Интегрированный урок по теме «Вода – уникальное вещество природы»
план-конспект урока по химии (8 класс) по теме

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа №2

Интегрированный  урок  по теме

«Вода – уникальное вещество природы»

Разработала: Ткаченко  С.Н.,

                                                                      учитель биологии и химии

Тема урока: «Вода – уникальное вещество природы»

Цель урока: интегрировать знания учащихся  о распространении воды в природе, свойствах и значении воды  для живых организмов из курсов физики, химии, биологии, выявить экологические проблемы, связанные с загрязнением  воды.

Задачи урока:

Образовательные:  

• сформировать знания учащихся о составе,  химических свойствах, областях применения воды;
• продолжить формирование знаний о распространении воды в природе, о физических свойствах воды, о роли воды в жизни живых организмов;
• закрепить знания о типах химических реакций на примерах реакций взаимодействия воды с различными веществами;

Развивающие: 

• развить умение учащихся решать расчетные задачи на нахождение массовых долей элементов в веществе, на нахождение массы вещества по известной массе другого вещества;
• продолжить развитие  наблюдательности, памяти при просмотре компьютерной презентации и проведении демонстрационного эксперимента;  
• продолжить развитие умений сравнивать,  прогнозировать, обобщать и делать выводы;
• продолжить формирование умений работать самостоятельно с учебником, тетрадью, дополнительной литературой при подготовке сообщений;
• продолжить  развитие  информационной культуры  учащихся.

Воспитательные:  

• воспитывать  бережное и экономное отношение к водным ресурсам,
• продолжить экологическое просвещение школьников, расширив  знаний учащихся об экологических проблемах, связанных с загрязнением  воды нефтью и нефтепродуктами;  
• прививать заботу  к окружающей среде и  своему здоровью, показав  значение  воды в жизни живых организмов;
• воспитать интерес к учебному предмету с помощью наглядных демонстрационных опытов.

Оборудование:  компьютер, мультимедийный  проектор, модель реки, модель айсберга (описание моделей  см. в ходе урока)

Метапредметные связи: химия, биология, география, экология, физика.

ХОД УРОКА

План урока (записан на доске):

• Распространение воды в природе. Гидросфера.
• Состав воды.
• Физические свойства воды, их особенности.
• Химические свойства воды.
• Круговорот воды в природе, роль человека в нём.
• Области применения воды.

Учитель. Сегодня у нас  не совсем обычный урок. Это урок, объединяющий знания по химии, биологии, физике, географии.  Такие уроки носят название интегрированных, т.к. помогают объединить знания всех наук для создания целостного представления об изучаемом объекте. Сегодняшний наш урок посвящается  самому знакомому и в то же время самому загадочному и удивительному   веществу – воде.

  В качестве эпиграфа к этому уроку я взяла слова  о воде французского  писателя    Антуана  де Сент – Экзюпери.

 1 слайд (эпиграф)  «Вода… Ты не имеешь ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя невозможно описать – тобой наслаждаешься, не ведая, что ты такое.  Ты не просто необходима для жизни, ты и есть сама жизнь. Ты - божество, ты - совершенство, ты  - самое большое богатство на свете»…

 Записываем в тетрадях:  Тема урока:  «Вода – уникальное вещество природы».

2 слайд (тема и цель урока)

 Цель урока: рассмотреть распространение воды в природе, изучить состав молекулы воды, её свойства, особенности, значение для  живого;  рассмотреть некоторые  экологические проблемы, связанные с загрязнением  воды.

План нашего урока записан на доске:

• Распространение воды в природе. Гидросфера.
• Состав воды.
• Физические свойства воды, их особенности.
• Химические свойства воды.
• Круговорот воды в природе, роль человека в нём.
• Области применения воды.

  Прежде чем мы приступим  к изучению воды, давайте послушаем,  как воспевали воду поэты разных времён.

3 слайд (иллюстрация стихотворения А.А. Фета)

В кружево будто одеты

Деревья, кусты, провода.

И кажется сказкою это,

А все это просто вода.

Безбрежная ширь океана

И тихая заводь пруда,

Каскад водопада и брызги фонтана,

А в сущности, это вода.

Высокие волны вздымая,

Бушует морская вода,

И топит, и губит, играя,

Большие морские суда.

