Урок-исследование "Вода"

УРОК - ИССЛЕДОВАНИЕ ПО ТЕМЕ «ВОДА»
«Самое лучшее - это вода,
Лучше, чем олимпийские игры,
Лучше, чем золото».
Древнегреческое изречение.
ХОД УРОКА.
I. Организационный момент. Определение целей урока, план-инструктаж работы по
технологическим картам.
II. Актуализация и систематизация знаний по изученному материалу с использованием
фронтального опроса, беседы, краткого монологического ответа учащихся.
1. Учащиеся дают определение понятию «оксиды», называют и составляют формулы
оксидов.
2. Учащиеся дают определение реакциям окисления и восстановления, записывают схемы
реакций на доске.
3. Учащиеся работают над составлением уравнений реакций по схеме.
III. Исследование. Поисковая деятельность учащихся.
Учитель: В.И. Вернадский так писал об этом веществе: «…она стоит особняком в истории
нашей планеты. Нет природного тела, которое могло бы сравниться с ней по влиянию на
ход основных, самых грандиозных, геологических процессов. Нет земного вещества минерала, горной породы, живого тела, которое ее не заключало бы. Все земное вещество
ею проникнуто и охвачено». О каком веществе идет речь?
После ответов учащихся учитель формулирует тему урока и записывает на доске,
учащиеся - в технологических картах.
Учитель: Вода - самое удивительное и загадочное вещество на земле. Ей посвящены
многие произведения - рассказы, стихи, песни.
В кружева будто одеты
Деревья, кусты, провода.
И кажется сказкою это,
А в сущности - только вода.
Безбрежная ширь океана
И тихая заводь пруда,
Струя водопада и брызги фонтана,
И все это - только вода.
На кодоскопе записаны предложения о воде.
· Вода - одно из начал всего существующего на земле, говорили в древности.
· Вода - простое вещество, единое и неделимое, считали в средние века.
· «Вода состоит из водорода и кислорода, ее можно получить с помощью химической
реакции» - утверждал французский химик Лавуазье, который в 1783 г. открыл состав
воды.
· Вода обладает уникальными свойствами, определяющими ее значение для жизни на
Земле.
· «Свойства воды во многом определяют свойства растворов,» - утверждал Д.И.
Менделеев.
· Мировой океан - «житница» человечества - стал всемирной «свалкой», куда
выбрасывается большая часть отходов человеческой деятельности.
В ходе дискуссии учащиеся формулируют основные задачи урока, которые в виде плана
учитель записывает на доске.
1. Состав воды.
2. Нахождение воды в природе.
3. Значение воды для живых организмов.
4. Физические свойства воды.
5. Получение чистой воды.
6. Проблема охраны чистых вод.
Затем следует групповая работа. Каждой группе учащихся выдается карточка с
соответствующим заданием в рамках поставленных задач (работают 10-12 мин.)
ЗАДАНИЯ ДЛЯ ГРУПП.
ГРУППА 1. Нахождение воды в природе.
Учащиеся работают со справочными материалами, научно-популярной литературой,
которую они заранее подобрали и заполняют схему в технологических картах.
Предполагаемый ответ: ВОДА В ПРИРОДЕ
ГРУППА 2. Определение качественного и количественного состава воды.
Задача. Определите химическую формулу воды по составу: W(O)=88,8%, W(H)=11,11%.
Определите молекулярную массу воды.
Предполагаемый ответ: ДАНО: РЕШЕНИЕ:
W(O)=88,8% Н : О = W(H) :W(O) = 11.1 : 88.8 = 2:1
W(H)=11,11% Ar(H) Ar(O)
МФ-? Mr(H2O)=18
Мr-? Ответ: Н2О
ГРУППА 3. Значение воды для живых организмов.
Учащиеся работают со справочной и научно-популярной литературой, заранее ими
подобранной и решают задачу.
Предполагаемый ответ:
Сердце
73,7%
Печень
70%
Глаза
78%
Мышцы
79,5%
Кожа
64,7%
Мозг
75,8%
Желудок 74,7%
Кровь
90%
Кишечник 79%
Легкие
78,7%
Зубы
9,2%
Скелет
30%
В человеческом организме 35 л жидкости непрерывно осуществляют «орошение» тела. В
этот объем входят 5л крови, 2л лимфы, 28л внутриклеточной жидкости. Кроме того, в
организме циркулируют еще несколько жидкостей разного состава: 1,5л слюны, 2,5л
желудочного сока, 1л желчи, 0,7л панкреатического сока, 0,1-0,2л спинномозговая и
мозговая жидкости. Все эти жидкости - водные растворы неорганических и органических
веществ. Вода - обязательный компонент каждой живой клетки. Обезвоживание
организма на 12-15% приводит к нарушению обмена веществ, а потеря воды до 25%
приводит к гибели организма.
