Урок-путешествие по теме: "Неметаллы" (для классов химико-биологического профиля)
план-конспект урока

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение лицей «Воронежский учебно-воспитательный комплекс имени А. П. Киселева»

(МБОУЛ «ВУВК им. А. П. Киселева»)

Урок-путешествие

по теме: «Неметаллы и их соединения»

для учащихся 11 класса химико-биологического профиля

Урок разработала:

учитель химии

Еременко Елена Борисовна

город Воронеж 2021

«Жить – значит узнавать» Д. И. Менделеев

«Знать – значит победить!» А. Н. Несмеянов

«Просто знать – ещё не всё, знания надо уметь использовать» И. В. Гёте

Цели урока:

образовательные: выявить особенности межпредметных связей с биологией и медициной; сформировать умения комплексно применять межпредметные связи при решении химических задач; формировать умения систематизировать и анализировать информацию, полученную на уроках химии и биологии;

воспитательные: формировать у учащихся чувство ответственности за выполненную работу;

познавательные: усилить эмоциональное воздействие при изучении химии как школьного предмета, способствовать процессу самообразования.

Тип урока: обобщение и систематизация знаний.

Вид урока: урок-путешествие.

Гипотеза - знания, полученные в школе, на уроках химии, будут полезны в реальной жизни.

Овладение секретами современной химии позволяет овладеть многими актуальными и востребованными профессиями. Химия – ключ к успешному будущему. Зная законы протекания химических превращений и биологические особенности человеческого организма, можно поддерживать своё здоровье на должном уровне.

Для проведения урока-путешествия класс делится на две команды, и параллельно выполняя предложенные учителем задания, путешествует по станциям.

Этапы урока (маршрутный лист):

Станция №1 «Теоретическая»

1. Бром – очень ядовитое вещество. При попадании брома на наружные покровы тела получаются сильные ожоги и долго не заживающие раны. Однако раствор бромида натрия в ничтожной концентрации врачи выписывают больным в качестве успокоительного средства. Объясните этот факт с точки зрения строения атома. Чем различаются атомы и ионы брома?

Ответ: Атом и ион брома имеет разное строение и поэтому разные свойства, и физиологическое воздействие на организм человека. Атом Br0 1s22s22p63s23p63d104s24p5 – состояние энергетически не выгодное, очень активен; ион  Br- 1s22s22p63s23p63d104s24p6 – состояние энергетически выгодное, в химическом плане инертен.

2. Сероводород сильно ядовит. Так, например, 0,2 % этого газа в воздухе убивает животных в одну или две минуты, а 0,07% убивает через час или два. Человек, вошедший в атмосферу почти чистого сероводорода, внезапно, без предварительных симптомов, теряет сознание или погибает. Каково строение молекулы сероводорода. Применяются ли в медицине растворы этого вещества.

Ответ:  S-H-S связь ковалентная полярная, кристаллическая решётка молекулярная, газ с запахом тухлых яиц, в газообразном виде очень ядовит. В водном растворе проявляет полезные качества, широко используется в санаторно-курортном лечении и в медицине для лечения кожных заболеваний, нормализации кислотности желудка, улучшает вентиляцию лёгких.

Станция №2 «Расчётная»

1. Растворы пероксида водорода используют для полоскания горла, полости рта. Для приготовления растворов Н2О2 удобно пользоваться гидроперитом – комплексным соединением пероксида с карбамидом состава (NH2)2CO*H2O2. Рассчитайте массовую долю пероксида водорода в гидроперите.

Ответ: Пусть количество вещества образца 1 моль, тогда  m((NH2)2CO*H2O2)= 94г/моль*1 моль = 94г      W(H2O2) = (34г/94г) * 100% = 36%

2. При нагревании и на свету растворы пероксида водорода разлагаются и теряют свои лечебные свойства. Поэтому такие растворы хранят в склянках из тёмного стекла в прохладном месте. Определите объём кислорода (н. у.), который выделится при разложении 100 мл 3% раствора Н2О2, плотность раствора принять равной 1 г/мл.

