Модульная технология: изучаем металлы

МОДУЛЬНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ:

ИЗУЧАЕМ МЕТАЛЛЫ.

Важнейшее направление развития российской школы – это гуманизация образования, под которой понимают поворот школы к ребенку, его проблемам, интересам. Для каждого человека жизненно важны умения адаптироваться к новым условиям жизни, анализировать ситуацию и адекватно изменять свою деятельность, оценивать возникающие проблемы и находить пути их решения. Поэтому в условиях реализации личностно ориентированной концепцией обучения возникла необходимость проектирования и внедрения развивающих педагогических технологий, одна из которых – проблемно-модульное обучение.

Модульное обучение подразумевает самостоятельное достижение учащимся конкретных учебных целей в процессе работы с модулем во время урока, а также во внеурочное время. Учитель при этом выступает как организатор самостоятельной работы школьников, экспериментатор, участник совместной исследовательской деятельности.

Предлагаю разработку модуля «Общие свойства металлов»

(IX класс), который рассчитан на два учебных часа.

Модуль «ОБЩИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ»

Цели урока: опираясь на ранее полученные знания учащихся, подвести их к пониманию различий в представлениях о металлах как химических элементах и металлах как простых веществах; закрепить знания о физических и химических свойствах металлов, их нахождении в природе, основных областях применения; акцентировать внимание учащихся на возможности интеграции кусов химии, литературы и истории; развивать умения выделять главное, сравнивать и обобщать; развивать представления о причинно-следственных связях явлений, познаваемости мира.

Девиз урока: «Единственный путь, ведущий к знаниям, – это деятельность» (Б. Шоу).

Реактивы и оборудование: цинк, магний, медь, железо, вода, соляная кислота, раствор хлорида мели (II); спиртовка, спички, держатель, штатив с пробирками.

В данный модуль входят четыре учебных элемента (УЭ):

УЭ-1. Постановочная часть урока;

УЭ-2. Металлы – химические элементы;

УЭ-3. Металлы – простые вещества;

УЭ-4. Резюме. Самостоятельная работа.

УЭ-1. Постановочная часть урока.

Цели: познакомить учащихся с содержанием модуля, поставить учебные цели и определить пути их достижения.

На доске записано название модуля – «Общие свойства металлов».

Начинаем с актуализации знании учащихся, постановки учебных целей (5 мин). Знакомим учащихся с содержанием модуля по карте самоконтроля и самооценки по данной теме (табл. 1 на с. 38) и обращаем их внимание на то, что они должны знать и уметь.

После этого предлагаем вспомнить, что учащиеся уже знают о металлах, заполняем на доске таблицу ЗХУ – «Знаем, хотим узнать» (табл. 2 на с. 38) и ставим учебные цели.

Затем следует «загадочная пауза». Предлагаем учащимся загадки о металлах (3 мин).

·  Он в течении многих лет был причиной многих бед. (Au.)

·  Был металл серебристо-белым, в соединении стал мелом. (Ca.)

·  Красит пламя в желтый цвет, в воду кинь – его уж нету. (Na.)

·  К восьмой группе отнесен, в честь России назван он. (Ru.)

·  Камнем прозван он людьми, но попробуй-ка возьми. (Li.)

·  Из него солдатик твой, не более он «чумой». (Sn.)

Таблица 1

Знаем	Хотим узнать

На каждой парте лежит незаполненная схема-кластер «Общие свойства металлов» (рис. 1.). Совместно с учащимися заполняем ее на основании таблицы ЗХУ.

Таблица 2

Содержание	Что нужно знать	Что нужно уметь	Контрольные вопросы и задания	Источники информации
Положение химических элементов в периодической системе. Нахождение металлов в периоде.	Положение металлов в периодической системе и особенности строение их атомов.	Давать сравнительную характеристику металлов по положению в периодической системе.	1. Какова распространенность металлов в периоде? 2. В чем различие в строении атомов металлов и неметаллов? 3. Как изменяется восстановительная способность металлов в периодах в главных подгруппах? Почему? 4. Чем отличаются металлические кристаллические решетки от: а) ионных; б) атомных?
Металлы – простые вещества. Получение металлов в промышленно-сти, физические свойства металлов.	Основные физические свойства простых веществ – металлов. Способы получения, важнейшие восстановители металлов.	Описывать физические свойства металлов и объяснять их. Называть способы получения металлов в промышленности.	1. В виде каких соединений встречаются в природе хром, свинец? Приведите уравнение реакции получения этих металлов. 2. Чем объясняется сходство физических свойств металлов?
Металлы – простые вещества. Химические свойства металлов: взаимодействие с неметаллами, солями, водой, кислотами.	Важнейшие химические свойства металлов.	Составлять уравнения химических реакций металлов с неметаллами, водой, кислотами, солями. Составлять электронный баланс для окислительно-восстановительных реакций.	1. Допишите уравнения реакций: Mg + N2 ?; K + H2O? +H2; Mg + HNO3 N2 + ? + ? разб. Объяснения окислительно-восстановительные процессы. 2. При взаимодействии 3,45г. щелочного металла с водой образуется 16г. его гидроксида. Определите металл.
Металлы – простые вещества. Применение металлов и их сплавов.	Области применения металлов и их сплавов.	Доказать преимущества применения металлов и их сплавов в различных областях.

