интегрированный урок математика + химия на тему: «Решение задач по теме «Сплавы, растворы, смеси» для учеников 9 класса.
методическая разработка по химии (9 класс) по теме

            Разработали: учитель химии МАОУ «СОШ №1»г.Светлогорска Калининградской области   Кострикова И.А. и учитель математики Емельянова Н.Н.

           Конспект и презентация   интегрированного урока  математика + химия

  на тему: «Решение задач по теме «Сплавы, растворы, смеси»  для учеников 9 класса.

«Только из союза двоих работающих вместе и при помощи друг друга рождаются великие вещи».

                               (слайд 2)                                           Антуан де Сент-Экзюпери

Цели урока: 

Рассмотреть алгоритм решения задач на сплавы, смеси и растворы: познакомиться с приемами решения задач в математике и химии, развить практические умения решать задачи, расширить знания учащихся о значении этих веществ в природе и деятельности человека, сформировать целостную картину о взаимосвязи предметов в школе.                               (слайд 3)

Задачи:

1. Образовательные:

• освоить приемы решения задач по теме «Сплавы, растворы, смеси»;
• отработать умения и навыки учащихся при решении расчетных задач.

2. Воспитательные:

• воспитывать умение контролировать внимание на всех этапах урока;
• продолжить эстетическое воспитание через оформление доски, записей в тетради, использование наглядностей;
• способствовать развитию коммуникативных качеств учащихся.

3. Развивающие:

• развивать познавательные процессы, операции логического мышления (анализ, прогнозирование, умение делать выводы) при решении задач, через преобразование формул и подставление известных величин в конечную формулу или алгебраическое уравнение;
• развивать познавательный интерес к предмету через решение задач, имеющих важное практическое значение;
• способствовать развитию математической речи учащихся;
• развивать самостоятельность учащихся при решении задач.

Тип урока: обобщение и систематизация знаний, интегрированный урок.

Методы обучения: наглядно-иллюстративный, частично-поисковый,

Формы организации учебной деятельности:

• фронтальная;
• индивидуальная;
• групповая.

 Предварительная подготовка. Учащиеся по группам готовят интересные творческие сообщения об одном из веществ (уксусная кислота, сплавы, пероксид водорода, нашатырный спирт, перманганат калия (марганцовка), борная кислота, пищевая сода).  Отчёты о проделанной работе подготовить в виде небольших презентаций, например, “Так ли уж безжизнен раствор аммиака?”, “Дюралюминий – сплав будущего ” и т.д.

Ход урока

(слайд 4)

Учитель математики: Мы с вами уже умеем решать текстовые задачи различных типов:

• Задачи на части и проценты;
• Задачи с целочисленными данными;
• Задачи на движение;
• Задачи на совместную работу;
• Задачи на бассейн и трубы;
• Задачи на сплавы, растворы и смеси.

Какие типы задач вам знакомы?  ( Учащиеся отмечают, что все, кроме последних)

Учитель математики: Сегодня мы рассмотрим этот тип задач, но так как все они тесно связаны с химией, то мы и будем их рассматривать с позиций химии и математики. Вспомним, что такое сплавы, растворы, поговорим об их значении в природе, жизни и деятельности человека. Вы ещё раз убедитесь, что те вещества, о которых пойдет  речь в данной теме, очень важны в жизни, в необходимости изучения свойств этих веществ и действия их на организм. И поэтому все задания, все творческие сообщения ещё раз убедят вас в единстве природы, в необходимости познания её законов, в единстве всех школьных предметов.

1. Устный опрос (слайд 5)
2. Учитель химии:
3. Закончите предложения:

1. В сплавах химическая связь ….(Металлическая)
2. Мельхиор – сплав, содержащий никель и …. (Медь)
3. Легированная сталь отличается от сплава железа с углеродом тем, что содержит … (Легирующие добавки)
4. Водный раствор  аммиака называется ….  (Нашатырным спиртом)

Учитель математики:  (слайд 6,7)

1. Выразите в виде десятичной дроби :1 %, 5 %, 17,5%.

Вычислите: (слайд8) 5 % от 20, 10 % от 1,8; 36 % от 8; х % от 7;  х % от у.

