"Решение химических задач"элективный курс.
элективный курс по химии (8 класс) по теме

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение

 Уляхинская основная общеобразовательная школа

 Гусь-Хрустального района

                         ПРОГРАММА элективного курса

              «Решение химических задач»

                                              Автор:   учитель биологии и химии  КОЛБИНЕВА З.Э.

Уляхино,  2011

Пояснительная записка.

Решение химических задач – важная сторона овладения основами науки химия.

Учебная химическая  задача – это модель проблемной ситуации, решение которой требует от учащихся мыслительных и практических действий на основе знания законов, теорий и методов химии, направленная на закрепление, расширение знаний и развитие химического мышления.

В процессе решения задач происходит уточнение и закрепление химических понятий о веществах и процессах, вырабатываются умения применять теоретические знания на практике. Сюда входят различные определения, основные теории и законы химии, химические понятия, физические и химические свойства веществ, формулы соединений, уравнения химических реакций, молярные массы веществ и т.д. Осуществляется межпредметная интеграция. ( Обучающие функции)

 В ходе решения задач идет сложная мыслительная деятельность, которая определяет развитие как содержательной стороны мышления, так и действенной, Теснейшее взаимодействие этого является основой формирования различных приемов мышления : суждений, умозаключений, доказательств.(Развивающие функции).

В процессе решения задач у учащихся воспитываются трудолюбие, целеустремленность, упорство, настойчивость в достижении поставленной цели. (Воспитывающие функции).

Цель курса :

Способствовать успешному обучению приемам решения химических задач, развитию познавательной деятельности ,творческого потенциала учащихся, воспитанию  у  учащихся  естественно-научного  восприятия окружающего мира.

Задачи курса:

•развитие  универсальных учебных действий;

•научить учащихся приемам  решения   задач  различных типов;

• учить творчески применять их в новой ситуации;

•способствовать интеграции знаний ;

•восполнение возможных пробелов  в знаниях по химии;

• помочь ученику сделать осознанный выбор для возможного продолжения образования в классе естественно-научного профиля обучения.

Данный факультативный курс способствует формированию базовых компетентностей :

Информационной: -  умение искать, анализировать, преобразовывать, применять информацию для решения проблем;

Самоорганизации: - умение ставить цели, планировать, ответственно относиться к здоровью, полноценно использовать личностные ресурсы;

Самообразования: - готовность конструировать и осуществлять собственную образовательную траекторию ,обеспечивая успешность и конкурентоспособность .

Коммуникативной: - умение эффективно сотрудничать с другими людьми;

Поэтому основными приоритетами  методики изучения факультативного курса являются:

▪ личностно-деятельностный и субъект-субъектный подход;

▪ учет индивидуальных особенностей и потребностей учащихся;

▪ интерактивность;

▪проблемное обучение;

▪ обучение на основе сотрудничества;

▪ межпредметная  интеграция, способствующая становлению целостного мировоззрения.

Адресность.

В связи с сокращением числа учебных часов в неделю ( 2 часа), отводимых на преподавание химии ; в условиях работы в малокомплектной сельской школе в разновозрастных группах ( 8-9 классы) на фоне высокого уровня требований к  учащимся по предмету, данный факультативный курс помогает  успешному обучению предмета химия.

Данный факультативный курс предполагает обучение учащихся решению расчетных задач. Занятия рассчитаны на 2 года, 1 раз в неделю:

 8 класс- 17 часов  2 полугодие,

9 класс –17 часов  1 полугодие.

Программа курса  может быть применена и для предпрофильного обучения.

Ожидаемые результаты обучения.

Личностные

• работать самостоятельно и в группе;

Метапредметные

•овладение УУД;

•умение пользоваться справочной литературой.

Предметные

•овладеть умением проводить анализ задачи, выявлять сущность описанного химического явления;

•освоить стандартные алгоритмы  решения   задач .

• владеть химической терминологией;

•овладеть умениями проводить расчёты на основе химических формул веществ и уравнений химических реакций;

*самостоятельно составлять типовые  химические   задачи  и объяснять их  решение .

Содержание.

Существует несколько классификаций школьных химических задач.

Общепризнанной является классификация на две группы :

расчетные (количественные) и качественные задачи.

Химические расчетные задачи условно можно разделить на три группы :

1. По формуле вещества.
2. На растворы.
3. По уравнению реакции.

Каждая группа разделяется на типы.

Эти задачи бывают репродуктивными и продуктивными.

