляются желтоватые капельки белого фосфора. Он осаждается и на стеклянной палочке, вложенной в пробирку. Нагревание прекращают и затем вынимают из пробирки стеклянную палочку. Если концом стеклянной палочки дотронуться до внутренних стенок пробирки, где осел белый фосфор, и снова вынуть палочку, происходит вспышка. При проведении данного опыта надо учитывать то, что белый фосфор- сильно ядовит, существует опасность возгорания, при разложении красного фосфора практически без доступа воздуха образуется неприятный характерный “чесночный” запах, то работать необходимо под тягой.

По окончании изучения большой темы “Подгруппа азота” с учениками проводится практическая работа по распознаванию минеральных удобрений. Это делается с целью закрепить полученные теоретические знания о свойствах веществ.

Методика проведения работы по распознаванию минеральных удобрений.

Удобрения распознают в следующей последовательности: сначала определяют, к какой группе относится исследуемое удобрение -

1. Знакомство с внешними признаками удобрения (цвет, запах, кристаллическая структура).

Суперфосфат - порошок серого цвета, слеживается в комки.

Сильвинит - розовые кристаллы. Аммиачная селитра- белая кристаллическая, иногда желтоватая масса или гранулы. Натриевая селитра - крупные бесцветные кристаллы.

Сульфат аммония- мелкие светло-серые кристаллы.

2. Определяют растворимость удобрений в воде. Для этого половину чайной ложки мелко истолченного удобрения размешивают в 60-80 мл воды. Полностью растворяются азотные, калийные удобрения и аммофос.

3. Исследуют раствор удобрения индикатором.

4. Разжигают древесный уголь, затем на него бросают щепотку исследуемого удобрения.

Если вещество вспыхнет и сгорит, то это селитра. Внимание учащихся надо обратить на цвет пламени: желтое- натриевая соль, фиолетовое- соль калия.

Если выданное удобрение расплавится и даст дымок с запахом аммиака, то это мочевина или аммонийное удобрение (аммиачная селитра, сульфат аммония, хлористый аммоний, аммофос).

Если вещество потрескивает при нагревании без видимых изменений, то это – калийные удобрения (хлористый калий, сульфат калия, сильвинит).

Если удобрение обугливается, ощущается запах жженой кости - костная мука.

Удобрение внешне не изменяется, но ощущается запах резины - суперфосфат.

Если вообще нет никаких внешних изменений- это фосфаты или известковые удобрения.

5. На мало и практически нерастворимые в воде удобрения с плохо выраженной кристаллической структурой действуют раствором соляной кислоты.

При сильном вспенивании (без запаха) - известковое удобрение, отсутствии вскипания гипс и фосфорные удобрения.

6. Установление химического состава удобрения.

Учащиеся получают инструктивную карточку с таблицей качественных реакций, с помощью которых распознать состав веществ самостоятельно достаточно легко.

Соли кальция распознаются по кирпично-красному окрашиванию пламени.

Соли аммония- действием раствором щелочи при нагревании –при этом ощущается запах аммиака. Карбонаты определяют действием соляной кислоты и последующим пропусканием полученного газа через известковую воду. Фосфаты и гидрофосфаты при действии раствора нитрата серебра образуют с ним осадок желтого цвета. Хлориды также распознают действием раствора нитрата серебра, но выпадает осадок белого цвета и творожистой консистенциихлорид серебра.

Сульфаты легко определить приливанием раствора хлорида бария (осторожно, ядовит!) - выпадает белый мелкокристаллический осадок сульфата бария. И, наконец, нитраты при нагревании в пробирке с концентрированной серной кислотой и медной проволокой образуют бурый газ.

Проанализировав данную работу, можно заключить, что она носит исследовательский характер, способствует комплексному применению полученных знаний и развитию познавательной активности и логического мышления, творческому применению учебных умений и навыков в новой ситуации, более прочному усвоению химических методов распознавания веществ. Использование в практике обучения исследовательского метода представляет

собой высший этап процесса познания учащихся и предполагает развитие творческого мышления прежде всего через деятельность, моделирующую научную. При организации таких занятий учащиеся оказываются в условиях, требующих от них умения планировать эксперимент, грамотно проводить наблюдения, фиксировать и описывать их результаты, обобщать и делать выводы, осваивать научные методы познания. Формирование творческого мышления происходит через проблемное построение обучения и мотивацию деятельности.

Экспериментальные задачи по химии.

Особо хочу рассмотреть значение выполнения различных типов экспериментальных задач.

Экспериментальные задачи должны входить в практические занятия по химии. Особенно обращается внимание на задачи с объяснением явлений, по разделению смесей, получению веществ и доказательству их свойств.

В школьной практике используются следующие типы экспериментальных задач:

1. Задачи, связанные с наблюдением и объяснением происходящих явлений. Задачи этого типа являются основой всего экспериментального изучения химии. Не научившись наблюдать, описывать происходящие явления и объяснять их, невозможно осмысленно к ним относиться.

Например: положите в пробирку немного окиси меди, прилейте 2-3 мл разбавленной серной кислоты и слегка нагрейте. Наблюдайте происходящее явление и объясните его.

- В пробирку с раствором щелочи прилейте несколько капель раствора сернокислого цинка, в другую пробирку к раствору сернокислого цинка прилейте несколько капель раствора щелочи.

Сравните происходящие явления и дайте им объяснение.

2. Задачи на проведение характерных для данного вещества реакций. Например: проведите реакции, характерные для медного купороса. 3. Подтверждение состава известного вещества: подтвердите, что выданное вам вещество - серная кислота.

4. Распознавание веществ. В задачах данного типа предлагается определить с помощью характерных реакций каждое из двух- трех выданных веществ. Пример:В трех пробирках находятся бесцветные жидкости - растворы серной, соляной и азотной кислот. Распознайте их.

5. Задачи на получение веществ. Они могут иметь разную сложность и преследовать разные цели.

а) получение вещества из названных исходных.

Пример: получите сернокислый барий взаимодействием растворов хлористого бария и серной кислоты.

Решение такого типа задач сводится только к проверке умения учеником проводить известные ему химические манипуляции.

б) получение вещества из выданных реактивов, без указания необходимых исходных веществ. При этом можно предложить получить заданное вещество одним, несколькими или всеми возможными способами.

Пример: получите двумя способами сернокислый цинк, имея в своем распоряжении следующие вещества: оксид цинка, цинк и разбавленную серную кислоту.

Пример: получите всеми возможными способами хлористый калий, имея в своем распоряжении растворы соляной кислоты, гидроксида калия, нитрата калия, сульфата калия и хлорида бария.

При выборе возможных способов получения хлорида калия в этой задаче необходимо иметь в виду только идущие до конца реакции.

в) получение вещества через промежуточные реакции (одну или две).

Пример: получите хлорид меди ( II ) из сульфата меди ( II ), имея в своем распоряжении остальные необходимые для этого реактивы.

Пример: получите сульфид цинка, имея в своем распоряжении только растворы серной кислоты, сернистого натрия и металлический цинк.

6. Задачи на очистку веществ и выделение их из смесей. Задачи этого типа можно подразделить на 2 группы: выделение веществ физическими и химическими способами. Первая группа задач имеет значение для изучения способов очистки веществ, формирования и закрепления практических навыков в проведении основных химических манипуляций.

1 группа задач. Пример: разделить смесь песка с медным купоросом на составляющие ее компоненты.

2 группа задач. Пример: выделить нитрат натрия из смеси его с хлоридом.

7. Задачи на изготовление прибора для заданной цели. Задачи для своего решения требуют хорошего знания свойств веществ и умение учитывать их при выборе подходящих приборов.

Пример: изготовьте три прибора и, выбрав подходящие для заданной цели, получите и соберите при их помощи аммиак, окись и двуокись азота.

При подготовке таких занятий необходимо заранее изготовить инструктивные карточки для учащихся, сводные таблицы качественного определения неорганических и органических веществ.