II. Решение задач

Учитель химии: Повторяем что такое смеси ?  Их классификация?  Что такое сплавы? Что собой представляют растворы?   Примеры?  Где используются?  в процессе беседы с учащимися.   (слайд 9) Остановимся на сплавах: латунь, мельхиор, дюралюминий, рассмотрим их состав , свойства и применение. (слайд 10-13)

Латунь (нем. Messing, англ. Brass), название медно-цинковых сплавов с 56-67% меди. Иногда в латунные сплавы для придания пластичности и ковкости добавляют и другие металлы, например свинец. Монеты из латуни известны с древнейших времен, латунные монеты чеканились и в Древнем Риме и в Китае, причем китайские монеты из латуне были в основном литые.

Мельхиор – сплав, содержащий около 80% меди и 20% никеля, похож по внешнему виду на серебро. Используется для изготовления сравнительно недорогих столовых приборов и художественных изделий. Мельхиор [нем. Melchior, искажение франц. maillechort, от имени французских изобретателей этого сплава Майо (Maillot) и Шорье (Chorier)],. Наиболее ценное свойство мельхиора - высокая стойкость против коррозии в воздушной атмосфере, пресной и морской воде. Увеличенное содержание никеля, а также добавки железа и марганца обеспечивают повышенную коррозионную стойкость, особенно в морской воде и в атмосфере водяного пара. мельхиоровыми. Сплав алюминия с медью называется дюралюминием (дюраль) дюралюминии — сплавы алюминия с медью, которые содержат постоянные примеси кремния и железа и могут быть легированы магнием и марганцем. Количество меди в них находится в пределах 2.2-7 %.; сплав с кремнием – силумин – только литейный сплав. Сплав с марганцем – АL-Мц одновременно повышает коррозионную стойкость; Ni, Ti, Cr, Fe повышает жаропрочность сплавов, затормаживая процесс диффузии; литий и бериллий способствуют возрастанию модуля упругости. Дюраль применяется во многих сферах нашей жизнедеятельности и во многих отраслях промышленности. Во многих свойствах дюраль все-таки уступает самому алюминию. Из дюраля возводят сооружения жилищно-коммунального хозяйства и инфраструктуры.

Сплав дюралюминия часто используется в авиастроении наряду с алюминием. Также применяется в производстве скоростных поездов при обшивке вагонов, а также во многих других отраслей машиностроения. По сравнению с чистым алюминием, дюраль - более прочный металл, так как он обладает большей твердостью.

 Учитель математики: Рассмотрим алгоритм решения задач, в которых фигурируют      сплавы. (слайд14)

  Задача 1. (слайд15)

Определите содержание олова в сплаве, полученном при сплавлении 300 г 20 % -го сплава и 200 г 40% - го сплава.

Решение:

Составим таблицу:

Учитель химии:

Задача 2 ( Габриэлян О.С. «Химия, 9 класс»)   (слайд 16-17)

Вычислите массовые доли меди и никеля, необходимые для производства 25 кг мельхиора. Мельхиор – сплав, содержащий 80% меди и 20% никеля.

Решение:

Учитель химии: вспомним о растворах. Растворами называются гомогенные системы переменного состава, в которых растворенное вещество находится в виде атомов, ионов или молекул, равномерно окруженных атомами, ионами или молекулами растворителя.
Любой раствор состоит по меньшей мере из двух веществ, одно из которых считается растворителем, а другое - растворенным веществом.
Растворы могут существовать в газообразном, жидком или твердом агрегатном состоянии. Воздух, например, можно рассматривать как раствор кислорода и других газов в азоте; морская вода - это водный раствор различных солей в воде. Металлические сплавы относятся к твердым растворам одних металлов в других.

