Контекстные задачи на уроках химии


Муниципальное общеобразовательное учреждение средняя
общеобразовательная школа №1 г.Камешково
Владимирской области
Контекстные задачи
на уроках химии

Учитель химии
высшей квалификационной категории
Галина Николаевна Драницына


2013
Содержание
Понятие знаково – контекстного обучения Особенности методики
Применение контекстных задач на уроках химии
Примеры контекстных задач для 8 класса
Молекулярные массы веществ
Количество вещества. Молярный объём газа
Простые вещества – неметаллы
Массовая доля вещества в растворе
Приготовление растворов
Примеры контекстных задач для 9 класса
Сплавы
Коррозия металлов
Соединения щелочных металлов
Металлы 2 группы главной подгруппы
Водород
Кислород
Соединения серы
Галогены
Подгруппа азота
Аммиак. Соли аммония
Подгруппа углерода
Соединения углерода
Соли угольной кислоты
Примеры контекстных задач для 10 класса
Ароматические углеводороды
Спирты
Карбоновые кислоты
Сложные эфиры. Жиры
Углеводы
Аминокислоты
Примеры контекстных задач для 11 класса
Строение атома
Химические реакции
Дисперсные системы 2
2
3
3
3
4
4
5
5
7
8
9
10
10
11
11
12
13
14
15
17
17
17
19
19
20
20
21
21
Знаково-контекстное (или просто контекстное) обучение — форма активного обучения, ориентированная на профессиональную подготовку студентов и реализуемая посредством системного использования профессионального контекста, постепенного насыщения учебного процесса элементами профессиональной деятельности.
Особенности методики
Концепция разработана А. А. Вербицким в 1991 году.  Контекстное обучение опирается на теорию деятельности, в соответствии с которой, усвоение социального опыта осуществляется в результате активной, пристрастной деятельности субъекта. В нём получают воплощение следующие принципы: активности личности; проблемности; единства обучения и воспитания; последовательного моделирования в формах учебной деятельности слушателей содержания и условий профессиональной деятельности специалистов Преподавание общеобразовательных дисциплин предлагается трактовать в контексте профессиональной деятельности, отходя в этом от академичного изложения научного знания. В качестве средств реализации теоретических подходов в контекстном обучении предлагается в полном объеме использовать методы активного обучения (в трактовке А. А. Вербицкого — методы контекстного обучения). Вместе с тем отмечается, что необходимо комплексно подходить к использованию различных форм, методов и средств активного обучения в органическом сочетании с традиционными методами.
«Применение контекстных задач на уроках химии»
Ум заключается не только в знании, но и в умении прилагать знания на деле.Аристотель
Как показывают результаты международных исследований, современные российские школьники, хорошо справляются с заданиями на воспроизведение знаний, но затрудняются применять полученные знания в ситуациях, близких к жизненным. Для достижения современных требований к результатам обучения химии необходимо применение заданий, в которых химическое содержание интегрировано с практикой. Опыт педагогической деятельности показывает, что для решения обозначенных задач целесообразно использовать методы и средства контекстного обучения. Сущность контекстного обучения определяется как организация такой деятельности, которая требует приобретения новых знаний и их последующего применения, объясняет и оправдывает усилия, затраченные на их усвоение. Одним из средств контекстного обучения, которые будут наиболее эффективны в условиях освоения требований ФГОС, являются контекстные задачи. Контекстная задача – это задача мотивационного характера, в условии которой описана конкретная жизненная ситуация, коррелирующая с имеющимся социокультурным опытом учащихся (известное, данное); требованием (неизвестным) задачи является анализ, осмысление и объяснение этой ситуации или
выбор способа действия в ней, а результатом решения задачи является встреча с учебной проблемой и осознание ее личностной значимости.
Уровневая дифференциация содержания контекстных задач позволяет ставить посильные учебные задачи перед каждым ребенком, создавать активный интеллектуальный фон уроков, полноценно реализовать в преподавании принципы научности, практической направленности, историзма, междисциплинарного подхода.
Сегодня обществу нужны инициативные и самостоятельные специалисты, способные постоянно совершенствовать свою личность и деятельность. В классическом обучении задания лишены того жизненного контекста, который придает социальную значимость и личностный смысл процессу познания, исследования, поиска, знания не ведут автоматически к пониманию смысла жизни. С помощью контекстных задач выявляются не только предметные знания и умения, но и их системность, и функциональность, самостоятельность и креативность мышления, другие личностные характеристики.
Примеры контекстных задач
8 класс
Молекулярные массы веществ
Задача 1.Установлено, что крапива увеличивает содержание гемоглобина и количество эритроцитов в крови. Поэтому она является хорошим “кровоочистительным” средством и чрезвычайно полезна при самых различных заболеваниях крови; используется также для лечения фурункулов, угрей, лишаев и других кожных заболеваний. Гемоглобин содержится в эритроцитах крови. Это красный пигмент (гем), содержащий железо, в сочетании с протеином. Когда кровь проходит через легкие, к атому железа гема C34H32O4N4Fe присоединяется кислород.
Задание. Вычислите относительную молекулярную массу гема. (Ответ: 616.)
Количество вещества. Молярный объем газа
Задача 1. Фосфид цинка Zn3P2 весьма ядовит и используется для борьбы с грызунами. Летальная доза для средней серой крысы составляет 20,56 мг, а для мыши -- 4,1 мг.