Ответ:   2H2O2= 2H2O + O2

m(раствора)= 100мл *1г/мл =100г

m(H2O2)= 100г *3% /100% = 3г      n(H2O2) = 3г/34г/моль = 0,09моль    n(O2)= 0,5*0,09моль =0,0045моль

V(O2)=2,24л/моль *0,0045моль = 1,008л

Станция №3 «Фармацевтическая»

1. Микстура Бехтерева используется как успокаивающее средство. В её состав входят бромиды натрия, калия, аммония. Составьте формулы этих веществ и запишите уравнения реакций, доказывающие качественный состав бромида аммония в молекулярном и ионном виде.

Ответ: качественный состав бромида аммония:

а) определяем катион аммония

NH4Br + NaOH = NaBr + NH3↑+ H2O

NH4+ +OH- = NH3↑+ H2O запах аммиака, красный лакмус (влажный) - синий

б) определяем бромид ион

NH4Br + AgNO3 = NaNO3 + AgBr↓

Ag+ + Br- =  AgBr↓ осадок жёлтого цвета

2. Раствор Вишневского используется для местного обезболивания.  Запишите формульный состав этого раствора, если его образуют хлориды натрия, калия и кальция, а также 0,1 М раствор соляной кислоты. Запишите уравнения реакций, доказывающие качественный состав хлорида кальция в молекулярном и ионном виде.

Ответ: качественный состав хлорида кальция:

а) определяем катион кальция

CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3↓+ 2NaCl

Ca2+ + CO3 2-= CaCO3↓ белый осадок

б) определяем хлорид  ион

CaCl2 + 2AgNO3 = Ca(NO3)2 + 2AgCl↓

Ag+ + Cl- = AgCl↓  белый творожистый осадок

Станция №4 «Экспериментальная»

1. Аммиак был известен ещё в Древнем Египте, за 1500 – 1000 лет до н. э. Он получил своё название от древнеегипетского слова «аммониан». Так называли людей, поклонявшихся богу Аммону. При проведении своих ритуальных обрядов они нюхали нашатырь. Кроме того, египетские жрецы умели получать аммиак из нашатыря, который добывали в оазисе Амона. По имени этого бога и стали позднее называть такие вещества, как аммиак и соли аммония. Экспериментальное задание: Получите аммиак из хлорида аммония и докажите его наличие.

Оборудование: твёрдые NH4Cl, Ca(OH)2 , спиртовка, спички, пробиркодержатель, красный лакмус (бумага), прибор для получения газов.

Ответ:    2NH4Cl + Ca(OH)2 = CaCl2 + 2NH3↑ + H2O

2. В середине XIX века известный немецкий химик Юстус Либих сформулировал теорию минерального питания растений. Он выяснил, что растения могут успешно использовать растворимые соединения азота, фосфора и калия. Именно поэтому удобрения и содержат эти элементы. К числу часто используемых удобрений относят  KCl, KNO3, K3PO4.  Экспериментальное задание: Определите среди выданных вам веществ, хлорид и фосфат калия. Уравнения реакций запишите в молекулярном и ионном виде.

Оборудование: пробирки под номерами с растворами веществ, штатив для пробирок, AgNO3

Ответ: AgNO3 + KCl = AgCl↓ + KNO3   белый творожистый осадок

            3AgNO3 + K3PO4 = Ag3PO4↓ + 3 KNO3  жёлто-лимонный осадок

Станция №5 «Историческая»

 Из истории химии: «Американский химик Джеймс Вудхауз в 1800 году изучал взаимодействие серы с нагретым раствором нитрита натрия. Внезапно началась бурная реакция с выделением какого то газа со слабым приятным запахом. Вудхаусу вдруг стало весело, и он пустился в пляс, распевая песни. Почти в то же самое время английский химик Гемфри Дэви проводил термическое разложение нитрата аммония. Его помощник слишком близко наклонился к установке и несколько раз вдохнул газ, выходивший из реторты. Вдруг помощник разразился беспричинным смехом, стал судорожно двигаться, опрокидывая стулья, а потом свалился в углу комнаты и тут же уснул».  О каком газе идёт речь? Как получить его в лаборатории? Где использовался полученный газ?