Репродуктивные задачи - это типовые задачи, при решении которых возможно применение алгоритмов. В этом случае учитель сам объясняет ход их решения.

Продуктивные - творческие задачи.

Содержание курса позволяет учащемуся  работать на различных уровнях.

Календарно-тематическое планирование.

8 класс

9 класс

Приложение№ 1.

Рекомендации  учителю.

          •Владение учителем глубокими прочными знаниями по химии, превышающими школьную программу; владение методикой подбора и решения химических задач – главное  и необходимое условие успешного освоения учащимися программы факультатива.

          • Выбирая задачу для учащихся, учитель обязан оценить ее :

- какие понятия, законы, теории, факты должны быть закреплены в процессе решения,

-какие стороны свойств изучаемого вещества и химические реакции отмечены в процессе решения;

- какие приемы решения задачи должны быть сформированы;

- какие мыслительные приемы развиваются в процессе решения задачи;

-какие дидактические функции выполняет данная задача.

        • Необходимо научить учащихся такому подходу к задаче, при котором она выступает как объект тщательного изучения, а её решение – объект конструирования и изобретения.

       • Чтобы задача будила мысль и развивала мышление, она должна быть посильна.

       •Научиться решать все задачи невозможно. Но добиться умения решать задачи большинства типов можно,  прорешав их достаточное количество;.

       •При решении задач отдельных типов разрабатывается алгоритм действий.

Как правило, трудные химические задачи состоят из простых блоков – подзадач. Овладев искусством решения этих «блоков», ученик успешнее справится с трудной задачей.

      •Среди расчетных задач разных типов есть задачи, суть решения которых одинакова. Понятия «прямая» и «обратная» задачи являются условными, и рассматривать их нужно в единстве.

      •Число предлагаемых задач должно быть достаточным для образования прочного навыка, но не излишним, чтобы не пропал интерес.

       •Задачи одного типа не должны быть однообразными по содержанию ( с заменой цифр и веществ), т.к. это создаст иллюзию существующего навыка.

      •Если типы решения задач  обозначить 1,2,3… То схема решения задач в системе будет выглядеть так: 1→2, 1,2→3, 1,2,3→4; 1,2,3,4→5 и т.д. Исчезает длительный перерыв  решения отдельных типов задач, что препятствует ослаблению и исчезновению умений, приобретенных ранее.

      •Подбирать задачи необходимо с учетом индивидуальных особенностей учащихся, вводя задачи повышенного уровня, помня для какой цели введена задача.

Приложение№ 2.

Алгоритм №1.

Осознанная человеческая деятельность, направленная на достижение некоторой цели, включает в себя следующие этапы:

- анализ ситуации:

- планирование;

- выполнение намеченного плана;

- осмысление результата, коррекция или переход к следующему витку деятельности, постановка новых целей.

Алгоритм № 1 А.

Для нахождения относительной молекулярной массы вещества Mr необходимо сложить относительные атомные массы элементов Ar, образующих вещество,  с учетом числа атомов.

Алгоритм № 2.

I способ.

1. В ПС Д.И.Менделеева найти относительные атомные массы элементов, входящих в формулу.
2. Рассчитать относительную молекулярную массу вещества.
3. Рассчитать массовую долю элемента по формуле:  

ώ = n∙Ar / Mr          n – число атомов данного элемента в молекуле

                             Ar- относительная атомная масса данного элемента

                             Mr- относительная молекулярная масса вещества

IIспособ :  по пропорции.

Алгоритм № 3

1. В ПС Д.И.Менделеева найти относительные атомные массы элементов, входящих в формулу.
2. Рассчитать относительную молекулярную массу вещества.
3. Составить пропорцию и решить ее.

Алгоритм № 4.

1. В ПС Д.И.Менделеева найти относительные атомные массы элементов, входящих в формулу.
2. Разделить массы или массовые доли элементов на их молярные массы.
3. Разделить полученные мольные доли на наименьшую из них. Получившиеся числа  будут индексами при элементах в химической формуле.
4. Если в результате получатся дробные числа, от них необходимо избавиться , умножив на целое число  2,3,…

Алгоритм №5

Формулы для расчета :

        m               N

n  = ----      n = ------     m = n∙ M     N = n∙ NA               NA  = 6,02 ∙ 1023частиц/моль

        M              NA 

Алгоритм №6

Формулы для расчета :

              V                                             m

     n = ------         V = n∙ Vm       V = ------ ∙ Vm            M= ρ∙ Vm       Vm   = 22,4 л/моль

            Vm                                            M

Алгоритм №7.

