Автор: Пользователь скрыл имя, 01 Июня 2013 в 10:00, реферат
Цель: показать эффективность применения проблемного обучения в школьном курсе химии.
Объект исследования: учебно-воспитательный процесс в общеобразовательных учреждениях.
Задачи:
Рассмотреть преимущества применения технологии проблемного обучения на уроках химии.
На практике показать целесообразность применения технологии проблемного обучения на уроках химии.
Исследовать эффективность проблемного обучения химии с применением школьного химического эксперимента.
Работу можно провести в парах учащихся, а обсуждение ведется в форме эвристической беседы. Возможно также выполнение эксперимента в группах, с последующей защитой каждого опыта.
Цель работы: изучение совместного гидролиза солей
Реактивы и оборудование: 20%-ые растворы: карбоната натрия, нитрата бария, сульфата алюминия, хлорида бария, хлорида алюминия, сульфата меди (II), хлорида железа(III); пробирки.
Ход работы: Учащиеся получают задание – выполнить 5 опытов.
Опыт 1. К раствору карбоната натрия добавить раствор нитрата бария. Описать наблюдаемые явления, объяснить их, написать уравнение происходящей реакции в молекулярной, полной и сокращенной ионных формах. Проанализировать полученные вещества.
Опыт 2. К раствору сульфата алюминия добавить раствор хлорида бария. Описать наблюдаемые явления, объяснить их, написать уравнение происходящей реакции в молекулярной, полной и сокращенной ионных формах. Проанализировать полученные вещества.
Опыт 3. К раствору карбоната натрия добавить раствор хлорида алюминия. Описать наблюдаемые явления, объяснить их, написать уравнение происходящей реакции в молекулярной, полной и сокращенной ионных формах. Проанализировать полученные вещества.
Опыт 4. К раствору сульфата меди (II) добавить раствор карбоната натрия. Описать наблюдаемые явления, объяснить их, написать уравнение происходящей реакции в молекулярной, полной и сокращенной ионных формах. Проанализировать полученные вещества.
Опыт 5. К раствору хлорида железа (III) добавить раствор карбоната натрия. Описать наблюдаемые явления, объяснить их, написать уравнение происходящей реакции в молекулярной, полной и сокращенной ионных формах. Проанализировать полученные вещества.
Обсуждение результатов эксперимента
Опыты 1 и 2. Первые два опыта не вызывают у детей удивления, это обычные обменные реакции. Учащиеся фиксируют выпадение осадков, записывают уравнения реакций в молекулярной, полной и сокращенной ионных формах.
Опыт 3. Смешав растворы хлорида алюминия и карбоната натрия, учащиеся наблюдают выделение газа и выпадение осадка. Если предположить, что идет реакция обмена, то газа быть не должно. Внесение в реакционный сосуд горящей лучины и ее угасание служит доказательством того, что образуется углекислый газ. Учащиеся полагают, что выпадающий осадок – карбонат алюминия. Чтобы определить состав осадка, они добавляют к промытому от исходного карбоната натрия осадку соляную кислоту. Газ при этом не образуется, осадок же растворяется. Если к осадку добавить раствор щелочи, то осадок тоже растворяется. Следовательно, осадок – гидроксид алюминия. В ходе дискуссии учащиеся приходят к объяснению этого процесса. Хлорид алюминия гидролизуется по катиону:
Al3+ + H2O <=>AlOH2+ + H+, (1)
AlOH2+ + H2O <=>Al(OH)2+ + H+.
Карбонат натрия гидролизуется по аниону:
CO32– + H2O <=>HCO3– + OH–. (2)
Ионы H+ и OH– связываются в молекулы воды, их концентрация понижается, равновесие реакций гидролиза (1) и (2) смещается в сторону продуктов реакций. Идут и последние ступени реакций гидролиза:
Al(OH)2+ + H2O <=>Al(OH)3↓ + H+,
HCO3– + H2O <=>OH– + H2CO3 (H2O + CO2 ).
Суммарное уравнение реакции совместного гидролиза имеет вид:
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O = 2Al(OH)3↓ + 3CO2 + 6NaCl.
