Конспект урока "Типы химических реакций на примере свойств воды"
методическая разработка по химии (8 класс) на тему

План – конспект урока в 8 классе по химии «Типы химических реакций на примере свойств воды»

Тема

Типы химических реакций на примере свойств воды  

Цель урока

- познакомить учащихся с основными типами химических реакций на примере свойств воды;

- рассмотреть основные экологические проблемы, связанные с использованием воды и развитием промышленности;

- предложить способы охраны водных объектов.

Задачи урока

Обучающие:

Познакомиться с типами химических реакций, научиться составлять уравнения реакций, провести химические эксперименты по изучению свойств воды. Изучить воздействие факторов, способных загрязнять водные объекты. Формирование у учащихся основных мыслительных операций и культуры общения.

Развивающие:

Развитие умений по составлению кластера, синквейна, умение работать с дополнительной литературой, работать в группах, защищать свой проект.

Воспитательные:

Формирование речевой культуры учащихся, развитие интереса к предмету и формирование практических навыков к познанию экологических понятий через дополнительную литературу и связь с жизнью, привитие основных нравственных ценностей.

Оборудование:

 Мультимедийный проектор и презентация с планом урока и его этапами, листы ватмана, фломастеры, текст с характеристикой свойств воды, химическое оборудование.

Формы и средства обучения:

Фронтальный опрос учащихся, просмотр и обсуждение презентации, самостоятельная работа учащихся, работа в группах, составление кластера и его защита, составление синквейна, химический эксперимент.

Подготовка к уроку

Класс заранее делится на 6 групп, в составе которых ученики с разным уровнем способностей. Какая шляпа достается группе дети узнают перед уроком вместе с пояснительной запиской над каким аспектом проблемы они работают. На доске вывешивается плакат с изображением шляп, на партах разложены листы ватмана и фломастеры для работы.

         I Организационный момент ( 1 минута).

II Стадия вызова (5 минут) – направлена на организацию работы по теме, вызов интереса, демонстрация первичных знаний через устную речь.

Включает просмотр презентации, фронтальный опрос о значении воды для живых организмов и промышленности.

Возможные ответы учащихся:

Вода – самое распространенное вещество на Земле.

Вода – основа клетки.

Вода может находиться в трех агрегатных состояниях.

Вода – универсальный растворитель.

В растворах протекает большинство химических реакций.

Вода сильно загрязняется человеком.

Запасы воды на земле ограничены…

        III Стадия осмысления (15 минут)- включает аргументированный обмен мнениями, анализ собственных мыслительных операций, закрепление полученных знаний.

Работа учащихся над текстом (см.приложение) в группах по следующим направлениям:

1. Красная шляпа – эмоциональная. Участники группы рассматривают тему и с положительной точки зрения, и с отрицательной. Все хорошо, либо все плохо.
2. Желтая шляпа – оптимистическая. Участники доказывают что и чем это хорошо.
3. Черная шляпа – критическая. Участники доказывают что и чем это не хорошо.
4. Зеленая шляпа – творческая. Что можно сделать, чтобы улучшить состояние проблемы.
5. Белая шляпа – объективная. Участники передают только точные факты.
6. Синяя шляпа – философская. Участники рассматривают, где еще можно применить данную тему и составляют вывод.

         IV Стадия рефлексия (20 минут) – учащиеся закрепляют новые знания и активно перестраиваются, делая новые знания своими.

         Каждая группа учащихся выступает по заданной теме, выбирая из текста и ориентируясь на свои знания только тот аспект проблемы, который рассматривает их группа.

       Примерные ответы учащихся.

1.   Красная шляпа. 

       Вода – самое привычное и самое необычное вещество на планете.  Нет на Земле вещества более важного для нас, чем обыкновенная вода, и в то же время не существует  другого такого же вещества, в свойствах которого было бы столько противоречий и аномалий, сколько в её свойствах.