Формулы для расчета :

              Mгаза                                     Mгаза

Dвозд.= --------      Dводород =---------

               29                             2

Алгоритм №8

«Средним взвешенным» нескольких чисел называется сумма произведений этих чисел на их доли, выраженные в частях.

С = w (A) ∙A + w (В) ∙В + w (С) ∙С + …                 где w (A) + w (В) + w (С) + …    = 1.            

Алгоритм №9.

Пользуемся физическими  соотношениями :

1. Уравнение Менделеева-Клайперона.

pV = nRT

p, V, T – параметры газа; n – количество вещества;

R – универсальная газовая постоянная   8,314 Дж/ К•моль

2. Уравнение состояния «идеального газа»

po Vo / To  = p1 V1 / T1 = const  

p1,  V1  T1  - данные по условию задачи

po = 1 атм = 76о мм рт. ст. = 101 325 Па                                                                                 

То = 273 К          Vо – объем, приведенный к н.у.

Алгоритм №10.

Формулы для расчета :

1. Нахождение массовой доли растворенного вещества

ώ в-ва = m в-ва / m р-ра                        ώ в-ва = m в-ва / m в-ва+ m р-ля  

2. Нахождение массы растворителя

m р-ля = m р-ра – m в-ва

3. Нахождение массовой доли растворителя

ώ  р-ля = 1 - ώ в-ва

4. Нахождение массы раствора

m р-ра = m в-ва / ώ в-ва

5. Нахождение массы растворенного вещества по известной массовой доле вещества

     m в-ва = ώ в-ва• m р-ра

Алгоритм №11

Формулы для расчета :

1. разбавление

     m в-ва1 = ώ в-ва1• m р-ра1             m в-ва2 = ώ в-ва2• m р-ра2

                                                                    m в-ва2 = ώ в-ва2• (m р-ра1 + m воды)

                                                    m в-ва1 =   m в-ва2

                                                                                                 ώ в-ва1• m р-ра1            

                                              ώ в-ва 2 = ------------------------

                                                                    (m р-ра1 + m воды)

2. концентрирование

          m р-ра2= m р-ра1 + m с

          m в-ва2= m в-ва2 + m с

                                  m в-ва1+ m с                          ώ в-ва1• m р-ра1  +   m с                           

               ώ в-ва 2 = ------------------------   =     ---------------------------------

                            m р-ра1 + m с                                 m р-ра1 + m с

3. упаривание

                                                                                                 ώ в-ва1• m р-ра1            

                                              ώ в-ва 2 = ------------------------

                                                                    (m р-ра1 - m воды)

4. сливание растворов

   m в-ва3= m в-ва1 + m в-ва2

  m р-ра3= m р-ра1 + m р-ра2

                                                      m в-ва1 + m в-ва2              ώ в-ва1• m р-ра1 +    ώ в-ва2• m р-ра2

                              ώв-ва3 =       ------------------------    =---------------------------------------------------

                                             m р-ра1 + m р-ра2                        m р-ра1 + m р-ра2

Алгоритм №12

Молярная концентрация – это число молей растворенного вещества в 1л раствора.

  СМ =  n / V      

Алгоритм №13

1. Внимательно прочитай условие задачи, пойми сущность процесса.
2. Выполни химическую часть задачи: запиши условие, используя общепринятые обозначения, произведи запись вспомогательных данных, наметь план решения.
3. Выбери наиболее рациональный способ решения.
4. Произведи необходимые расчеты.
5. Запиши ответ.
6. Проведи проверку полученного результата.

Алгоритм №14

Формулы для расчета :

ώ чистого в-ва = m чистого в-ва / m смеси                        

m чистого в-ва = m смеси – m примеси

m чистого в-ва = ώ чистого в-ва• m смеси

Алгоритм №15

Формулы для расчета :

ɳ= m практ./ m теорет.

φ = V практ./ V теорет.

Алгоритм №16

Чтобы свести задачу к базовой, необходимо выяснить вещество в избытке, сравнивая данные по условию задачи и по уравнению реакции:

1. Количества вещества;
2. Массы реагирующих веществ;
3. Соотношение масс;
4. Используя пропорции, взяв значение одной из известных величин за неизвестное.

Приложение № 3.

Примеры возможных задач к занятиям.              

№ 2.

