Глава 1. Состояние проблемы формирования химического языка в методике обучения химии и в современной школе

Введение

 

В условиях развития современного общества повышаются требования к качеству обучения школьников, уровню знаний и умений учащихся. При том, резко возрастает нагрузка на весь образовательный процесс в целом. Современному школьнику невозможно справиться с колоссальным потоком информации, который ежедневно обрушивается на него. Даже высокоразвитая память не в состоянии сохранить гигантский информационный массив. Поэтому появляются новые задачи в обучении, связанные с четким отбором учебного материала, структурированием школьного курса химии, составления усовершенствованных методик изучения, позволяющих за малое количество времени получать максимум информации [21]. На наш взгляд, одним из способов решения этой проблемы является формирование интеллектуальных умений - своеобразных рычагов умственного развития человека. При изучении химии таким рычагом является химический язык, который при его усвоении позволяет четко, просто и доступно постигать основы химии. Химический язык играет важную роль на протяжении всего образовательного процесса, начиная с объекта изучения и заканчивая средством достижения знаний.

В данной работе сделана попытка разработки конкретной методики формирования умений пользоваться химическим языком в курсе общей химии.

Цель данной работы: изучить методику формирования умений пользоваться химическим языком в 11 классе при изучении темы: "Окислительно-восстановительные реакции".

Объект исследования – целостный процесс школьного обучения химии.

Предмет исследования – методика формирования умений пользоваться химическим языком при изучении общей химии.

В соответствии с поставленной целью и предметом исследования была выдвинута гипотеза исследования: умения пользоваться химическим языком рационализируют учебно-познавательный процесс, активизирует мышление и творчество учащихся, стимулируют развитие самостоятельной деятельности.

Для реализации поставленной цели были сформулированы основные задачи исследования:

1) проанализировать педагогическую, химическую и методическую литературу и теоретически раскрыть основные понятия и идеи исследования;

2) изучить и обобщить опыт учителей химии средней школы № 8 г. Калуги Л.Л. Григорьевой и средней школы № 23 В.Г. Бархударян.

3) разработать и теоретически обосновать методику формирования умений пользоваться химическим языком в 11 классе;

4) реализовать методику формирования умений в процессе педагогического эксперимента в школе № 8 и № 23 г. Калуги.

Основными методами исследования были следующие:

Изучение и анализ психолого-педагогической, методической литературы.

Наблюдение уроков химии.

Беседа с учителями и учащимися.

Педагогический эксперимент.

Интерпретация результатов педагогического эксперимента.

Структура выпускной работы: введение, 3 главы, заключение, список литературы, приложения.

 

Глава 1. Состояние проблемы формирования химического языка в методике обучения химии и в современной школе

 

Требования к объему знаний и умений о химическом языке в школьном курсе химии

 

В процессе формирования умений пользоваться химическим языком содержание знаний о языке химии должно отражать три его стороны:

· семантическую, направленную на раскрытие значений и функций языка химии. Главное – установить отношение между знаками и объектами химии, которые они обозначают, раскрыть смысл знаков путем их использования;

· грамматическую, дающую знания правил и способы написания и произношения знаков, формул, уравнений, терминов, названий;

· практическую, вооружающую способами предъявления усвоенных знаний на языке химии и обеспечивающую коммуникацию на нем с учетом всех видов общения.

Все стороны языка важны и раскрываются в единстве. Химический язык лишь дно из средств познания и описания мира веществ и их превращений. В его составе знания о химической символике, терминологии и номенклатуре и умения оперировать ими.

Содержание символики включает в себя:

· химические знаки - история создания химической символики; названия и обозначения знаков; значение и смысл; качественное и количественное выражение их содержания. Умения: произносить, записывать и истолковывать химические знаки, осуществлять переходы от знака к названию и наоборот;

· химические формулы - значения формул в химическом познании; виды химических формул; их смысл, качественное и количественное выражение; связь с законом постоянства состава; методы установления формул и правила их составления. Умения: составлять, читать, анализировать и истолковывать формулы; определять по формуле валентность и степень окисления элементов; устанавливать выраженные в них закономерности состава и строения; производить расчёты по химическим формулам; использовать общие формулы водородных и кислородных соединений, их классов и гомологических рядов для обобщения и систематизации знаний;

· химические уравнения - значение уравнений в познании химии; виды уравнений; их смысл и связь с законом сохранения массы веществ; отражение в них качественной стороны реакции и количественных отношений; способы составления различных уравнений и расчёты по ним. Умения: составлять, анализировать, толковать уравнения, раскрывать смысл коэффициентов; определять по уравнению тип реакции и давать её описание; производить расчёты по уравнениям реакций; пользоваться краткими и схематическими уравнениями для обобщения знаний о химических реакциях; конкретизировать их более полными записями; осуществлять переходы от одного вида уравнения к другому.