Вопрос: Какое количество мышей и крыс может погибнуть от 0,16 ммоль фосфида цинка? (Ответ: 10 мышей, 2 крысы.)
Задача 2.Для уничтожения микробов и бактерий можно использовать диоксид серы, его также применяют в качестве консервирующего средства при сушке чернослива и других фруктов.
Задание: Вычислите, какой объем займут 1,5 моль диоксида серы (н. у.). (Ответ: V(S02) = 33,6 л.)
Задача 3. В прошлом были частыми случаи отравления людей в угольных шахтах угарным газом. Поскольку оксид углерода(2) не имеет запаха, то опасность подступала незаметно. Шахтеры, спускаясь в шахты, брали с собой в качестве своеобразного индикатора канарейку в клетке: канарейки падают в обморок от присутствия в воздухе следов СО. Задание: Вычислите, какой объем (н. у.) займут 0,5 моль СО; 56 г СО.(Ответ:11,2л; 44,8л.)
Простые вещества-неметаллы.
Задача 1.В составе приземного воздуха в хвойных лесах обнаруживается большое количество различных терпеноидов (альфа и бетапинены, камфен, дельта-3-карен, лимонен, терпинолен и др.), которые участвуют в процессах окисления и фотоокисления (особенно в жаркие летние дни) и приводят к повышенному содержанию в воздухе озона и аэроионов, поэтому в хвойных лесах дышится легко. Такой воздух благотворно действует на легочных больных, но противопоказан при астме и гипертонической болезни.
Задания:
1.Составьте уравнение химической реакции образования озона из кислорода.
2. Сравните физические свойства аллотропных модификаций кислорода.
3.Творческое задание. Написать сочинение «от имени» озона.
Массовая доля вещества в растворе
Задача 1.Первым кровезаменителем, которым воспользовались хирурги еще в 1960-х гг., был 0,85%-ный водный раствор хлорида натрия.
Задание: Вычислите количество вещества хлорида натрия, необходимого для получения 550,6 г раствора, массовая доля соли в котором 0,85%. (Ответ: (NaCl) = 0,08 моль.)
Задача 2. Вычислите массу сульфата цинка, который необходим для получения 10 г раствора глазных капель, применяемых при лечении конъюнктивита, если известно, что массовая доля соли в растворе 0,25%. (Ответ: m(ZnS04) = 0,025 г.)
Приготовление растворов.
Задача 1. В середине марта, т.е. за месяц до посева, начинают готовить семена огурцов. Их подвешивают для прогревания над батареей. Затем на 10 мин. помещают в раствор поваренной соли NaCl с массовой долей 0,05 или 5%. Для посева отбирают лишь потонувшие семена, всплывшие выбрасывают. Кстати, обработка раствором соли не только помогает отобрать полноценные семена, но и удаляет с их поверхности возбудителей заболеваний.
Задание: Приготовьте 80 г такого раствора.
Задача 2. В реанимацию попадают больные, потерявшие много крови. В этих случаях используют 0,85%-й раствор поваренной соли (ϸ= 1 г/мл), который называется физиологическим раствором.
Задание: Представьте, что вы медсестра реанимационного отделения и должны срочно приготовить 800 мл такого раствора. Как вы на месте медсестры приготовили бы такой раствор? (Ответ: Растворить 6,8 г соли в 793 мл воды.)
Задача 3. Фармацевту необходимо приготовить 5%-ный раствор иода, который используют для обработки ран. Какой объем раствора он может приготовить из 10 г кристаллического иода, если плотность раствора должна быть 0,950г/мл?
Вопросы:
1.Какую формулу имеет кристаллический иод?
2.Что значит «приготовить раствор»?
3.Сделайте по условию задачи необходимые расчеты для приготовления раствора.
9 КЛАСС
Сплавы.
Задача 1. В настоящее время в качестве материала для изготовления ювелирных украшений нередко используют белое золото. Белое золото 585-й пробы – это сплав, состоящий из трех металлов (массовая доля золота 58,5%, серебра – 26%, остальное палладий).
Вопросы:
1. Какие металлы образуют сплав «белое золото»?
2. Атомов какого химического элемента больше всего в сплаве белого золота, а какого меньше всего? Ответ подтвердите расчетами.
3. Какие еще металлы могут входить в состав сплавов золота, используемых для изготовления ювелирных изделий.
4. Рассчитайте массу чистого золота, содержащегося в обручальном кольце ручной работы из белого золота 585 пробы, украшенного 23 бриллиантами общей массой 0, 23 карата. Масса кольца 3,8 г. 1 карат = 0,2 г.
Коррозия металлов
Задача 1. Коррозия вокруг нас.
На улицах и стройплощадках Москвы нередко можно увидеть образцы разрушения металла под действием окружающей среды.

Не пощадила коррозия и металлоконструкции первой радиобашни на Шаболовке, разработанную инженером В. Г. Шуховым. Трансляция радиопередач с уникальной антенной башни ведется с марта 1922 года.
Вопрос: Как вы думаете, какие факторы окружающей среды могли быть причиной коррозии металлов?
Задачи 2, 3. Затонувшие корабли (при закреплении нового материала).
•«Русалка» - русский броненосец береговой обороны, погибший в 1893 году при переходе из Ревеля (Таллинн) в Гельсингфорс (Хельсинки). На борту его было 177 моряков. Гибель "Русалки" в конце ХIX века была страшной трагедией для России (своего рода катастрофа "Курска" тех дней). В Ревеле в 1902 году экипажу "Русалки" поставили памятник, на него собирала деньги вся держава - там и пожертвованные царем 5000 рублей, и медяки бедняков. Памятник и ныне - гордость Таллинна.