Почти ¾ поверхности нашей планеты занято океанами и морями. Твёрдой водой – снегом и льдом – покрыто 20% суши. Поверхностные воды  сосредоточены в Мировом океане - 91% всей воды на Земле. Поверхность Мирового океана (акватория) составляет 361 млн/км квадратных. Она  в 2 раза больше площади суши, занимающей 149 млн/км квадратных. Если распределить воду ровным слоем, то она покроет Землю толщиной в 3000 метров. На каждого жителя Земли  приблизительно приходится 0,33 кубических километров морской воды и 0,008 кубических километров пресной воды. Подавляющая часть пресной воды на Земле находится в таком состоянии, которое делает её труднодоступной для человека. Почти 70% пресных вод заключено в ледниковых  покровах полярных стран и в горных ледниках, 30% - в водоносных слоях под землёй, а в руслах всех рек содержатся одновременно всего лишь 0,006% пресных вод.
             Тело человека почти на 63 – 68 % состоит из воды. Почти все биохимические реакции в каждой живой клетке – это реакции в водных растворах. С водой  удаляются из нашего тела ядовитые шлаки; вода, выделяемая потовыми железами и испаряющаяся с поверхности кожи, регулирует температуру нашего тела. Большинство обитателей земного шара и растения состоят более чем на половину из воды. Например, млекопитающие содержат 60 – 68 %; рыбы – 70 %; водоросли – 90 – 98 %.
                В растворах же (преимущественно водных) протекает большинство технологических процессов на предприятиях химической промышленности, в производстве лекарственных препаратов и пищевых продуктов.
                Вода – это важный источник энергоресурсов. Все гидроэлек -трические станции мира, от маленьких до самых крупных, превращают механическую энергию водного потока в электрическую исключительно с помощью водяных турбин с соединёнными с ними электрогенераторами. На атомных электростанциях  атомный реактор нагревает воду, водяной пар вращает турбину с генератором и вырабатывает электрический ток.

             От воды зависит климат планеты. Геофизики утверждают, что Земля давно бы остыла и превратилась в безжизненный кусок камня, если бы не вода. У неё очень большая теплоёмкость. Нагреваясь, она поглощает тепло; остывая, отдаёт его. Земная вода и поглощает, и возвращает очень много тепла и тем самым "выравнивает" климат. А от космического холода предохраняет Землю те молекулы воды, которые рассеяны в атмосфере – в облаках и в виде паров… без воды обойтись нельзя – это самое важное вещество на Земле.

         Молекулы воды обнаружены в межзвёздном пространстве. Вода входит в состав комет, большинства планет солнечной системы и их спутников.  

2.   Желтая шляпа.

       Большое значение имеет вода для протекания химических процессов.  Рассмотрим типы химических реакций на примере свойств воды

1. Реакции разложения.

2 Н2О → 2Н2  + О2                                    электролиз

6 СО2 + 6 Н2О → С6 Н12 О6 + 6 О2          фотосинтез  

2. Реакции соединения.

СаО + Н2О → Са(ОН)2                             ОПЫТ

Nа2О + Н2О → 2 NаОН

FеО + Н2О → не протекает

SО3 + Н2О → Н2SО4

SiО2 + Н2О → не протекает

3. Реакции замещения

2 Na + 2 Н2О → 2NаОН + Н2                   ОПЫТ

Са + 2 Н2О → Са(ОН)2 + Н2

4. Реакции обмена.

СаС2 + 2Н2О → С2Н2 + Са(ОН)2             гидролиз

АI2S3 + 6 Н2О → 2 AI(ОН)3 + 3Н2S

       3.Черная шляпа.

       Примерно до конца 19 века  вода считалась бесплатным неистощимым даром природы. Её не хватало только в слабонаселённых районах пустынь. В 20 веке взгляд на воду резко изменился. В результате быстрого роста населения земного шара и бурного развития промышленности проблема снабжения человечества  чистой пресной водой стала чуть ли не мировой проблемой номер один. В настоящее время люди используют ежегодно около 3000 млрд кубических метров воды, и эта цифра непрерывно быстро растёт. Во многих густонаселённых промышленных районах чистой воды уже не хватает.