Содержание терминологии включает следующие знания: значение и смысл общенаучных и химических терминов; связь их с понятиями; этимологический и семантический анализ терминов. Умения: произносить и записывать термины; устанавливать их связи с понятиями; извлекать из определения понятий содержание термина; заменять термин другим, более близким по смыслу и значению; осуществлять их анализ и взаимопереходы между терминами и символами; работать с терминологическими словарями.

В содержание химической номенклатуры входят знания: понятие о номенклатуре и её значении в познании; виды номенклатурных систем в обучении; соотношение между номенклатурой, терминологией и символикой. Умения: читать, произносить, истолковывать названия ионов, неорганических и органических веществ; извлекать из названий информацию о классе соединений, о конкретных веществах, об их качественном составе и характере; составлять названия веществ в соответствии с принципами международной номенклатуры; осуществлять переходы от названия вещества к его формуле и наоборот; соотносить международные, русские и тривиальные названия; составлять рациональные и систематические названия изомеров по формулам органических соединений и наоборот; использовать номенклатуру при описании и объяснении свойств веществ [15].

Исходя из нового образовательного стандарта по химии [16], требования к знаниям и умениям химического языка следующие.

Знания → химическая символика (знаки химических элементов, формулы химических веществ и уравнения химических реакций);

→ важнейшие химические понятия;

→ основные законы и теории химии.

Умения → называть знаки химических элементов, соединения изученных классов, типы химических реакций;

→ объяснять физический смысл атомного (порядкового) номера химического элемента, номеров группы и периода, к которым он принадлежит в периодической системе, сущность реакций ионного обмена;

→ определять состав веществ по их формулам, принадлежность веществ к определенному классу соединений; валентность и степень окисления элементов в соединениях;

→ составлять формулы оксидов, водородных соединений неметаллов, гидроксидов, солей; схемы строения атомов первых 20 элементов; уравнения химических реакций;

→ осуществлять вычисления по уравнениям химических реакций;

→ называть вещества по "тривиальной" и международной номенклатуре;

→ определять валентность и степень окисления элементов, заряд иона, изомеры и гомологи различных классов органических соединений, окислитель и восстановитель в окислительно-восстановительных реакциях.

В настоящий момент, вопросу о формировании умений пользоваться химическим языком в методической литературе уделено мало внимания. Анализ периодических изданий (журналы "химия в школе", "Химия: методика преподавания", приложения к газете "1 сентября" и др.) показал, что и ранее на эту тему не обращали внимания, можно встретить малое количество статей, посвященных изучению этого вопроса [8, 9, 13,15,21,32]. Наиболее подробно этим вопросом занимались Кузнецова Н.Е. [9,15], Герус С.А. [8], Шаповаленко С.Г. [31]. Поэтому, данная тема является актуальной для ее подробного рассмотрения.

 

Глава 2. Методика формирования умений пользоваться химическим языком при изучении темы "Окислительно-восстановительные реакции" в старшей школе

 

Заключение

 

В соответствии с поставленной целью выпускной работы – формирование умений пользоваться химическим языком – было сделано следующее:

Проанализировано состояние проблемы методики формирования умений пользоваться химическим языком в средней школе в трудах различных авторов и в практике школьного преподавания.

Выявлено, что умения пользоваться химическим языком являются рациональным компонентом учебно-познавательного процесса, стимулируя развитие мышления, творчества и самостоятельной деятельности учащихся.

Разработана конкретная методика формирования умений пользоваться химическим языком в 11 классе при изучении темы: "Окислительно-восстановительные реакции".

С целью оценки эффективности применения методики формирования у школьников умений в средней школе № 23 г. Калуги проведен сравнительный педагогический эксперимент, в школе № 8 применение методики.

Проанализированы результаты эксперимента: по времени выполнения заданий.

Решение этих задач, итоги эксперимента, беседа с учащимися и результаты выполнения ими работ – все это позволяет сделать общий вывод, что методика формирования умений повышает качество знаний учащихся, совершенствует их навыки в выполнении основных заданий по химии, способствует развитию творчества, самостоятельности, активной мыслительной деятельности, повышает интерес к предмету. Этот вывод подтверждает выдвинутую в начале работы гипотезу.

Список литературы

 

1. Александрова М.А. Урок "Электролиз растворов и расплавов солей" // Химия в школе. - 2005. - № 3 - с.61-66.

2. Алексинский В.Н. занимательные опыты по химии: Книга для учителей. – 2-е изд., испр. – М.: Просвещение, 1995. – 96 с.: ил.

3. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. Учеб. для вузов. – 4-е изд., испр. – М.: Высш. шк.; 2002. – 743 с.: ил.

