|
Программа элективного курса для учащихся 9 класса естественнонаучного профиля (10 часов)
ПРОГРАММА ЭЛЕКТИВНОГО КУРСА ДЛЯ УЧАЩИХСЯ 9 КЛАССА ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОГО ПРОФИЛЯ (10 ЧАСОВ)
«ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ПРОДУКТОВ РЕАКЦИЙ, ПРОТЕКАЮЩИХ В РАСТВОРЕ»
учитель химии лицея № 116 Абашина О.А.
Вахитовского р-на
г.Казани, 2005г.
I.Объяснительная записка
Существует несколько признаков классификации химических реакций, один из важнейших - это признак изменения степеней окисления элементов.
В зависимости от этого реакции могут протекать без изменения степеней окисления и могут быть окислительно-восстановительными. Первые составляют огромное множество среди химических реакций, происходящих в быту, технике, природе. В них участвуют как неорганические, так и органические вещества. Эти реакции характеризуют свойства элементов и в растворах протекают по правилу Бертолле, т.е. только в том случае, если в результате образуется осадок, газ или малодиссоциирующее вещество.
Особое место среди них занимают реакции, характеризующие способность взаимодействовать в водном растворе частиц растворенного вещества с молекулами воды согласно теории электролитической диссоциации. И если в школьном курсе неорганической химии реакциям двойного обмена уделяется много внимания, то изучение обменных реакций вещества с водой, в результате которых меняется кислотность среды, занимает незначительное место.
Между тем в современных условиях выпускникам, а особенно абитуриентам, предлагаются задания, выполнение которых требует творческого подхода. Это связано с тем, что многие из реакций, использованные в данных заданиях, не встречаются в учебниках, но, тем не менее, творческое применение общих, основополагающих химических принципов позволяет легко определить продукты этих реакций в новых нестандартных ситуациях.
Выполнение заданий, связанных с обменными реакциями веществ с водой, способствуют формированию и развитию творческого химического мышления, самостоятельности, привитию исследовательского подхода в процессе решения экспериментальных задач, при конструировании и моделировании химических процессов, т.к. школьники испытывают значительные затруднения в решении задач поискового характера, мало знают о приемах логического мышления, слабо владеют умениями обобщать, делать выводы, адекватные поставленным целям.
Поэтому считаю, что углубленное изучение реакций, идущих между веществами в водных растворах, необходимо для учащихся профильных классов, проявляющих повышенный интерес к изучению химии и собирающихся продолжить образование в учебных заведениях естественнонаучного профиля (химико-технологические, медицинские вузы).
II.Цели курса
1) Вооружение учащихся знаниями, которые им помогут не только лучше понять сущность химических процессов, протекающих в водных растворах, но и творчески их использовать в нестандартных условиях при различных интеллектуальных испытаниях.
2) Развитие внутренней мотивации учения, повышение интереса к познанию химии, оказывающих помощь при выборе профиля дальнейшего образования.
3) Развитие личности учащихся.
Задачи курса
1) Закрепить, систематизировать и расширить теоретические знания учащихся о процессах, протекающих в водных растворах с частицами растворенных частиц.
2) Продолжить формирование приемов продуктивной поисковой деятельности:
· умений анализировать ситуации, активно используя приемы анализа, синтеза, абстрагирования, систематизации, обобщения, демонстрации способа выполнения учебно-практического задания, отбора опорных знаний, специального повторения;
· делать прогнозы образования продуктов реакций, выдвигая гипотезы, аргументируя свои суждения при выполнении заданий экспериментального характера с использованием мысленного эксперимента и посредством выполнения проблемных и исследовательских опытов;
· составлять ионно-молекулярные уравнения изучаемых процессов, которые полностью отвечают современным представлениям об изучаемом явлении;
· развивать учебно-коммуникативные умения.
3) На основе содержания элективного курса:
· дать яркое представление о практическом значении обменных процессов в неживой природе и в жизни общества;
· способствовать целенаправленной профильной ориентации старшеклассников и развитию их познавательных интересов и активности;
· раскрыть внутри- и межпредметные связи химии;
· воспитание познавательной, творческой активности и самостоятельности учащихся, используя эвристический подход через систему обучающих учебно-логических заданий с целью предупреждения психолого-познавательных барьеров в индивидуальной самостоятельной деятельности, продуктивности которой способствуют интеллектуальная, эмоциональная и волевая активность.
