Компетентностно-ориентированные задания по химии
методическая разработка по химии (9 класс)

Стимул

Две хозяйки готовились к стирке. Первая подогрела воду до 60ºС и замочила в ней бельё. Вторая нагрела воду для кипения, прокипятила её 5 мин, а затем охладила до 60ºС и только после этого начала стирку.

Задачная формулировка

У кого белье лучше отстирается? С помощью какого простого опыта это можно объяснить и доказать? Напишите уравнения реакций, происходящих при кипячении жесткой воды. При нагревании воды до 60ºС эти реакции не происходят и она остаётся жёсткой.

Источник информации

Мыло и другие моющие средства намного эффективнее действуют в мягкой воде. Жесткость воды обусловлена присутствием в ней гидрокарбонатов кальция и магния, которые при кипячении выпадают в осадок в виде карбонатов.

Бланк для ответа

1._______________________

2.________________________

3.________________________

Инструмент проверки: шкала оценивания,

- написаны оба уравнения реакции, идущие при кипячении воды (4балла):  по 2 балла за каждое уравнение; если уравнение написано с небольшой ошибкой , то его можно оценить в 1 балл.

- сделан вывод, у какой хозяйки бельё отстирается лучше (2 балла)

- приведено описание опыта  с объяснением результатов (вместо мыла можно использовать любое СМС)  (2 балла)

Max количество баллов – 8.

Инструмент проверки:  модельный ответ

1.Уравнения процессов, которые идут при кипячении воды:

Ca(HCO3)2 = CaCO3 + H2O + CO2

Mg(HCO3)2 = MgCO3 + H2O + CO2

2.Бельё лучше отстирается у той хозяйки, которая прокипятила воду

3.Опыт: Взять два образца воды: нагретую до 60ºС и прокипячённую, и затем охлаждённую до 60ºС. Опустить по небольшому кусочку мыла. В прокипячённой воде мыло растворится без остатка, а в нагретой  будет образовывать хлопья.

Стимул

Впервые фтор стал использоваться в зубных пастах более 100 лет назад, в 1914 году в США. Еще в начале XX столетия ученые выяснили, что этот элемент является прекрасной защитой от кариеса и при его использовании скорость разрушения зубов снижается в среднем на 30-45%.

В чем преимущества зубных паст , содержащих фтор?

Задачная формулировка

Какое количество монофторфосфата натрия Na2PO3F содержится в тюбике зубной пасты массой 75г, если на упаковке указано: «Содержание активного фтора 0,15%»? Сколько тюбиков зубной пасты надо использовать в течение года, чтобы обеспечить эту норму?

Источник информации

Стоматологи рекомендуют для профилактики кариеса ежегодно потреблять в виде зубной пасты примерно 1,5г активного фтора, т.е. фторид-иона, способного вступать в реакции ионного обмена с зубной эмалью.

Бланк для ответа

1._______________________

2.________________________

Инструмент проверки: шкала оценивания,

- Указаны преимущества фторсодержащих зубных паст (2 балла)

- рассчитана и указана масса фтора в 1 тюбике (2 балла)

- рассчитано количество тюбиков  (2 балла)

Max количество баллов – 6.

Если учащийся делает верное действие, но допускает при этом вычислительную ошибку, то за ошибку снимается балл.

Инструмент проверки:  модельный ответ

1.К основным преимуществам зубных паст с фтором относятся:

• антисептический эффект;
• улучшение обмена веществ;
• улучшение реминерализующего действия слюны;
• стимуляция работы слюнной железы;
• торможение превращения мягкого налета в зубной камень.

2.m(F) = ω . m р-ра = 75г. 0,0015 = 0,1125г  (масса фтора в тюбике пасты массой 75г)

n = 1,5:0,1125 = 13,3 (число тюбиков в год)

По норме необходимо использовать 13 тюбиков в год

Стимул

Железа, которое содержится в теле человека, хватит на крупный гвоздь. Это приблизительно 2,5–4,5 грамм. Казалось бы, совсем немного. Тем не менее влияние железа на многие жизненно важные процессы огромно, и его недостаток (как и избыток) моментально сказывается на нашем самочувствии и может привести к серьезным последствиям.

Задачная формулировка

Опишите, каковы симптомы дефицита железа в организме человека.

Как вы можете определить эффективность «железного» яблока с точки зрения химика?

Обеспечит ли суточную потребность организма в железе добавление в пищу 0,1г сульфата  железа (ΙΙ) при условии его полного усвоения?

Источник информации

Для лечения малокровия издавна применяют препараты железа, в том числе и сульфат железа (ΙΙ). Рекомендуют таким больным яблоки, так как они настоящие чемпионы по содержанию железа (в среднем 2200мг в 100г продукта). Известен и старинный народный рецепт средства от малокровия – «железное яблоко»: в яблоко (лучше сорта «антоновка») втыкают несколько гвоздей и выдерживают сутки. Затем гвозди вынимают, а яблоко съедает больной.

Суточная потребность организма в железе составляет 0,01-0,02 г.