Российский корабль нашли эстонские морские археологи в финских территориальных водах - кому он сегодня принадлежит? "Русалка" - братская могила. Трогать ее - кощунство. На памятнике в Таллинне выбито: "Россияне не забывают своих героев-мучеников". Броненосец покоится на глубине около 90 метров, его корпус и крупные детали коррозия не уничтожила.
•По Черному морю издревле проходили важнейшие морские пути, связывавшие Европу с Азией. В черноморских глубинах до сих пор без изменений сохраняются не только сами останки затонувших кораблей, но и все товары, перевозимые ими (металлы, золото не окисляются и не подвергаются коррозии, дерево, ткани не стареют и не разрушаются). Но, как только корабли поднимают на поверхность, их корпуса очень быстро покрываются ржавчиной и разрушаются.

Задания:
1.Объясните, почемуна морской глубине скорость коррозии незначительна,
2.Опишите причины возникновения коррозии в предложенных ситуациях,
3.Напишите необходимые уравнения химических реакций и процессов,
4.Определите тип коррозии и предложите способы защиты.
Домашнее задание
.
Задача • В III в. до н. э считался одним из семи чудес света, основой 36-ти метровой статуи на острове Родос был построен маяк в виде. огромной статуи Гелиоса. Колосс Родосский
послужили три массивных каменных столба, скрепленные железными балками, сверху крепился железных каркас, который покрыли чеканными листами бронзы. Однако Колосс Родосский просуществовал всего 66 лет и рухнул во время землетрясения.
Задача • В 20-е гг. XX в. произошла менее известная катастрофа. Рассказывают, что по заказу одного американского миллионера была построена роскошная яхта «Зов моря». Для обшивки корпуса яхты использовался сплав никеля с медью (монель - сплав), другие детали корпуса были изготовлены из специальных нержавеющих сталей. Еще до выхода в открытое море яхта полностью вышла из строя.
Ученые считают, что в обоих случаях причиной произошедших событий были окислительно-восстановительные процессы.
Задания:
1.Объясните, какие именно окислительно-восстановительные процессы были причиной разрушения металлов,
2. Опишите причины возникновения коррозии в предложенных ситуациях,
3.Напишите необходимые уравнения химических реакций и процессов,
4.Определите тип коррозии и предложите способы защиты.
Соединения щелочных металлов.
Задача 1.17дека6ря1916г. князь Феликс Юсупов с сообщниками пытался отравить Григория Распутина, который пользовался неограниченным влиянием на семью последнего российского императора и которого считают одной из самых одиозных фигур российской истории. Для этого заговорщики до6авили яд Х в пирожные. Однако яд не подействовал и Распутин 6ыл убит 11 выстрелами. Проведённый анализ позволил определить состав яда. Он состоял из калия (60'/'), углерода(18,46%) и азота (21,54%).
Задание: выведите формулу вещества, которым пытались отравить Распутина.
Задача 2. В Англии в последние десятилетия наблюдается снижение смертности от болезней сосудов головного мозга. Это связано с увеличением потребления свежих фруктов и овощей. В свежих овощах и фруктах всегда много калия и мало натрия. Натрий задерживает воду в организме, повышая артериальное давление, а калий, напротив, способствует его снижению. Вот почему увеличение потребления овощей, фруктов, в частности яблок, можно рассматривать как существенную меру предупреждения болезней сосудов головного мозга.
Задания:
1.Составьте уравнения электролитической диссоциации хлорида калия, хлорида натрия. 2.Какова биологическая роль ионов натрия и калия в живом организме7
Задача 3. Какой объем (н.у.) углекислого газа заполнит поры бисквитного торта, если для его приготовления Алена взяла 2 г питьевой соды с содержанием примесей 0,1% и обработала уксусной кислотой?
Ответ: Количеством углекислого газа, попавшего в воздух, пренебречь при протекании реакции по уравнению:
Дано:
m(NaHCO3) = 2 г,
(примесей) = 0,1 %.
Найти:
V(СO2).
Решение
m(NaHCO3)(чист.) = 2•99,9(%)/100(%) = 1,998 г;
1,998/84 = х/22,4, х = 0,53 л СО2.
Ответ. V(СO2) = 0,53 л - такой объем углекислого газа заполнит поры бисквитного торта.
Металлы 2 группы главной подгруппы.
Задача 1.У жителей южных районов спазмы кровеносных сосудов происходят реже, чем у северян. Врачи связывают это с содержанием в организме магния, т.к. известно, что внутривенные и внутримышечные вливания растворов солей магния снимают спазмы и судороги. В организм человека магний поступает с овощами и фруктами. Особенно богаты им абрикосы, персики и цветная капуста.
Задание.
1.Составьте уравнения электролитической диссоциации хлорида магния.
2.Подготовьте сообщение о биологической роли магния.
Задача 2. Какой объем (н.у.) углекислого газа поглотят стены только что выбеленной квартиры, если на побелку затрачено ведро известкового молока? Для его приготовления к 4 кг негашеной извести (кипелки) прилили 5 л (кг) воды, процедили, отбросили 100 г мелких камешков, затем добавили еще 6 л воды и хорошо все перемешали. Полученной массой выбелили стены.
Ответ.