Однако специфические особенности учебно-познавательной деятельности различных групп учащихся и их интересы требуют поиска новых подходов к проведению практических занятий. Цель личностно- ориентированного обучения состоит в такой организации процесса, при которой каждый учащийся может реализовать свои способности в соответствии со своими возможностями. В связи с этим в практике используется дифференцированный подход к обучению, ведь работать приходится с учениками, имеющими различный уровень мотивации к изучению химии. Однако, как бы там ни было, единственным методом правильного познания является опора только на факты, которые дала природа, и достижение истины только естественным порядком - экспериментами и наблюдением.

В химическом эксперименте таятся огромные потенциальные возможности не только для успешного процесса обучения, но и для развития интереса к химии, выявления знаний, умений, творческих способностей, интеллекта учащихся.

Техника и педагогическая эффективность постановки химического эксперимента.

Техника и методика химического эксперимента постоянно совершенствуется, причем это выражается в создании не сложных приборов, в которых учащимся бывает трудно разобраться, а наоборот, приборов очень простых и наглядных. На подготовку опытов в этом случае учитель затрачивает минимум времени. Иногда бывает, что технически отличный опыт плохо воспринимается учащимися. Нельзя забывать, что основа преподавания химии в школе - химический эксперимент,

а не формулы и уравнения (химический язык), которые являются приемами, средствами для изучения химии. В школьной программе указаны обязательные демонстрационные и лабораторные опыты, практические работы.Но ни учебник, ни программа не указывает на эффективную для лучшего усвоения технику постановки и проведения химического эксперимента.

В качестве примера приведу различные варианты проведения качественной реакции на молекулярный иод:

1 вариант опыта. В цилиндр с йодной водой приливаем крахмальный клейстер, наблюдается посинение. Если в раствор йодида калия прилить клейстер, то посинения не происходит. С помощью этого опыта можно доказать, что крахмал- реактив только на свободный йод.

2 вариант опыта. На дно круглодонной колбы, объемом 200-300 мл помещаем несколько кристалликов йода. На фильтровальной бумаге размером 2х6 см жидким крахмальным клейстером пишем слово “химия”. Бумагу надо прикрепить к тонкой проволоке. Подогреваем колбу до появления паров йода и в нее опускаем фильтровальную бумагу. Бесцветные буквы приобретают синюю окраску. Бумагу вынимаем из колбы и показываем учащимся. Там появляется синяя надпись: “химия”.

3 вариант опыта. Разрезаем картофельный клубень и на поверхность среза из пипетки капаем спиртовой или водный раствор йода. Появляется синее пятно.

Сопоставление педагогической эффективности всех трех вариантов опыта показало, что первый вариант опыта – наихудший. Самым эффективным для усвоения знаний учащимися оказался второй вариант опыта. Третий вариант опыта по результатам оказался менее эффективным, чем второй. Такие результаты опыта можно объяснить тем, что учащиеся, наблюдавшие эксперимент второго варианта, видели его в интересной, занимательной и необычной для них постановке. Эксперимент первого варианта был представлен в традиционной постановке.

Учащиеся непосредственно не видели йода - он был в растворе. Все это и не привлекало их особого внимания. Опыт с картофелем является своеобразным по технике его использования и несколько необычным для учащихся.

Приведу еще один пример из практики, когда самой низкой педагогической эффективностью обладает демонстрационный опыт из учебника: “Химическая акивность галогенов”.

1 вариант проведения опыта (учебник).

В один цилиндр наливают раствор бромида натрия, а в другие два- растворы йодида калия.

Первый и второй цилиндры заполняют хлорной водой. В обоих цилиндрах растворы принимают бурый цвет.В первом цилиндре выделяется свободный бром, во втором- йод. Для доказательства наличия свободного йода во втором цилиндре в него приливают раствор крахмала. Последний синеет. В третий цилиндр с раствором йодида калия приливают бромную воду. Раствор принимает бурый цвет. Чтобы доказать, что это свободный йод, в цилиндр приливают крахмальный клейстер.

2 вариант проведения опыта (опыт В.Н. Верховского) Для проведения эксперимента используют демонстрационный прибор АПХР. В верхний стеклянный цилиндр помещают измельченный активированный уголь (который будет адсорбировать нежелательные галогены). Во второй цилиндр наливают раствор бромида калия, в третий- раствор йодида калия. В колбе Вюрца получают хлор при взаимодействии концентрированной соляной кислоты с перманганатом калия или с дихроматом калия. (при осторожном нагревании). Проходя через самый нижний раствор с бромидом калия, хлор взаимодействует с ним и выделяются красно-бурые пары брома, которые затем проходят к раствору йодида калия и вызывают появление фиолетовых паров йода.

Учащиеся непосредственно наблюдают все галогены в свободном виде во втором варианте опыта и, таким образом, большая наглядность и необычная техника проведения этого эксперимента способствует более активному восприятию и эффективному усвоению знаний.

Необходимо также перед демонстрацией этого опыта показать на примерах, как изменяется химическая активность галогенов - от фтора к йоду. В такой же последовательности осуществляются реакции и в опыте В.Н. Верховского. Опыт комбинированный. Знание одной реакции по ассоциации может вызвать в памяти учеников другую. Так, различная техника и постановка опыта оказывает неравноценное влияние на качество знаний, формирование понятий и закономерностей у учащихся, развития у них интереса к предмету.

Формирование у учащихся практических умений и навыков.

Постоянное использование химического эксперимента на уроках предполагает целенаправленную работу учителя по формированию у учащихся практических умений и навыков как экспериментального характера, так и в решении задач согласно требованиям программы.

Навык характеризуется высокой степенью освоения умственного или физического действия, когда способы его выполнения становятся автоматическими, сознательный контроль свернут настолько, что создается иллюзия его полного отсутствия. Умение предполагает такую степень освоения, когда для выполнения умственного или физического действия в большей или меньшей степени необходим развернутый сознательный самоконтроль.

Процесс формирования навыка внутренне противоречив и его можно разделить на следующие три ступени:

1. Подготовительная, или аналитическая ступень. Здесь происходит ознакомление с правилами работы, вычленение и осмысление каждой операции, выполнение действий достигается в результате больших усилий сознания. На этой ступени наблюдается наибольшее количество ошибочных действий.

2. Синтетическая ступень. Обособленные операции сливаются в единое целое, возникает необходимая координация действий. Действия учащихся еще не доведены до автоматизма.

3. Заключительная ступень. В результате многократных операций действия становятся автоматическими, отпадают ненужные действия, работа протекает спокойно.

Навыки формируются путем упражнений в ходе усвоения действия.

В методике обучения химии принято различать практические (технические), организационнотрудовые и интеллектуальные навыки.

К практическим навыкам относят:

1. Обращение с лабораторной посудой, принадлежностями и реактивами

2. Измерение объемов жидкостей и газов, взвешивание на аптекарских и химико- технических весах, измерение температуры и плотности жидкостей.

3. Монтаж приборов из готовых деталей.

4. Проведение химических операций (измельчение и смешивание твердых веществ, растворение твердых, жидких и газообразных веществ, нагревание в пробирке, стакане, колбе, фильтрование, собирание газов.

5.Оформление экспериментальных работ (зарисовка приборов, запись лабораторных опытов, практических работ, составление плана решения экспериментальных задач).

6. Навыки в пользовании книгами, справочниками, таблицами, картами, владение химиическим языком, решение различного типа задач.

Для успешного формирования практических навыков необходимо, чтобы учащиеся совершали действия не механически, а осмысленно, в связи с этим навыки успешно формируются в следующих условий:

1. Словесное разъяснение учителем порядка выполнения операций сопровождается демонстрацией всех необходимых действий.

2. Разъяснение дополняется теоретическими сведениями, которые объясняют сущность процессов, происходящих при выполнении операции.

3. Во время объяснения и показа применяются рисунки, уточняющие отдельные стороны выполняемой операции.

4. Учащиеся предупреждаются об ошибках, которые могут быть допущены при выполнении данной операции.

5. Учителем осуществляется систематический контроль за тем, как учащиеся овладевают практическими навыками в процессе учебной работы.