Бланк для ответа

1._______________________

2.________________________

3.________________________

Инструмент проверки: шкала оценивания,

- описано несколько симптомов дефицита железа  (2балла)

- дано обоснование опыта с «железным» яблоком (2 балла)

- сделан расчёт и вывод по задаче (4 балл)

Max количество баллов – 8.

Инструмент проверки:  модельный ответ

1.Дефицит железа в организме выражается следующими симптомами и состояниями:

• Развитие анемии;
• Слабость, повышенная утомляемость, головокружения, постоянное желание спать;
• Ухудшение мыслительной функции и других функций головного мозга;
• Неврологические расстройства, депрессия;
• Сухость и бледность кожи;
• Повышенная сухость и ломкость волос и ногтей;
• При малейшем понижении температуры человек ощущает сильный холод;
• Быстрый набор лишнего веса, развитие ожирения;

2.Железо, входящее в состав сплава, из которого сделаны гвозди, растворяется, хоть и медленно, в органических кислотах, содержащихся в яблоке, и оно обогащается железом.

3.W(Fe в FeSO4)= Ar (Fe):Mr (FeSO4 )=56:152=0,3684

m(Fe) = ω(Fe). m (FeSO4) = 0,1г. 0,3684 = 0,03684г

0,03684 > 0,02, ответ ДА,обеспечит

Стимул

Ртутный термометр – один из самых распространенных, точных и надежных приборов для измерения температуры. Но этот прибор может быть, как полезен, так и опасен. Неосторожное движение, иногда, приводит к падению градусника.

Стеклянная колба разбивается, а ртутные шарики стремительно раскатываются по комнате. Насколько опасна ртуть из разбитого градусника для людей и какие действия необходимо предпринимать в таком случае? 

Задачная формулировка

В комнате площадью 18 м2 и высотой потолка 2,5 м разбили ртутный термометр. Определите и подтвердите расчётами, превышает ли концентрация ртути в воздухе данного помещения значение ПДК, если в воздух при этом испарилось 0,5 мг ртути.

Источник информации

Ртуть как простое вещество - это переходный металл, который при комнатной температуре представляет собой тяжелую серебристо-белую жидкость. Пары ртути очень ядовиты, отравление может привести к тяжелым заболеваниям, слабоумию и смерти. ПДК ртути в воздухе составляет 0,0003 мг/м3.

Бланк для ответа

1._______________________

2.________________________

3.________________________

Инструмент проверки: шкала оценивания,

- описаны симптомы отравления ртутью (2балла)

- описана последовательность действий в случае разбитого ртутного термометра дома (2 балла)

- приведен расчет концентрации ртути в воздухе в помещении и сделан вывод (3 балла)

Max количество баллов – 5.

Инструмент проверки:  модельный ответ

1.Ртуть очень опасна для человека

При длительном воздействии вещества происходит его накопление в организме, самостоятельно оно не выводится. Признаки: Постоянные головные боли, лекарственные средства в этом случае бессильны; Наличие вкуса метала в ротовой полости; Ухудшение общего состояния, апатия, сонливость, вялость; Дрожание конечностей; Повышение температуры тела; Болезненные ощущения в области живота; Появление язвенных образований в желудке; Внутренние кровотечения; Воспалительные процессы в дыхательных путях; Отечность легких; Появление судорог; Потеря сознания, впадение в кому.
2. Разбился ртутный градусник: план действий

1. Проветривание и снижение температуры в помещении.

Следует открыть окно на проветривание. Идеально, если температура на улице ниже комнатной. Чем выше температура в помещении, тем активнее испаряется ртуть. Человек, который будет проводить демеркуризацию, будет вдыхать меньше ртутных паров.

2. Сбор ртути.

1.  Ртуть следует собирать в прочных резиновых перчатках. Органы дыхания нужно защитить респиратором с фильтром. На ноги поверх обуви следует одеть бахилы.
2. После мероприятий перчатки и бахилы подвергаются утилизации. Для упаковки вещей должен быть подготовлен герметичный пакет.
3. Капли металла хорошо отражают свет, если посветить лампой или мощным фонариком, станут видны даже самые маленькие частицы ртути.
4. Для сбора крупных капель ртути удобно использовать спринцовку или большой шприц. Жидкий металл следует собирать в герметичную емкость, желательно стеклянную или пластиковую. Предварительно в контейнер следует налить воду. Ртуть тяжелее воды, поэтому вода будет препятствовать выделению паров.
5. Мелкие капли собирают при помощи клейкой ленты или кусочка пластилина. Собранный металл и все зараженные вещи следует сдать в специализированные отделения по утилизации опасных веществ.

3. Обработка места, где находилась ртуть.