Задача. Вычислите, сколько воды в вашем организме. В каких органах ее содержится
больше?
ДАНО: РЕШЕНИЕ:
m=40кг m(H2O)=m(тела) x W(H2O)
W(H2O)=65%=0,65 m(H2O)=40 кг х 0,65 = 26 кг
m(H2O)-?
Ответ: m(H2O)=26кг, наиболее богаты водой кровь,
стекловидное тело глаза (99%), мышцы, легкие,
кишечник, мозг.
ГРУППА 4. Физические свойства воды.
Учащимся предлагаются отрывки из научно-популярной литературы, в которой описаны
физические свойства воды. Они должны определить эти свойства и рассказать об их
значении.
«От воды зависит климат планеты. Геофизики утверждают, что Земля давно бы остыла и
превратилась в безжизненный кусок камня, если бы не вода. У нее очень большая …..,
нагреваясь, она поглощает тепло; остывая, отдает его. Земная вода и поглощает, и
возвращает очень много тепла и тем самым выравнивает климат. А от космического
холода предохраняют Землю те молекулы воды, которые рассеяны в атмосфере».
«Самая замечательная роль океана в том, что он является огромным своеобразным
термостатом: летом не дает Земле перегреться, а зимой постоянно снабжает континенты
теплом. Страны, окруженные океаном, обладают мягким морским климатом, и перепады в
температуре там не значительные. Но, постепенно удаляясь в глубь континента, можно
наблюдать все большую контрастность температур».
«Известно, что если стальную иголку положить на поверхность воды, налитой в блюдце,
то иголка не тонет. А ведь плотность металла значительно больше плотности воды.
Молекулы воды связаны силами …. Эти силы настолько велики, что две соченные водой
пластинки из стекла удается разъединить, прилагая большие усилия».
Предполагаемый ответ:
Физические свойства воды
1. tз=0 С, tк=100 С, p=1г/мл, pmax=при 4 С.
2. Растворитель.
3. Большая теплоемкость, С=4200кДж/кг. С
4. Между молекулами образуется водородная связь.
5. Существует в 3 агрегатных состояниях.
ГРУППА 5. Получение чистой воды.
1. Учащиеся изучают справочно-информационный материал по получению чистой воды,
по схеме на плакате рассказывают об очистке питьевой воды.
2. Учащиеся демонстрируют очистку воды в лабораторных условиях. Предполагаемый
ответ:
Этапы очистки воды:
1. Отстаивание.
2. Фильтрование.
3. Обеззараживание.
Схема очистных сооружений:
1- механическая очистка 1 2
2- первичные отстойники
3- первичные отстойники 3-4
4- аэротенки
5- вторичные отстойники 6 5
6- резервуар
ГРУППА 6.Проблема охраны природных вод.
Учащиеся, используя знания по экологии и справочно-энциклопедический материал, в
виде тезисов составляют сообщение по экологическим проблемам, связанными с водой и
пути их решения.
Предполагаемый ответ:
1. Человек в день потребляет примерно 2,5 л воды, за 70 лет жизни примерно 65 т воды.
2. В крупных городах каждый человек расходует в сутки около 300 л воды.
3. Воду используют в различных отраслях промышленности: выплавка стали требует 25 т
воды, для очистки 1 т нефти надо затратить 18 т воды и в сельском хозяйстве на орошение
1 га земли, занятой рисом, необходимо 10 тыс. т воды в год.
4. Ежегодно речной сток выносит в Мировой океан: 1,8 млн т марганца, 6,5 млн т
фосфора, 2,3 млн т свинца, з20 млн т железа, а также сульфаты, пестициды, ядохимикаты,
отходы радиоактивных производств.
5. В настоящее время в нашей стране основным способом защиты водоемов от
загрязнения сточными водами является строительство очистных сооружений, большое
распространение получили методы механической, биологической (основан на
способности микроорганизмов использовать загрязняющие вещества для питания) и
физико-химический очистки (сорбция - способность некоторых веществ поглощать на
своей поверхности загрязняющие вещества).
6. Основные направления решения проблемы дефицита воды:
- Рациональное использование водоресурсов. Это направление одно из наиболее
разрабатываемых и широко внедряемых в практику от простейших насадок на
водопроводные краны до сложнейших, с компьютерным управлением систем водооборота
на предприятиях.
- Доставка воды из одного региона в другой различными средствами: трубопроводами
(например, в Гонконг из Китая), пароходами во многие арабские страны.
- Опреснение морской воды. Используется почти во всех прибрежных районах. Наиболее
мощные опреснительные установки работают в Арабских Эмиратах и в Японии. Все
современные корабли снабжены мощными дистилляторами.