Наглядные методы обучения в химии чаще всего связаны с выполнением химического эксперимента двух видов: демонстрационного и ученического. Ученический эксперимент может быть лабораторной (выполняется под руководством учителя) или практической работой (предполагается самостоятельная работа учащихся). В большинстве случаев разъяснение о проведении тех  или иных необходимых операций начинаем во время демонстрации опытов и проведения лабораторных работ. Дальнейшая отработка практических приемов осуществляется в процессе выполнения лабораторных и практических работ. Например, до проведения практической работы “Получение и свойства кислорода” знакомим учащихся с тем, как собрать соответствующий прибор и проверить его герметичность. Для того, чтобы убедиться, что пробирка плотно закрыта резиновой пробкой с вставленной в нее стеклянной трубкой и, следовательно, получаемый газ пойдет по стеклянной трубке, а не будет выходить между пробкой и стенками пробирки или же через отверстие в пробке, нужно конец стеклянной трубки опустить в стакан с водой, а пробирку зажать в ладонь руки, чтобы нагреть ее. Вследствие нагревания объем воздуха в пробирке увеличится и часть его будет выходить по трубке в воду. Это указывает на то, что пробирка закрыта плотно.

При сознательном выполнении тех или иных операций образуются навыки более гибкие, стойкие, они легко используются при изменяющихся обстоятельствах. Например, если учащийся приобретает навыки нагревания сознательно, знает, какая часть пробирки более горячая, почему, какие процессы протекают в пламени, то он легко справится с нагреванием не только на спиртовке, но и на керосиновой или газовой горелке.

При изучении реакции разложения проводим демонстрационные и лабораторные опыты, знакомим учащихся с собиранием простейших приборов из готовых деталей.

Собирая прибор для демонстрации разложения оксид ртути, прежде всего подбираем подходящую пробку к пробирке. Диаметр пробки должен быть немного больше диаметра отверстия пробирки.

Пробка должна выступать из горла сосуда на 1\3 своей высоты. Перед тем, как вставлять в отверстие пробки стеклянную трубку, конец трубки нужно смочить водой или глицерином. Смоченная трубка легко входит в отверстие пробки. Трубка должна входить в отверстие пробки плотно, но не слишком туго. Во избежание поломок трубку следует вращать, держа как можно ближе к тому концу, который вставляется в пробку. Никогда не следует вставлять трубку в отверстие с большим усилием, так как она может при этом сломаться и поранить руку. Собрав прибор, необходимо проверить его герметичность. Для этого надо укрепить прибор в штативе так, чтобы конец газоотводной трубки доходил почти до дна кристаллизатора или какого-либо другого сосуда с водой.

После этого погружаем в сосуд банку или пробирку, чтобы вся она заполнилась водой, а если размеры сосуда не позволяют этого сделать, то наливаем в пробирку воды до краев, закрываем пробкой и опрокидываем в сосуд с водой. Под водой пробку вынимаем. После этого демонстрируем реакцию разложения оксида ртути, напоминая учащимся правила нагревания пробирки с твердым веществом, методы распознавания кислорода. При демонстрации необходимо обратить внимание учащихся на то, что, заканчивая опыт, нужно не прекращая нагревания пробирки, вынуть газоотводную трубку из сосуда и только после этого тушить спиртовку (горелку).

При проведении лабораторного опыта разложения основного карбоната меди ( ) – малахита на основе приобретенных знаний о проемах собирания прибора можно предложить одному из учащихся рассказать и показать, как следует собрать прибор, проверить его герметичность и укрепить в штативе.

Затем выполняют опыт все учащиеся класса. Такая работа учителя важна для глубокого овладения основами химических знаний и подготовки учащихся к практической деятельности.

Основные химические понятия формируются и развиваются в соответствии с повышением научно-теоретической основы курса. Психологами выяснены и обоснованы следующие этапы формирования естественно -научных понятий: 1) вычленение существенных признаков понятия, 2) синтезирование этих признаков в формулировке содержания понятия, 3) уточнение существенных признаков понятия при их сопоставлении с несуществующими признаками, 4) отделение формируемого понятия от ранее усвоенных понятий, 5) установление связи Нового понятия с другими, близкими ему понятиями, 6) использование понятия при выполнении учебной самостоятельной работы с целью его проверки и закрепления.

Наблюдения показывают, что пропуск хотя бы одного из перечисленных этапов делает формулировку понятия неполной или неточной, а его усвоение непрочным.

Для формирования у учащихся системы химических понятий выделяют совокупность приемов умственных действий и мыслительных операций, входящих в них: выявление существенных признаков, распознавание, сравнение, обобщение понятий.

Химический эксперимент служит не только источником знаний, но и средством, с помощью которого развивается химическое мышление, приобретаются практические умения и навыки.

Необходимо приучать школьников вникать в суть эксперимента, замечать отдельные факты, явления, пытаться объяснить причину взаимодействия веществ.

При рассмотрении реакций разложения оксида ртути и нитрата свинца в сопоставлении вместе с учениками отмечаем общие и отличительные признаки этих процессов. Оксид ртути – сложное вещество, а ртуть и кислород -простые, отсюда следует, что из одного сложного вещества образуется два простых. Нитрат свинца- сложное вещество, при его разложении образуются три вещества: оксид азота, кислород и оксид свинца. В заключение учащиеся делают вывод о том, что при реакции разложения из сложного вещества могут образоваться не только простые, но и сложные вещества. Даем полную формулировку реакции разложения.

Индивидуальные задания, выполняемые на уроках в порядке демонстраций, также способствуют формированию основных химических понятий, практических умений и навыков учащихся. Во время опроса можно предложить выполнить несложные экспериментальные задачи. Ученик должен вначале составить план решения предлагаемой задачи, затем выполнить опыт. Учитель анализирует ответ ученика, оценивает его знания. Остальные учащиеся в это время имеют возможность проверить свою практическую подготовленность.

Например, для учащихся 8 класса можно предложить следующие варианты индивидуальных задач:

Так, по каждому классу, в соответствии с требованиями программы, учитель подбирает задачи и включает их в свой план опроса. Наблюдения показывают, что учащиеся с большим желанием выполняют экспериментальные задачи, учатся самостоятельно составлять план их решения и практически выполнять его. Чувство ответственности, которое испытывает вызванный ученик, побуждает его мобилизовать запас знаний. Все это способствует активной деятельности учащихся на уроке, развитию их исследовательских интересов.

Таким образом, химический эксперимент используется и в качестве источника знаний, и в качестве средства закрепления знаний, и для эффективного контроля знаний.

При различных способах применения химического эксперимента в оценке его в первую очередь надо исходить из его познавательной и воспитательной значимости.

Роль химического эксперимента в обучении химии.

Для осмысленного восприятия сложного теоретического материала необходимо усилить роль химического эксперимента, который остается важнейшей основой химического образования в школе. Наряду с опытами, дающими конкретные представления о веществах и их свойствах, следует использовать и такой химический эксперимент, на основе которого учащиеся приобретают знания о явлениях микромира. Они позволяют глубоко вникнуть в строение вещества и сущность химической реакций.

Химический эксперимент широко используется на уроках в виде демонстраций, лабораторных и практических работ. Каждый из этих видов эксперимента выполняет свои дидактические функции и их нельзя противопоставлять друг другу или заменять один вид эксперимента другим, например, лабораторные работы демонстрацией. В зависимости от дидактических целей урока бывают различные методы использования химического эксперимента (приобретение новых знаний, их совершенствование, применение и закрепление, учет и оценка знаний, умений и навыков). Химический эксперимент на основе творческой, самостоятельной деятельности помогает знакомить учащихся с основными чертами и методами химической науки. Это происходит в том случае, когда учитель часто использует химический эксперимент так, чтобы он напоминал процесс исследования в химической науке, что особенно хорошо осуществляется, когда экспери мент является основой проблемного подхода в обучении химии. Здесь создаются благоприятные условия для создания и расширения проблемной ситуации не только на основе классного эксперимента, но и домашних опытов.(особенно когда эксперимент длится долго). В этих случаях эксперимент помогает подтвердить или опровергнуть выдвинутые предположения, как это бывает в научных исследованиях по химии.