Дано:
m(СаО) = 4 кг,
m(Н2О) = 5 кг,
m(примесей) = 0,1 кг.
Найти:
V(СО2).
Решение
m(100%-гоСаО) = 4 - 0,1 = 3,9 кг.
Найдем необходимую массу Н2О:
3,9/56 = х/18, х = 1,25 кг H2O.
y = 3,9 + 1,25 = 5,15 кг Ca(OH)2;
5,15/74 = z/22,4, z = 1,56 м3 СО2.
Ответ.: V(СО2) = 1,56 м3 - такой объем углекислого газа поглотят выбеленные стены помещения.
Водород.
Задача 1.Сейчас посмотрите - сказал Челленджер - Последние дни я напрягал все силы своего ума, чтобы разрешить задачу, как нам выбраться отсюда. Мы уже убедились, что спуск по отвесным скалам невозможен, а туннеля больше не существует. Перебросить мост на утёс нам, безусловно, не удаётся. Но что, же тогда делать? Я как - то говорил нашему юному другу, что эти гейзеры выделяют водород в свободном состоянии. Отсюда логически вытекала мысль о воздушном шаре.
Вопросы:
1.Увидели ли вы логику в рассуждениях героя романа "Затерянный мир".
2.Рассчитайте, какая масса цинка потребовалась бы, чтобы наполнить шар объёмом 1 м3, которым воспользовались участники неудавшейся экспедиции.
Галогены.
Задача 1.В ходе Первой мировой войны руководство германской армии пошло на чудовищное преступление – применение отравляющих веществ. Жидкий хлор немцы транспортировали к линии фронта в специальных цистернах и в подходящий момент, когда ветер дул в нужную сторону, разливали в баллоны. Тысячи таких баллонов они тайно устанавливали на передовых позициях. Вентили их баллонов открывали одновременно. При этом хлор выходил наружу и устремлялся на позиции в виде гонимого попутным ветром облака, губительного для всего живого. Если газовая атака оказывалась внезапной, гибли тысячи людей. Узнать вовремя о намерении противника применить хлор – значило выиграть время для принятия защитных мер и сохранить человеческие жизни. Однако долго не знали, как это осуществить. Русский офицер нашел способ решения этой задачи. Он изобрел прибор, предупреждающий об опасности звонком.
Вопрос: На каких свойствах хлора мог основываться принцип действия этого прибора?
Задача 2.
А. Первым боевым отравляющим веществом был хлор. Германия применилаего 22 апреля 1915 г. в долине р. Ипр против фрацузской дивизии. Только в один этот день было отравлено 15 тыс. человек, из которых 5 тыс. погибли.
Б. Согласно ГОСТу 2874 – 54 после 30 минутного контакта хлора с водой при выходе воды из очистных сооружений в ней должно быть остаточного хлора не более 0,5мг/л не менее 0,3 мг/л, в наиболее отдаленных точках водозабора – не менее 0,1 мг/л.
Вопросы:
Ежедневный прием небольших доз соединений йода помогает избавиться от зоба. Морские губки, морская капуста богаты йодом. Поэтому в Китае и Японии больных зобом издавна лечат золой морских губок.
Задание. Вычислите, сколько граммов морской капусты необходимо съедать ежесуточно для того, чтобы восполнить суточную потребность (800 мг) организма в йоде. В 100 г морской капусты содержание йода составляет 250 мг. (Ответ: 320 г в сутки.)
Кислород.
Задача 1.На практической работе класс получал кислород из марганцовки. Внезапно у Никиты лопнула пробирка, и 2 г марганцовки высыпалось в пламя горелки с сухим горючим. Эффект был ошеломляющим.
Задание: Определите объем (н.у.) кислорода, позволивший пламени вырасти до потолка и лишить Никиту возможности дальнейшего выполнения практических работ из-за нарушения правил техники безопасности (что категорически запрещено), если в марганцовке было 0,02 г примесей.
Ответ.
Дано:
m(KMnO4) = 2 г,
m(примесей) = 0,02 г.
Найти:
V(O2).
Решение
1,98/316 = х/22,4, х = 0,14 л О2.
Ответ: V(O2) = 0,14 л - такой объем кислорода оказался для Никиты роковым.
Соединения серы.
Задача 1.Если верить легенде, Черное море получило свое название из-за почернения опускаемых в его пучинах серебряных предметов. Это связано с тем, что на глубине более 200 м морская вода содержит сероводород (продукт жизнедеятельности некоторых микроорганизмов). Наличие сероводорода делает невозможной жизнь морских растений и животных в этой зоне. В последние годы по непонятным причинам сероводород стал медленно подниматься к поверхности воды. Если этот процесс не прекратится, то Черное море станет безжизненным.
Задания:
1. Предложите способ борьбы с «наступлением сероводорода».
2.Оцените предложенный вами способ с экономической и экологической стороны.
3.В одном из стихотворений К.И. Чуковского есть такие строки: «А лисички взяли спички, к морю синему пошли, море сине зажгли». Реально ли это сделать?
Задача 2.Со времен Гомера известен этот оксид – бесцветный газ с резким запахом. Одиссей, хитроумный герой Троянской войны, окуривал им помещение, в котором сражался, и в конце концов победил женихов Пенелопы. Плиний Старший, римский историк (23-79 гг. н. э.), тоже упоминал в своих сочинениях о газообразном оксиде, который уничтожает инфекцию и вредных насекомых. Тот же оксид стал причиной смерти Плиния во время извержения Везувия в 79 г н.э. В наши дни это соединение выбрасывается в атмосферу с дымом тепловых электростанций и металлургических заводов и является причиной «кислотных дождей». Когда «газ Одиссея» смешивают с влажным сероводородом, выделяется сера, а пероксид водорода в водном растворе превращает его в сильную кислоту.