IV. Учитель: Еще 2500 лет назад древние персы пользовались серебряными сосудами для
хранения воды во время военных походов. Египтяне покрывали поверхностную рану
серебряной пластинкой, и рана заживала быстрее. Вода, взятая из колодца или проруби в
религиозный праздник крещения «освящается» - помешивается серебряным крестом,
такая вода может храниться очень долго.
А теперь лабораторным способом испытаем, какая вода течет из наших кранов.
Учащиеся, используя инструктивную карту «Определение пригодности воды для питья»,
проводят лабораторную работу, результаты фиксируют в технологической карте.
V. РЕФЛЕКСИЯ. ОЦЕНКА ДЕЯТЕЛЬНОСТИ КЛАССА. Учитель подводит итоги работы,
оценивает деятельность учащихся, объясняет домашнее задание, предлагает учащимся
творческие задания. Учащиеся в технологических картах проводят самооценку своей
работы, отмечают настроение.
ИНСТРУКТИВНАЯ КАРТА
Лабораторная работа. Определение пригодности воды для питья.
Некоторые показатели, обеспечивающие благоприятные свойства воды.
1. ЦВЕТ. Налейте в пробирку 5-7 мл исследуемой воды. Определите ее цвет. Чистая вода бесцветная жидкость.
2. МУТНОСТЬ. При попадании в воду нерастворимых частиц она становится мутной. При
использовании такой воды требуется ее предварительная очистка.
3. КИСЛОТНОСТЬ (рН). Смочите полоску универсальной индикаторной бумаги
исследуемой водой и сравните со шкалой. Норма рН=6,5 - 8,5.
4. ЗАПАХ. Запах определяется эпитетами: землистый, хлорный, рыбный, травяной,
болотный, гнилостный. Силу запаха выражают по 5-бальной шкале.
1 балл - запаха нет или он очень слабый;
2 балла - запах слабый;
3 балла - запах заметный;
4 балла - запах отчетливый (вызывает воздержание от питья);
5 баллов - запах сильный (вода совершенно непригодна для питья).
Заполните таблицу. Сделайте вывод о пригодности воды для питья.
Технологическая к а р т а
Ученика_____________________________________
I. «Разминка для ума»
1. Выбрать оксиды: NaOH, H2SO4, K2O, ZnO, Cu(OH)2, Fe2O3, MgCl2, H2O, CH4, SO3.
2. Составить формулы оксидов: оксид кальция, оксид кремния, оксид азота, оксид бария,
оксид водорода.
3.Составить уравнения реакций, соответствующих схеме:
Н2 →H2O → О2 → Fe2O3 → Fе
КАК НАСТРОЕНИЕ?
ПЕРЕД УРОКОМ _ __
ПОСЛЕ УРОКА ___
II. УРОК-ИССЛЕДОВАНИЕ ПО ТЕМЕ:
1. Нахождение воды в природе.
2.Определение качественного и количественного состава воды.
3.Назначение воды для живых организмов.
4. Физические свойства воды.
5.Получение чистой воды.
6.Проблема охраны природных вод.
Лабораторная работа. Определение пригодности воды для питья.
Свойства
Цвет Мутность Кислотность Запах
Образец водопроводной воды
Образец природной воды
Урок - исследование по теме: «Алюминий ».
Цель: рассмотреть электронное строение атома алюминия, изучить его физические и
химические свойства.
Задачи:
- Через систему познавательных задач сформировать знания о строении и химических
свойствах алюминия.
- Отработать навыки составления уравнений реакций.
- Отработать навыки решения задач.
- Актуализировать опорные знания обучающихся об алюминии и его областях
применения.
- Используя проблемно-интегративный подход к обучению, направлять поисковую
деятельность обучающихся на решение системы учебных проблем.
- Формировать умение выдвигать гипотезу, проверять её, устанавливать закономерности,
искать новые факты, которые подтвердили бы правильность выдвинутой гипотезы.
- Развивать эмоциональную деятельность обучающихся, привлекая материал по истории,
литературе, живописи, философии.
- Развивать познавательную активность, умение наблюдать окружающий мир,
задумываться над его внутренней сутью.
Оборудование и реактивы: алюминий металлический, сера, йод, растворы кислот и
щелочей, образцы природных соединений и сплавов алюминия, штатив с пробирками,
колбы, спиртовка, бенгальские свечи, кусок алюминиевого провода, наждачная бумага,
фольга.
Ход урока.
1. Орг. момент. Актуализация знаний.
Император Наполеон ||| на банкете велел подать для почтенных гостей приборы из очень
дорогого серебристо-белого металла. А всем прочим было обидно до слёз: им пришлось
пользоваться золотой и серебряной посудой. Из чего были изготовлены вилки? (Из
алюминия).