          В настоящее время проблема загрязнения водной среды  является очень актуальной, т.к. сейчас люди начинают забывать всем известное выражение «вода – это жизнь». Без воды человек не может прожить более трех суток, но, даже понимая всю важность роли воды в его жизни, он все равно продолжает наносить вред водным объектам, безвозвратно изменяя их естественный режим сбросами и отходами.

4.Зеленая шляпа.

      Каждый житель Земли в среднем потребляет 650 м кубических воды в год (1780 литров в сутки). Однако для удовлетворения физиологических потребностей достаточно 2,5 литра в день, т.е. около 1 м кубического в год. Большое количество воды требуется сельскому хозяйству (69%) главным образом для орошения; 23% воды потребляет промышленность; 6% расходуется в быту.

      Недостаток пресной воды на земном шаре можно восполнить различными путями:  опреснять морскую воду, а также заменять ею, где это возможно в технике, пресную воду; очищать сточные воды до такой степени, чтобы их можно было спокойно спускать в водоёмы и водотоки, не боясь загрязнить, и использовать вторично; экономно расходовать пресную воду, создавая менее водоёмкую технологию производства, заменяя, где это можно, пресную воду высокого качества водой более низкого качества и т.д.

5.  Белая шляпа.

      Загрязнение нефтью и нефтепродуктами приводит к появлению нефтяных пятен, что затрудняет процессы фотосинтеза в воде из-за прекращения доступа солнечных лучей, а также вызывает гибель растений и животных. Каждая тонна нефти создает нефтяную пленку на площади до 12 кв. км. Восстановление пораженных экосистем занимает 10-15 лет.

       Загрязнение сточными водами в результате промышленного производства, минеральными и органическими удобрениями в результате сельскохозяйственного производства, а также коммунально-бытовыми стоками ведет к эвтрофикации водоемов – обогащению их питательными веществами, приводящему к чрезмерному развитию водорослей, и к гибели других водных экосистем сЗагрязнение ионами тяжелых металлов нарушает жизнедеятельность водных организмов и человека.

       Кислотные дожди приводят к закислению водоемов и к гибели экосистем.

       Радиоактивное загрязнение связано со сбросом в водоемы радиоактивных отходов.

      Тепловое загрязнение вызывает сброс в водоемы подогретых вод ТЭС и АЭС, что приводит к массовому развитию сине-зелёных водорослей, так называемому цветению воды, уменьшению количества кислорода и отрицательно влияет на флору и фауну водоемов.

      Механическое загрязнение повышает содержание механических примесей.

      Бактериальное и биологическое загрязнение связано с разными патогенными организмами, грибами и водорослями непроточной водой (озер, прудов), а иногда к заболачиванию местности.

6.Синяя шляпа.

       Защита водных ресурсов от истощения и  загрязнения и их рационального использования для нужд народного хозяйства - одна из наиболее важных проблем, требующих безотлагательного решения.        

       Одним из основных направлений работы по охране водных ресурсов является внедрение новых технологических процессов производства, переработки и очистки.

       Таким образом, охрана и рациональное использование водных ресурсов - это одно из звеньев комплексной мировой проблемы охраны природы. 

        Принимая во внимание то значение, которое вода имеет для жизнедеятельности человека и всего живого на Земле, мы можем утверждать, что вода - одно из самых драгоценных сокровищ нашей планеты.

      V Итоги урока. Домашнее задание (4 минуты).

Подвести итоги работы на уроке. Составить синквейн на слово «вода», например:         вода;

                          распространенная, чистая;

                          использовать, охранять, спасать;

                          будущее в наших руках;

                          родник.

Домашнее задание  - творческое – написать статью в энциклопедию по теме «Вода – самое уникальное вещество на Земле ».

Выставление оценок. Урок окончен.

                                           Приложение. Вода.