4. Ахлебинин А.К., Ахлебинина Т.В., Карпов В.А., Лазыкина Л.Г., Ларионова В.М., Лихачев В.Н., Майерли А.А., Нифантьев Э.Е., Чайков С.Г., "1С: Образовательная коллекция. Химия для всех – XXI: Химические опыты со взрывами и без". Мультимедийный компакт-диск с комплектом программ для поддержки школьного курса химии. "1С". 2002. – 283 МБ.

5. Балаев И.И. Домашний эксперимент по химии. Пособие для учителя. Из опыта работы. – М.: Просвещение, 1977. – 126 с.

6. Балуева Г.А., Осокина Д.Н. Все мы дома химики. – М.: Химия, 1979. – 128 с.: ил.

7. Герасимова Н.Ф., Смирнова Т.В., Супоницкая И.И. Опорный конспект в обобщении знаний о коррозии и защите металлов // Химия в школе. – 1997. - № 7 – с.40-42.

8. Герус С.А. Теория и практика рационализации процесса обучения химии в средней школе: Монография. – СПб.: Изд-во РГПУ им.А.И. Герцена, 2003. – 160 с.

9. Грибакина Л.В., Кузнецова Н.Е. О причинах формализма в знаниях учащихся // Химия в школе. - 1988. - № 6. – с.17-18.

10. Единый государственный экзамен 2001: Тестовые задания: Химия / М.Г. Минин, Н.С. Михайлова, В.Ф. Гридаев и др.: М-во образования РФ. - М.: Просвещение, 2001. – 47с.: ил.

11. Жуков С.Т. Аликберов Л.Ю. Окислительно-восстановительные реакции. Часть 5. Природа вещества и процессы окисления – восстановления // Химия в школе. – 2005. - №1 с.36-42.

12. Журин А.А. Окислительно-восстановительные реакции. – М.: Аквариум, 1998. – 256 с.

13. Кузнецова Л.М. Причины формализма в знаниях учащихся и пути его устранения // Химия в школе. – 1990. - № 3 – с.16-19.

14. Кузнецова Н.Е. Формирование систем понятий в обучении химии. – М.: Просвещение, 1989. – 144 с.: ил.

15. Кузнецова Н.Е. Шорова Ж.И. Изучение химического языка на первых этапе обучения // Химия в школе. – 1981. - № 5 – с.41-44.

16. Методика преподавания химии / Под ред. Н.Е. Кузнецовой. – М.: Просвещение, 1984. – 415 с.

17. Новые образовательные стандарты по химии // Химия: Методика преподавания. – 2004. - № 7 – с.3-8.

18. Ожегов С.И. Словарь русского языка: 70 000 слов/ Под ред.Н.Ю. Шведовой – 21-е изд., перераб. И доп. – М.: Рус. Яз., 1989. – 924 с.

19. Программы по химии для 8-11 классов общеобразовательных учреждений / Под ред. Н.Е. Кузнецовой. – М.: Вентана-Граф, 2006. – 128 с.

20. Программно-методические материалы. Химия: Средняя школа.8-11 кл. / Сост. С.В. Суматохин. - 4-е изд., перераб. И до. – М.: Дрофа, 2001. – 192 с.

21. Радаева О.В. Роль научного языка на уроках химии // Химия: Методика преподавания. – 2005. - №7 – с.27-29.

22. Рогожин О.В. развитие интеллектуальных умений школьников // Химия: Методика преподавания. – 2004. - №5 – с.43-47.

23. Степин Б.Д. Аликберова А.Ю. Занимательные задания и эффективные опыты по химии. – М.: Дрофа, 2002. – 432 с.: ил.

24. Суматохин С.В. О приоритетных направлениях развития общего химического образования и использование учебных заданий по химии в 2005/06 уч. году // Химия: Методика преподавания. – 2005. - №5 – с. 20-27.

25. Теория и практика интегративно-модульного обучения общей химии студентов медицинского вуза. / Т.Н. Литвинова. Краснодар: Издательство Кубанской государственной медицинской академии, 2001. – 265 с.

26. Химии: 11 класс: Учеб. Для общеобразовательных учреждений/ О.С. Габриелян Г.Г. Лысова. – 2-е изд., испр. – М.: Дрофа, 2002. – 368 с.: ил.

27. Химия: Учебник для учащихся 8 класса общеобразовательных учреждений / Кузнецова Н.Е., Титова И.М. и др. – 2-е изд., перераб. – М.: Вентана-Граф, 2005. - 224 с.: ил.

28. Химия: Учебник для учащихся 9 класса общеобразовательных учреждений / Кузнецова Н.Е., Титова И.М. и др. – М.: Вентана-Граф, 2005. - 234 с.: ил.

