Иду на урок
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
 reshenie_zadach_na_vychislenie_massovoy_doli.doc | 52 КБ |
| nemetally.doc | 61.5 КБ |
| reaktsii_v_rastvorah_elektrolitov.doc | 249.5 КБ |
| tipy_him._reaktsii.doc | 126 КБ |
| chistye_veshchestva_i_smesi.doc | 150.5 КБ |
| alyuminiy_1.doc | 113 КБ |
| azotnaya_kislota_1.doc | 174 КБ |
| proizvodstvo_ammiaka.doc | 183 КБ |
Предварительный просмотр:
"Решение задач на вычисление массовой доли выхода продукта от теоретически возможного".
Задачи урока:
а) образовательные: развитие, обобщение и систематизация знаний и умений учащихся по решению задач на вычисление массовой доли выхода продукта от теоретически возможного.
б) воспитательные:
- формирование у учащихся навыков совместной деятельности;
- развитие взаимопомощи и взаимоподдержки среди учеников в процессе совместной работы.
в) развивающие:
- развитие интеллектуальных способностей учащихся (с помощью задач);
- формирование и развитие общеучебных навыков и умений работать в группах и парах, навыков взаимоподдержки;
- развитие интереса к химии и творческих способностей учащихся.
Тип урока: комбинированный
Оборудование: раздаточный материал (карточки для самостоятельной работы, карточки с текстами задач).
Ход урока
ХОД УРОКА
Предварительный просмотр:
Тема: «Неметаллы». |
Цели: | 1)изучить положение неметаллов в ПС; 2)изучить особенности строения атомов неметаллов; 3)изучить явление аллотропии на примере неметаллов; 4)изучить физические свойства неметаллов; 5)рассмотреть ЭО как меру «неметалличности»; 6)рассмотреть относительность понятий «металл-неметалл»; 7)изучить водородные соединения неметаллов. 8)развивать общеучебные умения и навыки: умение, работать по плану, умение работать с книгой; 9)развивать умение делать самостоятельные выводы. 10)воспитывать культуру умственного труда; 11)воспитывать дисциплинированность и чувство ответственности. | ||||||||
Оборудование и реактивы: | образцы неметаллов - простых веществ H2, O2, Cl2 (в пробирках с пробками); Br2 (в ампуле); S, J2, P (красный), активированный уголь, пьезо-зажигалка, йодкрахмальная бумажка. | ||||||||
Тип урока: | Урок усвоения новых знаний. | ||||||||
Методы обучения: | 1. Словесный (рассказ, объяснение, беседа). 2. Наглядные (мультимедиа). 3) Проблемно-поисковый. | ||||||||
Технологии: | Элементы технологии сотрудничества, личностно-ориентированного обучения, информационно-коммуникативные технологии. | ||||||||
Ход урока: | 1. Организационный момент. | ||||||||
2. Актуализация знаний. 1. На какие две большие группы условно делятся все химические элементы. 2. Каково положение металлов в Периодической системе. | |||||||||
3. Изучение. | |||||||||
1. Положение неметаллов в ПС. | Неметаллы расположены в основном в правом верхнем углу ПС, условно ограниченном диагональю бор-астат. Самым активным является фтор. | ||||||||
2. Особенности строения атомов неметаллов. | Во внешнем электронном слое атомов неметаллов находится от трёх до восьми электронов. Для атомов неметаллов, по сравнению с атомами металлов характерны: ☑меньший атомный радиус; ☑четыре и более электрона на внешнем энергетическом уровне. Важнейшее свойство атомов неметаллов – тенденция к приёму недостающих до 8 электронов, т.е. окислительные свойства. Качественной характеристикой атомов неметаллов, т.е. своеобразной мерой их неметалличности, может служить электроотрицательность, т.е. свойство атомов химических элементов поляризовать химическую связь, оттягивать к себе общие электронные пары. Электроотрицательность – мера неметалличности, т.е. чем более электроотрицателен данный химический элемент, тем ярче выражены неметаллические свойства. | ||||||||
3. Кристаллическое строение неметаллов-простых веществ. Аллотропия. | Если металлы – простые вещества образованы за счет металлической связи, то для неметаллов – простых веществ характерна ковалентная неполярная химическая связь. В отличие от металлов неметаллы – простые вещества, характеризуются большим многообразием свойств. Неметаллы имеют различное агрегатное состояние при обычных условиях:
Цвет: красный – у фосфора, красно-бурый – у брома, желтый – у серы, желто-зеленый – у хлора, фиолетовый – у паров йода. Элементы – неметаллы более способны, по сравнению с металлами, к аллотропии. Способность атомов одного химического элемента образовывать несколько простых веществ называется аллотропией, а эти простые вещества – аллотропными видоизменениями или модификациями. | ||||||||
Причины аллотропии: | |||||||||
4. Физические свойства неметаллов. |
| ||||||||
5. Водородные соединения неметаллов. | В отличие от металлов неметаллы образуют газообразные водородные соединения. Их состав зависит от степени окисления неметаллов.
