Элективный курс по химии "Химия и Экология"
методическая разработка по химии (9 класс) на тему

                                                                       Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Бетькинская СОШ»

«Рассмотрено»                                                                                                                           «Утверждено»

 на заседании                                                                                                                             Педагогическим советом

Методического совета                                                                                                              протокол от   28. 08.2017г. №  1

 протокол от 28. 08.2017г. № 1

  Руководитель МО   Галяутдинова Г. А.                                                                                  Введено приказом от 31. 08.2017г. № 206

                                                                                                                                                    Директор школы

                                                                                                                                                       ___________________  Даутова З.И.

 Программа курса по выбору для учащихся 9-11 классов

 «Химия и экология»

                         Составитель:   Нургалиева  Налима  Аманбаевна  (учитель химии и биологии, высшая  кв. категория)

«Согласовано»

Заместитель директора    Шагимарданова Р. А.                            от 28.08.2017г.

                                                                            Подпись                                  

                                                                                                   Тукаевский район

2017

Содержание курса

Тематическое планирование

 Методические рекомендации.

Элективный курс предусматривает оптимальное использование современных технологий и различные организационные формы работы.

Значимое место в данном курсе занимают: лекция, семинар, ролевая игра, урок-суд, практикум, устный журнал и т.д. На занятиях необходимо использовать различные средства воспитания и обучения.

На первых  занятиях  учитель объясняет правила ТБ в химической лаборатории, цели и задачи данного курса, знакомит с общей структурой  курса, его примерным содержанием, формами, видами практических работ, которые им предстоит выполнить за данное время. Целесообразно обсудить с учащимися возможные темы творческих итоговых работ, рефератов.

При рассмотрении темы: «Основные  химико-экологические понятия» рассматриваются основные понятия экологии: окружающая среда, загрязнение окружающей среды, парниковый эффект, озоновые дыры, смог, кислотные осадки и т.д.

В виде лекции изучается тема: «Загрязнители окружающей среды», где рассматриваются такие понятия, как аэрозольный эффект, кислотные дожди; последствия парникового эффекта.

При решении задач с экологическим содержанием применяется работа в группах.

На практическом занятии «Моделирование процесса кислотных дождей» рассматриваются взаимодействия кислот на металлы, органические вещества и минералы

В виде ролевой игры рассматривается тема: «Проблемы городских свалок и бытового мусора». Учащиеся выступают в роли: лаборант, эксперт, журналист, статист и т.д.

В форме урока – суда изучается тема «Проблема защиты окружающей среды», где рассматриваются понятия - кислотные дожди, рН среды, и последствия их выпадения.

На практическом занятии «Анализ воды из природных источников», рассматриваются влияние  ионов тяжелых металлов на организм человека.

На практическом занятии «Очистка загрязнённой воды» проводится отделение воды от масла. Результаты записывают в таблицу данных. Учащиеся применяют следующие методы разделения веществ как отстаивание, фильтрование, адсорбция.

На итоговом занятии проходит защита проектов, презентаций и  рефератов по выбранным темам (список тем прилагается).

Усвоение материала по программе курса можно проследить через отчеты по практическим работам, самостоятельные творческие работы, рефераты, анкетирование, тестирование. Итоги работы можно обобщить на итоговой конференции.

Значительное место отводится эксперименту. Выполнение его формирует у учащихся навыки работы с веществами, практическое умения и навыки, необходимые каждому человеку. Кроме того химический эксперимент выступает в роли источника знаний и формирует научную картину мира. Практические работы по своему содержанию приближены к жизни.

 Общие принципы содержания отбора материала:

•   системность.

•   целостность;

•   объективность;

•   доступность;

•   реалистичность;

•   практическая направленность.

Учебно-методическое обеспечение:

1. Марианова Г.Л. Техника безопасности в школьной химической  лаборатории: Сборник инструкции и рекомендации - М.: Арктик  2008г

2. Ольгин О.М. Опыты без взрывов. М. Химия 2014г.

3. Пинский А.А. Предпроф. подготовка уч-ся 9 классов. Альянс – пресс М. 2014.

4. Смирнов Ю.Н. Мир химии.- Спб.: М и М- Экспресс. 2015г.

5. Ширшина Н.В., Денисова В.Г., Высоцкая М. Профильное обучение, Элективные курсы. – Волгоград. Изд-во Учитель. 2014г.

6. Энциклопедия для детей 1.17  М.: Аванта - 2015г

7. Аликберова Л.Ю., Хабарова Е.И. Задачи по химии с экологическим содержанием,- М. Центрхимпресс, 2013.

8. Грамм - Осипова В.Н., Арефьева О.Д. Расчётные задачи с экологическим содержанием.

9.  Кузнецов Н.Е. Изучение экологич. материала. Химия в школе.-2009.-№5.-с 20-23.

10. Хомченко Г.П. Сборник задач по химии-ВШ-М-2015

11. Кузьменюк Н.М., Стрельцов Е.А. Экология на уроке химии. -  Минск: 2014.

12. Фадеева Г.А. Химия и экология. Учитель. Волгоград 2015.

Дополнительная литература для учащихся

1. Барбье М. Введение в химическую экологию. - М.: Мир, 2013.

2. Браун Т., Лемей Г, Химия в центре наук. - М.: Мир, 2014

3. Гладкий Ю.Н.   Дайте планете шанс: - М.: Мир, 2013.

4. Крискунов Е.А., Пасечкин В.В. Сидорин А.П.  Экология: 9 класс. - М.: Дрофа - 2015

5. Кукушин   Ю.Н. Химия вокруг нас. - М.: Высшая школа,

7. Ревель П. Ревель С. Среда нашего обитания. -  М.: Мир, 2011.

9. Энциклопедия   для   детей.   Т.19.   Экология.   -   М.:   Аванта+, 2014.

10. Энциклопедический словарь юного химика

Интернет-ресурсы:

Электронная энциклопедия «Кругосвет»

Большая электронная энциклопедия Кирилла и Мифодия

Сайты в интернете

www.vashdom.ru                                www.zdorove.кг

www.medic.oke.ru                               www.agro.ru

www.demos.cope.ru                            www.ecopro.doc.nov. ru

Материально-техническое обеспечение:

1. Лабораторное оборудование
2. Лабораторная посуда
3. Видеоматериал  по химии
4. Набор реактивов
5. Коллекции минералов

6.   Коллекции изделий из стекла

7.   Коллекции металлов

8.   Коллекции неметаллов

                                                                                                                    Приложение №2

   Практическая работа

    «Анализ воды из природных источников»

Опыт 1 . Обнаружение катионов свинца

Реагент: хромат калия (10 г К2СrO4 растворить в 90 мл Н2О).

Условия проведения реакции

1.рН = 7,0.      2. Температура комнатная.

3. Осадок нерастворим в воде, уксусной кислоте и аммиаке.

Выполнение анализа

В пробирку помещают 10 мл пробы воды, прибавляют 1 мл раствора реагента. Если выпадает желтый осадок, то содержание катионов свинца более 100 мг/л:

Рb2+ + СrO42- = РbСrO4 (желтый  осадок)

Если наблюдают помутнение раствора, то концентрация катионов свинца более 20 мл/л, а при опалесценции — 0,1 мг/л.

Опыт 2. Обнаружение катионов кальция

Реагенты: оксалат аммония (35 г (NН4)2С2О4 растворить  и довести объем до 1 л); уксусная кислота (120 мл ледяной СН3СООН довести объем дистиллированной водой до 1 л).

Условия проведения реакции

1.рН < 7,0.       2. Температура комнатная.

3. Осадок нерастворим в воде, уксусной кислоте и солях аммония.

Выполнение анализа

К 10 мл пробы воды прибавляют 3 мл уксусной кислоты, затем вводят 8 мл реагента.

Если выпадает белый осадок, то концентрация ионов кальция 100мг/л:

Са2+ + С2О42- = СаС2О4 (белый осадок)

Если раствор мутный - концентрация ионов кальция более 1 мг/л, при опалесценции - более 0,01 мг/л.

Опыт 3. Обнаружение катионов железа

Реагенты: тиоцианат аммония (20 г NН4СNS растворить в дистиллированной воде и довести до 100 мл); азотная кислота (конц.); перекись водорода (w(%) = 5 %).

Условия проведения реакции

1.рН < 3,0.       2. Температура комнатная.

3. Действием пероксида водорода ионы Fе(II) окисляют до Fе(III).

Выполнение анализа

К 10 мл пробы воды прибавляют 1 каплю азотной кислоты, затем 2-3 капли

пероксида водорода и вводят 0,5 мл тиацианата аммония.

При концентрации ионов железа более 2,0 мг/л появляется розовое окрашивание, при концентрации более 10 мг/л окрашивание становится красным:

Fе3+ + 3СNS- = Fе(СNS)3.(красный осадок)

           Опыт 4 . Обнаружение хлорид-ионов

Реагенты:нитрат серебра-5 г АgNО3 растворить в 95 мл воды, азотная кислота(1:4)

Условия проведения реакции

1.рН<7,0.  2. Температура комнатная.

             Выполнение анализа

К 10 мл пробы воды прибавляют 3-4 капли азотной кислоты и приливают 0,5 мл раствора нитрата серебра.

Белый осадок выпадает при концентрации хлорид-ионов более 100мг/л:

Сl- +Аg+ = АgСl (белый осадок)

Помутнение раствора наблюдается, если концентрация хлорид-ионов более 10 мг/л, опалесценция - более 1 мг/л.

При добавлении избытка аммиака раствор становится прозрачным.

Опыт 5. Обнаружение сульфат-ионов

Реагенты: хлорид бария (10 г ВаСl2 • 2Н2О растворить в 90 г Н2О); соляная кислота (16 мл НС1 (р = 1,19) растворить в воде и довести объем до 100 мл).

Условия проведения реакции

1.рН<7,0.     2. Температура комнатная.

3. Осадок нерастворим в азотной и соляной кислотах.

Выполнение анализа

К 10 мл пробы воды прибавляют 2-3 капли соляной кислоты и приливают 0,5 мл раствора хлорида бария.

При концентрации сульфат-ионов более 10 мг/л выпадает осадок:

SО42" + Ва2+ = ВаSО4 (белый осадок)

Если наблюдается опалесценция, то концентрация сульфат-ионов более 1 мг/л.

Опыт 6. Обнаружение нитрат-ионов

Реагент: дифениламин (1 г (С6Н5)2 NН растворить в 100 мл

Н2 SO4(р = 1,84)).

Условия проведения реакции

1.рН<7,0.     2. Температура комнатная.

Выполнение анализа

К 1 мл пробы воды по каплям вводят реагент. Бледно-голубое окрашивание наблюдается при концентрации нитрат-ионов более 0,001 мг/л, голубое — более 1 мг/л, синее — более 100 мг/л.

Опыт 7 . Обнаружение фосфат-ионов

Реагенты: молибдат аммония (25 г (NН4) МоO4 растворить в дистиллированной Н2О и профильтровать, объем довести дистиллированной водой до 1 л); азотная кислота .(1:2); хлорид олова (56,4 г SnС12 • 2Н2О растворить в 25 мл НС1 (р = 1,19) и довести объем дистиллированной водой до 100 мл, поместить в него кусочки оловянной фольги и хранить в плотно закрытой склянке).

Условия проведения реакции

1.рН<7.      2. Температура комнатная.    3. Наличие восстановителя.

Выполнение анализа

К 10 мл подкисленной пробы воды прибавляют 2,0 мл молибдата аммония и по каплям (6 капель) вводят раствор хлорида олова.

Окраска раствора синяя при концентрации фосфат-ионов более 10 мг/л, голубая - более 1 мг/л, бледно-голубая - более 0,01 мг/л.

                                                                                                                                                                          Приложение №3

Задания к ролевой игре «Проблемы защиты окружающей среды»

• 1. «Сточные воды». Сообщение (5-6 мин) делает руководитель секции.

•  Задача № 1 
• Угарный газ СО не задерживается обычными противогазами, поэтому для защиты от него используют дополнительный гопколитовый патрон, в котором СО окисляется диоксидом марганца МnО2. Определите срок годности гопкалитового патрона, содержащего 261 г МnО2, если установлено, что при работе с ним на некотором химическом предприятии в атмосфере, содержащей примеси СО, масса патрона через каждые сутки увеличивалась в среднем на 4,2 г. Какую опасность для здоровья представляет оксид углерода (II)?
• Ответ: 20 суток.
• 3. Задача № 2 
• При очистке сточных вод, содержащих органические вещества, методом брожения выделился газ с плотностью по кислороду 0,5, содержащий 75 % углерода, 25 % водорода и используемый на водоочистительных станциях как горючее. Что это за газ? Укажите его формулу.
• Ответ: метан СИ».
• 4. Задача № 3 
• Хлор, применяемый для дезинфекции питьевой воды, получают электролизом расплава хлорида натрия. Помимо газообразного хлора при электролизе хлорида натрия образуется жидкий металлический натрий.
• а) Сколько граммов хлорида натрия необходимо для получения 355 г газообразного хлора?
• б) Какой объем будет занимать это количество газа при н. у.?
• Ответ: от m(NаС1) = 585 г; V(С12) = 112 л.
• Внесите в рисунок недостающие элементы (групповая работа).

2. «Кислотные дожди»

• 1. Задача № 1
• Тепловая электростанция потребляет 320 т каменного угля в сутки. Среднее содержание серы в угле - 0,5 %. Определите максимально возможную массу сернистой кислоты, которая может выпасть с дождем в результате суточной работы этой ТЭС. Как произвести утилизацию сернистого газа?
• Ответ: m(Н2SО3) = 4,1 т.
• 2. Задача № 2 
• 1,6 л воздуха с примесью сероводорода окисляется при действии 100 г 1,27 %-го водного раствора йода до элементарной серы. Вычислите в объемных процентах содержание сероводорода в воздухе.
• Ответ: 7 %.
• 3. Задача № 3
• Какой объем воздуха и какую массу воды надо взять для превращения оксида серы (IV) объемом 10 л в серную кислоту? Объемная доля кислорода в воздухе составляет 20,95 %, массовая доля - 23,1 %.
• Ответ: Vвоздух= 23,9 л; m(Н2О) = 8,04 г.
• 4. Желтый стелющийся дым - «лисий хвост», часто выходящий из дымовых труб, указывает на наличие азотно-тукового завода. Какие вещества входят в его состав? Какой вред наносит он производству, атмосфере, зеленым насаждениям? Какие способы улавливания компонентов «лисьего хвоста» и их практического использования вы бы предложили?
• 5. Вас назначили директором будущего горно-обогатительного комбината (ГОК). Какие природоохранные меры будут предусмотрены вами для создания экологически чистой зоны в районе предприятия? Будете ли планировать строительство территориально-промышленного комплекса? Если да, то какие промышленные объекты в него войдут? Почему?

            3. «Парниковый эффект»

• 2. Задача № 1
• Содержание угарного газа СО в отработанных газах автомобиля «Жигули» (режим холостого хода) не должно превышать 4,5 % по объему. Соответствует ли режим работы двигателя указанной норме, если при пропускании 25 л выхлопных газов (содержащих по объему СО: вдвое больше, чем СО) через 180,5 мл 18 %-го раствора гидроксида натрия (= 1,197 г/см2) произошло полное насыщение раствора?
• Ответ:  (СО) = 13,2 %; режим работы не соответствует норме.
• 3. Задача № 2
• На гидролизном заводе за сутки из древесных опилок получено 50 т 96 %-го этилового спирта. Вычислите объем выделившегося углекислого газа в атмосферу. К чему может привести повышенное содержание СО2 в атмосфере?
• Ответ: 23 373 м3.
• 4. Задача № 3
• Растение в солнечный день поглощает около 5 г углекислого газа на каждый квадратный метр своей листовой поверхности. Рассчитайте, сколько приблизительно граммов углерода накопит за день подсолнечник, листовая поверхность которого 1,8 м2.
• Ответ: 2,45 г углерода.
• 5. Иван Петрович имеет машину. При работе двигателя содержание угарного газа СО и оксида углерода (IV) СО2 в выхлопных газах превысило установленную норму в три раза. Иван Петрович решил:
• а) не буду ездить на машине, пока не отрегулирую карбюратор;
• б) буду ездить на машине только иногда, если уж очень нужно;
• в) всего-то в три раза больше нормы! Буду ездить на машине до следующего техосмотра или до первого штрафа.
• Какое решение должен принять Иван Петрович? Почему?

4. «Эксперты»

• 1. Задача
• Сравните в экологическом отношении кабинеты химии и биологии V = 500 м3. Определите в классах массу углерода в воздухе. Считайте, что содержание СО2 в воздухе кабинета химии 0,06 %, а кабинета биологии - 0,03 %. Чем это объяснить?
• Ответ: кабинет химии - 0,160 г С; кабинет биологии - 0,08 г С - воздух чище в два раза.

2. Проведение опытов.

• Опыт № 1. Очистка воды от нефти.
• В кристаллизатор с водой приливают 1-2 мл нефти, на образовавшуюся нефтяную пленку высыпают пробковую крошку. Через некоторое время пропитанную нефтью крошку собирают с поверхности воды.
• а) Какую роль выполняет пробковая крошка?
• б) Чем можно заменить пробковую крошку?
• в) Какой вред наносит нефть живым организмам в водоеме?
• Опыт № 2. Очистка воды от СМС.
• В пробирку наливают 2,3 мл раствора СМС, нагревают и добавляют поваренную соль до получения насыщенного раствора (постоянно помешивая стеклянной палочкой). По мере насыщения раствора поваренной солью растворимость СМС уменьшается. СМС всплывает над прозрачной жидкостью в виде творожистых хлопьев, которые можно собрать или отфильтровать.

                                                                                                                                                                                                      Приложение №4

            Примеры задач с экологическим содержанием

• Задача 1. В результант аварии на производстве серной кислоты в сточные воды массой 400 кг попало 3,2 кг оксида серы (VI). Вычислите массовую долю образовавшейся в сточных водах серной кислоты.
• Задача 2. При производстве фенолформальдегидных пластмасс произошел аварийный сброс фенола в ближайший водоем. Рассчитайте молярную концентрацию фенола в водоеме, если масса воды в нем - 10 000 т, а масса сброшенного фенола составляет 0,5 кг.
• Задача 3. Одинаковое ли (и какое именно) число молекул содержится в 1 г воды и в 1 г кислорода? Какова роль этих веществ в природе Земли?
• Задача 4. В стратосфере на высоте 20-30 км находится слой озона, защищающий Землю от мощного ультрафиолетового излучения Солнца. На каждого жителя в воздушном пространстве над городом приходится по 150 моль озона. Сколько молекул  озона  и  какая  масса  приходится в среднем на одного горожанина?
• Задача 5. На нефтеперерабатывающем заводе из-за поломки произошел аварийный сброс нефтепродуктов в ближайшее озеро. Их масса составила 500 кг. Выживут ли рыбы, обитающие в озере, если известно, что примерная масса воды в озере 10 000 т. Токсическая концентрация нефтепродуктов для рыб составляет 0,05 мг/л.

                                                                                                                                                                                             Приложение № 5

Вопросы для некоторых семинаров

Тема семинара «Сущность и направления охраны окружающей среды»:

• 1. Какие виды загрязнения окружающей природной среды вы знаете?
• 2. Что понимается под способностью природы к самоочищению?
• 3. Что входит в понятие «охрана окружающей природной среды»? Из чего она складывается?
• 4. Назовите основные объекты и принципы охраны природной среды.
• 5. Какие задачи стоят перед наукой в деле экологолизации прогресса?
• 6. Что входит в понятие «ресурсосберегающие технологии»?
• 7. В чем сущность безотходного производства?
• 8. Что понимается под вторичными ресурсами? Какой эффект дает их использование?
• 9. Приведите примеры безотходных технологий в сельском хозяйстве.
• 10. Что понимается под оборотным водоснабжением?

Тема семинара « Химия природных вод»:

• 1. Перечислите наиболее распространенные ионы в морской воде.
• 2. Объясните характер равновесия между атмосферным СО2 и СО2, растворенным в морской воде.
• 3. Объясните связь между ростом фитопланктона и доступностью азота и фосфора.
• 4. Опишите зависимость между концентрацией кислорода, фосфат - и нитрат-ионов от глубины в океане и фотосинтезом и разложенцем органических веществ.
• 5. Запишите и объясните реакции извлечения брома и магния из морской воды.
• 6. Опишите принцип процесса флеш-дистилляции и обратного осмоса, используемый для опреснения воды.
• 7. Опишите пробу воды на ВПК и объясните ее связь с чистотой воды.
• 8. Перечислите и опишите различные стадии обработки пресной воды до ее поступления в водопроводную сеть.
• 9. Опишите химические принципы, лежащие в основе известково-содового процесса умягчения воды.
• 10. Перечислите и опишите стадии обработки сточных вод.
• 11. Перечислите наиболее распространенные металлические элементы, которые могут содержаться в загрязненных источниках пресной воды.
• 12. Перечислите факторы, которые нужно учитывать при установлении вредного воздействия загрязняющего вещества на окружающую среду.

Тема семинара «Химия тропосферы»:

• 1. Перечислите названия и химические формулы важнейших загрязнителей тропосферы вообще и атмосферы больших городов в частности.
• 2. Перечислите основные источники диоксида серы и различные способы окисления оксида серы (II) в оксид серы (III).
• 3. Перечислите важнейшие реакции азота и озона, приводящие к образованию фотохимического смога. *
• 4. Объясните, почему монооксид углерода  вреден для здоровья.
• 5. Объясните, почему уровень концентрации углекислого газа в тропосфере влияет на среднюю температуру земной поверхности.

Темы рефератов (презентаций) для учащихся:

• 1. Влияние кислотных дождей на природу окружающей среды.
• 2. Загрязнение водных ресурсов: проблемы и разрешения.
• 3. Причины и последствия истощения озонового слоя.
• 4. Проблема XXI века - глобальное потепление климата.
• 5. Городская атмосфера (на местном материале).
• 6. Природоохранная деятельность предприятий на местном материале.
• 7. Проблема металлизации атмосферы.
• 8. Здоровье воды - здоровье человека.
• 9. Токсиканты и аллергены в окружающей среде.
• 10. Вещества-мутагены и вещества-канцерогены.
• 11. Антропогенные источники тяжелых металлов.
• 12. Проблемы городских и промышленных свалок. Пути решения.

Темы проектов:

• 1. Изготовление моделей природоохранных объектов.
• 2. Съемки сюжетов об экологии города Набережные Челны.
• 3. «Химия – польза или вред?» (Соц. опрос).
• 4. Учебный модуль «Задачи и упражнения с экологическим содержанием»
• 5. Слайд – презентация «Моя любимая планета»
• 6. Слайд-презентация «Мой чистый город»
• 7. Защита полученной в Интернете информации о современных экологических технологиях.
• 8. Компьютерное моделирование и презентация личных предложений о защите окружающей среды.