29. Химия: Учебник для учащихся 11 класса общеобразовательных учреждений в 2 частях / Кузнецова Н.Е., Левкина И.М. и др. – 2-е изд., перераб. – М.: Вентана-Граф, 2006. - 424 с.: ил.

30. Хомченко Г.П. Севастьянова К.И. Окислительно-восстановительные реакции: Книга для внеклассного чтения учащихся 8-10 кл. сред. Шк. – 3-е изд., перераб. – М.: Просвещение, 1989. – 141 с.

31. Шаповаленко С.Г. Методика обучения химии в восьмилетней и средней школе. – М.: Учпедгиз, 1963. – 667.

32. Фаязов Д.Ф. Формирование умений учащихся пользоваться химическим языком // Химия в школе. – 1983. - № 2 – с.33-34.

Приложение 1

 

Варианты самостоятельных работ к уроку №2. Тема: "Окислительно-восстановительные реакции".

II вариант 1. Дать определение понятию восстановитель, приведите примеры процесса.

2. Укажите коэффициент перед окислителем в реакции

Cu+ H2SO4(конц) →CuSO4+H2O+SO2:

а) 2; б) 3; в) 4; г) 1.

3. Сера проявляет восстановительные свойства в реакции:

а) Br2 + H2S → S + HBr; в) S+F2→SF6; б) SO2+Na2O→Na2SO3; г) Mg+ H2SO4→MgSO4+ H2O.

4. Сумма коэффициентов в уравнении реакции N2+H2↔NH3 составляет:

а) 3; б) 4; в) 6; г) 5.

5. Сильнее окислительные свойства будут выражены:

а) Cl1+; б) Cl1-; в) Cl3+; г) Cl5+.

6. Недостающим продуктом реакции Mg+HNO3(конц) = Mg(NO3) 2+…. +H2O является: а) NH4NO3; б) N2O; в) NO; г) NO2.

III вариант 1. Дать определение понятию "процесс окисления", приведите примеры.

2. Углерод НЕ проявляет восстановительные свойства в реакции:

а) C+H2 → CH4; в) MgO+ CO2→Mg+CO; б) FeO +CO→Fe+CO2; г) Al+C→Al4C3.

3. Укажите коэффициент перед восстановителем в реакции C+ H2SO4(конц) →CO2+H2O+SO2

а) 1; б) 2; в) 3; г) 4.

4. Сумма коэффициентов в уравнении реакции SO2+O2↔SO3 составляет:

а) 3; б) 4; в) 5; г) 6.

5. Сильнее окислительные свойства будут выражены:

а) S2 -; б) S0; в) S2+; г) S4+.

6. Недостающим продуктом реакции S+ HNO3(конц) → SO2+ H2O+…является а) NO2; б) NO; в) N2; г) NH4NO3.

IV вариант 1. Дать определение понятию "восстановление", приведите примеры процесса.

2. Сера проявляет окислительные свойства в реакции:

а) О2 + H2S → SO2+ H2O; в) Mg + H2SO4→Mg SO4+ H2; б) S + H2→ H2S; г) Br2 + H2S → S + HBr.

3. Укажите коэффициент перед окислителем в реакции C+ HNO3(разб) → СO2+ H2O+ NO

а) 3; б) 4; в) 5; г) 6.

4. Сумма коэффициентов в уравнении реакции H2O→H2+O2 составляет:

а) 5; б) 4; в) 3; г) 2.

5. Сильнее восстановительные свойства будут выражены

а) Mn7+; б) Mn0; в) Mn2+; г) Mn4+.

6. Недостающим продуктом реакции Р+ HNO3(конц) → Р2O5+ H2O+…является а) NO2; б) NO; в) N2; г) NH4NO3.

ОТВЕТЫ

№ вопроса вариант	2	3	4	5	6
I	г	в	а	г	г
II	а	в	в	г	г
III	г	а	в	г	а
IV	б	б	а	б	а

 

Приложение 2

 

Варианты самостоятельных работ к уроку №3. Тема: "Коррозия металлов".

II вариант 1. Допишите уравнение реакции, расставьте коэффициенты методом электронного баланса и определите тип ОВР: а) Р + H2SO4(конц) →…

2. На рисунке изображен разрез никелированного железного листа. Определите, что такое 1 и 2, напишите схемы катодного и анодного процессов.

H2O (O2)

3. Разделите вещества K2SO4, N2O, HCl, Zn, HBrO на три группы:

1 - проявляющие только окислительные свойства;

2 - проявляющие только восстановительные свойства;

3 - проявляющие как окислительные, так и восстановительные свойства.

4. При электролизе раствора NaОН на аноде выделяется:

а) натрий; б) кислород; в) водород?

5. При электролизе расплава хлорида ртути на катоде выделяется:

а) ртуть; б) хлор; в) кислород?