        Вода – самое привычное и самое необычное вещество на планете.  Нет на Земле вещества более важного для нас, чем обыкновенная вода, и в то же время не существует  другого такого же вещества, в свойствах которого было бы столько противоречий и аномалий, сколько в её свойствах.

Почти ¾ поверхности нашей планеты занято океанами и морями. Твёрдой водой – снегом и льдом – покрыто 20% суши. Поверхностные воды  сосредоточены в Мировом океане - 91% всей воды на Земле. Поверхность Мирового океана (акватория) составляет 361 млн/км квадратных. Она  в 2 раза больше площади суши, занимающей 149 млн/км квадратных. Если распределить воду ровным слоем, то она покроет Землю толщиной в 3000 метров. На каждого жителя Земли  приблизительно приходится 0,33 кубических километров морской воды и 0,008 кубических километров пресной воды. Подавляющая часть пресной воды на Земле находится в таком состоянии, которое делает её труднодоступной для человека. Почти 70% пресных вод заключено в ледниковых  покровах полярных стран и в горных ледниках, 30% - в водоносных слоях под землёй, а в руслах всех рек содержатся одновременно всего лишь 0,006% пресных вод.
             Тело человека почти на 63 – 68 % состоит из воды. Почти все биохимические реакции в каждой живой клетке – это реакции в водных растворах. С водой  удаляются из нашего тела ядовитые шлаки; вода, выделяемая потовыми железами и испаряющаяся с поверхности кожи, регулирует температуру нашего тела. Большинство обитателей земного шара и растения состоят более чем на половину из воды. Например, млекопитающие содержат 60 – 68 %; рыбы – 70 %; водоросли – 90 – 98 %.
                В растворах же (преимущественно водных) протекает большинство технологических процессов на предприятиях химической промышленности, в производстве лекарственных препаратов и пищевых продуктов.
                Вода – это важный источник энергоресурсов. Все гидроэлектри -ческие станции мира, от маленьких до самых крупных, превращают механическую энергию водного потока в электрическую исключительно с помощью водяных турбин с соединёнными с ними электрогенераторами. На атомных электростанциях  атомный реактор нагревает воду, водяной пар вращает турбину с генератором и вырабатывает электрический ток.

             От воды зависит климат планеты. Геофизики утверждают, что Земля давно бы остыла и превратилась в безжизненный кусок камня, если бы не вода. У неё очень большая теплоёмкость. Нагреваясь, она поглощает тепло; остывая, отдаёт его. Земная вода и поглощает, и возвращает очень много тепла и тем самым "выравнивает" климат. А от космического холода предохраняет Землю те молекулы воды, которые рассеяны в атмосфере – в облаках и в виде паров… без воды обойтись нельзя – это самое важное вещество на Земле.

         Молекулы воды обнаружены в межзвёздном пространстве. Вода входит в состав комет, большинства планет солнечной системы и их спутников.  

        Примерно до конца 19 века  вода считалась бесплатным неистощимым даром природы. Её не хватало только в слабонаселённых районах пустынь. В 20 веке взгляд на воду резко изменился. В результате быстрого роста населения земного шара и бурного развития промышленности проблема снабжения человечества  чистой пресной водой стала чуть ли не мировой проблемой номер один. В настоящее время люди используют ежегодно около 3000 млрд кубических метров воды, и эта цифра непрерывно быстро растёт. Во многих густонаселённых промышленных районах чистой воды уже не хватает.

          В настоящее время проблема загрязнения водной среды  является очень актуальной, т.к. сейчас люди начинают забывать всем известное выражение «вода – это жизнь». Без воды человек не может прожить более трех суток, но, даже понимая всю важность роли воды в его жизни, он все равно продолжает наносить вред водным объектам, безвозвратно изменяя их естественный режим сбросами и отходами.

        Каждый житель Земли в среднем потребляет 650 м кубических воды в год (1780 литров в сутки). Однако для удовлетворения физиологических потребностей достаточно 2,5 литра в день, т.е. около 1 м кубического в год. Большое количество воды требуется сельскому хозяйству (69%) главным образом для орошения; 23% воды потребляет промышленность; 6% расходуется в быту.