Вот белым легли покрывалом

На землю родную снега...

А время придет — все растает,

И будет простая вода.                         

                                   А. А. Фет

1. Распространение воды в природе.  Гидросфера.

 Из курса географии вам известно, что вода -  это самое распространенное вещество на Земле. Водная оболочка Земли называется гидросфера.

4 слайд  (распространение воды)

Вода занимает 71% от всей поверхности земного шара, и только 29% приходится на сушу.

Что же включает гидросфера?

5 слайд  (состав гидросферы)

6 слайд (морская и пресная вода)

Из огромного количества воды на планете 97% приходится на соленую воду, которая не пригодна для нужд человека, и только 3 % всей воды – вода пресная! Запасы пресной воды на Земле находятся в виде ледников (79%), подземных вод (20%) и 1% приходится на воду рек, озер, атмосферную влагу. Природная вода не бывает совершенно чистой. Наиболее чистой является дождевая вода, а морская вода содержит больше всего примесей.

 Как показали исследования,  вода есть не только на нашей планете, но за пределами Земли, в космосе.

Сообщение « Вода в космосе»

 Вода - чрезвычайно распространённое вещество в космосе, но там  она представлена только в виде пара или льда.

  Космические путешественники – кометы, приближаясь к Солнцу из глубин космоса, украшаются длинным шлейфом. Этот хвост состоит их газов, одним из которых является водяной пар. Известно, что некоторые кометы  более, чем на 50 % состоят из водяного льда.

  В результате бомбардировки лунного кратера были получены достоверные свидетельства наличия на спутнике Земли водяного льда в больших объёмах.

 Исследования Венеры в шестидесятых годах  XX  века космическими аппаратами показали, что там, в облаках, содержится около 1% водяного пара.  

Примерно 100 лет назад сообщалось  о яркой вспышке, наблюдаемой на Марсе в течение 70 минут. В атмосфере Марса обнаружен водяной шар в виде льда. Яркие вспышки объясняются отражением солнечных лучей от ледяных поверхностей. А есть ли водоемы на Марсе? Телекамеры не передали ничего похожего на площади, покрытые водой.

  Из больших планет только на Юпитере предполагают наличие воды в трех состояниях, но жидкая вода не была обнаружена достоверно.

 Сведения о других планетах очень скудны. О воде на Сатурне можно судить только по наличию снежных колец. Наличие воды (в основном в виде льда) подтверждено на многих спутниках Юпитера и Сатурна. Вода присутствует в составе многих астероидов.

    Но не  стоит забывать, что не любая водная среда пригодна для жизни. Например,   аккумуляторная батарея содержит 25 % - ый раствор серной кислоты в воде, но жизнь в ней маловероятна.

Учитель. Из курса биологии вам известно, что вода неразделимо связана с существованием жизни на Земле.

Сообщение 2  «Вода в живом организме» 

7 слайд (вода в организме человека)

Вода - не только самая распространенная, но и самая важная жидкость в природе. «Воде, - сказал великий Леонардо, - была дана волшебная власть стать соком жизни на Земле». Говорят: «нет воды - нет жизни, есть вода - есть жизнь».

Вода - колыбель жизни, именно воде наша планета обязана возникновением и развитием живых существ.  Если Земля - колыбель человечества, то колыбель жизни на Земле - океан.

 Но и сегодня, расселившись по всей суше, ни растения, ни животные, тем не менее, не могут порвать все связи с океаном.

 В доказательство того, что все мы обязаны своим существованием  воде, мы носим ее в своих телах. Наша кровь, в которой растворено более 30 различных минеральных веществ, по своему составу  очень близка к морской воде.

Взрослый человек состоит на 70 % из воды. Как же распределена вода в организме? Прежде всего, вода входит во все органы и ткани.  Самая богатая водой ткань -  стекловидное тело глаза, которое содержит до 99% влаги, самая бедная – зубная эмаль- всего лишь 0,2%.

Вода - символ бессмертия и плодородия. У живых организмов в воде всегда большая потребность (например, подсолнечник в сутки требует 1л, береза - 30л, эвкалипт - 100л). Вода в растениях участвует в процессе фотосинтеза, при этом образуются органические вещества. Все теплокровные животные, как и человек, постоянно нуждаются в воде. Хорошо упитанная собака может выдержать голодание до 100 дней при условии снабжения водой; без воды она погибает через 10 дней. Холоднокровные животные могут жить без воды неделями.