III вариант 1. Допишите уравнение реакции, расставьте коэффициенты методом электронного баланса и определите тип ОВР: а) Fe + HNO3(конц) → …

2. На рисунке изображен разрез луженого железного листа. Определите, что такое 1 и 2, напишите схемы катодного и анодного процессов.

H2O (O2)

 

 

3. Разделите вещества K2SO3, Li, HClO4, HNO2, K2Cr2O7 на три группы:

1 - проявляющие только окислительные свойства;

2 - проявляющие только восстановительные свойства;

3 - проявляющие как окислительные, так и восстановительные свойства.

4. При электролизе раствора Ba(ОН) 2 на аноде выделяется:

а) водород; б) кислород; в) барий?

5. При электролизе расплава хлорида свинца (II) на катоде выделяется:

а) свинец; б) хлор; в) процесс не возможен?

IV вариант 1. Допишите уравнение реакции, расставьте коэффициенты методом электронного баланса и определите тип ОВР: а) Hg + H2SO4(конц) →…

2. На рисунке изображен разрез оцинкованного железного листа. Определите, что такое 1 и 2, напишите схемы катодного и анодного процессов.

H2O (O2)

 

3. Разделите вещества SO2, Fe, KMnO4, N2O3, CrO3 на три группы:

1 - проявляющие только окислительные свойства;

2 - проявляющие только восстановительные свойства;

3 - проявляющие как окислительные, так и восстановительные свойства.

4. При электролизе раствора Cu(NO3) 2 на катоде выделяется:

а) медь; б) кислород; в) водород?

5. При электролизе раствора хлорида алюминия алюминий выделяется:

а) на катоде; б) на аноде; в) остается в растворе?

ОТВЕТЫ

Вариант № задания	I	II	III	IV
4	а	б	б	а
5	б	а	а	в

 

 

Приложение 3

 

Вопросы анкеты для учащихся:

1. На сколько сложной для изучения вам показалась данная тема?

2. Быстро ли проходили уроки?

3. Как вы считаете, полученные вами знания помогут вам в дальнейшем при изучении предмета?

4. Появилось ли у вас желание самостоятельно составлять уравнения ОВР?

Приложение 4

Разработка планов уроков для контрольного класса (по учебнику О.С. Габриеляна).

Урок № 1.

Тема: "Классификация химических реакций"

Цель: обобщить и расширить представление учащихся о классификации химических реакций.

Оборудование: сера, спиртовка, зажим, кристаллизатор с водой, магний, щипцы,, H2SO4, BaCl2, H2O2, MnO2, мультимедийные проектор, диск, компьютер.

Тип урока: обобщение и систематизация знаний.

Ход урока:

Организация класса.

Изучение нового материала.

Учащиеся самостоятельно по учебнику (§ 11, стр.100-111) заполняют таблицу (25 мин)"Классификация химических реакций".

Признак классификации

Типы реакций

Определение типов реакций

Примеры

 

В конце урока учитель демонстрирует опыты, учащиеся классифицируют реакции по шести признакам, записанным в таблице:

1. переход кристаллической серы в пластическую;

2. горение магния;

3. разложение малахита;

4. взаимодействие раствора иодида калия с хлорной водой;

5. взаимодействие раствора серной кислоты с хлоридом бария;

6. разложение пероксида водорода под действием оксида марганца (IV).

7. взаимодействие меди с концентрированным раствором азотной кислоты.

Рассмотрение метода электронного баланса (на примере последней реакции):

Cu + HNO3(конц) = Cu(NO3) 2+ NO2 +H2O

1 2 Cu0 - 2ê → Cu2+процесс окисления, медь – восстановитель 2 N5+ + ê → N4+процесс восстановления, кислота – окислитель Cu + 4HNO3(конц) = Cu(NO3) 2+ 2NO2 +2H2O.

Итоги урока.

Домашнее задание: § 11, упр.1,6.

Урок № 2.

Тема: "Коррозия металлов".

Цель: актуализировать, расширить и углубить знания учащихся о коррозии металлов.

Оборудование: образцы "чистого" и ржавого железа, металлических изделий, защищенных от коррозии покрытиями.

Тип урока: комбинированный.

Ход урока:

Организация класса.

Проверка домашнего задания (5-7 мин).

Самостоятельная работа: составить 5 уравнений реакций металла с разными классами веществ. Работа выполняется по вариантам: I – натрий, II – цинк, III – алюминий, IV – железо.

Изучение нового материала.

Прочитайте о коррозии в учебнике на стр. 208-210. Выпишите определение коррозии.

Запишите классификацию видов коррозии по характеру воздействия на металлическую поверхность и по химизму.

Запишите примеры химической коррозии. в какой среде она происходит?

Запишите, в какой среде происходит электрохимическая коррозия.