Опыт 4. Учащиеся приливают раствор карбоната натрия к раствору сульфата меди(II). После проведения опыта 3 их уже не удивляет выделение газа, не поддерживающего горение. Они предполагают, что осадок – CuCO3 или Сu(OH)2. В таблице растворимости кислот, солей и оснований в воде указано, что соединение CuCO3 в водном растворе не существует. Учащиеся делают вывод, что осадок – это гидроксид меди(II). Смущает только цвет осадка – бирюзовый. Учитель просит получить гидроксид меди(II) взаимодействием сульфата меди(II) и гидроксида натрия. Выпавший осадок имеет голубой цвет. Учащиеся предполагают, что осадок, полученный при взаимодействии растворов CuSO4 и Na2CO3, это основная соль (СuOH)2CO3. Однако учитель может показать образец гидроксокарбоната меди(II), который имеет зеленый цвет. Учащиеся делают вывод, что осадок, полученный при взаимодействии CuSO4 и Na2CO3, – это смесь голубого Сu(OH)2 и зеленого (СuOH)2CO3. Процесс можно описать следующими уравнениями реакций:
2CuSO4 + 2Na2CO3 + H2O = (СuOH)2CO3 + CO2 + 2Na2SO4,
CuSO4 + Na2CO3 + H2O = Сu(OH)2 ↓+ CO2 + Na2SO4.
Опыт 5. В реакции солей FeCl3 и Na2CO3 учащиеся наблюдают выпадение бурого осадка и выделение газа, не поддерживающего горение. Довольно быстро они делают вывод, что совместный гидролиз хлорида железа, гидролизующегося по катиону, и карбоната натрия, гидролизующегося по аниону, приводит к гидроксиду железа(III) и оксиду углерода(IV). Эти вещества являются продуктами последних ступеней гидролиза исходных солей:
2FeCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O = 2Fe(OH)3↓ + 3CO2 + 6NaCl,
2Fe3+ + 3CO32– + 3H2O = 2Fe(OH)3↓ + 3CO2 .
Занятие № 9. Амфотерные соединения
Приведённые
ниже опыты проводились при
Цель работы: используя проблемный эксперимент, дать понятие об амфотерности оксидов и гидроксидов металлов и особенностях их химических свойств.
Форма проведения эксперимента: фронтальная (демонстрационный эксперимент)
Оборудование и реактивы:
Ход работы:
Проведение работы начинают с эвристической беседы.
Учитель:
приведите классификацию
Ученик: простые вещества: металлы и неметаллы; оксиды: оксиды неметаллов (кислотные) и оксиды металлов (основные); гидроксиды: гидроксиды металлов и кислородсодержащие кислоты (гидроксиды неметаллов).
Учитель: предложите соответствующие друг другу химические формулы представителей простых веществ, оксидов и гидроксидов (для дальнейшего обсуждения учитель выбирает те соединения, которые необходимы ему для работы)
Ученик: простые вещества: металлы – Na, Ca, Zn, Fe, Al, Cr; неметаллы: S, O2, N2, Cl2; оксиды: основные – Na2О, CaО, ZnО, FeО, Fe2О3, Al2О3, Cr2О3, CrО; кислотые – SО3, SО2, N2О5, Cl2О7; гидроксиды: металлов – NaОН, Ca(ОН)2, Zn(ОН)2, Fe(ОН)2, Fe(ОН)3, Al(ОН)3, Cr(ОН)2, Cr(ОН)3 ; неметаллов – Н2SО4, Н2SО3, НNО3, НClО4, HCl.
Учитель: составьте возможные уравнения реакций между веществами: Ca, Zn, Al; CaО, ZnО, Al2О3; SО3; Ca(ОН)2, Zn(ОН)2, Al(ОН)3, Н2SО4
Ученик: Са + SО3→ ; Са + Н2SО4→ ; Zn + SО3→ ; Zn + Н2SО4→ ; Al + SО3→ ; Al + Н2SО4→ ; и т.д.
Учитель:
учитель все предложенные вами реакции
вписываются в правило, что вещества
металлической природы
Опыт 1. Получение гидроксида кальция и опыты с ним
Учитель
получает гидроксид кальция
Ученик:
СaCl2 + 2NaOH → Ca(ОН)2 ↓+ 2NaCl;
Ca(ОН)2 ↓+ Н2SО4 → CaSО4 + 2Н2О;
Ca(ОН)2 ↓+ NaOH ≠
Опыт 2. Получение гидроксида цинка и гидроксида алюминия и опыты с ними
Учитель
получает гидроксид цинка
Ученик: осадок растворился. Уравнение реакции получения гидроксида цинка:
ZnCl2 + 2NaOH → Zn(ОН)2 ↓+ 2NaCl;
Учитель: проведём реакцию получения гидроксида алюминия: учитель получает гидроксид алюминия взаимодействием хлорид алюминия, приливая по каплям гидроксид натрия, обращая внимание на получаемый осадок.