Номера параграфов и страницы учитель указывает по учебнику, который используется в школе.

УЭ-2. Металлы – химические элементы.

Цель: сформировать понятие о металлах как химических элементах.

Учащиеся в течении 10 мин. работают с частью I опорного конспекта «Химия металлов» (см. с. 40) и делают краткие записи в тетрадях по плану.

1. Положение химических элементов – металлов в периодической системе.

2. Строение атомов металлов.

3. Нахождение металлов в природе (использовать рис. 2 «Распространенность металлов в земной коре»).

После этого организуем обсуждение данных вопросов и сообщаем интересную информацию: металлы составляют 3% массы человека, например содержание кальция в организме – 2%, калия – 0,27%, натрия – 0,1%. Роль металлов в организме человека чрезвычайно велика.

5. Полу-

1. положение чение.

в ПС. 6.Приме-

нение. 4. Хими-

ческие

свойства.

2. Строение химические Me простые

атомов элементы вещества 3. Крис-

талическая

решетка.

1. История

открытия

1. Физии -

3. нахождение ческие

в природе свойства

Рис. 1. Кластер по теме «Общие свойства металлов»

 

 

Другие

металлы

2,1% Mg

2,5% K

2,6% Na

3,4% Ca

4,7% Fe

8,8% Al

 

Рис. 2. Распространенность металлов в земной коре.

УЭ-3. Металлы – простые вещества.

Цели: сформировать понятие о металлах как простых веществах, повторить и закрепить знания о физических и химических свойствах металлов, их нахождение в природе, основных областях их применения.

На доске записаны слова: «Семь металлов создал свет по числу семи планет» - и прикреплены карточки знаков семи металлов:

Сообщаем учащимся краткую историческую справку о металлах (3 мин).

Считается, что в древности и средние века были известны только семь металлов по числу известных тогда планет. Алхимики считали, что эти металлы рождаются в недрах Земли под влиянием лучей планет. В настоящее время множество металлов трудятся вокруг нас, где бы мы не находились: дома или в школе, на улице или в транспорте. А было время, когда человек использовал всего несколько металлов.

Заранее подготовленные учащиеся делают краткие сообщения (по 3 мин) об истории пользования золота, меди и железа.

Примерно 60 лет назад электрическая лампочка считалось чудом. Это и впрямь чудо, ведь при изготовлении обыкновенной лампочки используют девять металлов. Каждый из них обладает своими свойствами.

Прежде чем поговорить о свойствах металлов, делам «загадочную паузу».

·  Самый распространенный в земной коре металл. (Al.)

·  Металл, обнаруженный в упавших метеоритах. (Fe.)

·  Металл, обладающий бактерицидными свойствами. (Ag.)

·  Металл, широко используемый в электротехнике. (Cu.)

В течении 7 мин. учащиеся изучают самостоятельно физические свойства металлов по учебнику и опорному конспекту «Химия металлов». В процессе работы они составляют схему-«паучок» по теме «Физические свойства металлов» (рис. 3), зарисовывают схему металлической кристаллической решетки и отвечают на вопросы: каков вид химической связи в металлах? Чем обусловлены общие физические свойства металлов?

Рис. 3. Схема-«паучок» по теме «Физические свойства металлов».

На изучение химических свойств металлов отводим 15 мин.

Учащиеся работают с учебником и опорным конспектом «Химия металлов», зарисовывают в тетрадях схему «Химические свойства простых веществ – металлов» из этого конспекта. Обращаем их внимание на то, что металлы проявляют восстановительные свойства. Учащиеся сравнивают восстановительные свойства металлов, используя электрохимический ряд напряжений металлов.

После этого проводим лабораторные опыты «Химические свойства металлов» по плану, который записан на доске.

Опорный конспект «Химия металлов».

1. Характеристика химических элементов – металлов. 1. B Fr At 2.Ме +? )…) от 1 до 3ē Исключение: Ме главных подгрупп IV – VII групп Ra(Me) > Ra(HeMe) 3. Me0 – nē → Me+ n - oк-е в-ль 4. Ст. ок. Ме 0, +1, +2, +3 – низкие +4, +5, +6, +7, +8 – высокие 5. Изменение восстановленных свойств атомов Ме в ПС В периоде причина: заряд ядра→ В главной n (ē) на внешнем слое→ подгруппе причина Ra← Ra		III. Химические свойства простых веществ – металлов. HeMe Fe + Cl2 → соль Al + S → O2 осн. оксид Ca + O2 → амф. оксид Al + O2 → H2O Ме (ОН)n+H2 K + H2O → Me0+ MeO +H2 Zn + H2O → в-ль Me, O Me, + MeO Mg + CuO → к-та Fe + Al2O3 → соль + Н2 Fe + HCl → соль Zn + CuCl2 → соль + Ме, Cu + FeSO4 →
IV. соединение металлов. +1, +2 Ме2О МеОН МеО Ме(ОН)2 основные оксиды основания Ст. ок. +3 Ме2(ОН)3 + Н Ме(ОН)3 амфотерные амфотерные оксиды гидроксиды +4 МеО2 Н2МеО3, НМеО3 и др. и др. кислотные оксиды кислоты
II. Характеристика простых веществ-металлов 1. метали - → металлическая → Твердое состояние, ческая кристаллическая металлический связь решетка блеск электро - и теплопроводность, ковкость (пластичность) 2. Изменение физических свойств в ПС Твердость, tпл, tкир. В природе причина: n (ē) на внешнем слое→ Ra← В группе причина: Ra

Примечание: стрелки показывают направления увеличения параметров.