Ответ:  NH4NO3 = N2O↑ + 2H2O (термолиз)

N2O – «веселящий газ» -бесцветный, негорючий, с приятным сладковатым запахом и привкусом, обладает наркотическими свойствами. Первый в мире газ, который начали применять для наркоза (ингаляционный наркоз содержит 30% закиси азота и 70% кислорода). Опасен для человека: один вдох этого газа может привести к серьёзным психическим заболеваниям, сердечной недостаточности, бесплодию, попадая в организм человека, вызывает сильную интоксикацию, может вызвать приступ удушья.

1. Кислород – газ, необходимый для дыхания. История открытия кислорода интересно переплетается с историей появления подводных лодок. Есть сведения, что кислород был открыт ещё в XVII веке голландским учёным К. Дреббелем. Он использовал этот газ  для дыхания в подводной лодке собственной конструкции. Но это открытие относилось к военной технике и держалось в секрете, поэтому не оказало никакого влияния на дальнейшие исследования. А  мы попробуем раскрыть этот секрет. Существует способ получения кислорода из пероксидов металлов, который широко применялся на подводных лодках, потому что одновременно с выделением кислорода происходит поглощение углекислого газа. Запишите уравнение этой реакции и расставьте коэффициенты в ней методом электронного баланса.

Ответ: На подводных лодках для получения кислорода используют следующую реакцию

2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2↑ + 464 кДж

2O- + 2e = 2O-2  окислитель, процесс восстановления

2O-2 - 4e = O20  восстановитель, процесс окисления    

Станция №6 «Биологическая»

1. В желудочном соке человека массовая доля соляной кислоты составляет в среднем 0,5%. Сколько моль соляной кислоты содержится в 500 г желудочного сока?

Ответ: m(HCl) = (500 г*0,5%)/ 100% = 2,5 г

             n(HCl) = 2,5г/ 36,5 г/моль = 0,069 моль

2. В человеческом организме в общей сложности содержится примерно 25 мг йода (входящего в состав различных соединений), причём половина всей массы йода находится в щитовидной железе. Подсчитайте, сколько атомов йода находится в человеческом организме в целом.

Ответ: m(I) = 0,025 г

           n(I) = 0,025г /127г/моль = 0,0002 моль

          N(I) = 6,02* 1023 * 0,0002 = 1,2 * 10 20 атомов йода в организме в целом

Станция №7 «Бытовая»

1. При отравлении лекарственными средствами или ядовитыми растениями (грибами) следует промыть желудок  0,1% раствором перманганата калия. Как приготовить  200 г такого раствора?

Ответ: m(KMnO4) = (200г * 0,1%) / 100% = 0,2 г

            m(H2O) = 200г – 0,2г = 199,8г  

             V(H2O) = 199,8г/ 1г/мл = 199,8 мл

2. Зуд от укуса комаров можно устранить 3% раствором питьевой соды. Как приготовить  100 г такого раствора?

Ответ: m(NaHCO3) = (100г * 3%) / 100% = 3 г

            m(H2O) = 100г – 3г = 97г  

             V(H2O) = 97г/ 1г/мл = 97 мл

3. Пациент  принимал в качестве антиаллергического средства раствор хлорида кальция. А когда у него заболел живот, он выпил раствор глауберовой соли (Na2SO4*10H2O). Помогут ли в данной ситуации  принятые лекарства. Ответ подтвердите уравнением реакции в молекулярном и ионном виде.

Ответ: Реакция в организме пациента протекает по уравнению

          CaCl2 + Na2SO4 = 2NaCl + CaSO4↓

           В результате в организм поступает взвесь гипса в растворе поваренной соли – лекарства в этом случае ему не помогут. В отличие от глауберовой соли действию хлорида кальция не помешает, например,  пурген действующим началом которого является фенолфталеин.

