Автор: .
Полное название образовательного учреждения: Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа № 000 Колпинского района Санкт-Петербурга.
Предмет: Химия
Класс: 9 класс
Тема урока: Качественные реакции в неорганической химии.
Тип урока. Обобщения и систематизации знаний
Вид урока: урок-исследование, урок – фантазия.
Цели урока:
Обучающие:
Обобщить знания о качественных реакциях, изученных в 8 – 9 классах, показать значение и практическое применение качественных реакций.
Развивающие:
Развивать у учащихся образное мышление, умения сравнивать, сопоставлять, находить аналогии, предсказывать практический результат на основании теоретических рассуждений.
Воспитывающие:
Воспитывать у учащихся умение самостоятельно организовывать работу по формированию знаний, выбор наиболее оптимальных путей для этого, планирование своей образовательной деятельности (выбор способов работы на уроке: в группе, в паре, или самостоятельно).
Через приёмы создания ситуации успеха способствовать преодолению психологической инерции учащихся.
Основные понятия. Качественная реакция, электролиты, кислотно-щелочные индикаторы, окрашивание пламени ионами металлов, определение ионов.
Мировоззренческий аспект урока. Формирование представлений о практической значимости научных знаний, осуществляя переход от частного одностороннего научного видения картины мира к целому, многостороннему мировоззрению
Методы работы:
Проблемного изложения, частично-поисковый, исследовательский, рефлексивный
Учебно-методическое обеспечение УМК .
Габриелян . 9 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений/ - 15-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2012
Время реализации урока (занятия): 45 минут
Авторский медиапродукт:
1. редактор Microsoft Power Point, текстовый редактор Microsoft Word.
2. вид мадиапродукта: презентация учебного материала.
Необходимое оборудование и материалы и реактивы для урока-занятия:
Для учителя:
- Мультимедийный проектор, компьютер; презентация к уроку;
три карточки красного, жёлтого и белого цветов;
- Для занимательного опыта: роданид калия КNCS, фторид или карбонат натрия NaF или Na2CO3, вата, 3 пинцета пластмассовый нож, 3 фарфоровые чашки.
Для учащихся (раздаточный материал):
рабочий лист (приложение 1);
инструкции лабораторных опытов (приложение 4);
таблица «Классификация качественных реакций» (приложение 3);
таблица «Содержание рН некоторых органов, тканей и биожидкостей нашего организма» (приложение 2);
три карточки красного, жёлтого и белого цветов;
растворы: хлорида железа (III) FeCl3, красной кровяной соли K3[Fe(CN)6], соляной кислоты; сплав железа (кнопка или скрепка); минерал щелочного металла; пероксид водорода (H2O2);
конц. азотная кислота (HNO3); тиацианат аммония NH4NCS;в пробирках: раствор H2SO4 (1:5), водопроводная вода;
спирт в фарфоровой чашке; спички.
План урока
Этапы урока | Временная реализация |
1. Организационный момент. | 2 |
2. Мотивация и целеполагание | 10 |
3. Обобщение и систематизация знаний. | 23 |
4. Рефлексия | 5 |
Ход урока.
1. Организационный момент.
Здравствуйте ребята! Сегодня нам предстоит выполнить много интересной работы. Для успешной работы очень важно, чтобы наше эмоциональное состояние совпадало. У вас на столах лежат три карточки красного, жёлтого и белого цветов. Выберите для себя тот цвет, который приятен для вас в данный момент (Дети поднимают карточки). Красный цвет – настроение радостное; жёлтый – обычное; белый – грустное. Мне приятна встреча с вами, поэтому своё настроение оцениваю красным цветом.
2. Мотивация и целеполагание
Наша цель сегодня на уроке, не только вспомнить какие качественные реакции используются для распознавания различных ионов, но и познакомиться с их практическим использованием (слайд 2).
Ведь ещё Гёте говорил: «Просто знать – ещё не всё, знания нужно уметь использовать» (слайд 3).
Оценить свою работу на уроке вы можете сами, выставив «+» за каждое выполненное или понятое задание на рабочем листе. Если «+» наберётся больше половины от общего числа заданий, то в журнал идёт оценка «5» (слайд 4, приложение 1).
Техника безопасности (инструкция учителя) (слайд 5).