Вопросы:
1.Что это за газ?
2.Какие свойства он проявляет: окислительные или восстановительные. Подтвердите уравнениями реакций.
Задача 3.…Тогда услышал я, о, диво, запах скверный
Как будто тухлое разбилось яйцо
Иль карантинный страж курил жаровней серной.
Я, нос себе, сжав, отворотил лицо.
Вопросы:
1.О каких соединениях серы написано в стихотворении А.С. Пушкина?
2.Какими физическими свойствами обладают эти соединения?
Подгруппа азота
Задача 1. По официальной версии Наполеон умер от рака желудка. Спустя 140 лет ученые пришли к выводу, что, скорее всего, он был отравлен ядовитыми соединениями элемента Х. Вероятно, Наполеону длительное время подмешивали в пищу вещество состава Х2О3 в малых дозах.
Задания:
1.Установи элемент Х, если известно, что его массовая доля в оксиде составляет 75,7%.
2.Дайте характеристику элемента Х на основании его положения вПСХЭ Д. И. Менделеева и строения атома.
3.К металлам или неметаллам относится простое вещество, образованное элементом Х?
4.Установите химический характер оксида Х2О3 .
5.Найдите в интернете или других источниках информации, как можно использовать простое вещество, образованное элементом Х?
Аммиак. Соли аммония
Задача 1.Огнев Н. Повесть « Дневник Кости Рябцева».
…Сегодня Черная Зоя сдавала экзамен за октябрь Алмакфишу и вдруг как шлепнется в обморок. Ну, теперь этим никого не удивишь. Сейчас же опрыскали водой, дали понюхать нашатырю, и она встала.
Вопросы:
1.Какое вещество называется нашатырем?
2.Что дают нюхать человеку, потерявшему сознание?
Задача 2. В.Солоухин в романе «Продолжение времени» писал :
Современные модернисты создают свои шедевры, не отходя от холста. Потому что зачем трудиться, если все равно никто ничего не поймет… Можно даже перерисовать из школьного учебника схему получения аммиачной кислоты, и выставить под названием «Зимний пейзаж».
Вопросы:
1.Существует ли в природе аммиачная кислота?
2.Схему получения какого вещества вероятнее всего имел в виду автор отрывка?
Задача 3.Как известно, при выпечке хлеба в тесто добавляют сухие дрожжи – это смесь солей: гидрокарбоната аммония, карбоната аммония и карбамата аммония NH4NH2COO. Все эти соли при нагревании разлагаются и придают тесту желанную пористость.
Задание: Проведите опыт и составьте уравнения химических реакций, происходящих при выпечке хлеба, замешанного на сухих дрожжах.
Задача 4.Теннисные мячи. Знаете ли вы, что теннисные не надувают? В них входят специальные вещества – «вздуватели». Эти вещества при нагревании разлагаются с образованием газообразных продуктов. В заготовки теннисного мяча, которые имеют вид полусфер и предварительно смазаны клеем, кладут таблетки, содержащие смесь нитрата натрия и хлорида аммония. Склеенные половинки мяча помещают в форму для вулканизации и нагревают.
Вопросы:
1. Составьте уравнение реакции нитрата натрия с хлоридом аммония.
2.Рассчитайте массу таблетки, состоящей из стехиометрической смеси нитрата натрия и хлорида аммония, которую нужно поместить в мяч объёмом 162 мл для достижения внутри мяча давления1,2 атм при 25OС 
Подгруппа углерода.
Задача 1. В.Ф.Одоевский «Мороз Иванович»: “Между тем Рукодельница воротится, воду процедит, в кувшин нальет, да ещё какая затейница: коли вода нечиста, так свернет лист бумаги, наложит в неё угольков да песку крупного насыплет, вставит ту бумагу в кувшин да нальет в нее воды. А вода-то, знай, проходит сквозь песок да сквозь уголья и капает в кувшин чистая, словно хрустальная”.
Вопросы:
1.Назовите метод очистки веществ.
2.Зачем Рукодельница брала угольки?
Задача 2. 5 октября 2010 г. в Стокгольме были названы имена лауреатов Нобелевской премии по физике за 2010 г. Самую престижную из премий получили два выходца из России - Константин Новосёлов и Андрей Гейм за эксперименты с графеном. Графен представляет собой одинарный слой атомов углерода, соединённых между собой в структуру, напоминающую пчелиные соты. Для получения графена плоские куски графита помещают между липкими лентами (скоч) и расщепляют раз за разом, создавая достаточно тонкие слои (среди многих пленок могут попадаться однослойные и двухслойные, которые и представляют интерес). Ожидается, что графен:
заменит кремний в микросхемах. Чипы на его основе станут легче, производительнее, стабильнее в работе, будут потреблять меньше электроэнергии и рассеивать меньше тепла;
придет на смену тяжелым медным проводам в космонавтике и авиации;
будет использован при создании гибких сенсорных дисплеев и солнечных батарей;
найдет применение в качестве сенсора для обнаружения отдельных молекул.
К тому же графен по прочности превосходит все известные материалы, Гамак, выполненный из графена, не видим глазом, но сможет выдержать четырехкилограммового кота.