Далее учитель объясняет, что электрохимическая коррозия при контакте двух металлов, это приводит к образованию гальванической пары, в которой более активный металл отдает свой электроны менее активному и разрушается: Fe0 - 2ê → Fe2+, а на поверхности менее активного металла идет восстановление в кислой среде: 2H+ +2ê → H2 ↑;

в нейтральной среде или щелочной: 2H2O + 2ê→ 2OH - + H2 ↑.

Поэтому в нейтральной и щелочной среде образуется гидроксиды железа Fe2+ + 2OH - → Fe(OH) 2; 4 Fe(OH) 2 + 2H2O + O2 → 4Fe(OH) 3;

Fe(OH) 3 → FeO(OH) + H2O.

В кислой среде ржавчина не образуется, ионы металла переходят в раствор: Fe0 + 2H+ → Fe2+ + H2 ↑.

ИТОГИ УРОКА

IV. Домашнее задание: § 18 стр. 208-214. Выписать в тетрадь способы защиты от коррозии, упр.16-20.

Методы защиты

Принцип действия

Область применения

 

Урок № 3.

Тема: "Способы получения металлов".

Цель: актуализировать и обобщить знания учащихся о способах получения металлов.

Оборудование: коллекция "Руды металлов".

Тип урока: комбинированный.

Ход урока:

Организация класса.

Проверка домашнего задания (10-12 мин).

Ученик у доски заполняет таблицу о способах защиты металла. В это время проводится устный опрос класса по вопросам:

Что такое коррозия?

Какие виды коррозии вы знаете? Приведите примеры.

Какова сущность основных видов коррозии?

Изучение нового материала (20 мин).

Прочитайте учебник на стр.214-216 и сделайте записи по плану:

определение металлургии; 2) способы получения, сущность процессов, примеры.

Электролиз - окислительно-восстановительная реакция, протекающая под действием постоянного электрического тока на электродах, погруженных в раствор или расплав электролита.

Что такое электролиты? Почему электролиты являются участниками электролиза?

электролиз расплавоврастворов Правила определения продуктов электролиза расплавов и растворов электролитов (схемы представлены на каждого ученика).

I. Катодные процессы

электрохимический ряд напряжений металлов Li Rb K Ba Ca Na Mg Mn Zn Cr Fe Pb Cu Hg Ag Pt Au

восстановление H2Oвосстановление H2O и восстановление H2O + 2ê →H2 +2OH - металла Men+ + nê→Me0 металла усиление окислительных свойств катионов II. Анодные процессы

анионы

бескислородсодержащиекислородсодержащие галогенид-ионы OH -, NO3-, SO42-

2 Cl - - 2ê → Cl2↑ 2H2O - 4ê→O2+4H+; 4OH - - 4ê→O2+2H2O.

I - Br S2 - Cl - OH - SO42 - NO3 - F -

ослабление восстановительной способности анионов Применение электролиза: покрытие металлов; защита от коррозии; получение металлов и других соединений; очистка веществ от примесей.

Опираясь на правила, составим уравнение электролиза раствора иодида калия и расплава хлорида меди (II).

а) KI + H2O →

К (-): К+; H2O H2O + 2ê →H2 +2OH - восстановление А (+): I-; H2O2 I - - 2ê → I2 окисление 2KI + H2O → 2KOH + I2 + H2 ↑.

б) CuCl2 расплав→

К (-): Cu2+ Cu2+ + 2ê → Cu0 восстановление А (+): Cl- 2 Cl - - 2ê → Cl2↑ окисление CuCl2 расплав→ Cu0 + Cl2↑.

Вода не является участником процесса расплава веществ.

Итоги урока.

Домашнее задание: § 18, оформить записи, выполнить задание:

Составьте уравнение электролиза: а) раствора бромида железа (II); б) расплава оксида алюминия; в) раствора нитрата ртути; г) раствора иодида никеля (II); д) раствора серной кислоты. Подготовка к контрольной работе.

Фрагмент урока № 4

Тема: " Решение задач и упражнений по теме "Металлы".

Цель: Закрепит знания по теме, отработать умение составления уравнений реакций с участием металлов.

Ход урока:

Организация класса.

Проверка домашнего задания (12-15 мин).

Выполнение самостоятельной работы.

I вариант 1. Допишите уравнение реакции, расставьте коэффициенты методом электронного баланса и определите тип ОВР: а) Co+ HNO3(конц) →...

2. На рисунке изображен разрез хромированного железного листа. Определите, что такое 1 и 2, напишите схемы катодного и анодного процессов.

 

H2O (O2)

3. Разделите вещества HNO3, KClO4, H2O2, Mg, NH3 на три группы:

1 - проявляющие только окислительные свойства;

2 - проявляющие только восстановительные свойства;

3 - проявляющие как окислительные, так и восстановительные свойства.