III.Требования к знаниям и умениям учащихся
А. После изучения данного курса учащиеся должны знать:
1) ступенчатую и полную диссоциацию в водных растворах различных по составу (согласно классификации в неорганической химии) типов солей;
2) отношение к воде, способность взаимодействовать с ней соединений неметаллов, как вариант одновременного получения двух кислот;
3) определение типа соли, как продукта взаимодействия кислоты и основания, различающихся по степени диссоциации при растворении в воде;
4) типы солей, подвергающихся гидролизу, и определение реакции среды в растворах этих солей;
5) экспериментальные способы подтверждения гидролиза солей;
6) образование продуктов химических реакций в растворах солей в зависимости от условий или реагентов, способствующих усилению гидролиза или сдвигу гидролиза вправо;
7) приемы суммирования уравнений реакций для вывода окончательного (суммированного) уравнения реакции нескольких химических процессов.
Б. После изучения данного курса учащиеся должны уметь:
1) составлять уравнения ступенчатой и полной диссоциации в молекулярной, ионной и сокращенной ионной формах различных по составу типов солей;
2) определять соль, способную гидролизоваться, с указанием реакции среды в растворе этой соли;
3) составлять ионно-молекулярные уравнения всех стадий гидролиза соли с выводом суммированного молекулярного уравнения в условиях усиливающегося гидролиза;
4) самостоятельно теоретически обосновать результаты проблемных и исследовательских экспериментов;
5) составлять молекулярные уравнения химических процессов, связанных со смещением равновесия гидролиза, согласно условию задания.
IV.Содержание курса
1) Реакции двойного обмена: образование продуктов реакции в нестандартной ситуации. Ступенчатая диссоциация кислых солей. Прогнозирование образования веществ в водном растворе с различной диссоциацией кислых солей при взаимодействии со щелочами по правилу Бертолле.
Форма занятия: практикум с использованием мысленного эксперимента, работа в группах.
Образовательный продукт: структурно-логические схемы, тезисы.
2) Практическая работа № 1 Взаимодействие активных металлов с растворами солей, подвергшихся гидролизу.
Взаимодействие магния с растворами солей: AlCl3, ZnSO4, FeCl3, NiSO4, NH4Cl.
Образовательный продукт: отчет.
3) Соединения неметаллов: отношение и способность взаимодействия с водой.
Отношение к воде и способность взаимодействовать с ней водородных соединений неметаллов. Гидролиз соединений неметаллов как способ одновременного получения двух кислот.
Форма занятия: лекция.
Образовательный продукт: опорный конспект.
4)Типы гидролиза солей.
Классификация солей с точки зрения степени электролитической диссоциации участвующих в их образовании электролитов - оснований и кислот. Первоначальный гидролиз: определение типа гидролиза, реакции среды в водном растворе как результат взаимодействия с водой солей: NaCl, AlCl3, Na2CO3.
Форма занятия: лекция, лабораторный эксперимент.
Образовательный продукт: опорный конспект, тезисы.
5) Образование продуктов взаимодействия соли и воды под влиянием условий, усиливающих течение гидролиза.
Ступенчатый и полный гидролиз солей под воздействием условий, способствующих усилению гидролиза (температуры, уменьшения концентрации раствора).
Форма занятия: лекция, домашний эксперимент.
Образовательный продукт: сообщение.
6) Практическая работа № 2 Взаимодействие растворов солей, имеющих различный тип гидролиза.
Взаимодействие между растворами: Na2CO3 и СaCl2, CuSO4, Al2(SO4)3, FeCl3; K2S и Al2(SO4)3.
Форма занятия: семинар, практикум.
Образовательный продукт: отчет, тезисы.
7) Взаимоусиливающий гидролиз солей: прогнозирование продуктов реакции.
Совершенствование знаний, умений, навыков по прогнозированию продуктов и составлению уравнений реакций взаимодействия растворов солей, имеющих различный тип гидролиза.
Форма занятия: семинар, групповая работа.
Образовательный продукт: опорный конспект.
8) Образование продуктов реакций под влиянием реагента, вызывающего сдвиг равновесия реакций гидролиза соли вправо.
Совершенствование знаний, умений, навыков по составлению уравнений реакций вариантов возможного взаимодействия между раствором соли, подвергшейся гидролизу и реагентом, способствующим сдвигу равновесия реакции гидролиза.
Форма занятия: семинар.
Образовательный продукт: опорный конспект.
9-10) Выполнение конкурсных заданий, предлагаемых на государственном централизованном тестировании, едином государственном экзамене и вступительных экзаменах в профильные вузы по теме курса.
Форма занятия: семинар.
Образовательный продукт: опорный конспект.