Вода в организме выполняет несколько функций: 

• Вода – растворитель; только растворенные  вещества реагируют друг с другом в живых клетках.
• Осуществляет транспорт веществ и удаляет ненужные продукты из организма.
• Служит терморегулятором, являясь хорошим переносчиком тепла.
• Испаряясь при потоотделении, тепловой одышке, транспирации у растений,  вода охлаждает организмы и защищает от перегрева.
• Вода придает клеткам форму, а у некоторых животных является  гидроскелетом.

2. Состав воды

Кем, когда и при помощи каких методов был установлен качественный и количественный состав молекулы воды?

8 слайд 

В основе изучения качественного и количественного состава вещества лежат два метода: синтез и анализ.

Анализ – метод определения состава вещества путем разложения вещества на более простые.

Синтез – получение сложных веществ из более простых.

 Эксперименты по установлению состава воды проводил химик Лавуазье. Он установил, что при разложении воды под действием электрического тока образуются газы – два объема водорода и один объем кислорода, а при образовании воды -  два объема водорода соединяются с одним объемом кислорода. Эти опыты помогли установить, что вода – не элемент, а сложное вещество, состоящее из двух атомов водорода и одного атома кислорода.

9 слайд

Задание:  Запишите молекулярную формулу воды и рассчитайте её относительную молекулярную массу и массовые доли составляющих её элементов.

Мr(Н2О) = 18
w(Н) = 11%
w(О) = 89%

(1 учащийся работает у доски)

3. Физические свойства и особенности воды

Работа с учебником:  Стр. 84  - прочитать текст о физических свойствах  воды.

Расскажите, какими физическими  свойствами обладает вода  (ответ учащихся).

Задание: записать в тетрадях основные физические свойства воды.

10 слайд (физические свойства воды)

Вода – вещество уникальное, обладающее аномальными свойствами.

 Демонстрация опыта «Айсберг»:  наполнить водой воздушный шарик и положить его в морозилку. Часов через десять вода в шарике полностью замерзнет и можно будет срезать шарик ножницами. Ледяную глыбу положить в прозрачную емкость с водой. Понаблюдать за ее конфигурацией: небольшая часть льда будет находиться над поверхностью, а все остальное — под водой. Это мини-айсберг. Замерить линейкой выступающую часть. (Пояснения к опыту: огромные  куски льда откалываются от ледников, которые  покрывают материки и пускаются в свободное плавание.  Лед намного легче воды, поэтому он плавает на поверхности. Кроме того, морская вода плотнее айсберга из пресной воды, поэтому он и не тонет полностью. И потом важно знать, что на поверхности воды  плавает только его десятая часть – макушка, все остальное - 90% этой глыбы льда - спрятано).

Сообщение 3.  Аномалии воды

В апреле 1912 году печальное известие облетело весь мир. Погиб, столкнувшись с айсбергом, гигантский океанический лайнер «Титаник». По-разному объясняли эксперты причины катастрофы. Сошлись на том, что в тумане капитан не разглядел огромную плавающую ледяную гору и, налетев на нее,  корабль окончил свое земное существование. Если мы посмотрим на это прискорбное событие глазами физика, то придем к весьма неожиданному выводу: «Титаник» пал жертвой одной из аномалий воды. Устрашающие ледяные глыбы – айсберги, плавают, подобно пробке, на поверхности воды.         Северные айсберги откалываются от ледникового покрова Гренландии, а южные от Антарктиды, причем южные айсберги по своим размерам намного превышают северные. Самые крупные и промороженные  вплоть до -60 C, айсберги Антарктиды «живут» до десяти лет. Тогда, как Гренландские айсберги  живут гораздо меньше, и срок их  таяния составляет  2-3 года.

  Глыбы в десятки тысяч тонн не тонут и все потому, что лед легче воды. Попробуйте расплавить любой металл и в расплав бросить кусочек того же металла: он моментально утонет. Твердое состояние любого вещества имеет большую плотность, чем жидкое. Лед и вода - удивительное исключение из этого правила. Лед намного легче воды, этим то и объясняется почему, даже самые глубокие водоемы не замерзают зимой полностью. Если бы было наоборот, то лед,  падающий на дно, вытеснял бы на поверхность нижние слои воды, и постепенно вся вода в водоеме  просто бы замерзла.