На уроке мы будем проводить химический эксперимент, поэтому надо помнить о правилах безопасности при работе с кислотами, щелочами, солями. Если произошёл разлив реактива, необходимо сообщить учителю. Если щёлочь или кислота попадают на кожу, необходимо смыть с кожи под струёй воды и промыть нейтрализующими растворами, которые имеются у нас в кабинете.
А сейчас, немного пофантазируем. У известного писателя Герберта Уэллса есть замечательный научно-фантастический роман «Машина времени». В этом произведении писатель рассказывает о том, что один изобретатель создал удивительную машину, которая могла переносить человека в любую эпоху прошлого или будущего.
Машина времени, конечно, является вымыслом художника, тем не менее, представим себе на минуту, что мы владеем подобной машиной (слайды 6 – 7).
Перенесёмся с её помощью в 17 век, в лабораторию английского химика Роберта Бойля. (слайды 8).
… в лаборатории горят свечи, в ретортах что-то кипит (слайды 9), некстати вошёл садовник. Он принёс корзину с фиалками (слайд 10). Бойль очень любил цветы, но предстояло начать опыт. Он взял несколько цветков, понюхал и положил их на стол.
Опыт начался. Открыли колбу, из неё повалил едкий пар. Пар быстро распространялся по столу. Глаза Бойля оживились, учёный принялся за работу…
Когда же опыт кончился, Бойль случайно взглянул на цветы – они дымились.
(слайд 11). Чтобы спасти цветы, он опустил их в стакан с водой. И – что за чудеса – фиалки, их тёмно фиолетовые лепестки, стали красными. Но это не было сказочное чудо, а чудо химии.
Случайный опыт? Случайная находка? Ну, нет! Роберт Бойль не был бы настоящим учёным, если бы прошёл мимо такого случая.
Учёный велел помощнику готовить растворы, которые потом перелили в стаканы и в каждый опустили по цветку. В некоторых стаканах цветы немедленно начали краснеть. Они будто бы подсказывали что-то неизвестное. Здесь скрывалась тайна…
(слайд 12). К сожалению, на этом наше путешествие в прошлое завершилось.
Но я думаю, что мы и сами можем ответить на вопросы, которые так интересовали Роберта Бойля.
Вопросы:
1. Почему фиалки изменили свой цвет?
2. В растворах каких веществ краснели фиалки? (фиалки изменили свой цвет с фиолетового на красный в кислой среде)
3. Предположите, как назвал Роберт Бойль вещества, изменяющие свой цвет в кислых и щелочных растворах? (Роберт Бойль назвал эти вещества индикаторами, что в переводе с латинского означает «указатель»)
4. Какие индикаторы вы знаете?
3. Обобщение и систематизация знаний
Знания об индикаторах применяются не только в химических лабораториях, но и, например, при анализе среды нашего организма в медицинских учреждениях.
Задание 1: Используя таблицу 1 (см. приложение), определите, как изменят свой цвет индикаторы в среде желудочного сока, плазмы крови, желчи в протоках, мочи (слайд 13, приложение 2). Знания о кислотно-щелочном балансе организма имеют огромное значение для человека. Изменение рН некоторых биожидкостей сигнализируют о сбоях в работе организма. А регулируется кислотность "человеских соков" мочой, где концентрация катионов оксония H3O+ очень непостоянна: рН этой жидкости может снижаться до 5,0 и даже до 4,7 либо повышаться до 8,0 - в зависимости от состояния обмена веществ человека.
Кислая среда подавляет жизнедеятельность вредных микроорганизмов и поэтому служит своеобразной защитой от инфекции. А вот щелочная среда - сигнал о наличии воспалительных процессов, а значит, о болезни.
Конечно, в медицинских лабораториях для определения рН биожидкостей организма применяют современное оборудование, но, тем не менее, индикаторы остаются основным реактивом (слайд 14).
Вывод: индикаторы – вещества, которые окрашивают в характерный цвет нейтральные, кислые и щелочные растворы
Вопрос. Какие реакции называются качественными?
(Реакции, с помощью которых распознают определённые химические вещества, называют качественными)
В школьном курсе неорганической химии мы использовали реакции, которые условно можно разделить на три группы. Они показаны в таблице 2 «Классификация качественных реакций» (слайд 15, приложение3).