Сообщение ученика «Растворы на кухне и в домашней аптечке» (слайд 19-20)

Уксусная эссенция ( СН2СООН) .Уксусная эссенция представляет собой концентрированную уксусную лесохимическую пищевую кислоту высшего или 1-го сорта, полученную сухой перегонкой дерева. Уксусная эссенция (ГОСТ 6968-76) — это прозрачная бесцветная жидкость без механических примесей и запаха гари или дегтя, которая после разбавления водой в соотношении 1:1 не должна мутнеть в течение определенного времени (30 минут). По содержанию уксусной кислоты уксусная эссенция для розничной торговли должна выпускаться концентрацией не более 81 %: 70+1 % или 80+1 %. Ее нельзя применять без разбавления для приготовления пищевых продуктов. На каждой бутылке эссенции предупредительные надписи:   «Осторожно — без разбавления водой, опасно для жизни», «Хранить в местах, исключающих случайное употребление».Уксус представляет собой слабый раствор уксусной кислоты. Водный раствор уксусной кислоты полученный из вина ( 5-8 %) , называют винным уксусом. «Столовый уксус», разбавленный раствор уксусной кислоты(6-10%), используют для приготовления маринадов, майонеза, салатов и других пищевых продуктов.

Пероксид водорода (Н2О2) (слайд 21-22)

Пероксид водорода был открыт в 1818 г Луи Тенаром. Перекись водорода продается в аптеках и используется как лекарственное средство в виде 3% раствора. При контакте с живыми тканями пероксид водорода разлагается с выделением кислорода. Отсюда его противомикробные свойства. Разбавленные растворы пероксида водорода используют как кровоостанавливающее и дезинфицирующее средства. Так как фермент крови расщепляет HO на воду и активный кислород. Однако действие его кратковременно, поэтому, остановив кровотечение, надо рану обработать по всем правилам и наложить повязку. Перекись водорода совместно с красящим веществом широко используется для покраски волос.

Нашатырный спирт - NH4OH –Нашатырный спирт — это раствор аммиака 10%-ный, прозрачная бесцветная летучая жидкость с острым характерным запахом сильно щелочной реакции. Смешивается с водой и спиртом во всех соотношениях. Содержит 9,5—10,5% аммиака. При вдыхании нашатырный спирт рефлекторно оказывает возбуждающее влияние на дыхательный центр, действуя через рецепторы верхних дыхательных путей. В больших концентрациях нашатырный спирт может вызвать рефлекторную остановку дыхания. Применяется как средство скорой помощи для возбуждения дыхания и выведения больных из обморочного состояния. Для этого осторожно подносят небольшой кусок ваты или марли, смоченной нашатырным спиртом, на 0,5—1 секунду к носу. При укусах насекомых применяется наружно в виде примочек. Нашатырный спирт входит в состав грудного эликсира  Этот эликсир принимают как отхаркивающее средство. Несколько капель нашатырного спирта на пол-литра воды вернут утраченный блеск стеклянным изделиям, оконным стеклам и хрусталю. Сначала моем мыльным раствором, а ополаскиваем в нашатырном. Вымытые предметы вытираем насухо. Нашатырный спирт выводит пятна от йода.

Задача 3 ( математика) (слайд 13, 14)

Сколько нужно взять 10% - го и 305 – го растворов марганцовки, чтобы получить 200 г 16 % - го раствора марганцовки?

Решение:

Способ I 

Пусть масса первого раствора – х г. Заполним таблицу по условию задачи:

Составим и решим уравнение:

0, 1х + 0,3(200 – х) = 0, 16 *200

0,2 х = 28

Х = 140

Ответ: 140 г 10% -го и 60 г 30 % - го.

Составим и решим систему уравнений:

Х + у = 200                                   х = 200 – у                                  х = 140                    

0, 1 х + 0, 3 у = 32                        0, 1(200 – у) + 0,3у = 32             у = 60

Ответ: 140 г 10% - го и 60 г 30 % -го.

Способ II

 Решим эту задачу старинным способом по правилу «креста». Составим схему:

10                                                    14

                        16

30        6

 В левой колонке схемы записаны процентные содержания марганцовки в имеющихся растворах. Посередине – процентное содержание марганцовки в полученной смеси. В правой – разности процентных содержаний имеющихся растворов и полученной смеси ( вычитаем из большего числа меньшее и записываем разность на ту диагональ, где находятся, соответственно, уменьшаемое и вычитаемое).

Исходя из схемы, делаем вывод: в 200 г смеси содержится 14 частей 10% - го раствора и 6 частей 305 – го раствора. Найдем их массы:

200: (14 +6) *14 = 140 г;

200 : (14 + 6) *6 = 60 г.