Уже на начальном этапе обучения химии необходимо показать, что для обоснования теорий следует накапливать много фактов, проверенных экспериментом, что различные гипотезы и теории возникают не на пустом месте, а на основе фактов, результатов химического эксперимента. Это хорошо видно при изучении атомно-молекулярного учения, теории электролитической диссоциации, периодического закона и системы химических элементов Д.И.Менделеева, теории строения атома и химической связи и др. Учащиеся должны убедиться в том, что каждая теория, закон проверяются на практике (наблюдение, эксперимент, производство).

Во многих случаях приходится демонстрировать опыты, учитывая быстроту их проведения, в некоторых случаях опасность эксперимента, сложность его. Не умаляя роли демонстраций надо больше внимания уделять ученическому эксперименту. Если на демонстрациях учащиеся следят за действиями учителя, то в ученическом эксперименте они наблюдают за результатами своей деятельности, что оказывает огромное влияние и воспитательное воздействие на учащихся, которые добывают в этом случае знания самостоятельно, чувствуют себя исследователями, знакомятся с методами химической науки. Здесь происходит соединение умственной и физической деятельности учащихся, что чрезвычайно важно для умственного развития, так как при включении ручной деятельности представления о веществах и их превращениях, приборах и материалах становятся более точными, осязаемыми. Учащиеся творчески участвуют в процессе изучения различных химических реакций, что повышает их интерес к обучению, активизирует их мышление. Школьный химический эксперимент играет огромную роль в воспитании и познавательной деятельности учащихся. Для усиления этих важных сторон обучения нужно повысить самостоятельную работу учащихся, создавая посильные затруднения, что особенно хорошо осуществляется при решении экспериментальных задач.

Школьный химический эксперимент особенно важен для развития конкретных представлений учащихся, устранения формализма в их знаниях: учащиеся будут хорошо знать вещества и их свойства, а не только их формулы. Для усиления воспитательной и познавательной роли лабораторных работ следует использовать не только фронтальную форму их проведения, но и групповую работу, когда группы учащихся (2-3 человека) получают разные экспериментальные задания на общую тему, которые выполняет весь класс. Затем представитель каждой группы сообщает классу о результатах своей работы, на основе чего делаются общие выводы.

Благодаря такому подходу к выполнению эксперимента накапливается большое количество фактов за сравнительно небольшие отрезки времени. Химический эксперимент обычно проводится с использованием различных средств наглядности и ТСО. Таким образом усиливается познавательная роль эксперимента, экономится время на его выполнение.

Из опыта повседневной работы в школе также хочу отметить, что учащиеся при правильной и своевременной постановке эксперимента более осознанно воспринимают фактический материал, лучше подкрепляют примерами важнейшие химические понятия, сравнивают, анализируют, формулируют выводы и закономерности, у них ярче выражены интерес к науке, внимание, наблюдательность.

Разработки уроков с применением химического эксперимента в различных темах школьного курса химии.

1. Тема урока: Вещества. Смеси веществ.

Цель урока: сформировать понятие о физическом теле и химическом веществе, о свойствах тела и свойствах вещества.

Оборудование: 3-4 пробирки, стеклянная палочка.

Реактивы: медь (проволока), сера, вода, нашатырный спирт, поваренная соль, мел.

Домашнее задание: п.1.1, вопросы 1-3, стр.9

Содержание урока:

Вводная часть: актуализация знаний о физическом теле, веществах и их свойствах, полученных на уроках физики.

Основная часть: формирование понятия о веществах и их физических свойствах.

Лабораторная работа. Вещества и их физические свойства.

Задание 1.

а) В каком агрегатном состоянии находятся выданные вам вещества?

б) Какого они цвета?

в) Ознакомьтесь с запахом жидкостей (соблюдайте при этом правила безопасности).

г) Определите, растворяется ли вещество в воде. Для этого нужно положить небольшую порцию вещества в пробирку, туда же прилить воды. Следите за тем, чтобы жидкости в пробирке было не больше 1/3 объема пробирки. Перемешайте раствор стеклянной палочкой.

Помните, что нельзя пробовать вещества на вкус! Это опасно!

Свои наблюдения занесите в таблицу.

Таблица: Физические свойства веществ.

Заключительная часть. Формирование представления о свойствах вещества как совокупности качеств , позволяющих отличить вещества друг от друга.

Задание 2. Сравните свойства некоторых веществ друг с другом. Выделите черты сходства и различия. Результаты занесите в таблицу.

Таблица: Сравнение физических свойств веществ.

Итог урока. Формирование умения распознавать вещества на основе знания об их свойствах.

Задание 3. Решите экспериментальную задачу: в двух стаканчиках с номерами 1 и 2 находятся два белых порошка- сахарная пудра и мел. Как различить эти вещества?

Тема урока: Смеси веществ. Способы разделения смесей.

Цель урока: сформировать понятие о смесях веществ как о системах переменного состава, показать, что индивидуальные свойства компонентов смеси сохраняются и это может быть использовано для ее разделения.

Оборудование: магнит, прибор для фильтрования (стакан, воронка, бумажный фильтр, штатив с кольцом, стеклянная палочка), прибор для перегонки (штатив, колба Вюрца, холодильник, приемник, горелка), делительная воронка.

Реактивы: смеси - сера и порошок железа, речной песок и древесные опилки, вода, подкрашенная чернилами, растительное масло и вода.

Домашнее задание: п.1.2, упр.6, стр.12, п.1.3, упр.3-5, стр.20

Содержание урока:

Вводная часть. Актуализация знаний о веществах и их свойствах, проверка уровня сформированности понятий “вещество” и “тело”, “свойства вещества” и “свойства тела”.

В процессе фронтальной беседы с учащимися обсуждаются упражнения 1-5 (с.9) и 4, 5 (с.12).

Основная часть. Формирование понятия “смесь”. Знакомство с основными физическими способами разделения смесей.

Обсуждение вопросов:

1) что такое смесь веществ?;

2) какие природные смеси веществ вы знаете?;

3) как определить - чистым веществом или смесью является данный образец материала, жидкости или газа?; 4)что такое компоненты смеси? Каковы их свойства?

Демонстрация основных способов разделения смесей:

1) фильтрование;

2) отстаивание и декантация;

3) применение делительной воронки;

4) перегонка;

5) хроматография.

Демонстрационные опыты.

Опыт 1. Разделение смеси порошка серы и порошка железа с помощью магнита.

• Смесь помещают на стеклянную пластину и накрывают ее листом фильтровальной бумаги.
• Подносят магнит. Приподнимают бумагу вслед за магнитом и переворачивают ее.
• Железо окажется на листе отдельно от серы.

Опыт 2. Отстаивание и декантация.

• Смесь песка и древесных опилок перемешивают с водой. Опилки всплывают на поверхность.
• Песок постепенно оседает на дно стакана. Смеси дают 1-2 мин.отстояться. Аккуратно сливают воду вместе с опилками, так, чтобы песок остался на дне стакана.

Опыт 3. Фильтрование.

• Воду с опилками пропускают через бумажный фильтр.

Опыт 4. Применение делительной воронки.

Несмешивающиеся жидкости, например, растительное масло и вода, разделяют с помощью делительной воронки.

Опыт 5. Перегонка воды.

• В колбу Вюрца (лучше маленькую) наливают воду, подкрашенную чернилами. Колбу соединяяют с холодильником, на котором размещают колбу-приемник. Воду нагревают до кипения и
• кипятят до тех пор, пока в колбе-приемнике не соберется 1-2 мл бесцветной жидкости.
• Сравнивают ее цвет с цветом исходного раствора.
• По окончании обсуждают с учащимися вопрос о том, какие различия в физических свойствах веществ легли в основу данных способов разделения смеси.

Опыт 6. Хроматография.

• В стеклянную трубочку, заполненную толченым мелом, сверху налейте спиртовую вытяжку, содержащую хлорофилл. Верхний слой мела окрасится в зеленый цвет, получится зеленое кольцо; затем содержимое трубки обработайте бензолом. По мере прохождения бензола по трубке зеленая кольцевая зона разделится на несколько разноцветных колец. Постепенно по всей длине трубки образуются 6 самостоятельных кольцевых зон: желтая, желто-зеленая, темно-зеленая и 3 желтых кольца. Таким образом, происходит разделение смеси на отдельные компоненты.