▼ Рассчитайте относительную молекулярную массу вещества  Na3PO4.

▼ Рассчитайте отношение масс элементов в соединении  H2SO4.

№3.

▼ Рассчитайте массовые доли элементов, входящих в состав соли K2SO4.

▼ Вычислите массовую долю кристаллизационной воды в дигидратате кальция.

▼ Вычислите массу элемента кальция , содержащегося в 200 г карбоната кальция.

▼ Какую массу аммиачной селитры  (NH4NO3)  необходимо взять, чтобы внести в почву 100г азота ?

*  Найти  массу элемента кальция, содержащегося в 200 г карбоната кальция, если массовая доля примесей составляет  20%.

*  С какой массой нитрата кальция в почву будет внесено столько же азота, сколько его вносят с 200 г аммиачной селитры?

№ 4.

▼ Найдите формулу соединения , содержащего 32,43% натрия, 22,55% серы, 45,02% кислорода.

* Найдите простейшую формулу оксида хрома, содержащего 68,45 хрома.

* Оксид некоего металла содержит 11,11% кислорода. В его молекуле на один атом кислорода приходится два атома  металла. Определите металл и формулу соединения.

№5

▼ Какое количество вещества фосфора содержится в образце массой 15,5г ?

▼ Определите массу хлорида кальция количеством вещества  1,25 моль.

▼ Сколько структурных единиц содержится в молекулярном кислороде массой 8г ?

№ 7.

▼ Какой объем  займет при н.у. хлор массой 177,5г ?

▼ Какой объем займут 1,505•1023 молекул газа при н.у. ?

▼ Какой объем займет смесь , состоящая из хлора количеством вещества 0,5 моль и кислорода количеством вещества 1,25 моль (н.у.) ?

* При нормальных условиях 4,48 л смеси кислорода и аргона имеют массу 7,2 г. Определите массы газов , образующих смесь.

№8.

▼ Найти плотность азота по водороду.

▼ Какой из газов легче воздуха: фтор, оксид азота (II), аммиак, кислород ?

*  Природный цинк имеет изотопы с массовыми числами 64 (48,9%),66 (27,8%).67 (4,15%), 68 (18,65%).70 (0,65%).Рассчитайте среднюю атомную массу элемента и сравните со значением в ПС.

№ 9.

▼ Плотность газа по воздуху равна 0,59. Массовая доля азота в нем составляет 82,35%, водорода – 17,65%. Выведите формулу газа. Сколько всего атомов в его молекуле?

№ 10

▼ Какой объем займут.  16г кислорода при  300С и давлении 750 мм рт. ст.

№ 13.

▼ При выпаривании 50г раствора получили 5г твердого остатка. Вычислите массовую долю растворенного вещества.

▼ Для приготовлении раствора соли использовали 50г соли и 450 г воды. Определите массовую долю соли в полученном растворе.

* Рассчитайте массу 1л раствора серной кислоты, массова доля кислоты в котором 98% (плотность 1,837 г/моль). Вычислите также массу серной кислоты в растворе.

№ 14.

▼К 200г 10% раствора соли добавили 50г воды. Найти массовую долю соли в полученном растворе.

▼К 200г 5% раствора соли добавили 5 г соли. Найти массовую долю соли в полученном растворе.

▼ Из 300г 10% раствора соли упарили 100г воды. Найти массовую долю соли в полученном растворе

▼ Смешали растворы соли : 150г 10% и 250г 8%. Найти массовую долю соли в полученном растворе

*К 80г раствора с неизвестной массовой долей вещества прибавили 40г воды. Найти массовую долю в исходном растворе, если посл разбавления она стала 18%.

№ 15

▼В воде растворили 20г  гидроксида натрия, при этом получился объем 400мл. Какова молярная концентрация полученного раствора.

Литература.

1. Методика решения задач по химии. Д.П.Ерыгин, М., Просвещение, 1995
2. Общая химия.Н.Л.Глинка,1985
3. 500 задач по химии. А.С.Гудкова, М.,Просвещение, 1980
4. Формирование систем понятий при обучении химии. Н.Е.Кузнецова, М.,Просвещение, 1993
5. Химия в вопросах и ответах с использованием ЭВМ. Э.М.Мовсумзаде, М.Высшая школа,1995
6. Химия.  Г.П.Хомченко , М. Высшая школа,2000.
7. Учись решать задачи по химии. Н.Н,Магдесиева .М.Просвещение,1990.