Правильно, тема урока «Алюминий»
Мы сегодня познакомимся с алюминием, его физическими, химическими свойствами и
способами получения в промышленности.
2. Физические свойства алюминия.
«Существует только один заменитель воображения - опыт». Д. Берджес
Изучение алюминия начинаем с определения его физических свойств.
Цель исследовательской работы: изучить физические свойства алюминия, выявить
закономерности между свойствами и областями применения данного металла.
Задание
Изучите физические свойства по плану:
1. Определите агрегатное состояние вещества при н. у.
2. Определите цвет вещества, обладает ли оно металлическим блеском?
3. Определите плотность по справочным таблицам и сделайте вывод: является ли
алюминий лёгким или тяжёлым?
4. Определите пластичность.
5. Является ли проводником тока?
6. Обладает ли ковкостью?
7. Определить: тугоплавкий или легкоплавкий.
Выявите закономерности между свойствами и областями применения данного металла.
Результат исследований поместите в таблицу.
Физическое свойство
Область применения
Лёгкий
Самолётостроение
Пластичный
Кухонная посуда
Хороший проводник электрического тока Электрические провода
Ковкий
Фольга для пищевых продуктов
Учащиеся рассматривают металлический алюминий и характеризуют его физические
свойства: белый, лёгкий, пластичный, хороший проводник электрического тока, с = 2,702
г/см3 , tплавл = 660 0С. Следовательно, этот металл тугоплавкий или легкоплавкий?
Ответ - легкоплавкий. Ковкий, он легко вытягивается в тончайшую проволоку и
прокатывается в тонкие листы. Демонстрирую фольгу для пищевых продуктов.
Вывод.
Т.о. мы видим, что алюминий используется во многих областях народного хозяйства.
3. Строение и свойства атома алюминия.
Учащиеся характеризуют положение элемента в ПСХЭ, составляют электронную
формулу, дают общую характеристику элемента. (Протонов 13, электронов 13, нейтронов
14, электронных слоёв 3, число электронов на внешнем уровне 3)
Следовательно, алюминий с лёгкостью отдаёт 3 электрона, проявляя при этом постоянную
ст. ок. +3. Алюминий сильный восстановитель. Легко окисляется.
Химические свойства алюминия.
Какую информацию о свойствах металлов можно получить на основании их положения в
электрохимическом ряду напряжений металлов?
n металлы в нём расположены в порядке убывания восстановительных свойств при
реакциях в водных растворах в стандартных условиях. Металлы, стоящие до Al,
взаимодействуют с водой с образованием щелочей. Они очень активны.
Al - единственный активный металл, который используется в быту в чистом виде, т. к. он
покрыт тонкой оксидной плёнкой, очень прочной. Используется как абразивный материал.
План рассмотрения хим. свойств алюминия:
1) взаимодействие с неметаллами (кислородом, бромом, йодом, серой, углеродом, азотом.)
Демонстрирует учитель. (Демонстрация горения бенгальской свечи)
С помощью самостоятельных исследований вы должны ответить на вопрос: является ли
алюминий амфотерным металлом? (Задание написано на карточках разного цвета)
Обучающиеся делятся на группы и проводят исследования.
Инструктаж по технике безопасности.
2) взаимодействие с кислотами (серная и азотная концентрированная - пассивируют.)
(Практическое исследование)
3) взаимодействие со щелочами (Практическое исследование)
4) взаимодействие с оксидами металлов (Просмотр кинофрагмента)
Реакции идущие
с
участием простых
веществ
являются окислительновосстановительными, поэтому при составлении уравнений реакций необходим
электронный баланс.
Отмечаю, что метод алюминотермии был открыт русским учёным Н.Н. Бекетовым в 60-е
г. 19 века.
На доске записываются уравнения реакций. Вывод: алюминий амфотерный, т. к.
реагирует и с кислотами и со щелочами.
Группа обучающихся выполнила исследование. (Демонстрация слайдов)
Это исследование послужит основой для решения расчётной задачи.
Слайды с фотографиями.
Решение практической расчётной задачи.
Дано 1,5 г. порошка алюминия. Получите сульфат алюминия и вычислите процент его
выхода по сравнению с теоретическим.
По итогам исследования результаты записываются на доске.
Индивидуальное домашнее исследование провела ученица. Результаты она приводит.
Сообщения учащихся по теме: «Получение алюминия».
Обучающиеся делают общие выводы.
Работая на уроке, вы сами пришли к определённым выводам…
Алюминий - активный металл, но применяется в быту т. к. на его поверхности образуется
оксидная плёнка.
Активный восстановитель, восстанавливает металлы из оксидов, этот метод называется
алюминотермия.
Является активным металлом.
Закрепление
Тестовое задание разноуровневое.
5. Домашнее задание: Разноуровневое домашнее задание написано на индивидуальных
карточках, выполните его.