Заключительная часть. “Мысленный эксперимент”: вам дали измельченный в ступке белый порошок, состоящий из поваренной соли и мела. Как доказать, что это смесь?

Итог урока. “Тупиковая ситуация”: вы матросы корабля, терпящего бедствие в океане.Ваш корабль чудом выбросило на скалистый берег маленького острова, на котором:

1) нет пресной воды;

2) есть небольшое пресное озеро, но вода мутная, с неприятным запахом и нефтяной пленкой на поверхности…Что бы вы сделали, чтобы не погибнуть от жажды?

 Тема урока: Практическая работа №2. “Разделение смесей на примере очистки воды.”

Цель урока: закрепить знания о способах разделения смесей на примере очистки воды.

Формировать практические умения учащихся.

Оборудование: стакан на 100 мл, стакан на 150 мл, воронка, кольцо с муфтой, штатив лабораторный, резиновый шланг (5-6 см) с зажимом, фарфоровый треугольник, картонный или пластиковый стаканчик, булавка или металлическая скрепка для бумаги, предметное стекло или пробирка.

Реактивы: 1,5-2 л грязной воды (100 мл на пару учащихся); 200 г древесного угля; 2 кг песка; 2 кг мелкого гравия, раствор нитрата серебра (1%). Приготовление грязной воды: в пластиковой бутыли (2 л) смешивают следующие компоненты: 1 ст. л. поваренной соли; 1 ч. л. сушеного чеснока (любой остро пахнущей приправы); 2/3 стакана кофейной гущи; ? стакана подсолнечного масла. К смеси добавляют воду, перемешивают.

Домашнее задание: п.1.3, упр.10-12 на с.21. Используя дополнительную литературу, опишите работу водоочистительной станции.

Содержание урока:

Вводная часть. Осуждение тех правил безопасности, которые применимы к работе “Разделение смесей”. Обсуждение задач, стоящих перед учащимися, и способов их решения.

Практическая работа №2. “Разделение смесей на примере очистки воды”

Порядок работы:

1. Получите у преподавателя образец грязной воды. Мерным цилиндром измерьте объем, запишите его в таблицу.

2. Внимательно изучите внешний вид образца: цвет, запах, прозрачность, наличие твердых частичек или пятен и запишите свои наблюдения в таблицу. Не пробуйте воду на вкус!

Таблица. Данные по очистке воды.

Отделение воды от масла.

Вода и масло незначительно смешиваются друг с другом. Если оставить стоять смесь этих двух веществ, она разделится на 2 слоя, причем масляный слой будет сверху.

1. К отводу стеклянной воронки прикрепите резиновый шланг. Вставьте воронку в фарфоровый треугольник и поместите ее в кольцо штатива.

2. Пережмите резиновый шланг зажимом (или просто пальцами). Налейте приблизительно половину данного вам образца воды в воронку. Дайте немного отстояться.

3. Осторожно откройте зажим и слейте нижний слой в стакан объемом 150 мл. Сразу после этого закройте зажим.

4. Слейте оставшийся слой во второй такой же стакан.

5. Повторите действия 2-5 с оставшейся грязной водой, добавляя жидкости из того или другого слоя в соответствующие стаканы.

6. Изучите внешний вид водного слоя. Результаты запишите в таблицу. Водный слой сохраните для следующего опыта.

Фильтрование через песок.

Песочный фильтр захватывает твердые частички загрязнения, которые слишком велики для того, чтобы пройти между песчинками.

1. Булавкой сделайте небольшое отверстие в донышке пластмассового стаканчика.

2. Насыпьте последовательно слоями гравий и песок (нижний слой гравия препятствует вымыванию песка из стаканчика, а верхний нужен для предотвращения взмучивания песка).

3.Осторожно налейте фильтруемый раствор в стаканчик. Соберите фильтрат в отдельный стакан.

4. Рассмотрите внешний вид фильтрата и измерьте его объем. Результаты запишите в таблицу.

Фильтрат сохраните для следующего опыта.

Адсорбция (фильтрование на древесном угле).

Древесный уголь адсорбирует (поглощает своей поверхностью) многие вещества.

1.Сверните бумажный фильтр.

2. Поместите фильтр в воронку, слегка смочите его, чтобы он прилип к стенкам воронки.

3. Закрепите воронку в кольце штатива так, чтобы конец ее оказался на 2-3 см внутри стакана объемом 150 мл.

4. В стакан с водой,оставшейся от предыдущего опыта, поместите древесный уголь (высота слоя - 2 см).Перемешайте смесь и осторожно пропустите через бумажный фильтр. Следите за тем, чтобы уровень жидкости в воронке был на 0,5 см ниже края бумажного фильтра.

5. Если фильтрат содержит частички древесного угля, процедуру фильтрования проведите еще раз. Для этого используйте чистый бумажный фильтр.

6. После того, как вы останетесь довольны внешним видом и запахом воды, слейте ее в чистый мерный цилиндр. Запишите конечный объем очищенного образца.

Расчеты:

1.Сколько процентов от объема исходной грязной воды составляет объем “чистой” воды?

% чистой воды = объем “чистой” воды/ объем грязной воды х100.

2. Сколько жидкости теряется при очистке воды (в процентах по объему)?

Дополнительное задание:

Налейте каплю “чистой” воды на стеклянную пластинку. Добавьте каплю раствора нитрата серебра. Что наблюдаете? Можно ли считать образец “чистой” воды действительно чистым и пригодным для питья? Как можно очистить воду от растворенных в ней веществ? Опишите этот способ.

Вопросы:

1.Сравните результаты, полученные вами, с результатами других групп учащихся. По каким показателям можно сравнивать результаты? Почему?

2. Почему перегонку (дистилляцию) воды не используют городские станции по очистке воды?

Тема урока: Физические и химические явления.

Цель урока: сформировать понятие о химической реакции и признаках, отличающих химическую реакцию от физического явления.

Оборудование: штатив с пробирками, пробка с газоотводной трубкой, стакан с водой, небольшой химический стакан (50 мл), свечка, проволока, термометр.

Реактивы: раствор сульфата меди ( II )-5%, раствор гидроксида натрия (1%), мрамор, раствор соляной кислоты (1%), раствор фенолфталеина, раствор ацетата натрия (5%), известковая вода.

Домашнее задание: п. 1.4, вопросы 4,5,8 на стр. 25.

Содержание урока:

Вводная часть. Актуализация знаний о явлениях, известных учащимся из курсов физики и биологии. Фронтальная беседа с учащимися.

1. Как называются процессы, происходящие в природе?

2. Что понимают под физическими явлениями? Приведите примеры.

3.Дайте определение физическим явлениям.

4. Выделите существенное отличие физических явлений.

5. Чем химическая реакция отличается от физического явления?

6. Как можно различить физические и химические явления?

Основная часть. Формирование понятия о химической реакции. Изучение на простых примерах признаков, позволяющих отличить химическую реакцию от физического явления.

Формирование практических умений.

Лабораторная работа. Изучение признаков химических реакций.

Опыт 1. В пробирку внесите 1 мл раствора сульфата меди ( II ). Отметьте цвет раствора, прозрачность. Добавьте несколько капель раствора гидроксида натрия. Какого цвета раствор гидроксида натрия? Что происходит после смешивания растворов? Какими свойствами отличается новое вещество от исходных веществ? Сделайте вывод о том, какой признак позволяет отличить эту химическую реакцию?

Опыт 2. Рассмотрите образец мрамора и опишите его свойства. В пробирку поместите небольшой кусочек мрамора и прилейте раствор соляной кислоты. Что наблюдаете? Если затрудняетесь ответить, пробирку закройте пробкой с газоотводной трубкой, конец которой опустите в пробирку с водой. О чем свидетельствует появление пузырьков в воде? Теперь опустите трубку в небольшой химический стакан. Через 1-2 минуты внесите в него горящую спичку. Что происходит?

• Каким свойством обладает новое вещество? Сделайте вывод о том, какой признак позволяет отличить эту химическую реакцию?