Чтобы растаял лед, нужно много тепла. Несравненно больше, чем для плавления любого другого вещества, взятого в таком же количестве. Когда вода замерзнет, это тепло снова выделяется. Лед и снег, отдавая тепло обратно, подогревают землю и воздух. Они смягчают резкий переход к суровой зиме и позволяют осени воцариться на несколько недель. Весной же таяние льда задерживает наступление знойных дней. Космический холод давно проник бы на Землю, если бы она не была одета в теплую шубу. Шуба - атмосфера планеты, а роль теплой воды выполняют водяные пары. Если бы не чрезвычайная теплоемкость воды, наша планета давно бы остыла и жизнь на ней угасла.

    Температура кипения воды 100 0С, плавления – 00С. Это тоже аномально высокие значения. Учёные объясняют такой факт тем, что молекулы воды способны соединяться в агрегаты с помощью водородных связей, на разрыв, которых и затрачивается большое количество тепловой энергии при нагревании.

Аномальные особенности воды: 11, 12, 13 слайды

4 Химические свойства воды  

Вода – одно из наиболее реакционноспособных веществ. Мы в обобщенном виде рассмотрим примеры важнейших химических реакций с участием воды.

Задание: записывая в тетрадях уравнения реакций, характерных для воды,  укажите известные вам типы химических реакций.

? Вспомните, какие типы химических реакций вам известны? (реакции соединения, разложения, замещения)

14 слайд

1. Вода реагирует с активными металлам, а при нагревании  - и с менее активными металлами. В первом случае образуются растворимые гидроксиды металлов – щелочи и водород, во втором случае – оксиды и водород.

2Na + 2Н2О = 2NaOH + H2↑

Zn + Н2О   =t° C   Zn O + H2 ↑

15 слайд

2. Взаимодействует с оксидами металлов и неметаллов с образованием растворимых оснований –щёлочей или кислот.

Задание: на с. 86 в учебнике найдите и запишите уравнения реакций взаимодействия воды с оксидом лития и с оксидом серы (VI).

?  К какому типу относятся эти реакции? (соединения)

16 слайд

3. .Взаимодействует с некоторыми  неметаллами:

    а) со фтором   (вода «горит» во фторе)  (пламя горящей во фторе воды похоже на пламя горящего на воздухе спирта):

2 F2 +2H2O → 4HF+ O2↑

    б) с углеродом:  

С + H2O  → t°C  СО + H2 ↑

?  К какому типу относятся эти реакции? (замещения)

17 слайд

4. При t= 2000°C  или при пропускании электрического тока вода разлагается на простые вещества – кислород и водород

2 Н2О  →   2 Н2↑  + О2 ↑

?  К какому типу относятся эти реакции? (разложения)

? В одной книге  писатель -  фантаст  предположил, что если чайник с водой очень долго кипятить на плите,  то произойдет взрыв, так как вода разлагается на водород и кислород.  Может ли такое быть? (нет, так как вода разлагается  при t= 2000°C  или при пропускании электрического тока).

18 слайд

5. Вода участвует в процессе фотосинтеза – образования углеводов зеленых растениях:

6СО2 + 6Н2О  à  С6Н12О6 + 6О2á

                                Глюкоза

19 слайд  расчетная задача с использованием уравнения реакции фотосинтеза

• А сейчас я предлагаю вам решить задачу, в которой будет использовано уравнение реакции фотосинтеза.  Определите массу глюкозы, которая образуется при поглощении  132 г. оксида углерода (IV) растением при фотосинтезе.

( в это время отдельным  учащимся предлагаются индивидуальные задания на карточках)

5. Круговорот воды в природе

Запасы воды остаются неизменными в течение миллиардов лет, т.к. вода совершает постоянный круговорот.

 20 слайд – схема круговорота воды  (пояснить эту схему, можно одному из учащихся)

  Но все более значительной становится роль человека в этом круговороте. Деятельность человека порой приводит к загрязнению природных вод. Запасы чистой воды  постепенно сокращаются. Поэтому ее нужно расходовать экономно. Один из основных загрязнителей воды – нефть и нефтепродукты.