Ученик: предлагает приливать щёлочь осторожно, чтобы провести реакцию с серной кислотой, подтвердив их предположение. Составляет уравнение реакции получения гидроксида алюминия: AlCl3 + 3NaOH → Al(ОН)3 ↓+ 3NaCl
Учитель: во время из беседы приливает избыток щелочи, что опять приводит к растворению осадка гидроксида алюминия.
О чём говорит признак растворение осадка в других ранее изученных процессах?
Ученик: следовательно, происходит химическая реакция
Учитель: добавление какого вещества приводит к растворению осадка гидроксидов цинка и алюминия
Ученик: гидроксида натрия
Учитель:
ранее мы не встречались с подобными
реакциями при которых
Zn(ОН)2 ↓+ 2NaOH → Na2[Zn(ОН)4] (раствор)
Al(ОН)3 ↓+ NaOH → Na[Al(ОН)4] (раствор)
Учитель: постараемся получить эти гидроксиды аккуратно, по каплям добавляя гидроксид натрия. Мы ещё не подтвердили ранее изученное свойство: способность гидроксидов металлов реагировать с кислотами. Вероятно, что если гидроксиды цинка и алюминия способны реагировать со щелочами, то они не реагируют с кислотами?
Учитель проводит реакцию гидроксидов цинка и алюминия с серной кислотой.
Ученик: осадки растворились.
Zn(ОН)2 ↓+ Н2SО4 → ZnSО4 + 2Н2О;
2Al(ОН)3 ↓+ 3Н2SО4 → Al2(SО4)3 + 6Н2О
Учитель: такая способность гидрокисидов цинка и алюминия взаимодействовать и с растворами кислот и с растворами щелочей, характерна и для их оксидов и алюминия и цинка – простых веществ. Это свойство – амфотерность. Записывают определение в тетрадь.
Учитель: проанализируем результаты других опытов:
Опыт 3. Получение гидроксида хрома (II) и (III) и изучение их свойств
Учитель получает гидроксид хрома (II) взаимодействием хлорида хрома (II), приливая по каплям гидроксид натрия, обращая внимание при этом, что избыток щёлочи приводит к увеличению объёма осадка. Затем проводит реакцию полученного осадка с раствором серной кислоты. Учащиеся записывают уравнения.
Ученик:
CrCl2 + 2NaOH → Cr(ОН)2 ↓+ 2NaCl;
Cr(ОН)2 ↓+ Н2SО4 → CrSО4 + 2Н2О;
Cr(ОН)2 ↓+ NaOH ≠
Учитель получает гидроксид хрома (III) взаимодействием хлорида хрома (III) и по каплям приливаемого гидроксида натрия. Учитель обращает внимание на получаемый осадок, затем учитель пробует прилить избыток щелочи.
Ученик: осадок растворился. Уравнение реакции получения гидроксида хрома (III):
CrCl3 + 3NaOH → Cr(ОН)3 ↓+ 3NaCl;
Учитель: таким образом, гидроксид хрома (II) ведёт себя в растворе так же как гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов, т.е. обладает основными свойствами. А гидроксид хрома (III) проявляет амфотерные свойства.
Сr(ОН)3 ↓+ 3NaOH → Na3[Cr(ОН)6] (раствор)
Опыт 4. Получение гидроксида железа (II) и (III) и изучение их свойств
Учитель получает гидроксид железа (II) взаимодействием хлорид железа (II), приливая по каплям гидроксид натрия, обращая при этом внимание, что избыток щёлочи приводит к увеличению объёма осадка. Затем проводит реакцию полученного осадка с раствором серной кислоты. Учащиеся записывают уравнения.
Ученик:
FeCl2 + 2NaOH → Fe(ОН)2 ↓+ 2NaCl;
Fe(ОН)2 ↓+ Н2SО4 → FeSО4 + 2Н2О;
Fe(ОН)2 ↓+ NaOH ≠
Учитель получает гидроксид железа (III) взаимодействием хлорид железа (III), приливая по каплям гидроксид натрия, обращая внимание на получаемый осадок, затем учитель целенаправленно приливает избыток щелочи.
Ученик: осадок не растворился. Вероятно и гидроксид железа (II) и гидроксид железа (III) проявляют основные свойства. Уравнение реакции получения гидроксида цинка:
FeCl3 + 3NaOH → Fe(ОН)3 ↓+ 3NaCl;
Учитель: проверим ваше предположение, несколько изменив условия реакции: прильём к свежеприготовленному гидроксиду железа (III) горячей концентрированной щелочи.
Ученик: осадок растворяется
Учитель: таким образом, гидроксид железа (III) так же амфотерен, но проявляет это свойство при более жёстких условиях.