Опыт 3. В пробирку налейте раствор гидроксида натрия. Отметьте цвет раствора, прозрачность.

• Добавьте каплю раствора фенолфталеина. Какого цвета раствор фенолфталеина? Что происходит? Каким свойством обладает новое вещество? Сделайте вывод о том, какой признак позволяет отличить эту химическую реакцию.

Опыт 4. В пробирку налейте 1 мл раствора ацетата натрия. Отметьте цвет раствора. Добавьте 1 мл раствора соляной кислоты. Отметьте цвет раствора. Осторожно понюхайте пробирку.

• Что происходит? Каким свойством обладает новое вещество? Сделайте вывод о том, какой признак позволяет отличить эту химическую реакцию.

Опыт 5. Небольшой кусочек свечи закрепите на конце изогнутой проволоки, вставленной в пробку. Зажгите свечу на воздухе и аккуратно закройте пробкой колбу. Через некоторое время свеча погаснет, но на стенках колбы появятся капли воды. Откройте колбу, быстро влейте в нее несколько миллилитров раствора известковой воды, закройте пробкой (без проволоки) и встряхните. Что наблюдаете? Сделайте вывод о том, какие признаки позволяют отличить эту химическую реакцию.

Опыт 6. В пробирке смешайте по 1 мл растворов гидроксида натрия и соляной кислоты.

Что наблюдаете? Теперь попробуйте проделать то же самое в другой пробирке, но сразу после смешивания опустите в пробирку термометр. Что происходит? Сделайте вывод о том, какой признак позволяет отличить эту химическую реакцию?

Сделайте и запишите общий вывод относительно признаков химических реакций.

Заключительная часть. Формирование умения наблюдать за опытом, описывать свои наблюдения, делать выводы. С помощью серии демонстрационных опытов показать учащимся, что невозможно правильно классифицировать рассматриваемое явление только по одному признаку.

Демонстрационные опыты.

Опыт 1. “Выпадение осадка”.

• В небольшой колбе растворяют при нагревании 5-6 г медного купороса в малом количестве воды.
• Раствор слегка упаривают и осторожно охлаждают. Выпавший оасдок отделяют от раствора и сравнивают по цвету с исходным веществом.

Опыт 2. “Изменение цвета”.

• Несколько кристаллов йода помещают в сухой стакан и накрывают круглодонной колбой с холод ной водой. Стакан осторожно нагревают очень маленьким пламенем. Происходит возгонка йода.

Опыт 3. “Выделение газа”.

• В пробирку наливают 1-2 мл любой минеральной газированной воды, закрывают пробкой с газоотводной трубкой, конец которой опущен в стакан с водой, и слегка нагревают.

Итог урока. Обобщение знаний. Обучение учащихся наблюдению за ходом реакции и описанию наблюдаемых явлений. Большинство реакций сопровождаются сразу несколькими рассмотренными явлениями, поэтому для контроля знаний можно поставить какой-либо занимательный демонстрационный опыт и попросить учащихся описать все признаки химических реакций, которые они будут наблюдать. Для этой цели можно использовать такие опыты, как “Вулкан”, взаимодействие натрия или кальция с водой и т. п.

Тема урока: Вода-растворитель. Процесс растворения веществ в воде.

Цель урока: Доказать, что растворение - сложный физико-химический процесс.

Оборудование: штатив, горелка, шпатель, стеклянная палочка, мерные цилиндры (3), пробка, маркер, склянки для сбора растворов, химический стакан с водой, фильтровальная бумага, термометр, фарфоровая чашка.

Реактивы: этиловый спирт,глицерин, ацетон, вода, кристаллы перманганата калия, нитрат аммония (твердый), медный купорос.

Домашнее задание: п. 7.3-7.4, вопросы 1-2 на стр.123.

Содержание урока:

Вводная часть. Актуализация знаний учащихся о физических свойствах воды. Фронтальная беседа с учащимися.

1. Почему можно сказать (без преувеличения), что все процессы превращения на Земле происходят с участием воды?

2. Каковы основные запасы воды на планете?

3. Где главным образом сосредоточена пресная вода?

4. Каков объем воды, содержащейся в атмосфере?

5. Сколько воды содержится в горных породах и минералах?

6. В чем суть получения воды?

7. Что такое очистка воды? Опреснение воды?

8. Каковы области применения воды?

9. Какова физиологическая роль воды?

10. В каких агрегатных состояниях вода существует на Земле?

11. Что такое “температурная шкала Цельсия”? Как она связана с водой?

12. Какова плотность воды? Ее температуры кипения и плавления?

13. В чем заключаются аномалии плотности, температуры кипения и плавления воды? Какое значение они имеют для жизни на Земле?

14. Какие еще свойства воды вы можете назвать? Какое значение имеют эти свойства?

Основная часть. Формирование понятий “раствор”, “растворение”, “растворитель”, “система”, “компоненты системы”, “поверхность раздела”.

Лабораторная работа. Изучение процессов растворения веществ.

Опыт 1. Диффузия веществ.

• На поверхность воды в стакане поместите круг из фильтровальной бумаги, на него насыпьте щепотку кристаллов перманганата калия.Через некоторое время под фильтровальной бумагой образуются шлейфы, которые постепенно опускаются на дно. Почему это происходит? Что такое диффузия?

Опыт 2. “Один плюс один не всегда равно двум”. Изменение объемов при растворении жидкостей.

• На одном из мерных цилиндров нанести метки, соответствующие 5 и 10 мл. Отмерьте двумя другими цилиндрами по 5 мл ацетона и воды, перелейте оба вещества в помеченный цилиндр, закройте его пробкой и переверните несколько раз для того, чтобы жидкости перемешались.
• Отметьте суммарный объем полученного раствора. Вылейте раствор в заранее приготовленную склянку. Проделайте то же самое со спиртом и глицерином, каждый раз отмечая общий объем полученного раствора. Что можно сказать об изменении объема раствора? В целях экономии реактивов этот опыт можно поставить демонстрационно. При растворении спирта в воде из 50 мл спирта и 50 мл воды получается 97-98 мл раствора. При смешивании 45 мл глицерина и 43 мл воды получается не 88 мл раствора, а 85 мл. Если растворить в 60 мл уксусной кислоты 18 мл воды, то и здесь получим не 78 мл, а 75 мл. Увеличение объема жидкости при растворении можно наблюдать при смешивании 50 мл нитрометана и 50 мл спирта. Растворение сопровождается изменением температуры.Поэтому измерять объем нужно только после того, как раствор примет комнатную температуру.
• Вместе с тем можно показать опыт, который любил показывать академик И.А.Каблуков.

Демонстрационный опыт.

• Смешивание пшена и гороха. В цилиндр, разделенный метками (50 и 50 мл), насыпьте до первой метки пшено, а затем до второй метки- горох. Пересыпьте всю смесь в заранее подготовленную банку с крышкой и тщательно перемешайте ее. Равномерно перемешанную смесь пшена и гороха снова пересыпьте в цилиндр. Окажется, что общий объем смеси заметно уменьшился.

Опыт 3. Тепловые эффекты при растворении.

• В стакан насыпьте 5-7 г нитрата аммония, налейте туда же около 50 мл воды, осторожно перемешайте раствор. Опустите в него термометр. Какова температура образовавшегося раствора?

Демонстрационный опыт.

• Растворите в воде щелочь (при растворении соблюдайте особую осторожность, остерегайтесь попадания в глаза; лучше работать в очках). Опустите в раствор термометр. Какова температура образовавшегося раствора? Сделайте выводы из наблюдаемых явлений.

Опыт 4. Вода в кристаллах.

• Положите в пробирку немного медного купороса, осторожно, чтобы не просыпать вещество, закрепите пробирку в лапке штатива под небольшим наклоном (дном вверх).
• Осторожно нагрейте купорос, затем нагревайте до тех пор, пока все вещество не станет белого цвета. Опишите наблюдаемые признаки химической реакции. Составьте уравнение реакции.
• Остудите пробирку до комнатной температуры и налейте в нее 2 мл этилового спирта, помешайте смесь стеклянной палочкой. Что происходит с сульфатом меди ( )?