Особенностью качественных реакций является то, что они обязательно должны сопровождаться аналитическим эффектом (сигналом), например, изменением окраски раствора, образованием или растворением осадка, выделением газа.
А сейчас опять пофантазируем. И я уже не учитель химии, а маг и волшебник, а значит, могу творить чудеса.
Например, пластмассовым ножом сделать порез на руке.
Кто желает испытать на себе силу мага? (Желающий ученик подходит к учителю).
Занимательный опыт. Руку смачивают ватным тампоном, пропитанным раствором хлорида железа (III) (комментарии учителя: дезинфицирую руку, чтоб не занести инфекцию). Затем пластмассовый нож смачивают роданидом калия (или аммония) и легко проводят им по смоченному месту руки. Образуется кровавый след – «рана».
(Учитель: но я добрый маг и вылечу рану). Тампоном ваты, смоченным в растворе фторида (или карбоната) натрия, проводят по «порезу». «Рана» мгновенно исчезает.
Тютчев говорил: «Чему бы жизнь нас не учила, но сердце верит в чудеса». Давайте же выясним – это действительно чудо или знание химии.
При помощи таблицы «Определение ионов» объясните смысл «чуда», показанного мной.
(Ответ: Показанное «чудо» - это качественная реакция на Fe3+. «Дезинфицирующим» веществом был раствор хлорида железа(III) на руке, а на пластмассовом ноже - роданид калия. В результате реакции образовался ярко окрашенный роданид железа (III) Fe(NCS)3. Уравнение реакции: Fe3+ + 3NCS- => Fe(NCS)3. Раствор фторида (или карбоната) натрия образует с роданидом железа (III) неокрашенные вещества)
(слайд 16).
Данная качественная реакция находит практическое применение.
Итак, представьте себе, что вы лаборанты в лаборатории СЭС. В этой лаборатории исследуют пищевые продукты и воду на наличие в них различных ионов, применяя качественные реакции. Вам предстоит проверить наличие ионов железа в водопроводной воде. Перед вами инструкция, которая поможет вам правильно провести анализ (приложение 4, лабораторный опыт 1).
Влияние ионов железа на организм человека (беседа).
Биологическая ценность железа определяется многогранностью его функций, незаменимостью другими металлами в сложных биохимических процессах, активным участием в клеточном дыхании, обеспечивающем нормальное функционирование тканей и организма человека. Недостаток железа приводит к железодефицитной анемии, при которой число эритроцитов в крови остается нормальным, а содержание гемоглобина в них уменьшается. Избыток ионов железа повышает склонность организма к инфекционным заболеваниям. Общая масса железа у взрослого мужчины составляет около 4,5 г, у женщины — около 3 – 4 г.
Термин «качественная реакция» не эквивалентен термину «химическая реакция» или «химическое взаимодействие».
Под качественной реакцией обычно понимают появление сигнала о присутствии данного иона. Так, окрашивание пламени ионами некоторых металлов (слайд 17) не являются химическими реакциями в классическом значении этого термина.
Соединения этих металлов используют пиротехники для окрашивания огней фейерверков (слайд 18). Задание 2: Определите, соли каких металлов использовались для изготовления данных фейерверков, в качестве «Помощника» используйте таблицу «Качественные реакции» (Фронтальная беседа).
По окраске пламени можно определить также состав минерала. Представим, что вы геологи.
Задание 3: Перед вами образец минерала щелочного металла. Предложите способ определения металла в выданном образце.
Гипотеза: пример: ионы щелочного металла окрашивают пламя в определённый цвет. Значит, надо внести образец минерала щелочного металла в пламя и по изменению цвета пламени определить катионный состав образца.
Ребята, сейчас мы познакомились с таким методом научного познания как исследование. Он состоит из нескольких этапов. 1 – постановка проблемы. Это то задание, которое вы получили. А вот ваши предположения – это второй этап исследования и в научном мире называются гипотезой. Но любая гипотеза предполагает доказательства, а это третий этап исследования.
Для доказательства выполним лабораторный опыт (приложение 4, лабораторный опыт 2 ).
Формулировка вывода – это последний этап исследовательской работы и вы с ним отлично справились.