Вопросы:
1. Обладает ли графен электропроводностью?
2. Горит ли графен?
3. Можно ли использовать графен при создании полупроводниковых материалов?
4. Какова гибридизация атомов углерода в графене?
5. Имеются ли в графене делокализованные связи?
6. Назовите еще 4 аллотропных модификации углерода, кроме графита и графена.
7. В какой из аллотропных модификаций углерода атомы находятся в состоянии sp 3- гибридизации?
Соединения углерода.
Задача 1.В прошлом были частыми случаи отравления людей в угольных шахтах угарным газом СО. Поскольку оксид углерода не имеет запаха, то опасность подступала незаметно. Шахтеры брали с собой канарейку в клетке в качестве индикатора: канарейки падают в обморок от присутствия в воздухе следов угарного газа и метана.
Задание. Установите молекулярную формулу данного оксида углерода, если массовые доли элементов в его молекуле составляют: С – 42,86 %; О – 57,14 %.
Задача 2.Чтобы получить этот оксид в твердом виде достаточно взять его в жидком состоянии и… вылить прямо в бумажный пакет. Получится белый порошок, с которым хорошо знакомы уличные продавцы мороженного. Этот оксид честно служит людям: его хорошо знают те, кто хотя бы однажды пользовался огнетушителем или пил газированную воду. А голландский ученый Ян Баптист ванГельмонт в 1620 г. назвал этот оксид «лесным духом».
Вопросы:
1.Что это за вещество?
2.Обьясните,почему этот оксид называют «сухой и холодный».
Задача 3.Углекислый газ СО2 не ядовит, но при вдыхании его в больших количествах наступает удушье из-за недостатка кислорода. В Италии находится «Собачья пещера», в которой человек стоя может находиться длительное время, а забежавшая туда собака задыхается и гибнет.
Задания:
1.Составьте молекулярную формулу углекислого газа.
2.Определите относительную плотность углекислого газа по воздуху.
3.Обоснуйте, почему углекислый газ в «Собачьей пещере» скапливается внизу?
4.Составить карточку «Анкетные данные углекислого газа».
Задача 4. Какой объем (н.у.) углекислого газа заполнит помещение кухни, если Петя в отсутствие родителей решил прокалить на газе 700 г толченого мела, в котором 2% примесей? (Так он решил проверить правдивость утверждения своего учителя химии о необходимости постоянного проветривания помещения, где проводится такой опыт).
Задание: Что произойдет, если Петя не откроет форточку? Ответ подтвердите расчетом.
Ответ.
Дано:
m(мела) = 700 г,
(примесей) = 2%.
Найти:
V(CO2).
Решение
Из условия следует, что содержание СаСО3 в меле 98%.
m(СаСО3) = 700 · 98(%)/100(%) = 686 г;
686/100 = х/22,4, х = 153,7 л СО2.
Ответ. V(CO2) = 153,7 л - такой объем СО2 скопится на кухне. Если Петя не откроет форточку, то он может задохнуться.
Задача 5. Многие люди любят парится в бане. Однако в русской бане не исключена угроза отравления угарным газом. Признаки отравления им детально описаны: сначала сильное головокружение, необыкновенная бледность лица, у некоторых бывает рвота, потом глубокий обморок, а при продолжительном воздействии газа – летальный исход. Чтобы избежать опасности, необходимо придерживаться следующих правил: когда баня истоплена и уже достаточно прогрета, надо тщательно перемешать угли в топке, чтобы не осталось даже маленькой тлеющей головешки. Большие тлеющие головешки следует убрать и погасить в ведре. Из поддувала печки также нужно всё выгрести, так как там могут находиться долго тлеющие угли.
Задание:
Выведите формулу угарного газа, если известно, что он относится к оксидам, а массовая доля углерода в нём составляет 42,86%
Соли угольной кислоты.
Задача 1.Большой популярностью среди туристов пользуются сталактитовые пещеры в горах Кавказа и Крыма, среди которых есть не пройденные до конца. Известняковые пещеры-лабиринты Крыма служили партизанам убежищем в период Великой отечественной войны. Реакция превращении карбоната в бикарбонат обратима, поэтому на потолке известняковой пещеры из капли воды, насыщенной гидрокарбонатом кальция, выделяется диоксид углерода, и прежде чем капля успеет упасть вниз, часть растворенного гидрокарбоната превращается в твердый карбонат. Так зарождаются свисающие вниз сосульки сталактитов. Из воды, капающей со сталактита, на полу пещеры тоже осаждается карбонат кальция, и с течением времени навстречу свисающей сосульке поднимается такой же столб снизу – сталагмит.
Задания:
1.Запищите химические формулы веществ: гидрокарбонат кальция, карбонат кальция, диоксид углерода.
2. Составьте схемы превращения веществ, о которых говорится в задаче.
3. Определите тип каждой химической реакции.
4. Сделайте вывод о свойствах солей угольной кислоты, их растворимости.
5. Сделайте сообщение о распространении солей угольной кислоты в природе.
Задача 2. Побывав на Урале у деда - малахитовых дел мастера, Никита привез красивый зелено-голубой порошок (малахитовую пыль). На занятиях в кружке по химии все решили попробовать получить из него оксид меди. В процессе нагревания мальчик случайно чихнул, и из выпарной чашки вылетела половина содержимого. Однако черный порошок оксида меди Никита все же получил в количестве 2 г.