Демонстрация опыта “Последствия разлива нефти”

Оборудование: “модель реки”, (для опыта  заранее приготовить  “модель реки”: в небольшом аквариуме (или в прозрачной стеклянной чашке) выложить дно песком, камушками, ракушками. Вылепить  из пластилина рыбок, улиток, водоросли и залить водой.); пробирка с нефтью; птичка (изготовлена из пластилина, тело покрыто перьями).

Учитель: Представьте себе, что случилась авария и из танкера, перевозящего нефть, произошла утечка нефти. Я буду капать нефть из пробирки в нашу речку, а вы понаблюдайте, что будет происходить.

Учащиеся: Нефть покрывает всю поверхность тонкой непрозрачной пленкой.

Учитель: Как вы думаете, какой вред это может нанести окружающей среде?

Учащиеся: Солнечный свет не проникает в глубину, растения перестают вырабатывать кислород, рыбы, выныривая на поверхность, покрываются плотным слоем маслянистой жидкости и т. д.

Учитель: Сейчас я покажу вам, какой вред нефть, оказавшаяся в воде, приносит водоплавающим животным. Для этого я сделала птичку из пластилина, покрыла ее тело перьями и привязала на веревочку. Представьте себе, что наша птичка долго летела и решила отдохнуть на поверхности воды, покачиваясь на волнах. Я буду опускать птичку, а вы наблюдайте, что будет происходить.

Учащиеся: Все перья  покрылись нефтью, она не сможет летать и погибнет.

Этот опыт помогает ребятам  наглядно увидеть и понять, что нефть, попавшая в водоемы, наносит огромный вред окружающей среде.

21 слайд  (загрязнение мирового океана нефтью)

6. Области применении воды

22 слайд (области применении воды)

? Для чего же нужна вода человеку? (работа с учебником  на с. 87 – схема применения воды)

Заключение урока, выводы

Сегодня на уроке мы изучили такое знакомое всем, но такое удивительное и загадочное вещество – воду. Этот урок помог объединить в одно целое ваши знания о воде из курсов химии, биологии, географии, физики, экологии.

Какие же выводы можно сделать по окончании нашего урока?

23 слайд

Выводы:

• Вода – самое распространенное вещество на Земле.
• Вода – основа всего живого, колыбель жизни.
• Физические свойства воды уникальны, обладают аномальными особенностями.
• Вода является одним из самых химически активных, реакционноспособных веществ.
• Вода совершает постоянный круговорот, но всё более значительным в нем становится роль человека.
• Вода находит разнообразные области применения, поэтому в каждой стране должны соблюдаться меры по охране и рациональному использованию водных ресурсов.

У отдельных учащихся, выполнявших индивидуальные задания, собрать тетради для проверки.

Домашнее задание (24 слайд).  

 Параграф 29, с.87 упр.5-7, с.88 задача 1.

Сообщения:

«Охрана водных ресурсов»

«Способы очистки воды»

Список литературы

1. Вронский В.А. Прикладная экология. Ростов-на-Дону: Феникс, 1996.

2. Залогин Б.С. Океаны. М.: Просвещение, 1996.

3. Лосев К.С. Вода. Л.: Гидрометеоиздат, 1989.

4. Мишон В.М. Поверхностные воды Земли: ресурсы, использование и охрана. Воронеж: издательство ВГУ, 1996.

5. Непомнящий Н.Н. 100 великих загадок природы. М.: Вече, 2004.

6. Справочник школьника. Физика/ Сост.Т.Фещенко, В. Вожегова. – М.: Филолог.об-во «Слово», компания «Ключ - С», АСТ, 1996. – 576 с.

7. Справочник школьника. География/ Сост. Т.С. Майорова. – М.: Филолог.об-во «Слово», компания «Ключ - С», АСТ, 1997. – 576 с.

8. Справочник школьника. Химия/ Сост. М. Кременчугская, С. Васильев; под ред. И. Пышнограевой.  – М.: Филолог.об-во «Слово», компания «Ключ - С», 1997. – 480 с.

9. Химия: неорган. химия: учеб. для 8 кл. общеобразоват. учреждений / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – М.: Просвещение, 2009.

Интернет – ресурсы

1. http://www.o8ode.ru/

2. http://voda.dedrof.ru/

3. http://wiki.iteach.ru/ 

4. http://wiki.iteach.ru/