А это значит, что наши знания позволяют нам выполнять более сложные задания. Итак, фантазируем дальше. Наш класс – это научно-исследовательская лаборатория, а вы научные сотрудники.
Задание 4: Перед вами лежит кнопка. Вам необходимо обнаружить железо в сплаве металла, из которого состоит эта кнопка. Обсудить задание можете, работая в парах или группе, но можно работать и индивидуально. Если же затрудняетесь, можете воспользоваться помощником, который находится в конверте. Время обсуждения 2 мин.
Помощник.
1. Можно ли в данной ситуации воспользоваться качественной реакцией на ионы железа Fe2+?
2. При помощи какой реакции можно превратить Fe0 в Fe2+
Обсуждаются версии учеников.
Понять, верна ли наша гипотеза можно только практически проверив её (приложение 4, лабораторный опыт 3). После выполнения опыта итоги обсуждаются (слайд 19).
4. Рефлексия и подведение итогов.
Обобщающая беседа.
Вопросы: 1. Какие знания помогли выполнить это задание? 2. Что нового узнали сегодня о качественных реакциях?
(слайд 20). Выберите фразу из предложенных ниже и продолжите его.
«Продолжи фразу»
· Мне было интересно…
· Мы сегодня разобрались….
· Я сегодня понял, что…
· Мне было трудно…
· Завтра я хочу на уроке…
Заканчиваем урок оценочной деятельностью класса. Желательно, чтобы учащиеся осталось ощущение их интеллектуальной состоятельности, интеллектуального успеха.
Спасибо за плодотворную работу, мне приятно было общаться с вами, надеюсь это взаимно (слайд 21).
Список использованной литературы и Интернет-ресурсов:
1) . Занимательная химия. – Москва. АСТ-ПРЕСС, 1999 год
2) Габриелян .8. - М.: Дрофа, 2012.
3) Габриелян .9. - М.: Дрофа, 2012.
4) , , Яшукова книга учителя. Химия. 8 класс. – Москва. Дрофа. 2002.
5) , Остроумов книга учителя. Химия. 9 класс. – Москва. Дрофа. 2002.
6) , « Занимательно об индикаторах»//«Химия в школе» № 10, 2008, стр. 52-60
7) . Опыты без взрывов, Москва, «Химия», 2009 год
8) http://www. kybalion. ru/okkultnye-nauki/alhimiya/392.html
9) http://www. holodilshchik. ru/index_holodilshchik_issue_6_2006_Other_Flowerses. htm
10) http://price-altai. ru/uploads/540000/2000/542333/p16l5uvkmu7g0g78bu66oq6jm2.jpg
Приложение 1
Рабочий лист
Дата________
Ф. И. ученика__________________________________________________
Тема урока: ____________________________________________________
Задание | Результаты работы | «+» |
1 Среда нашего организма | Вывод:__________________________________ ________________________________________ | |
2 «Фейерверк» | Элементы: 1. 2. 3. | |
3 Определение катионного состава образца минерала щелочного металла | Проблема: ______________________________ Гипотеза:________________________________ _________________________________________ Подтверждение гипотезы (опыт):_____________ ________________________________________ _________________________________________ Вывод:___________________________________ | |
4 Определение железа в сплавах | Проблема: ______________________________ Гипотеза:________________________________ _________________________________________ Подтверждение гипотезы:_________________ ________________________________________ Наблюдения: _____________________________ Вывод:___________________________________ | |
Итоговая оценка |
Приложение 2
Таблица 1
«Содержание рН некоторых органов, тканей и биожидкостей нашего организма»
Органы, ткани, биожидкости | Кислотно-щелочная среда | Цвет индикатора | ||
рН | среда | |||
Спинной мозг | 7,35 – 7,45 | нейтральная | Лакмус | |
Кожа | 6,2 – 7,5 | слабокислая | ||