11) Итоговое занятие. Защита собственных проектов (индивидуально выбранных разноуровневых учебных заданий в форме домашней контрольной работы).
Литература для учителя
· О.С.Габриэлян, Г.Г.Лысова, А.Г.Введенская «Настольная книга учителя. Химия. (Iч.)», М.: «Дрофа», 2003г.
· О.С.Габриэлян, Г.Г.Лысова «Химия, 11 класс», М.: «Дрофа», 2001г.
· Ю.В.Сурин, Е.В.Парамонова «Проблемно-развивающий практикум в IX классе», «Химия в школе» №7-2000г. (с.61), «Химия в школе» №8-2000г. (с.67).
· Б.В.Мартыненко, М.В.Михалева «Ох уж этот гидролиз!», «Химия в школе» №8-2001г. (с.68).
· Ю.Н.Медведев «Гидролиз: познавая истину», «Химия в школе» №10-2004г. (с.52).
· Г.П.Хомченко «Химия для поступающих в вузы», М.: «Высшая школа», 1985г.
· Г.П.Хомченко, И.Г.Хомченко «Задачи по химии для поступающих в вузы», М.: «Высшая школа», 1987г.
· Н.Е.Кузьменко, В.В.Еремин «2500 задач по химии с решениями для поступающих в вузы», «Оникс 21 век», М.: «Мир и образование», 2002г.
· А.А.Каверина, А.С.Корощенко «Единый государственный экзамен: содержание и основные результаты», «Химия в школе» № 1, 2004г.
· А.С.Корощенко «О подготовке выпускников к единому государственному экзамену», «Химия в школе» № 7, 2004г.
· Т.Н.Литвинова, Л.Ф.Федосова, Н.К.Выскутова, Е.Д.Мельникова, В.А.Карпов, Л.Г.Лазыкина, Т.К.Толкачева «ЕГЭ по химии: анализируя итоги», «Химия в школе» № 6, 2005г.
Литература для учащихся
· Л.Ю.Аликберова «Занимательная химия», М.: «Аст-Пресс», 1999г.
· «Энциклопедия школьника. Неорганическая химия», М.: «Советская энциклопедия», 1975г.
· «Энциклопедия для детей. Химия (т.17)», М.: ЗАО «Дом книги Аванта +», 2000г.
· Н.Е.Кузьменко, В.В.Еремин, В.А.Попков «Начала химии - современный курс для поступающих в вузы: в 2т. (т.1)», М.: «Федеративная книготорговая компания», 1997г.
· Г.П.Хомченко «Химия для поступающих в вузы», М.: «Высшая школа», 1985г.
· Г.П.Хомченко, И.Г.Хомченко «Задачи по химии для поступающих в вузы», М.: «Высшая школа», 1987г.
· Н.Е.Кузьменко, В.В.Еремин «2500 задач по химии с решениями для поступающих в вузы», «Оникс 21 век», М.: «Мир и образование», 2002г.
· «Химия: варианты и ответы централизованного абитуриентского тестирования», М.: «Центр тестирования МО РФ»
· «Химия: контрольные измерительные материалы для подготовки единого государственного экзамена в 2004 году», М.: «Центр тестирования МО РФ», 2004г.
Тема занятия: «Взаимодействие растворов солей, имеющих различный тип гидролиза».
Задачи урока:
познавательная - развитие знаний учащихся по прогнозированию направления реакции в отношении взаимодействия растворов солей при взаимном усилении гидролиза солей, имеющих разный тип гидролиза, с опорой на знания о первоначальном гидролизе;
развивающая - в благоприятных условиях осуществления практикума способствовать развитию и приобретению исследовательских умений, интереса к исследовательской работе для повышения активности и самостоятельности учащихся в учебной деятельности, научить приему сложения химических уравнений для составления окончательных (суммированных) уравнений в молекулярной и ионной формах, отражающих получение конечных продуктов реакций;
воспитательная - способность познавательной, творческой активности и самостоятельности учащихся, используя эвристический подход, создание проблемных ситуаций.
Ход занятия (основные его этапы).
1) Актуализация знаний о взаимодействии солей с водой. Учащимся предлагается самостоятельно определить тип гидролиза соли и обосновать причины, определяющие различное направление реакций.
Задание. Используя формулы солей: CaCl2, Al2(SO4)3, K2S, Na2CO3, CuSO4, FeCl3, - определите тип гидролиза соли. Составьте в молекулярной форме суммированные уравнения гидролиза солей, подвергшихся взаимодействию с водой. Предложите экспериментальный способ подтверждения протекания гидролиза солей.