4. При электролизе раствора КОН на катоде выделится:

а) водород; б) кислород; в) калий?

5. При электролизе раствора хлорида бария на аноде выделяется:

а) водород; б) хлор; в) кислород?

Остальные варианты – приложение 2.

 Приложение

 

Занимательные задания (оформление стендов в кабинете)

1. Поджигает … вода!

Если смешать порошок металла (цинка или алюминия) с измельченными кристаллами некоторого неметалла, а потом добавить каплю воды, начинается бурная окислительно-восстановительная реакция с выделением теплоты, света и фиолетовых паров. Что это за реакция?

2. Первые спички Немецкий химик Ян Каммерер работал учителем химии. В 1820 г. он

показал своим ученикам рискованный опыт. Смешав под водой воскообразное белое вещество с бесцветным кристаллами соли, полученной французским химиком Бертолле и названной его именем, он добавил клей, а потом погрузил в образовавшееся "тесто" пучок осиновых палочек. Затем палочки были извлечены из смеси и осторожно высушены. Каммерер раздал палочки своим подопечным и попросил провести ими по поверхности стола. Все палочки воспламенились, ученики были в восторге: ведь они держали в руках первые спички. Какие вещества использовал Каммерер?

3. Химический хамелеон

В ХIХ в. для химического анализа различных веществ применялся раствор "хамелеона". В исходном состоянии он был фиолетовым, а при реакциях с восстановителями в кислотной среде обесцвечивался. Если реакции протекали при большом избытке щелочи, раствор становился зеленым. А в нейтральной среде восстановители делали "хамелеона" буро-коричневым. О каком веществе идет речь?

4. Медные фокусы

В 1928 г. чешский химик И. Друце обнаружил, что, если медные стружки залить концентрированной серной кислотой и нагреть до 2000C, получается раствор зеленого цвета. При смешивании этого раствора с безводным метанолом (метиловым спиртом) выпадает белый осадок. Друце попытался растворить этот осадок в воде и получил раствор голубого цвета, а на дне сосуда оказались крупинки металлической меди. Какое вещество получил Друце?

5. Алюминий подвел!

Железную водосточную трубу закрепили на стене дома хомутами из алюминиевого сплава. Через несколько лет во время сильного дождя труба рухнула на тротуар. Оказалось, что крепежные детали из алюминиевого сплава подверглись сильной коррозии, хотя кровля дома, сделанная из того же сплава, безупречно служила уже полтора десятка лет, Почему так сильно отличалось поведение алюминиевых изделий?

6. Обновили!...

Серебряные столовые приборы часто украшают "черненым" рисунком. Подобные узоры можно встретить и на мельхиоровых ложках, вилках и ножах. Однажды после званого ужина все ложки, вилки и ножи, залив мыльной водой, оставили в тазике из оцинкованного железа. Наутро оказалось, что все приборы из серебра и мельхиора стали белыми как снег, а столь ценный "черненый" рисунок пропал. Что же произошло?

7. Химическая "угадай-ка"

В руки учеников попали обрывки бумаги - черновики учителя, готовившего задания для контрольной работы. Все коэффициенты в уравнениях реакций были поставлены правильно. какие же вещества вступили в реакции, если получились следующие продуты:

8. Ошибка лаборанта Для получения сероводорода на лекциях использовали аппарат Киппа с кусочками сульфида железа и разбавленной соляной кислотой. Но вот на очередную лекцию лаборант вынес аппарат, все внутренние стенки которого были покрыты беловато-желтым налетом, а вместо прозрачного раствора кислоты пузырилась мутная, слегка желтоватая жидкость. Профессор потребовал немедленно унести аппарат и перезарядить его, так как вместо разбавленной соляной в нем оказалась серная кислота, к тому же концентрированная. Что произошло в аппарате Киппа?

9. Цепочка серебряных превращений Химик исследовал поведение иода и серебра в растворах разного с става. Сначала он высыпал порошок иода в нагретый водный раствор гидроксида калия и получил прозрачный бесцветный раствор. После охлаждения он добавил к этому раствору избыток нитрата серебра и получил осадок светло-желтого цвета. Химик фильтрованием отделил раствора осадок, промыл его водой и обработал избытком раствора аммиака. Он заметил, что только часть осадка перешла в раствор, а оставшаяся часть стала более желтой; этот остаток был перенесен в водный раствор сульфида натрия. Выпал черный осадок, который под действием азотной кислоты пожелтел, и при этом выделился бесцветный газ, буреющий на воздухе.

Каков состав получаемых при этих превращениях веществ и как реакции здесь протекают? 10. Простой вопрос Смесь цинка и сульфида цинка обработали концентрированной азотной кислотой и увидели выделение красно-бурого газа. К полученному бесцветному раствору добавили хлорид бария, и выпал белый осадок, нерастворимый в азотной кислоте. Какие вещества содержались в растворе над осадком?

