Занимательная химия. Химия детям.
методическая разработка по химии по теме

Вечер занимательной химии

Аннотация

  Предлагаемые занимательные опыты можно проводить на школьных химических вечерах в форме викторин. Для объяснения  сущности опытов привлекаем обучающихся, присутствующих на   вечере. В результате они  из  пассивных зрителей становятся   активными участниками игры.

Ход мероприятия

Ведущий объясняет правила викторины.

За правильное объяснение опыта присваивается один химон (химическая денежная единица). Если  пояснение было недостаточно исчерпывающим, то обучающимся дополняющим его, записывается по 0,5 химона. Если никто не   привел правильного объяснения, то его дает ведущий. Он же по согласованию с жюри в конце вечера объявляет фамилии    победителей и вручает им премии, соответствующие набранным ими числу химонов.

  Из большого числа занимательных опытов, которые мы показывали во время викторин, приведем некоторые из них.

1. Необычное воспламенение. В колбе находится узкая стеклянная пластинка, на которой приклеены крупинки простого вещества (неметалла красного цвета). На дно колбы помещена темно-фиолетовая соль, обладающая окислительными свойствами. Из капельной воронки приливаем к этой соли концентрированную летучую кислоту, которая состоит из двух химических элементов.

Какие изменения наблюдаются с веществом, приклеенным к пластинке? Объясните это явление и запишите уравнения происходящих реакций.

2. Фейерверк в банке. Стенки и дно банки смочены небольшим количеством летучей жидкости, имеющей щелочные свойства. В банку высыпаем ложечку предварительно нагретого зеленого порошка амфотерного оксида металла. Что происходит в банке? Дайте объяснение наблюдаемому  и  приведите  уравнения  реакций.

3. Огоньки в жидкости. В цилиндр налита жидкость. Ее химический состав можно представить как формулу воды, в которой один атом водорода замещен углеводородным радикалом. С помощью капельной воронки, опущенной на дно цилиндра, наливаем концентрированную кислоту, которая обладает водоотнимающими свойствами.

Что произойдет с жидкостью, если в цилиндр бросить несколько кристалликов темно-фиолетовой соли? Напишите уравнения реакций.

4. Образование горючего газа. В колбе содержится концентрированная органическая кислота, к которой добавляем неорганическую кислоту, обладающую водоотнимающими свойствами. Закрываем колбу пробкой с газоотводной трубкой и зажигаем выделяющийся газ.

Обучающиеся указывают названия кислот и горючего газа и записывают уравнения протекающих реакций.

5. Химические «метеориты». В пробирку насыпана соль, в состав которой входит широко распространенный металл и кислотный остаток органической двухосновной кислоты. Эту соль мы предварительно сильно прокаливаем без доступа воздуха. Вынимаем из пробирки пробку и щепотку ее содержимого подбрасываем вверх.

Ученики объясняют наблюдаемые явления и приводят уравнения реакций.

6. Огненные звездочки. В тигле смешаны три вещества. Одно из них — простое вещество черного цвета, неметалл, элемент IV группы периодической системы Д. И. Менделеева. Второе — тоже простое вещество, темно-серого, цвета, металл, расположенный в VIII группе. Третье вещество — темно-фиолетовая соль с сильными  окислительными свойствами.

Тигель с содержимым сильно накаляем. Ученики объясняют наблюдаемые явления и записывают уравнения химических реакций.

7. Черный «удав» из стакана. Этот опыт представляет собой захватывающее зрелище. Сахарная пудра, помещенная в высокий стеклянный стакан, смачивается водой и перемешивается стеклянной палочкой. Затем к влажному сахару по этой палочке приливают концентрированную серную кислоту. После этого быстро перемешивают стеклянной палочкой, которую оставляют в стакане, заполненного смесью. Ученики объясняют наблюдаемые явления и приводят уравнения реакций.

8. «Змея» зеленая… Спрессованный столбик из смеси вещества оранжевого цвета и двух бесцветных органического и неорганического веществ,  смоченный  водой и высушенный на воздухе, поджигают с одного конца. Что происходит? Дайте объяснение наблюдаемому явлению  и приведите уравнение реакции.

9. Рука- волшебница и платок – хамелеон. Ещё одно эффектное превращение, связанное с образованием комплексных солей. Покажите зрителям голубой платок, а потом скомкайте его, сожмите в руке и несколько раз сильно подуйте на него. Платок увлажнится и поменяет цвет. Почему?

10. Горящий снег. Жестяная банка наполнена снегом.  В середину кладется несколько гранул карбида некоторого металла. Сверху гранулы засыпаются снегом, и к банке подносится горящая спичка. Что произойдет со снегом? Запишите уравнение реакции.

Указания к проведению опытов

Опыт 1. На стеклянной пластинке приклеены силикатным клеем на расстоянии 2—3 см друг от друга крупинки красного фосфора. На дне колбы находится перманганат калия. При приливании к нему из капельной воронки небольшого количества соляной кислоты выделяется хлор. Крупинки фосфора воспламеняются в результате энергичного взаимодействия его с хлором:

    2КМnО4 + 16HСl = 2КСl + 2МnСl2 + 5С12 + 8Н2О

     2Р+5С12 = 2РС15

Опыт 2. Смачиваем стенки банки концентрированным раствором гидроксида аммония. В ложечку для сжигания веществ помещаем свежеприготовленный гидроксид хрома (III). Ложечку нагреваем и высыпаем в банку гидроксид хрома (III), который служит катализатором при взаимодействии аммиака с кислородом воздуха. Реакция экзотермическая, в результате продукты ее воспламеняются:

4NH3 +  5O2 = 4NO + 6 Н2О

Опыт 3. В мерный цилиндр наливаем 50 мл этилового спирта и опускаем на дно его капельную воронку с 40 мл концентрированной серной кислоты. Образуются два слоя: в нижнем — кислота, в верхнем — спирт. В цилиндр опускаем несколько кристалликов перманганата калия, который взаимодействует с серной кислотой. Выделяющийся атомарный кислород воспламеняет пары спирта:

2КМnО4 + c = К2SО4 + 2НМnО4

2НМnО4 =  Н2О + Мn2О7

Мn2О7 = 2MnO + 5O

С2Н5ОН + 6O = 2CO2 + 3Н2О

Опыт 4.  Добавляем 20 мл концентрированной   муравьиной  кислоты  к 60   мл   концентрированной серной кислоты.  Последняя отнимает   воду от   муравьиной  кислоты, и образуется оксид углерода (II):

НСООН = Н2О + СО

При поджигании оксид углерода (II) сгорает;

2СО + O2=2СО2

Учитывая, что оксид углерода (II) — сильное ядовитое вещество, его следует быстро поджечь и не гасить до полного сгорания, а прибор с горящим газом поставить в вытяжной шкаф.

Опыт 5. К раствору щавелевой кислоты добавляем раствор сульфата железа. При этом выпадает осадок оксалата железа (II), который отфильтровываем и подсушиваем. Пробирку с осадком герметически закрываем и накаливаем ее без доступа воздуха. В результате оксалат железа разлагается:

(СООН)2 + FеSО4 = Fе(СОО)2 + Н2SО4

Fе(СОО)2 = Fe + 2CO2

Образующиеся мелкие крупинки железа обладают большой поверхностью соприкосновения с кислородом воздуха.

Опыт 6. Смешиваем в равных количествах порошок древесного угля, восстановленного железа и перманганата калия.

При сильном нагревании протекают следующие реакции, которые можно выразить уравнениями:

2КМnО4 = К2МnО4 + МnO2 + O2

C + O2 = CO2

Получающийся  оксид  углерода   (IV)   увлекает за собой частички раскаленного железа в виде огненных звездочек.

Опыт 7. Сахарную пудру в количестве 75 грамм помещаем в высокий стеклянный стакан, смачиваем ее 5 - 7 мл. воды и перемешиваем стеклянной палочкой. Затем к влажному сахару по этой палочке приливаем 30 – 40 мл. концентрированной серной кислоты (осторожно! Серная кислота – едкое и опасное вещество). После этого быстро перемешиваем стеклянной палочкой, которую оставляем в стакане, заполненного смесью. Через 1 – 2 минуты содержимое стакана начинает чернеть, вспучиваться и в виде объемистой рыхлой и ноздреватой массы подниматься, увлекая вверх стеклянную палочку. Смесь в стакане сильно разогревается и даже немного дымится. Она медленно выползает из стакана. Серная кислота окисляет сахарозу и превращается в диоксид серы. Одновременно получается и диоксид углерода. Эти газы вспучивают образующийся уголь и выталкивают его из стакана вместе с палочкой. Уравнения, передающие эти химические превращения:

C12H22O11 + 2Н2SО4 = 11C + 2SO2 + CO2 + 13Н2О

Диоксиды углерода и серы вместе с парами воды увеличивают объем реакционной массы и заставляют ее перемещаться.

Опыт 8. Способ изготовления смеси для дихроматной «змеи» включает смешивания порошков 1 гр.  дихромата аммония, 2 гр. нитрата аммония и 1 гр. сахарной пудры. Эту смесь смачиваем водой, лепим из неё палочку или столбик и сушим на воздухе. Если палочку поджечь из неё в разные стороны поползут черно-зеленые «змеи». При этом происходят следующие реакции:

(NH4)2Cr2O7 = Cr2O3 + N2 + 4Н2О

NH4 NO3 = N2О + 2Н2О

C12H22O11 + 6O2 = 6CO2 + 11Н2О + 6C

 При разложении дихромата аммония образуется азот, водяной пар и зеленый оксид хрома(III). Реакция протекает с выделением теплоты. В реакции термического разложения нитрата аммония выделяется бесцветный газ - оксид диазота, который уже при слабом нагревании разлагается на кислород и азот. А горение сахара дает еще один газ- диоксид углерода, вдобавок происходит обугливание - выделение углерода. Много газов плюс твердые продукты окисления - вот причина «змеиного поведения горящей смеси.

Опыт 9. Объяснение изменения цвета состоит в том, что при нагревании розовый гексагидрат хлорида кобальта CoCl2*6Н2О - фактически это хлорид гаксааквакобальта [Co(Н2О)6]Cl2 - теряет часть воды и превращается в хлорид тетрааквакобальта [Co(Н2О)4]Cl2 голубого цвета. При увлажнении две молекулы воды возвращаются на место и соединение опять становится розовым.

Опыт 10. Возьмем жестяную консервную банку, наполним ее на ¾ объема снегом и положим в середину 3-4 гранулы карбида кальция. Сверху засыплем гранулы снегом и поднесем к банке горящую спичку. Снег вспыхнет и горит коптящим пламенем.

 Суть опыта в том, что при реакции карбида кальция с водой (взятой в виде снега) выделяется ацетилен, который и горит коптящим пламенем, создавая иллюзию горения снега. Уравнения реакций:

CaC2 + 2Н2О = Ca(OH)2 + C2Н2

2C2Н2 + 5O2 = 4CO2 + 2Н2О

Литература:

Черняк И. А. Занимательные химические викторины, - «Химия в школе»,  1978. №6

Степин Б.Д., Аликберова Л.Ю. Занимательные задания и эффектные опыты по химии, - М.: Дрофа, 2002