Заключительная часть. Формирование представления о сложности процесса растворения веществ в воде. Знакомство с некоторыми положениями менделеевской теории растворов. Фронтальная беседа с учащимися.

Итог урока. Формулирование учащимися выводов.

Тема урока: Химические свойства воды.

Цель урока: изучить химические свойства воды: реакции с металлами, неметаллами, оксидами.

Дать первоначальные представления о ряде активности металлов.

Оборудование: штатив с лапкой, демонстрационные пробирки, пробка с небольшой газоотводной трубкой, штатив для демонстрационных пробирок, пинцет, горелка, спички, кристаллизатор, пипетка, шпатель, коническая колба на 50 мл, пробка, кусочек фольги, ложечка для сжигания веществ, держатель для пробирок.

Реактивы: металлический кальций, растворы фенолфталеина, лакмуса, магний, речной песок, вода (дистиллированная), красный фосфор, оксид меди, оксид магния, оксид алюминия.

Домашнее задание: п. 7.7, вопросы 1,2,4 на стр. 135.

Содержание урока:

Вводная часть. Актуализация знаний о физических свойствах воды, образовании растворов и растворимости веществ. Фронтальная беседа с учащимися.

1. Какова физиологическая роль воды?

2. В каких агрегатных состояниях вода существует на Земле?

3. Что такое “температурная шкала Цельсия”? Как она связана с водой?

4. Какова плотность воды? Ее температуры кипения и плавления?

5. В чем заключаются аномалии плотности, температур кипения и плавления? Какое значение они имеют эти свойства?

7. Предложите описание химического опыта: определение теплового эффекта растворения веществ.

8. Приведите пример пары веществ, при смешивании которых образуется раствор.

9. Приведите пример пары веществ, при смешивании которых не образуется раствор.

10. Приведите пример пары веществ, результат смешивания которых зависит от условий смешивания.

11. Что такое химические свойства? Как их изучают?

12. Предложите план изучения химических свойств воды. (План: изучить отношение воды к металлам, оксидам металлов, оксидам неметаллов).

Основная часть. Изучение химических свойств воды. Формирование умения наблюдать за ходом опыта, делать выводы из наблюдаемых явлений.

Демонстрационные опыты. Опыты иллюстрируют химические свойства воды.

Опыт 1. Взаимодействие воды с металлами.

а) Взаимодействие натрия с водой.

Пробирку с водой закрепляют вертикально в штативе, кладут в воду очищенный кусочек натрия величиной с горошину, закрывают пробкой с короткой газоотводной трубкой. Выделяющийся водород собирают в пробирку.Когда весь натрий прореагирует:

1) доказывают, что выделившийся газ - водород;

2) измеряют температуру образовавшегося раствора и определяют тепловой эффект реакции;

3) в раствор добавляют раствор фенолфталеина - изменившаяся окраска указывает на образование нового вещества. Выясняют состав этого вещества и классифицируют его как гидроксид и основание. Поясняют роль фенолфталеина для обнаружения щелочей.

б) Взаимодействие кальция с водой.

Пинцетом берут кусочек кальция (размером с горошину) и помещают его в пробирку, наполненную доверху водой. Пробирку следует быстро закрыть пробкой с газоотводной трубкой, на которую надета пустая пробирка. Прибор переворачивают. Выделяющийся газ вытесняет продукты реакции в пустую пробирку. После прекращения реакции доказывают, что выделившийся газ - это водород. К образовавшемуся раствору добавляют фенолфталеин.

Вопросы для обсуждения с учащимися:

1. Какой газ образовался в результате реакции?

2. Как доказать, что это водород?

3. Какое вещество содержится в растворе?

4. Каков его состав? (Следует обсудить состав гидроксида кальция и валентности гидроксогруппы)

5. Все ли металлы реагируют с водой? Будут ли условия и продукты взаимодействия одинаковыми в любом случае? От чего зависят условия и продукты реакций металлов с водой?

в) Взаимодействие магния с водой.

В пробирку кладут кусочек магния и наливают воду. Показывают учащимся, что реакция при таких условиях не идет. В другую пробирку при помощи пипетки наливают около 2 мл воды так, чтобы не намочить внутренних стенок пробирки. Насыпают туда же столько песка, чтобы поглотить всю воду. В этом случае пробирку можно держать горизонтально. При помощи шпателя в пробирку вносят немного порошка магния и располагают его рядом с песком.Пробирку закрывают пробкой с газоотводной трубкой, конец которой опускают в кристаллизатор с водой.

Сначала сильно нагревают магний, а когда он загорится, пламя переносят на песок. Пары воды проходят над магнием, и он ярко горит. Водород собирают методом вытеснения воды.

Как только реакция прекратится- немедленно вынуть трубку из воды! Доказывают, что выделившийся газ- водород.

Вопросы для обсуждения с учащимися:

1. Как изменились условия проведения реакции? Почему?

2. Каковы продукты данного взаимодействия?

Выводы: условия и продукты реакций зависят от природы металлов. Далее следует соотнести полученные экспериментальные данные с рядом активности металлов. Научить составлять уравнения реакций между водой и металлом в соответствии с положением металла в этом ряду. Для изучения возможности взаимодействия неметаллов с водой учащихся отсылают к тексту учебника. Здесь на с.133 рассматривается взаимодействие воды с углеродом.

Делают общий вывод.

Опыт 2. Взаимодействие воды с основными и кислотными оксидами.

а) Взаимодействие воды с оксидом кальция.

• Оксид кальция кладут в пробирку. Осторожно (лучше это делать в очках), малыми порциями приливают воду. Определяют тепловой эффект данной реакции. При помощи раствора фенолфталеина доказывают, что образовалось основание. Делают вывод о возможной реакции между водой и оксидом.

б) Все ли оксиды металлов взаимодействуют с водой?

• Для ответа на этот вопрос в три пробирки кладут понемногу (на кончике шпателя) оксидов магния, меди и алюминия. Наливают по 1 мл воды, перемешивают стеклянной палочкой и добавляют по капле фенолфталеина. Затем нагревают вещества в пробирках (не кипятить).
• Делают вывод относительно взаимодействия оксидов с водой. Возможность взаимодействия оксидов металлов с водой целесообразно соотнести с рядом активности металлов.

в) Взаимодействие воды с оксидом фосфора.

• В колбу наливают воды (высотой около 0,5-1 см). В ложечку для сжигания веществ набирают красный фосфор (кусочек величиной со спичечную головку). Поджигают его на воздухе и быстро вносят в колбу, стараясь не коснуться ложкой воды. Отверстие колбы закрывают фольгой.

Вопросы для обсуждения: какое вещество образуется при горении фосфора? Почему горение прекращается? Какое уравнение отражает данное взаимодействие?

Когда горение прекратится, ложечку вынимают из колбы, закрывают колбу пробкой и несколько раз переворачивают ее до тех пор, пока вещество не растворится в воде. Затем содержимое колбы делят на 2 части, в первую добавляют несколько капель фенолфталеина, во вторуюлакмуса. Тем самым доказывают, что продукт взаимодействия оксида фосфора не является основанием. Классифицируют продукт реакции как гидроксид и кислоту. Поясняют роль лакмуса при обнаружении кислот. Делают выводы о возможности взаимодействия других оксидов, образованных неметаллами с водой. Для завершения серии опытов показывают, что оксид кремния (песок) не взаимодействует с водой.

Алгоритм составления уравнения реакции между оксидом и водой.

Задание. Составьте уравнения реакций воды со следующими веществами:

Заключительная часть. Формулирование выводов о химических свойствах воды. Фронтальная беседа с учащимися.

Итог урока. Обобщение знаний о свойствах воды.

Работа с учебником. Преобразование текста п. 7.7 в таблицу.

Задание. Приведите свои примеры реакций, иллюстрирующие химические свойства воды.

Тема урока: Типы химических реакций.

Цель урока: сформировать понятие о реакциях соединения, разложения, замещения и обмена на примере реакций, иллюстрирующих свойства и способы получения основных классов неорганических соединений.