11. Отважный реагент Студент неосмотрительно оставил на столе в фарфоровой чашке кусочек белого фосфора. Фосфор в скором времени вспыхнул, выделяя густые клубы дыма. Недолго думая, студент схватил первую попавшуюся колбу с голубым раствором и надписью "Отходы" и вылил ее содержимое на горящий фосфор. Пламя исчезло. Что это были за отходы, ни кто не знал. Однако студент отметил, что на кусочках фосфора, залитого "отходами", появился красно-коричневый налет. А добавление к остатку "отходов" сульфида натрия вызвало появление черного осадка. Помогите установить состав голубого раствора.

12. Подсказывает ряд напряжений Во время очередного занятия преподаватель обратил внимание учащихся на плакат "Электрохимический ряд напряжений" и подчеркнул два металла - кадмий (левее водорода) и ртуть (правее водорода). Он предложил провести опыты с этими металлами: сначала подействовать на них разбавленной серной кислотой, потом в раствор сульфата кадмия внести капельку ртути, а в раствор сульфата ртути - гранулу кадмия. Предскажите результаты этих опытов.

13. Насмешил!  Студент-первокурсник не утруждал себя подготовкой к занятиям и насмешил всех, когда сделал в трех уравнениях реакций десять ошибок:

NaCl + H2SO4(разб) = Cl2↑ + NaHSO4

NaBr + H2SO4(разб) = Br2↑ + NaHSO4

KJ + H2SO4(разб) = I2↑ + KHSO4

Найдите и исправьте ошибки.

Ответы.

При смешивании порошкообразного алюминия и тонко измельченных кристаллов иода и внесении в смесь капли воды начинается реакция 2Al + 3I2 = 2AlI3, которая сопровождается выделением теплоты и частичной возгонкой иода (фиолетовые пары). Вода в этой реакции выполняет роль катализатора.

Каммерер использовал белый фосфор – P4 и бертолетову соль – хлорат калия KClO3. Гуммиарабик – природный клей. Воспламенение состава вызвано легкостью возгорания белого фосфора от трения. "Поставщиком" кислорода служит хлорат калия. Уравнения реакции таковы: P4 + 5O2 = P4O10, 2 KClO3 = 2 KCl + 3O2↑.

Реакция перманганата калия ("хамелеона") со щавелевой кислотой H2C2O4, сульфитом натрия Na2SO3 и пероксидом водорода H2O2 протекают следующим образом:

5 H2C2O4 + 2 KMnO4 + 3 H2SO4 = 2 MnSO4 + 10 CO2 + K2SO4 + 8 H2O

бесцветный Na2SO3 + 2 KMnO4 + 2 КОН = 2 K2MnO4 + Na2SO4 + H2O

зеленый 3 H2O2 + 2 KMnO4 = 2 MnO2 ↓ + 3 O2 ↑ + 2 КОН + 2 H2O

бурый осадок 4. Друце получил сульфат меди (I) Cu2SO4:

2 Cu + 2 H2SO4 = Cu2SO4 + SO2 ↑+ 2 H2O, который в водной среде подвергается дисмутации: Cu2SO4 = CuSO4 + Cu↓.

5. В местах соприкосновения железа и алюминия образуются "гальванические пары". Алюминий как более активный в химическом отношении металл играет роль анода – поставщика электронов, а железо – роль катода, принимающего электроны. Поэтому алюминиевые детали при контакте с железом очень быстро разрушаются, вместе с тем защищая от коррозии железные изделия.

6. Серебряную "чернь" наносят специально, это сульфидная "патина". В тазике серебро и цинк образовали гальваническую пару, где мыльная вода послужила электролитом, цинковая поверхность – катодом, а серебро – анодом. На аноде шло выделение водорода и из воды, а на аноде – кислорода. В результате сульфид серебра окислился и сульфидная патина обесцвечивалась: Ag2S + O2 = 2 Ag + SO2↑

7. Вот уравнения этих реакций:

S + 6 HNO3(конц) = H2SO4 + 6 NO2 + 2 H2O

P + 5 HNO3(конц) = H3PO4 + 5 NO2 + H2O

PH3 + 8 HNO3(конц) = H3PO4 + 8 NO2 + 4 H2O

Cu + 2 H2SO4(конц) = CuSO4 + SO2 + 2 H2O

CuS + 8 HNO3(конц) = CuSO4 + 8 NO2 + 4 H2O

Sn + 4 HNO3(конц) = SnO2 + 4 NO2 + 2 H2O

B + 3 HNO3(конц) = B(OH) 3 + 3 NO2.

8. В аппарате Киппа произошла реакц