1. На месте разлива ртуть остаются мелкие капли, которые не различимы для глаз. Их обеззараживают водными растворами марганцовки, соды, хлорсодержащих веществ.
2. Место разлива следует обработать раствором «Белизны» в концентрации 1 часть средства к 8 частям воды. Объем подбирайте в зависимости от площади. Таким же раствором следует протереть все горизонтальные поверхности, где могли осесть пары ртути. Состав после обильного нанесения следует оставить на 15 минут для окисления ртути. После промыть поверхности проточной водой.
3. Следующую обработку проводят раствором перманганата калия, в расчете 1 г сухой марганцовки на 8 литров воды. Получившиеся соединения ртути не выделяют паров и становятся менее опасными.
4. На следующий день пол следует вымыть раствором марганцовки с уксусной кислотой. Если не удается найти марганцовку, то можно использовать пищевую соду. Состав смывают чистой водой.

3.Найдём объём помещения:
V = 18 м2 • 2,5 м = 45 м3
Найдём концентрацию ртути в воздухе:
С   = 0,5 мг / 45 м3 = 0,011 мг/м3
Данное значение концентрации ртути в воздухе превышает ПДК.

Стимул

Маринованные огурцы с уксусом – классическая зимняя заготовка. Баночка огурцов в кладовой или в погребе никогда не будет лишней. Уксус в зимних заготовках выступает в роли антисептика. Он убивает бактерии, которые провоцируют брожение и порчу продукта. Советуем точно следовать рецептуре — при избыточном количестве уксуса его привкус будет сильно ощутим.

Задачная формулировка

В рецепте приготовления маринада для огурцов указан необходимый объём столового  9%-го уксуса, но дома его не оказалось. Но имеется 70%-ая уксусная эссенция. Рассчитайте количество в мл  70%-ой уксусной кислоты, необходимое для приготовления маринада по этому рецепту.

Какому количеству столовых ложек будет соответствовать этот объем?

Источник информации

Рецепт маринада для консервирования огурцов:

1л воды

120мл уксуса 9%

3ст.л. соли

5 ст.л. сахара

Плотность растворов уксусной кислоты:

9% - 1,0111г/мл, 70% - 1,0685г/мл

Бланк для ответа

1._______________________

2.________________________

3.________________________

4._________________________

5. __________________________

Инструмент проверки: шкала оценивания,

- рассчитана и указана масса раствора 9% уксусной кислоты (2балла)

- рассчитана и указана масса вещества уксусной кислоты (2 балла)

рассчитана и указана масса раствора 70% уксусной кислоты (2балла)

- рассчитан и указан объём 70%-ой  уксусной кислоты (2 балла)

Указано количество столовых ложек уксуса (1 балл).

Max количество баллов – 9.

Если в расчётах допущена ошибка, но действие сделано верно, то за это действие снимается один балл.

Инструмент проверки:  модельный ответ

mр(9% у.к.) = 120*1,0111=121,332г

mв(у.к.) = 121,332*0,09=  10,92г

mр(70% у.к.) = 10,92:0,7=15,6г

Vр(70% у.к.)=15,6:1,0685=14,6мл, что соответствует одной столовой ложке

Стимул

Кальций играет важную роль в жизнедеятельности организма. Его ионы необходимы для осуществления процессов передачи нервных импульсов, сокращения скелетных мышц и мышцы сердца, формирования костной ткани, свёртывания крови. Препараты кальция широко используют, в частности, при лечении переломов, при усиленном выделении кальция из организма, что имеет место у лежачих больных.

Задачная формулировка

Какой препарат рациональнее выбрать, если цена их примерно одинакова?

Источник информации

В арсенале медиков есть несколько препаратов кальция. Чаще всего применяют глюконат, лактат и глицерофосфат кальция, которые выпускаются  в таблетках. По своему действию на организм эти средства похожи, поэтому врачи нередко рекомендуют приобрести любое из них, оставляя право выбора за пациентом.

Глюконат кальция- [HOCH2(CHOH)4C(O)O]2Ca·H2O

Лактат кальция – [CH3CH(OH)C(O)O]2Ca·5H2O

Глицерофосфат кальция – CaPO3OC3H5(OH)2·2H2O

Бланк для ответа

1._______________________

2.________________________

3.________________________

4._________________________

Инструмент проверки: шкала оценивания,

- сделан вывод о том, что для ответа на вопрос необходимо сделать расчет массовой доли кальция в каждой соли (1 балл)

- рассчитаны молярные массы и массовые доли кальция в каждой соли (6 баллов)

- сделан вывод какой препарат лучше покупать (1 балл)

Max количество баллов – 8.

Инструмент проверки:  модельный ответ

1.Следует выбрать тот препарат, в котором больше массовая доля кальция

2.М (глюконата кальция) = 448г/моль

W(Ca)= Ar (Ca):Mr (г.к.) = 40:448*100 = 8,93%

3.М (лактата кальция) = 308г/моль

W(Ca)= Ar (Ca):Mr (л.к.) = 40:308*100 = 13,00%

4.М (глицерофосфата кальция) = 246г/моль

W(Ca)= Ar (Ca):Mr (г/ф.к.) = 40:246*100 = 16,26%

5. Из трех солей массовая доля кальция больше всего в глицерофосфате кальция.