2) Изучение нового материала. Имея знания об основных типах солей, экспериментально подтвердив присутствие в растворах веществ, указывающих на течение процесса гидролиза, учащимся предлагается провести самостоятельное исследование взаимодействия растворов солей, имеющих различный тип гидролиза, т.к. это подтвердило бы возможность усиления гидролиза солей в водных растворах.
Опыт 1. (контрольный опыт). Взаимодействие растворов карбоната натрия и хлорида кальция. Данный опыт позволяет учащимся наблюдать взаимодействие карбоната натрия с раствором соли, образованной катионами и анионами сильных электролитов. Запись:
CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3 + 2NaCl
Ca2+ + CO32- = CaCO3.
Учащимся предлагается выпавший белый осадок карбоната кальция обработать соляной кислотой и с помощью лучинки убедиться в выделении углекислого газа. Запись:
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2 + H2O
CaCO3 + 2H+ = Ca2+ + CO2 + H2O
Опыт 2. В две пробирки с раствором сульфата меди (II) и раствором сульфата алюминия добавьте раствор карбоната натрия. Что наблюдаете? Составьте молекулярные и сокращенные ионные уравнения реакций.
В этих экспериментах углекислый газ выделяется уже при смешивании растворов солей, без добавления к осадкам соляной кислоты. Полученные в этих опытах осадки учащиеся изучают следующим образом:
· осадок зеленоватого цвета в первой пробирке сравнивают по окраске с гидроксидом меди (II), который получали в отдельной пробирке, и с образцом выданной соли (основным карбонатом меди);
· осадок во второй пробирке исследуется на возможность проявления амфотерности, т.к. по внешнему виду он был похож на гидроксид алюминия.
Выводы: в первом случае получен основной карбонат меди (II), во втором случае гидроксид алюминия.
Запись уравнений реакций проведенного эксперимента и ознакомление с приемом сложения химических уравнений для вывода окончательного
а) молекулярного 2CuSO4 + 2Na2CO3 + H2O = (CuOH)2CO3 +CO2 + Na2SO4
сокращенного ионного 2Cu2+ + CO32- + H2O = (CuOH)2CO3 +CO2
б) молекулярного Al2(SO4)3 + 3Na2CO3 + 3H2O = 2Al(OH)3 + 3Na2SO4 + 3CO2
сокращенного ионного 2Al3+ + 3CO32- + 3H2O = 2Al(OH)3 + 3CO2
Вывод: проведенный анализ показал, что состав осадков, полученных в экспериментах, отличается. Теоретическое обсуждение опытов и составление уравнений реакций дали те же выводы: в первом случае образовался карбонат кальция, во втором основной карбонат меди (II) и гидроксид алюминия.
3) Прогнозирование образования продуктов, проверка составления уравнений реакций взаимоусиливающего гидролиза солей.
Задание 1. Используя таблицу растворимости, предскажите и экспериментально подтвердите образование продуктов реакции при смешивании растворов карбоната натрия и хлорида железа (III). По таблице растворимости учащиеся самостоятельно предсказывают возможность образования гидроксида железа (III) и углекислого газа, а затем самостоятельно составляют уравнение реакции таким же способом, как и с солью алюминия: 2FeCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O = 2Fe(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl.
Задание 2. Сделайте прогноз по определению направления реакции в отношении взаимодействия раствора соли алюминия с раствором сульфида калия. Составьте уравнения реакций в молекулярном и ионном видах.
4) Рефлексия, подведение итогов. Анализ экспериментальных данных показал: при действии раствора карбоната натрия на растворы солей, содержащих ионы металлов со степенью окисления +2 и подвергающихся гидролизу, образуются основные соли, а при действии его на растворы солей, содержащих ионы металлов с зарядом +3 и также подвергающихся гидролизу, получаются гидроксиды соответствующих металлов.
На основании проведенных опытов, их теоретического обсуждения, работы с таблицей растворимости делается вывод о том, что при определении направления реакций взаимодействия солей друг с другом необходимо учитывать еще и фактор возможного усиления гидролиза солей. Это делается в том случае, если соли имеют разный тип гидролиза. Именно этим обосновывается причина образования нерастворимых оснований и летучих кислот при взаимодействии растворов некоторых солей.
В ходе проведения таких занятий деятельность учащихся не оценивается, но они работают с огромным интересом, получая удовольствие от процесса обучения. От общения с одноклассниками, имея возможность поспорить (часто и с учителем), убедить, отстоять свое мнение, а также оттого, что освоена еще одна ступенька в трудном познании химии.
|
|
|