      Недостаток пресной воды на земном шаре можно восполнить различными путями:  опреснять морскую воду, а также заменять ею, где это возможно в технике, пресную воду; очищать сточные воды до такой степени, чтобы их можно было спокойно спускать в водоёмы и водотоки, не боясь загрязнить, и использовать вторично; экономно расходовать пресную воду, создавая менее водоёмкую технологию производства, заменяя, где это можно, пресную воду высокого качества водой более низкого качества и т.д.

       Вода участвует во многих химических реакциях, например, в живых организмах – фотосинтез, дыхание, передвижение веществ к органам и тканям. В воде растворяются оксиды, образуя кислоты и щелочи. Гидролиз – это разложение веществ водой.

      Загрязнение нефтью и нефтепродуктами приводит к появлению нефтяных пятен, что затрудняет процессы фотосинтеза в воде из-за прекращения доступа солнечных лучей, а также вызывает гибель растений и животных. Каждая тонна нефти создает нефтяную пленку на площади до 12 кв. км. Восстановление пораженных экосистем занимает 10-15 лет.

       Загрязнение сточными водами в результате промышленного производства, минеральными и органическими удобрениями в результате сельскохозяйственного производства, а также коммунально-бытовыми стоками ведет к эвтрофикации водоемов – обогащению их питательными веществами, приводящему к чрезмерному развитию водорослей, и к гибели других водных экосистем. Загрязнение ионами тяжелых металлов нарушает жизнедеятельность водных организмов и человека.

       Кислотные дожди приводят к закислению водоемов и к гибели экосистем.

       Радиоактивное загрязнение связано со сбросом в водоемы радиоактивных отходов.

      Тепловое загрязнение вызывает сброс в водоемы подогретых вод ТЭС и АЭС, что приводит к массовому развитию сине-зелёных водорослей, так называемому цветению воды, уменьшению количества кислорода и отрицательно влияет на флору и фауну водоемов.

      Механическое загрязнение повышает содержание механических примесей.

      Бактериальное и биологическое загрязнение связано с разными патогенными организмами, грибами и водорослями непроточной водой (озер, прудов), а иногда к заболачиванию местности

Самоанализ урока.

Урок «Типы химических реакций на примере свойств воды» проводится в 8 классе по химии при изучении темы «Изменения, происходящие с веществами». Урок имеет важное значение для понимания учащимися последствий влияния деятельности человека на окружающую среду, способов разрешения многих экологических проблем, в том числе изменения климата, мерами, которые можно предпринять на уровне страны, города для улучшения окружающей среды, охраны водных объектов.

Урок проводится в необычной форме с использованием элементов критического мышления. Начинается урок со стадии вызова, предварительных впечатлений о значении воды для природы и человека. Для этой цели используется презентация и фронтальный опрос учащихся. В ходе обсуждения дети выдвигают одну из проблем загрязнения воды – развитие промышленности и выброс вредных веществ промышленными предприятиями.

Основная часть урока – стадия осмысления – это работа в группах по изучению теоретического материала по теме «Вода». Класс заранее поделен на группы по 4-5 человек. Каждой группе предлагается выбрать из текста информацию различной направленности: положительные моменты, отрицательные, выбрать точные факты ит.д. разрешается дополнять текст своими дополнительными знаниями и уравнениями реакций.

Заключительная часть урока – стадия рефлексии. Это выступление учащихся перед классом и защита своей группы.

 И в заключении составление синквейна на фразу «вода».  

 После выступления всех групп учитель подводит итог урока, выставляет оценки.

На протяжении всего урока на экране демонстрируется презентация, учитель совместно с детьми проводит химические опыты и направляет детей.

Этот урок проводился в 2011 году в третьей четверти в двух 8 - х классах, вызвал большой интерес у учащихся. Новая необычная форма проведения урока позволила организовать детей, выявить лидеров в группах, способствовала развитию внимания, ответственности.