1. Окисление меди кислородом воздуха.

2. Взаимодействие магния с водой.

3. Взаимодействие цинка с соляной кислотой.

4. Взаимодействие железа с хлоридом меди (II).

Учащиеся фиксируют наблюдения и делают выводы о химических свойствах металлов.

Следующий этап – изучение способов получения металлов

(7 мин). Учащиеся самостоятельно работают с табл. 3 «Общие способы получения металлов», а также используют материал учебника. Они записывают в тетрадь общие способы получения металлов и перечисляют основные восстановители металлов.

Изучая применение металлов (7мин), учащиеся работают с пособием , «Химия для абитуриентов», с. 157 (М.: Химия, 1993) и составляют рассказ о применении металлов. На уроке заслушиваем и оцениваем два лучших рассказа. Затем проводим «химическую паузу» (3 мин), предлагая учащимся химические «перевертыши». Прослушав текст «перевертыша», учащиеся определяют правильное звучание фразы.

·  Разговор – ртуть, крик – платина. (Слово – серебро,

молчание – золото.)

·  Гладь металл, пока холодно. (Куй железо, пока горячо.)

·  Не та грязь, что тусклая. (Не то золото, что блестит.)

·  Пролежал холод, сушь и оловянные трубы. (Прошел огонь, воду и медные трубы.)

·  Звери живут за металл. (Люди гибнут за металл.)

Общие способы получения металлов

Способы получения	Конкретные металлы	Химизм процесса
I. использование самородных металлов
	Cu, Ag, Pt, Au
II. Гидрометаллургия (восстановление из раствора)
Реакции замещения в водном растворе	Ag, Cu, Zn, Cd, Mo, V	CuO → CuSO4 → Cu
III. Пирометаллургия (восстановление при высокой температуре)
1. Восстановление более активными металлами (металлотермия)	Тугоплавкие: Cr, Fe, Mn, W	MeO + Al → Me + Al2O3 + Q Cr2O3 + Al → MnO2 + Mg →
2. Обжиг сульфидных руд	Zn, Fe	ZnS → ZnO → Zn
IV. Восстановление из оксидов (при нагревании)
1. Водородом Н2	Pb, Cu, W, Mn, Fe, Mo, Cr, Co, Ti	MeO + H2 → Me + H2O – Q Zn + H2 → WO3 + H2 →
2. Коксом С или кремнием Si	Чугун, Cu, Zn, Sr, Pd, V, Co, Ni, Bi	MeO + C → Me + CO – Q V2O5 + C → SnO2 + Si →
3. Оксидом углерода(II) CO	Fe, ферросплавы	MeO + CO → Me + CO – Q Fe2O3 + CO →
4. Разложением оксида	Hg, Ag	HgO → ? + ? – Q
V. электрометаллургия (восстановление электрическим током)
1. Электролиз расплавов солей или щелочей	Щелочные или щелочноземельные Ме	На катоде: Меn++ nē → Me0
2. Электролиз растворов солей	Mg – Ag	На катоде: Меn++ nē → Me0

УЭ-4. Резюме. Самостоятельная работа.

Цели: повторить и обобщить знания о металлах, выявить степень усвоения учащимися материала модуля «Общие свойства металлов».

Время работы – 10 мин. Данную часть урока можно провести в форме самостоятельной работы над вопросами и заданиями из карты самоконтроля и самооценки по теме «Общие свойства металлов» (табл. 1). Работу организуем по трем вариантам. В случае затруднений учащиеся могут обратиться к рекомендуемым источникам информации.

После этого организуем обсуждение ответов на данные вопросы и оцениваем лучшие ответы. Если остается время (10 мин), проводим разноуровневую работу по четырем вариантам, если времени нет, эта работа переносится на следующий урок.

Задания для самостоятельной работы.

Закончите уравнение реакций, объясните один из окислительно-восстановительных процессов (подчеркнутые).

I. 1. Cu2O + C →;

2. Cu2O + CO →;

3. TiCl4 + Mg →;

4. CuSO4 + Fe →.

II. 1. ZnO + C →;

2. TiO2 + Al →;

3. MoO3 + H2 →;

4. Cu + Hg(NO3)2 →.

III. 1. CdO + CO →;

2. MoO3 + Al →;

3. WO3 + H2 →;

4. Zn + CuCl2 →.

IV. 1. V2O5 + Si →;

2. MnO2 + Al →;

3. CoO + CO →;

4. Fe + CuCl2 →.

В конце урока учащиеся записывают домашнее задание и высказывают свое мнение о данном уроке.