| ||||||||
Выводы: |
| ||||||||
6. Закрепление изученного. Рефлексия. | 1) Вставьте слова, пропущенные в тексте. 2) Вставьте слова, пропущенные в тексте. 3) Пользуясь периодической таблицей, запишите молекулярные формулы высших кислородных соединений неметаллов III периода. Как будет изменяться кислотный характер? 4) Запишите формулы водородных соединений элементов VII А группы. Как изменяются кислотные свойства с увеличением порядкового номера элемента? 5) Водород занимает в периодической таблице два места: в I А группе и в VII А группе. Запишите молекулярные формулы водородных соединений Na, K, Cl, F. 6) Какую высшую степень окисления имеют следующие элементы?
7) Определите, окислителем или восстановителем является сера в следующих реакциях: H2+S=H2S 2SO2 + O2 → 2SO3 8) Наиболее ярко выраженные неметаллические свойства проявляет вещество, образованное из атомов, в которых число электронов во внешнем электронном слое равно____. • 4 • 5 • 6 • 7 9) Наиболее электроотрицательными являются атомы….. • серы • фосфора • кремния • хлора 10) Типичному неметаллу соответствует следующая схема распределения электронов по электронным слоям:
Поменяйтесь тестом с соседом и проверьте тест вместе со мной. | ||||||||
7. Оценки и домашнее задание. Д/З § 14Неметаллы. | Д/з: стр.54 Провести сравнение свойств металлов и неметаллов, заполнив таблицу 3. Стр 54 упр.2 пис. |
Предварительный просмотр:
Реакции в растворах электролитов
Один из способов повышения интереса к изучаемому предмету – создание различных игровых ситуаций. Обычно дидактические игры используются при изучении или обобщении материала. Но, оказывается, их можно успешно применять и на уроках контроля, оценки и коррекции знаний. Игра дает возможность повторить и закрепить изученный материал. Одновременно удается исправить ошибочные представления, оценить знания учащихся по данной теме, активизировать их мыслительную деятельность, показать взаимосвязь химии с другими предметами общеобразовательного цикла.
Знакомство учащихся с подобной формой занятий нужно провести заранее. Это помогает им более осмысленно отнестись к изучению материала, создает мощный стимул для работы с дополнительной литературой.
Используемый учебник: И.И.Новошинский, Н.С.Новошинская «Химия. 9 класс». Время – 90 мин. Форма урока – игра-путешествие.
Цели. Проверить знания учащихся по электролитической диссоциации; отработать умения использовать знания практически.
Оборудование и реактивы. Пробирки, спиртовка, спички, воронки, фильтр, химические стаканы; карта «Химическая лагуна», таблица растворимости; растворы кислот, оснований и солей.
Девиз урока. «Настоящий ученик учится открывать неизвестное с помощью известного и тем самым приближается к учителю» (В.Гёте).
ХОД УРОКА
Учитель. Любой человек, независимо от возраста, любит читать про тайны и путешествия. Вот и я приглашаю вас заглянуть в тайну Химической лагуны. После долгого путешествия мы попали в Химическую лагуну, где нас встретила одна из жительниц Лагуны – вода. Выслушаем ее рассказ.
Вода. Мы, жители Лагуны, когда-то могли общаться друг с другом, и наша жизнь была интересна химическими превращениями. Однажды нас посетил злой волшебник. Из-за его колдовства мы перестали двигаться и ходить в гости друг к другу. Нам можно помочь, но для этого необходимо выполнить пять желаний злого волшебника. Помогите нам.
Учитель. Поможем жителям Лагуны! Разделимся на 5 команд: А, Б, В, Г и Д. Выберем капитанов команд – мозговые центры и выслушаем задания.
Вода. Перед вами карта Лагуны. Вы видите, у нас пять деревушек: Электролитная, Диссоционная, Кислотная, Осно?вная и Солевая. Расколдовывать их будут ваши знания, которые проявятся при выполнении теоретической и практической части занятия по теме «Электролитическая диссоциация».