Задание: Какую массу малахита (СuOH)2CO3 взял Никита изначально, если в нем содержится 5% примесей?
Ответ:
Дано:
m(СuO) = 2 г,
(примесей) = 5%.
Найти:
m(малахита).
Решение
х/222 = 2/160, х = 2,8 г 100%-го (СuOH)2CO3;
m(малахита) = 2,8 ·100(%)/95(%) = 2,9 г.
Поскольку Никита половину малахита высыпал, то результат нужно увеличить в два раза.
Изначальная масса малахита: 2,9•2 = 5,8 г.
Ответ. 5,8 г малахита взял изначально Никита.
Задача 3. Какой объем (н.у.) углекислого газа попадет в вытяжной шкаф, если при прокаливании 20 г малахита Никита наденет противопыльную маску? Примесей в малахите содержится 5%..
Ответ.
Дано:
m(малахита) = 20 г,
(примесей) = 5%.
Найти:
V(CO2).
Решение
m(100%-го (СuOH)2CO3) = 20 · 95(%)/100(%) = 19 г;
19/222 = х/22,4, х = 1,9 л CO2.
Ответ. V(CO2) =1,9 л - такой объем углекислого газа попадет в вытяжной шкаф, а надетая маска на химический процесс не повлияет.
10 класс
Ароматические углеводороды.
Задача 1. Клюква и брусника могут очень долго храниться в свежем виде без сахара, так как этому способствует наличие в них прекрасного консерванта – бензойной кислоты.
Задания.
1. Установите молекулярную формулу кислоты, если массовые доли элементов в ней составляют: углерода – 68,85%, водорода – 4,92%, кислорода – 26,23% (M = 122 г/моль). 2.При окислении какого ароматического углеводорода образуется бензойная кислота, напишите уравнение реакции.
Спирты.
Задача 1. Задание:Какую массу 96%-го этилового спирта С2Н5ОН подвергнет Алексей сжиганию в спиртовке при получении кислорода из марганцовки, если в течение опыта спиртовка выделяет 800 мл (н.у.) углекислого газа? А сколько граммов спирта раздаст учитель в классе 27 ученикам, которые проведут такой опыт?
Ответ:
Дано:
(С2Н5ОН) = 96%,
V(СO2) = 0,8 л,
N = 27 человек.
Найти:
m(С2Н5ОН).
Решение
m(96%-го С2Н5ОН) = 0,8 х100(%)/96(%) = 0,83 г.
На этот опыт 27 учеников израсходуют спирта: 27 х 0,83 = 22,5 г.
Ответ. Алексей сожжет 0,83 г, а учитель раздаст в классе для проведения опыта 22,5 г 96%-го этилового спирта.
Карбоновые кислоты.
Задача 1.Соединение с молекулярной формулой С3Н8О, подвергли окислительному дегидрированию, в результате чего получили продукт состава С3Н6О. Это вещество вступает в реакцию «серебряного зеркала», образуя соединение состава С3Н6О2. При действии на последнее гидроксидом кальция получили вещество, используемое в качестве пищевой добавки под кодом Е282. Оно препятствует росту плесени на хлебобулочных и кондитерских изделиях и, кроме того, содержится в таких продуктах, как швейцарский сыр.
Задания:
1.Напишите уравнения реакций, рассматриваемые в задаче. Приведите названия образующихся органических веществ.
2.Определите формулу добавки Е282.
3.Объясните, с какой целью рассматриваемое вещество добавляют в сыр.
4.Что вы знаете о пищевых добавках? Применяете ли вы их? Ответ обоснуйте.
Задача 2.При укусах муравьев возникает чувство боли — за счёт действия муравьиной кислоты. Если место укуса смочить нашатырным спиртом, боль пропадает.
Задания:
1.Запишите формулу муравьиной кислоты.
2.Составьте уравнение химической реакции нейтрализации, которая лежит в основе применения нашатырного спирта для уменьшения боли при укусах муравьев.
3. Назовите продукт химической реакции.
4. Составьте уравнения еще 2-х химических реакций, в которых может участвовать муравьиная кислота.
5.Подготовьте сообщение «Химический характер житейских ситуаций» (Уравнения химических реакций, встречающихся в быту).
Задача 3. Всем известно, что крапива больно жжётся.
Задания:
1.Установите формулу вещества, которое вызывает жжение, если массовые доли элементов в этом веществе составляют: 26,08%(С), 4,35%(Н), 69,56%(О).
2. Назовите вещество. К какому классу органических соединений оно относится?
3. Напишите пошаговую инструкцию-подсказку для соседа по парте — как вывести молекулярную формулу вещества по его составу.
Задача 4. В северных широтах местные жители применяют лишайники (паргелия, кладония альпийская) для очищения кишечника. В них содержится мощный антибиотик – усниновая кислота. Механизм действия лишайника в человеческом организме таков: лишайники содержат много слизеобразующих веществ, которые отлично абсорбируют токсины и выводят их из организма человека. Обволакивая слизистую, они создают защитный слой, а значит, создают условия для быстрого заживления язвенных и эрозийных дефектов (например, при дизентерии),поэтому нанайцы редко болеют дисбактериозом.
Задание. Установите молекулярную формулу усниновой кислоты, если массовые доли элементов в ней составляют: С – 62,79 %; Н – 4,65 %; О – 32,56 %; Mr = 344.
(Ответ. С18Н16О7.)
Сложные эфиры. Жиры.