Желудочный сок | 0,9 | кислая | ||
Печень | 6,4 – 7,4 | слабокислая | Метилоранж | |
Слюна | 7,4 - 8,0 | слабощелочная | ||
Плазма крови | 7,35 – 7,45 | нейтральная | ||
Лимфа | 7,4 | нейтральная | Фенолфталеин | |
Моча | 4,8 – 7,5 | кислая | ||
Желчь в протоках | 7,4 – 8,5 | слабощелочная |
Помощник
Индикатор | Среда | ||
нейтральная | кислая | щелочная | |
Лакмус | Фиолетовая | красная | синяя |
Метилоранж | оранжевая | Красно-розовая | щелочная |
Фенолфталеин | бесцветная | бесцветная | малиновая |
Приложение 3
Таблица 2
Классификация качественных реакций
Индикатор | Среда | ||
нейтральная | кислая | щелочная | |
Лакмус | фиолетовая | красная | синяя |
Метилоранж | оранжевая | Красно-розовая | жёлтая |
Фенолфталеин | бесцветная | бесцветная | малиновая |
Ионы металла | Окраска пламени |
Li+ | Малиновый |
Na+ | Жёлтый |
K+ | Фиолетовый |
Rb+ | Тёмно-красный |
Cs+ | Небесно-голубой |
Ca2+ | Кирпично-красный |
Sr2+ | Карминово-красный |
Ba2+ | Жёлто-зелёный |
Cu2+ | Сине-зелёный |
Pb2+ | Бледно-голубой |
Определение ионов
Определяемый ион | Реактив, содержащий ион | Результат реакции |
Ag+ | Cl- | Творожистый осадок белого цвета |
Cu2+ | OH- | Синий осадок |
красная кровяная соль K3[Fe+3(CN)6] | Синий осадок | |
Fe3+ | · жёлтая кровяная соль K4[Fe+2(CN)6]; · NCS- | · Синий осадок · Кроваво-красный осадок |
NH4+ | OH- | Запах аммиака |
Ba2+ | SO42- | Молочный осадок белого цвета |
Ca2+ | CO32- | Белый осадок |
Zn2+ | OH- | Белый осадок, при избытке OH- растворяется |
Al3+ | OH- | Белый желеобразный осадок, при избытке OH- растворяется |
Cl- | Ag+ | Творожистый осадок белого цвета |
Br- | Ag+ | Желтоватый осадок |
I- | Ag+ | Жёлтый осадок |
NO3- | H2SO4 (конц.) и Cu | Выделение бурого газа |
SO42- | Ba2+ | Молочный осадок белого цвета |
PO43- | Ag+ | Жёлтый осадок |
SO32- | H+ | Выделение SO2 – газа с резким запахом, обесцвечивающим раствор фуксина и фиолетовых чернил |
CO32- | H+ | Выделение газа без запаха, вызывающего помутнение известковой воды |
Приложение 4
Лабораторные опыты
Техника безопасности:
Будьте осторожны при работе с кислотами и щелочами, это едкие вещества. При попадании этих веществ на кожу, сообщите учителю. Кожу необходимо промыть проточной водой и обработать нейтрализующими веществами.
Лабораторный опыт 1:
Наличие ионов железа в водопроводной воде
К 10 мл пробы воды прибавить 1 каплю конц. азотной кислоты (HNO3), затем 2-3 капли пероксида водорода (H2O2), чтобы перевести Fe2+ в Fe3+ вводят 0,5 мл тиацианата аммония NH4NCS.
При концентрации ионов железа более 2,0 мг/л появляется розовое окрашивание, при концентрации более 10 мг/л окрашивание становится красным:
Fe3+ + 3NCS - <=> Fe(NCS)3.
красный
ПДК ионов железа в пищевых продуктах и среде обитания не должно превышать 0,5 мг/л.
Лабораторный опыт 2:
Определение катионного состава образца минерала щелочного металла
1. Смочите предложенный образец минерала щелочного металла раствором соляной кислоты,
2. Зажгите спирт
3. Возьмите образец тигельными щипцами и внесите в пламя
3. Исследуйте характер окрашивания пламени.
5. Результаты внесите в рабочий лист
6. Сверьте свои результаты с данными таблицы «Окрашивание пламени ионами некоторых металлов»
7. Сделайте вывод о катионном составе образца
Лабораторный опыт 3:
Определение железа в сплавах
В пробирку с 2 мл серной кислоты H2SO4 (1:5) опустите кнопку. Выждав 30 сек. добавьте по каплям раствор красной кровяной соли K3[Fe+3(CN)6] до появления явных признаков реакции. Зафиксируйте наблюдения. Сделайте выводы.