4. Способность гидрокарбонатов к гидролизу с созданием слабощелочной среды реализуется в живых организмах. В частности, гидрокарбонат натрия продуцируется  стенками желудка, защищая их от разрушительного действия соляной кислоты желудочного сока. Напишите уравнения гидролиза этой соли и приведите другие её названия. Как быть, если у вас сильная изжога, а необходимые лекарства в домашней аптечке отсутствуют?

Ответ:  NaHCO3 + H2O ⟷ NaOH + H2CO3

             HCO3- + H2O ⟷ OH- + H2CO3     pH>7 среда слабо щелочная

             Если нужное лекарство отсутствует, можно выпить слабый раствор питьевой соды (NaHCO3).

Станция  №8 «Мыслительная»

1. Физиологическое действие аммиака обусловлено его местно-раздражающим действием: он возбуждает чувствительные окончания нервов верхних дыхательных путей, что стимулирует дыхательный и сосудодвигательный центры мозга и вызывает учащение дыхания и повышение артериального давления. Аммиак в промышленности получают ситезом Габера-Боша. Запишите уравнение этой реакции. Дайте характеристику реакции и предложите факторы, способствующие максимальному выходу продукта реакции.

Ответ: синтез Габера-Боша   N2 +3H2 ⟷ 2NH3 + Q (t,p,k)

            характеристика реакции: соединения, окислительно-восстановительная, экзотермическая,   каталитическая, гомогенная, обратимая

            условия смещения равновесия вправо: а) увеличение концентрации исходных веществ, б) увеличение давления, в) уменьшение температуры до оптимальной

2. Человек начинает ощущать едкий запах оксида серы (IV), если в 1 м3 воздуха содержится 3 мг этого вредного газа. При вдыхании воздуха с таким содержанием сернистого газа в течение 5 минут у человека начинается ларингит – воспаление слизистой оболочки гортани. Как можно получить сернистый газ в лаборатории и доказать его наличие? Какие правила ТБ следует соблюдать, чтобы не навредить своему здоровью?

Ответ:  Cu + 2H2SO4(к) = CuSO4 + 2H2O + SO2↑

Газ с характерным резким запахом, обесцвечивает раствор фиолетовых чернил, собирают методом вытеснения воздуха (опыт проводят в вытяжном шкафу).

Станция № 9 «Медицинская»

1. Серебро с давних пор используют в медицине для лечения различных заболеваний. В наши дни в медицинской практике применяют главным образом нитрат серебра, что обусловлено его антимикробной активностью. Чаще всего нитрат серебра используют в виде 2%-ного водного раствора и применяют наружно для лечения глазных и кожных заболеваний. Как протекает термолиз нитрата серебра?

Ответ:  2AgNO3 = 2Ag+ 2NO2↑ + O2↑

            Термолиз (разложение при нагревании) протекает по схеме с выделение бурого газа (NO2)

2. При рентгеноскопии желудка пациенту дают выпить взвесь сульфата бария. Объясните, почему чистый сульфат бария не вызывает отравлений, в то время как зафиксированы случаи со смертельным исходом при применении сульфата бария с примесями хлорида.

Ответ:  Чистый BaSO4 не вызывает отравлений, так как это вещество не растворимо в воде, BaCl2 хорошо растворим в воде и при его диссоциации образуются катионы бария Ba2+, которые и являются ядом для организма человека.

               BaCl2 ⟷ Ba2+ + 2Cl-

Выводы по уроку.

Использование межпредметных связей на уроках химии способствует:

• активизации познавательной деятельности учащихся,
• побуждает мыслительную активность,
• помогает формированию у учащихся цельного представления о явлениях природы и взаимосвязи между ними, и поэтому делают знания практически более значимыми и применимыми,
• проявлению индивидуальных творческих способностей учащихся.

Чтобы быть хорошим специалистом в будущем необходимо достойно учиться в школе и следить за своим здоровьем.  Изучайте науку, стремитесь получить хорошее образование, покоряйте новые вершины и следите за своим здоровьем. Только здоровый человек может быть успешным! «Здоровье — это самое ценное, что есть у человека» Н. А. Семашко.