Задача1.Неприятный запах горелого масла и любых перегретых жиров объясняется образованием акролеина (пропеналя), который является продуктом дегидратации глицерина.
Вопросы:
1.Какие реакции, протекающие при жарке пищи, приводят к образованию акролеина из жиров?
2.Как в домашних условиях избавиться от этого запаха?
3.На каких свойствах основан предложенный Вами способ?
Задача 2.Часто в магазине мы покупаем масло, содержащее в своем составе не только животные, но и растительные жиры.
Вопросы:
1.Отличается ли такое масло по своим свойствам от маргарина? Если да, то в чем?
2. Как отличить растительное масло от машинного (минерального)?
3.Продемонстрируйте предложенные Вами способы решения поставленной задачи.
Задача 3. Автомеханик во время приема пищи капнул на одежду растительным маслом. Образовалось масляное пятно. Он подумал: «Какая неудача… Сегодня нет времени…Но в конце недели обязательно избавлюсь от пятна на жилете с помощью растворителя, как в прошлый раз вывел пятно от сливочного масла». Он повесил жилетку на спинку стула и забыл о ней. Через некоторое время автомеханик решил постирать свою рабочую одежду: она была в машинном масле. Сосед-кондитер посоветовал ему купить моющее средство «Мыло с желчью», которым он стирает свою рабочую одежду, пропитанную растительными и животными жирами. Автомеханик так и поступил. Но машинное масло не отстиралось.
Вопрос: Почему?
Углеводы.
Задача 1.У дельфина слёзы сладкие, потому что в слезе дельфина содержатся сахара – галактоза и фруктоза. Углеводно-белковые, напоминающие белок куриного яйца, слёзы служат смазкой. Дельфины плачут, чтобы лучше видеть и быстрее плавать.
Вопросы:
1.Установите молекулярную формулу фруктозы, которая придаёт дельфиньим слезам сладкий вкус, если массовые доли элементов в ней составляют: 40,0%(С), 6,6%(Н), 53,4%(О).
2. Сравните (в табличной форме) физические свойства глюкозы и фруктозы.
Аминокислоты.
Задача 1.Одной из причин долголетия японцев является широкое употребление в пищу морепродуктов. Содержащиеся в них жиры являются ненасыщенными. В их состав входит большое число незаменимых жирных кислот и жирорастворимых витаминов. Как незаменимые жирные кислоты, так и жирорастворимые витамины являются важнейшими составляющими рациона питания, необходимыми для поддержания здоровья человека и продления его жизни.
Задание.
1.Установите относительную молекулярную массу незаменимой аминокислоты – триптофана С11Н12О2N2. (Ответ. 204.)
2.Приготовьте сообщение о незаменимых аминокислотах.
11 класс
Строение атома.
Задача 1.Туристы, приехавшие в Индию, обязаны искупаться в водах “священного Ганга”. На берегах Ганга омываются ежедневно тысячи людей, при этом не обнаружено ни одного возбудителя инфекционного заболевания. Это связано с тем, что в устье реки Ганг располагаются залежи самородного серебра, в прибрежных зонах реки находятся самые крупные в Индии месторождения серебра. Поэтому в воде Ганга находятся ионы серебра, обладающие бактерицидным действием.
Задание.Составьте электронную формулу иона серебра Ag+, обладающего бактерицидным действием.
Задача 2.Цвет и форма цветков многих растений зависят от химического состава почвы. Геоботаники используют это свойство растений для поиска рудных месторождений. В частности, цветки сон-травы (пульсатиллы) на Южном Урале обесцвечиваются при повышенном содержании в почве определенного металла.
Задание: Определите элемент и его положение в периодической системе элементов (период, группа, подгруппа) по электронной формуле: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d8.
Химические реакции.
Задача 1.Петр I для проведения рождественского фейерверка пригласил голландских пиротехников, но из-за морозов фейерверк чуть не был сорван.
Задания:
1.Докажите правдивость этого исторического случая, если вспышки петард были обусловлены распадом бертолетовой соли 2КСIО3 → 2КСI + 3О2 + Q?
2.Определите, насколько быстрее горела петарда в Голландии при 10 градусах тепла, чем в России при 30 градусах мороза, если температурный коэффициент реакции равен 3?
Дисперсные системы.
Задача 1.Приготовление кофе – целое искусство. Важно знать о сущности физико-химических явлений происходящих в кофейне. Когда кофе заливают кипящей водой, начинается процесс экстрагирования – вытяжка из кофе его растворимых компонентов. Одновременно всплывающие пузырьки пара увлекают за собой ароматические вещества. Варят кофе в лужёных изнутри сосудах. Сначала наливают воду и добавляют сахар по вкусу. Это не случайно, а потому, что водопроводная вода жёсткая, ионы кальция тормозят процесс экстрагирования. При кипячении кофе образуется густая шапка пены – это своеобразная крышка, не позволяющая летучим веществам покидать сосуд, сохраняя аромат и вкус напитка. Пене дают подняться один раз, так как бурлящая жидкость может разрушить пенистую крышку. Подогретый кофе не имеет аромата.
Задания:
1.Определить место дисперсной системы кофе в классификации по агрегатному состоянию фазы и среды.
2. Определить компоненты фазы и среды.
3. Где на практике можно встретиться с пеной.
4. Условия сохранения вкусовых качеств.
5.Зачем кофе готовят на подслащённой воде?

Приложенные файлы

  • docx 221758
    Размер файла: 792 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий