Конспект урока: "Вода - удивительное вещество природы"
план-конспект урока по химии (8 класс)

Тема: Вода – удивительное вещество природы

Метапредметная цель: обучение ведению дискуссии и методологии научного исследования; демонстрация необходимости интеграции научных данных; раскрытие необычайного в «очевидном», формирование базовых учебных компетенций на примере изучения конкретного вещества.

 Предметная цель: расширить и конкретизировать представления учащихся о воде и ее биологическом значении. Показать проявление общих закономерностей природы с точки зрения химии, физики, биологии на примере воды.

Идея урока: учащиеся рисуют образ одного и того же с разных точек зрения: с позиции биологии, физики, химии. Эти картины контрастируют друг с другом и не могут быть выведены одна из другой. В процессе урока надо показать, что они дополняют друг друга, давая целостный (объемный) образ действительности. Перед самостоятельной работой группы должны зафиксировать свои позиции (в диалоге, при ответе на вопросы). В процессе изучения нового материала формируются базовые компетенции работы с научными и научно-популярными текстами, отбор материала, его анализ, выделение главного

Задачи:

Образовательные:

•          рассмотреть это вещество и его строение с точки зрения физики, химии, биологии;

•        раскрыть сущность воды, значимость ее физических, химических свойств;

•        показать значение воды в жизни живого;

•        научить учащихся внимательно относиться к окружающему нас миру, прививать представления о безграничной познаваемости мира;

•   формировать умение работать с научно-популярной литературой, развивать интеллектуальную сферу, способствовать расширению кругозора, развивать любознательность;

Развивающие:

•      развивать у учеников внимание, мышление и умение видеть проблему, анализировать и делать выводы.

Воспитательные:

•        формировать навыки поведения учащихся в коллективе, трудовые навыки.

Структура урока

1. Мотивация

2.  Вводная часть (определение темы, целей, задач урока).

3. Обобщение и систематизация знаний, полученных на других предметах, организация самостоятельной групповой работы учащихся

4. Основная часть – изучение нового материала:

• строение молекулы
• вода – растворитель;
• химические свойства воды.

5. Закрепление, первичная проверка знаний.

6. Подведение итогов урока.

1.Мотивационный этап.

Литературное вступление в сочетании с музыкальным сопровождением  (Равель «Игра воды»):

«У тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя не опишешь, тобою наслаждаешься, не понимая, что ты такое, Ты не просто необходима для жизни, ты сама жизнь!»  (Антуан де Сент-Экзюпери).

Как вы, наверное, уже догадались, речь пойдет о … Учитель делает вопрошающий жест и после короткой паузы, если таковая не будет никем заполнена, может уточнить вопрос: О каком веществе мы будем говорить с вами сегодня? – Правильно! О воде. Тема нашего сегодняшнего урока : Вода – удивительное вещество природы. Тема выводиться на экран. Запишите ее в своих рабочих листах (приложение 1).

2.  Вводная часть (определение темы, целей, задач урока).

Знакомое слово, не правда ли? Сказать что это вещество вам совсем не знакомо нельзя. На многих предметах вы уже  говорили о воде. Вспомните на каких?  (физика, биология, география).

 Смотрите, что получается – вода – предмет изучения разных наук. На сегодняшним уроке мы постараемся вспомнить о воде то, что уже знаем из разных наук, и  расширить свое представление об этом веществе, взглянув на воду глазами химика.

Цель нашего сегодняшнего урока: Познакомиться с химическим веществом вода. Найти ответы на вопросы: что это вещество, каковы его особенности?

Вода - самое распространенное вещество на нашей планете. Вода в окружающей среде содержится как в компонентах живой, так и неживой природы.

Наш сегодняшний разговор о воде мы начнем с  путешествия от станции к станции. А станциями нам будут служить те науки, которые мы отметили  в начале урока.

3. Обобщение и систематизация знаний, полученных на других предметах, организация самостоятельной групповой (парной) работы учащихся

Вы сидите вдвоем, это ваша команда. Перед вами на партах тексты с информацией о воде, взятой из разных источников: школьных учебников, справочников, энциклопедий (приложение 2). Попробуйте, внимательно прочитав тексты в течение нескольких минут найти в них ответы на предложенные вопросы. (в ходе работы можно отмечать что-то в текстах, совещаться с товарищем).

Итак первая станция – Географическая

Беседа с учащимися по вопросам:

- Где в неживой природе на нашей планете содержится вода? (моря, океаны, реки, озера, пары воды в атмосфере, ледники)

- В каких состояниях она находится? (твердом, жидком, газообразном)

- Почему морская вода соленая? (раствор, много солей)

- Можно ли считать природную воду – чистым веществом?  (нет, содержит примеси. Это раствор)

Следующая станция – Биологическая

Вопросы:

- В каких объектах живой природы содержится вода? (живые организмы: растения, животные, грибы и т.д.) 

- Каково значение воды для живых организмов? (входит в состав клеток, среда обитания и т. д.)

Запишем все, что мы назвали в рабочих листах.

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'.

Двигаемся к следующей станции -  Физической (Демонстрация стакана с чистой водой)

Посмотрите – перед вами стакан с чистой водой. Какими внешними признаками будет обладать это вещество?

Вопросы:

- В каком состоянии находится вода?

- Какого цвета чистая жидкая вода? Имеет ли она запах, вкус?

- При какой температуре вода кипит?

- При какой температуре вода замерзает, т.е. переходит в кристаллическое (твердое) состояние?

- Какова плотность воды в жидком состоянии? При какой температуре плотность жидкой воды достигает максимального значения?

- Что больше – плотность льда или жидкой воды? Является ли это нормой?

- Что произойдет со льдом, если его бросить в воду?

Проверим, так ли это на самом деле. Демонстрация опыта.

Действительно – лед плавает и не тонет.

- Какое значение это имеет для жителей водоемов?

- Что такое теплоемкость, и какова она у воды?

Параллельно все записывается на доске, учащиеся в рабочих листах.

Как вы думаете, чем определяются свойства вещества? (составом и строением)Если учащиеся в затруднении, спросить: Является ли молекула воды системой? От чего зависят свойства систем?

Следующая станция – Химическая

С точки зрения химии вода представляет собой сложное вещество, состоящее из двух атомов водорода и  атома кислорода. Как называются соединения элементов с кислородом? (оксиды). Атомы водорода присоединены к атому кислорода под углом – молекула имеет угловое строение. (демонстрация презентации)

Рисунок на доске и в рабочих листах

4. Основная часть – изучение нового материала:

Зная строение можно объяснить некоторые физические свойства. В частности в структуре льда есть пустые пространства. Вот почему лед легче и плавает по поверхности воды. (демонстрация презентации)

Химические свойства веществ проявляются в их взаимодействии с другими веществами. Один из видов взаимодействия воды с другими веществами – образование растворов - вы уже рассмотрели на предыдущих уроках химии. Вы знаете что вода – растворитель.

Раствор – это химическая система, образованная несколькими веществами, между которыми нет поверхности раздела веществ.

Почти все химические процессы, встречающиеся в природе – в организмах животных, в растениях или в земной коре…..происходят в растворе. (В. Освальд)

В химических лабораториях вместо твердых веществ часто используют растворы. Растворенные вещества быстрее взаимодействуют в химических реакциях.

Убедимся в этом с помощью эксперимента. (Демонстрация эксперимента)

Вода достаточно активное вещество. Рассмотрим теперь химическую активность воды по отношению к другим простым и сложным веществам.

Посмотрим опыт. (Демонстрация опыта)

Вода вступает в реакции замещения с активными металлами. Какие признаки химической реакции вы наблюдали? (выделение газа, горение, изменение окраски индикатора)

Запишем уравнение этой реакции:

Натрий вступает в реакцию с водой, формулу воды я запишу иначе. Как НОН, такая запись отражает строение молекулы. Что получается? Водород и основание. На это указывает нам изменение окраски индикатора. Расставим коэффициенты.

Разные металлы по-разному взаимодействуют с водой. Активные металлы, такие, как например натрий или калий реагируют с водой при обычной температуре, а магний и цинк – только при кипячении. Железо вообще реагирует с водой только при красном калении.

Именно по такой реакции в конце 18 века получал водород А. Лавуазье, пропуская водяной пар сквозь ружейный ствол.

Продукты реакций в таких случаях тоже будут иные. А есть металлы, с которыми вода не взаимодействует? (благородные металлы)

У вас на партах периодические системы, под ними расположен ряд активности металлов: от самого активного, к самому инертному.

Вода реагирует и с некоторыми неметаллами (продукты реакции разнообразны)

В промышленности используется реакция взаимодействия воды с углеродом, таким образом, получают водород (запись уравнения).

Вода вступает в реакции соединения со многими сложными веществами, например с оксидами. Что такое оксид? Мы рассмотрим отдельно как реагирует вода с оксидами металлов и неметаллов.

Среди оксидов металлов таким свойством  обладают только оксиды активных металлов, именно тех, которые реагируют с водой.

Демонстрация эксперимента

В таких реакциях происходит соединение оксида с водой с образованием  основания -гидроксида (Запись уравнения идет параллельно) Признаки: выделение тепла, изменение окраски индикатора.

Эту реакцию некоторые из вас могли наблюдать на стройке, когда из негашеной извести прибавлением к ней воды готовят гашенную, которую используют как связующее вещество.

 Оксиды неметаллов в большинстве случаев реагируют с водой при обычных условиях, образуя кислоты. Например, в реакции (демонстрируется на экране) образуется угольная кислота, которая наделяет газированную воду слабокислым вкусом.

Кислоты также являются гидроксидами. Они образуются при взаимодействии кислотных оксидов с водой. Оксид кремния с водой не взаимодействует.

О других химических свойствах воды вы узнаете позже, когда познакомитесь с другими веществами.

5. Закрепление, первичная проверка знаний.

А теперь я попрошу каждого оценить свою деятельность на уроке. У вас в рабочих листах шкала, поставьте отметку своей работе.

Теперь давайте проверим, насколько хорошо вы усвоили новый материал. Для этого обратитесь к рабочим листам и выполните тестовое задание (на экране)

Проверим правильность выполнения. (ответы выводятся на экран) 

Обменяйтесь рабочими листами и поставьте оценку своему товарищу.

6. Подведение итогов урока.

Подведение итога: Вода – уникальное вещество природы. Без большого преувеличения можно сказать, что практически все химические превращения на земле происходят или с непосредственным участием воды, или в водных растворах, или, во всяком случае, в ее присутствии. «Без воды нет жизни» – эта фраза справедлива и обоснована.

Приложение 1

Тема: Вода – удивительное вещество природы

Вода в природе

Неживая природа                                                                 Живая природа

1.                                                                                            1.

2.

3.

4.

Физические свойства воды

Строение молекулы

 Оценочная шкала: 0____________________________________________100

Тестовое задание:

1. Почему лёд плавает на поверхности воды?                        

а) потому что он имеет меньшую плотность, чем вода,

б) потому что жидкая вода легче,

в) потому что при замерзании объём воды уменьшается.

2. Вода взаимодействует:

а) с кислотами, б) с оксидами,  в) с водородом.

3. При какой температуре вода имеет максимальную плотность?

а)  0°С б) 100°С в)  4°С г)   - 4°С.

4. При взаимодействии активного металла с водой образуется:

а) кислород; б) водород; в) углекислый газ.

5. При взаимодействии оксидов с водой может образоваться:

а) кислород; б) соль; в) кислота.

Приложение 2.

Задание: Внимательно прочитайте тексты. Найдите в них ответы на вопросы.

Вода – наиболее распространённое соединение на Земле. Водная оболочка земли занимает около 71% земной поверхности. В природе вода встречается в трех агрегатных состояниях: жидком, твердом (ледники) и газообразном (пары воды в атмосфере). В связанном виде вода находится в земной коре. Известно, что при плавлении 1 км³ гранита (минерала)  может выделиться 26 млн. тонн воды.

Из: Химия: Справочные материалы / Под ред. Ю. Д. Третьякова - М.: Просвещение, 1993. 

Где в неживой природе на нашей планете содержится вода?

Температуры, при которых происходит плавлении и кипение воды, ещё в середине 18 века были выбраны за опорные точки температурной шкалы, которой мы теперь пользуемся – шкалы Цельсия. Им были приписаны значения 0 (плавление льда) и 100 (кипение воды) соответственно, а градус – это сотая часть этого интервала температур. В 18 веке вода послужила также эталоном для выбора единицы массы. Массе 1 см³ воды было приписано значение 1 г. Следовательно, плотность воды р=1 г/см³.

Из: Гузей Л.С. и др. Химия 8 кл.- М.: Дрофа, 2003.

Какова температура кипения воды?

Чему равна плотность воды в жидком состоянии?

Задание: Внимательно прочитайте тексты. Найдите в них ответы на вопросы.

Вода - самое распространённое на земле вещество. Ею заполнены океаны, моря, озёра и реки; пары воды входят в состав воздуха. Вода содержится в живых организмах: в телах животных и органах растений. Так, например, в организме млекопитающих массовая доля воды составляет примерно 70%, а в огурцах и арбузах около 90%.

Из: Химия: Справочные материалы / Под ред. Ю. Д. Третьякова - М.: Просвещение, 1993. 

Где в неживой и живой природе содержится вода?

Чистая вода – бесцветная жидкость, без вкуса и запаха, кипит при 100°С (при давлении 101,3 кПа), замерзает при 0°С, её максимальная плотность (при 4°С) равна 1 г/см³.

Лёд имеет меньшую плотность, чем жидкая вода, и всплывает на её поверхность, что очень важно для обитателей водоёмов зимой. Вода обладает исключительно большой теплоёмкостью – 4,2 г/кДж, поэтому она медленно нагревается и медленно остывает. Благодаря этому водные бассейны регулируют температуру на нашей планете.

Из: Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия, 8 кл.-- М.: Просвещение, 1998. 

При какой температуре вода замерзает, то есть переходит в кристаллическое состояние?

Обладает ли вкусом и запахом дистиллированная (химически чистая) вода?

Задание: Внимательно прочитайте тексты. Найдите в них ответы на вопросы.

Растворы имеют большое значение в жизни природы. Воды морей и океанов представляют собой растворы. В морской воде зародилась и поддерживается жизнь. Вода на Земле играет роль геологической силы. Она растворяет и переносит большие количества растворённых веществ. Из природных водных растворов образовались осадочные горные породы.

Из:  Минченков Е.Е. Химия, 9 кл. – Смоленск: Ассоциация 21 век, 2006.

Каково значение воды для живых организмов?

     Почему вода в морях и океанах солёная?

Вода – жидкость без цвета и запаха. Она имеет самую высокую теплоёмкость среди жидкостей.. Теплоемкость – количество теплоты, поглощаемой телом при нагревании на 1°С; точнее – отношение количества теплоты, поглощаемой телом при бесконечно малом изменении его температуры, к этому изменению.

 Плотность воды, в отличие от других жидкостей по мере охлаждения возрастает не монотонно, а имеет максимум при +4°С, а потом несколько уменьшается. При кристаллизации плотность резко уменьшается и составляет для льда 0,91 г/см³.

Из: Химия: Справочные материалы / Под ред. Ю. Д. Третьякова - М.: Просвещение, 1993. 

Из: «Большая Советская Энциклопедия» / Под ред. Б.А. Введенского, 42 том.

Какова теплоёмкость воды в сравнении с другими веществами?

      При какой температуре плотность воды в жидком состоянии достигает максимального значения?

Задание: Внимательно прочитайте тексты. Найдите в них ответы на вопросы.

Основные запасы воды на Земле сосредоточены в морях и океанах – около 1,4 млрд км³, а так же в ледниках (более 30  млн км³),  реках и озёрах – около 2 млн км³.  В атмосфере содержится 14 тыс. км³ водяного пара. Вода входит в состав многих минералов, в частности глин. Она содержится во всех живых организмах. Нормальное содержание воды в теле человека 65%.

Из: Гузей Л.С. и др. Химия 8 кл.- М.: Дрофа, 2003.

Где в неживой природе на нашей планете содержится вода?

Жидкая вода имеет самую высокую теплоёмкость среди всех жидкостей (1 кал). Аномально и изменение плотности воды. Плотность других жидкостей, как правило, при понижении температуры постепенно возрастает и становится максимальной при замерзании. А плотность воды при охлаждении «нормально» возрастает лишь до +4°С, достигая 1 г/см³. От +4°С до 0°С она немного уменьшается. Плотность же льда резко, скачкообразно уменьшается до 0,91 г/см³.

Из: Энциклопедия  Школьника «Неорганическая химия»

При какой температуре плотность воды в жидком состоянии достигает максимального значения?

Что больше плотность льда или плотность воды в жидком состоянии? Является ли это нормой?

Задание: Внимательно прочитайте тексты. Найдите в них ответы на вопросы.

Вода – наиболее распространённое соединение на Земле. Водная оболочка земли занимает около 71% земной поверхности. В связанном виде вода находится в земной коре. Известно, что при плавлении 1 км³ гранита (минерала)  может выделиться 26 млн. тонн воды.

Вода в природных  условиях содержит различные растворённые в ней вещества. В 1 л морской воды в среднем содержится 35 г соли (больше всего поваренной), которая придаёт её солёный вкус, и делает непригодной для питья и использования в промышленности и сельском хозяйстве.

Из: Плешаков А.А., Сонин Н.И. Природоведение. 5 кл.- М.: Дрофа, 2003.

Где в неживой природе на нашей планете содержится вода?

Почему вода в морях и океанах солёная?

В отличие от подавляющего большинства других веществ, плотность воды в твёрдом состоянии – льда (0,92 г/см³) меньше, чем в жидком  (1 г/см³). Поэтому лёд плавает, что и имеет огромное значение для жизни природы, так как в противном случае все водоёмы холодного и умеренного климатических поясов промёрзли бы до дна и лишь в летнее время оттаивали бы с поверхности.

Из: Гузей Л.С. и др. Химия 8 кл.- М.: Дрофа, 2003.

Что больше плотность льда или плотность воды в жидком состоянии? Является ли это нормой?

Что произойдёт со льдом, если его бросить в воду?

Какое значение это имеет для обитателей водоёмов?

Задание: Внимательно прочитайте тексты. Найдите в них ответы на вопросы.

Вода является растворителем. Большое значение имеют растворы для жизни растений. Растения берут все питательные вещества из почвы в виде растворов. Животные и человек также нуждаются в растворах, ведь процесс пищеварения не возможен без превращения пищи в растворимые соединения и всасывания их стенками желудка и кишечника.

Из:  Минченков Е.Е. Химия, 9 кл. – Смоленск: Ассоциация 21 век, 2006.

Каково значение воды для живых организмов?

Вода может быть и жидкостью, и газом, и твёрдым телом. При нормальном атмосферном давлении и температурах от 0 до 100 градусов Цельсия, ниже 0°С – она обращается в лёд, а а выше 100°С – в пар.

Как и всякая жидкость, вода, испаряется при любой температуре, но при 100°С испарение идёт очень быстро и по всему объёму – вода  кипит.

Из: Кириллова И.Г. Книга для чтения по физике. 6-7 кл.- М.: Просвещение, 1978.

Какова температура кипения воды?

При какой температуре вода замерзает, то есть переходит в кристаллическое состояние?

Задание: Внимательно прочитайте тексты. Найдите в них ответы на вопросы.

Основные запасы воды на Земле сосредоточены в морях и океанах – около 1,4 млрд км³, а так же в реках и озёрах – около 2 млн км³.

Природная вода никогда не бывает совершенно чистой. Наиболее чистой является дождевая вода, но и она содержит различные примеси, которые захватывает из воздуха (растворенные газы, пыль, микроорганизмы). Просачиваясь сквозь верхние слои земли, вода растворяет по пути различные вещества. Поэтому колодезная, ключевая, речная и озерная вода всегда содержит растворенные вещества.

Из: Гузей Л.С. и др. Химия 8 кл.-М.: Просвещение, 1994.

Где в неживой природе на нашей планете содержится вода?

Можно ли считать природную воду – чистым веществом?  

Чистая вода прозрачна, не имеет запаха и вкуса. Наибольшую плотность она имеет при 4°С (1 г/см³). Плотность льда меньше плотности жидкой воды, поэтому лед всплывает на поверхность. Вода замерзает при 0°С и кипит при 100°С при давлении 101 325 Па.

Из: Г.П. Хомченко. Химия для поступающих в вузы.- М.: Высшая школа, 1997.

      Какого цвета чистая жидкая вода? Имеет ли она запах и вкус?

Какими еще физическими качествами обладает чистая вода?