Оборудование: штатив с пробирками, лабораторный штатив с лапкой, химический стакан или фарфоровая чашка, ложечка, горелка, стеклянная палочка, наждачная бумага, штатив с демонстрационными пробирками, пробирка с газоотводной трубкой.

Реактивы: медный купорос, медная проволока, растворы хлоридов меди (II) и железа (II), железо (гвоздь, проволока или пластина), железные опилки, раствор иодида калия (5%), основной карбонат меди (малахит), известковая вода, сера.

Домашнее задание: подготовиться к практической работе № 7.

Содержание урока:

Вводная часть. Постановка цели и задач урока. Фронтальная беседа с учащимися.

Основная часть. Формирование понятия о типах химических реакций на примере получения оксида меди, разложения малахита, замещения меди железом в растворе сульфата меди, получения гидроксида меди (II).

Лабораторная работа. Типы химических реакций.

Опыт 1. Реакции разложения.(опыт 15 на стр. 265)

• Прочитайте задание к работе. Сформулируйте цель.Выполните опыт. Ответьте на вопросы.
• Сформулируйте определение реакции разложения.

Демонстрационные опыты.

Опыт 1. Разложение основного карбоната меди.

• Для разложения основного карбоната меди собирают прибор. Соль нагревают. В пробирке остается черный порошок оксида меди (II), на стенках пробирки появляются капли воды, а известковая вода мутнеет.

Опыт 2. Окисление меди на воздухе.

• Кусочек хорошо очищенной медной проволоки зажмите в тигельных щипцах и нагревайте в пламени горелки до образования черного налета. Какое вещество образовалось? Отметьте, сколько веществ вступает в реакцию, сколько образуется в результате. Сформулируйте определение реакции соединения.

Опыт 2. Реакция соединения серы и железа.

• Готовят смесь серы и железа в массовом соотношении 7:4. Далее смесь переносят в пробирку, закрепляют ее в лапке штатива слегка наклонно и нагревают. Достаточно добиться начала реакции (в одном месте смесь раскаляется докрасна), далее реакция протекает сама собой (реакция экзотермическая). Кусочек образовавшегося сульфида железа извлекают и демонстрируют отсутствие частиц серы и железа. Для извлечения продукта еще горячую пробирку опускают в стакан с холодной водой или просто разбивают.

Опыт 3. Замещение меди в растворе хлорида меди ( II ) железом.

• Прочитайте задание к работе. Сформулируйте цель.Выполните опыт. Ответьте на вопросы.
• Отметьте, сколько веществ вступает в реакцию, какие они по составу, сколько образуется в результате, какие они по составу. Сформулируйте определение реакции замещения.

Опыт 4. Реакция обмена между иодидом калия и нитратом свинца.

• Вспомните реакцию между оксидом меди и раствором серной кислоты.Запишите уравнение этой реакции. Сколько веществ вступает в эту реакцию, какие они по составу? Сформулируйте определение реакции обмена.
• В пробирку налейте 1 мл раствора иодида калия, добавьте к нему раствор нитрата свинца.
• Что наблюдаете? Отметьте, сколько веществ вступает в реакцию, какие они по составу.
• Пользуясь определением реакции обмена, составьте уравнение реакции между иодидом калия и нитратом свинца.

Заключительная часть. Задание для групп учащихся.

1. Вспомните все свойства и способы получения изученных веществ, выберите среди них реакции соединения.

2. Вспомните все свойства и способы получения изученных веществ, выберите среди них реакции разложения.

3. Вспомните все свойства и способы получения изученных веществ, выберите среди них реакции замещения.

4. Вспомните все свойства и способы получения изученных веществ, выберите среди них реакции обмена.

Итог урока. Обсуждение результатов работы и выводы по уроку.

Тема урока: Химические свойства и применение щелочных металлов.

Цель урока: изучить химические свойства щелочных металлов: взаимодействие их с водой, кислотами и галогенами, взаимодействие лития с кислородом,азотом и водородом.

Закрепить знания об окислительно-восстановительных реакциях, продолжить формирование умения составлять уравнения окислительно-восстановительных реакций.

Оборудование: штатив с лапкой, пробирки, воронка, скальпель, фильтровальная бумага, пинцет.

Реактивы: натрий, вода, раствор фенолфталеина, 1М растворы сульфата меди (II ), хлоридов магния и железа ( II ), литий.

Домашнее задание: п. 13.3, выписать уравнения реакций в тетрадь и разобрать их как ОВР, ответить на вопросы 1-3 после п. 13.3.

Содержание урока:

Вводная часть. Актуализация знаний об окислительно-восстановительных реакциях.

Фронтальная беседа с учащимися.

Основная часть. Демонстрация химических свойств натрия (дития).

Опыт 1. Взаимодействие натрия с водой.

• Пробирку с водой закрепляют вертикально в лапке штатива, в воду бросают очищенный кусочек натрия. Пробирку накрывают воронкой. Выжидают несколько секунд и собирают выделяющийся водород в другую пробирку. Доказывают наличие водорода. Чтобы показать образование щелочи, к раствору добавляют каплю раствора фенолфталеина.

Опыт 2. Взаимодействие натрия с концентрированной соляной кислотой.

• Опыт проводят в таком же приборе, как и первый. В концентрированную соляную кислоту бросают очищенный кусочек натрия. Пробирку накрывают воронкой. Собирают и поджигают выделяющийся водород. На дно выпадают кристаллы хлорида натрия.
• Предосторожности: опыт можно проводить только с концентрированной соляной кислотой.
• Реакция натрия с разбавленной соляной кислотой, а также с другими кислотами (серной и азотной ) очень опасна!

Заключительная часть. Решение экспериментальной задачи.

Опыт 3. Взаимодействие лития с раствором сульфата меди (II).

• В пробирку, заполненную на 1/3 раствором сульфата меди (II), бросают кусочек лития размером с горошину. На поверхности раствора соли протекает энергичная реакция, сопровождающаяся выделением газообразного вещества. Газ собирают и поджигают. Определяют водород. Одновременно, если не перемешивать раствор, в верхней части образуется черный осадок. В процессе обсуждения учащимся предлагается определить, какое именно вещество выпадает в осадок. (Учащимся известно только одно соединение меди черного цвета- оксид меди (II)
• Факт образования оксида меди вызывает недоумение. Возникает конфликтная ситуация: новые факты вступают в противоречие с известными. Для принятия правильного решения целесообразно поставить серию опытов, которая позволит экспериментально установить преимущественное направление подобных реакций.

Опыт 4. Сравнение взаимодействия лития с растворами хлоридов магния и железа (II).

• В 2 пробирки с растворами хлоридов магния и железа (II) добавляют литий. В обоих случаях происходит образование водорода и выпадают осадки соответствующих гидроксидов.
• Данные опыта эффектны и наглядно убеждают учащихся в том, что при реакции активных Металлов с растворами солей не происходит вытеснения металла из соли, как они предполагали ранее, а образуются соответствующие нерастворимые основания.

Объясняя опыты, учащиеся вспоминают об активном взаимодействии щелочных металлов с водой с образованием щелочи. Кроме того, ранее наблюдали, что эти реакции экзотермичны и сопровождаются выделением большого количества теплоты:

Затем вспоминают, как щелочь реагирует с раствором соли:

Далее решают вопрос: почему в опыте №1 образуется не голубой осадок гидроксида меди (II), а черный осадок оксида меди (II)?

Должна быть выдвинута следующая гипотеза: очевидно, образующийся гидроксид меди сразу же разлагается на оксид меди и воду. Для аргументации гипотезы нужна дополнительная информация о температуре разложения гидроксида меди (II). (Она равна 50 С).

Для проверки целесообразно повторить опыт №3 и измерить температуру раствора в верхней части пробирки. Выясняется, что температура здесь достигает примерно 70 С, что вполне достаточно для разложения образующегося гидроксида меди (II).

Уравнения реакций следует записывать в таком порядке:

В заключение можно провести сравнительный эксперимент - разложение гидроксида меди (II), полученного реакцией обмена.

Итог урока. Обобщение и выводы по уроку. Фронтальная беседа с учащимися.