Ответ: 140 г 10% - го и 60 г 30 % - го.

Задача 4 ( математика)  (слайд 15)

Смешали 30% - й и 10% - й растворы соляной кислоты и получили 600 г 15% - го раствора. Сколько граммов каждого раствора было взято?

Решение: Пусть взяли х г 30 % раствора и у г – 10% раствора. Заполним таблицу по условию задачи:

Составим и решим систему уравнений:

х+у = 600                                                   х= 150

0, 3х + 0, 1у = 0, 15 * 600                          у = 450

Ответ : 150 г 30% - го и 450 г 10% - го.

Задача 5 ( математика) (слайд 16)

Имеется руда из двух пластов с содержание м меди 6% и 11 %. Сколько надо взять «бедной» руды, чтобы при смешивании с «богатой» получить 20 г руды с содержанием меди 8%?

Решение:

Пусть взяли х г «бедной» руды. Заполним таблицу по условию задачи:

Составим и решим уравнение:

0,06 + 0,11* (20 – х) = 20 * 0,08

0,05х = 0,6

Х = 12

Ответ: 12 т

Задача 6 ( математика) (слайд 17)

Требуется приготовить 100 г 10% раствора нашатырного спирта. Сколько для этого потребуется воды и 25% - го раствора нашатырного спирта?

Решение:

Решим задачу по правилу «креста». Составим схему:

25                                             10

                      10    

0                                 15

 Значит, надо взять 100: (15 + 10) * 10 = 40 г нашатырного спирта и 100 : 25 * 15 = 60 г воды.

Задача 7( химия) (слайд 18)

При многих заболеваниях для укрепления организма больного назначают внутривенные вливания раствора глюкозы с массовой долей 40%. Рассчитайте, сколько глюкозы и воды необходимо для приготовления 250 г. такого раствора.

1. Определим массу глюкозы

       (250 * 40)/100 = 100 (г)

2. Определим массу воды

     250 – 100 = 150 (г)

Ответ: 100 г, 150 г.

Задача 8(химия)

Какую массу хлорида калия необходимо растворить в 300 мл воды для получения 20% - ного раствора? Рассчитайте массу полученного раствора.

Решение:

1. Определим массовую долю воды в растворе 100 – 20 = 80%

2. Определим массу соли ( 300 мл Н2О = 300 г)

             m = (300*20)/80 = 75%

3. Определим массу раствор75 +300 = 375 г

 Ответ: 75 г, 375 г.

III.  Заключение. 

Учитель математики:  Вот и подошел к концу наш урок. Вы провели огромную работу по решению задач на смеси, сплавы, растворы. А также обобщили  знания о растворах, сплавах и смесях, по-новому взглянули на некоторые привычные вещи, ещё раз убедились в единстве всех наук и предметов.

IV. Рефлексия.         (слайд 19) Поставьте на листочках “+”, если вы с этим утверждением согласны:1 – мне было комфортно на уроке. 2 – я получил ответ на все интересующие меня вопросы. 3 – я принимал активное участие во всех этапах урок.

V. Задание на дом         (слайд 21)

1.Сколько граммов  воды и 6% - го раствора перекиси водорода надо добавить к 36 г 3% - го раствора перекиси водорода, чтобы получить 54 г 5% - го раствора перекиси водорода?

2. Имеется сплав меди с оловом массой 12 кг, содержащий 45 % меди. Сколько чистого олова надо добавить, чтобы получить сплав, в котором содержится 40% меди?

Список использованной литературы       (слайд 22)

1. Аликберова Л.Ю. Занимательная химия. Москва, “АСТ-ПРЕСС”, 1999.

2.   Габриэлян О.С. «Химия, 9 класс», М.: Дрофа , 2009 г.

3. . Н.Прокопенко Библиотечка «Первого сентября», серия «Математика»

     «Задачи на смеси    и сплавы», Москва. Чистые пруды, 2010 г.

4.Мордкович А. Г., Корешкова Т.А .«Алгебра 7-11 класс», Москва,

    Мнемозина, 2009 г.