Учитель. Все команды должны быть подготовлены к выполнению практического задания. Сначала выполняется теоретическая часть, затем – практическая часть.
Теоретическая часть
В о п р о с 1. Какие вещества называют электролитами?
Команда А. Многие химические реакции протекают в водной среде. Например, в каждом живом организме бесконечно течет по сосудам – артериям, венам и капиллярам – волшебный раствор – кровь. Массовая доля солей в этом растворе такая же, как в первичном океане – 0,9%. Сложные физико-химические процессы, происходящие в организмах человека и животных, также протекают в растворах. Усвоение пищи связано с переводом питательных веществ в раствор. Природные водные растворы участвуют в процессах почвообразования и снабжают растения питательными веществами. Многие технологические процессы в химической и других отраслях промышленности, например, получение соды, удобрений, кислот, металлов, бумаги, протекают в растворах. Изучение свойств растворов занимает очень важное место в современной науке.
Из уроков физики мы знаем, что растворы одних веществ способны проводить электрический ток, а других – нет. Чтобы опытным путем проверить эту способность у растворов различных веществ, воспользуемся установкой (рис. 1).
Рис. 1. Установка для определения |
Если раствор, налитый в стакан, проводит электрический ток, то лампочка загорится. Чем выше эта способность, тем ярче горит лампочка. Проводят электрический ток растворы солей, щелочей, кислот. Вещества, растворы и расплавы которых проводят электрический ток, называются электролитами. Растворы сахара, спирта, глюкозы и некоторых других веществ не проводят электрический ток. Такие вещества называются неэлектролитами.
В о п р о с 2. Почему растворы электролитов проводят электрический ток?
Команда Б. Шведский ученый Сванте Аррениус, изучая электропроводность растворов различных веществ, в 1877 г. пришел к выводу, что причиной электропроводности является наличие в растворах ионов, которые образуются при растворении электролита в воде. Процесс распада электролита на ионы называется электролитической диссоциацией.
Аррениус, который придерживался физической теории растворов, не учитывал взаимодействие электролита с водой и считал, что в растворах находятся свободные ионы. В отличие от него русские химики И.А.Каблуков и В.А.Кистяковский применили к объяснению электролитической диссоциации химическую теорию Д.И.Менделеева и доказали, что при растворении электролита происходит химическое взаимодействие растворенного вещества с водой, приводящее к образованию гидратов, которые диссоциируют на ионы. Они считали, что в растворах находятся не свободные, не «голые» ионы, а гидратированные, т.е. «одетые» в «шубку» из молекул воды.
Молекулы воды представляют собой диполи (два полюса), т.к. атомы водорода расположены под углом 104,5°, благодаря чему молекула имеет угловую форму (рис. 2).
Рис. 2. Изображение молекулы воды |
Как правило, легче всего диссоциируют вещества с ионной связью и соответственно ионной кристаллической решеткой, т.к. они уже состоят из готовых ионов. При их растворении диполи воды ориентируются противоположно заряженными концами вокруг положительных и отрицательных ионов электролита. Между ионами электролита и диполями воды возникают силы взаимного притяжения. В результате связь между ионами ослабевает, и происходит переход ионов из кристалла в раствор (рис. 3).
Рис. 3. Диссоциация веществ с ионной связью |
Очевидно, что последовательность процессов, происходящих при диссоциации веществ с ионной связью (солей, щелочей), будет таковой: а) ориентация молекул – диполей воды около ионов кристалла; б) гидратация (взаимодействие молекул воды с ионами поверхностного слоя кристалла); в) диссоциация (распад) кристалла электролита на гидратированные ионы. Упрощенно происходящие процессы можно выразить с помощью уравнения:
NaCl = Na+ + Cl–.
Аналогично диссоциируют и электролиты, в молекулах которых ковалентная полярная связь (например, молекулы хлороводорода НСl), только в этом случае под влиянием диполей воды происходит превращение ковалентной полярной связи в ионную и последовательность процессов, происходящих при этом, будет такая:
а) ориентация молекул воды вокруг полюсов молекулы электролита;
б) гидратация (взаимодействие молекул воды с молекулами электролита);
в) ионизация молекул электролита;
г) диссоциация (распад) молекул электролита на гидратированные ионы (рис. 4).
Рис. 4. Диссоциация веществ с ковалентной полярной связью |
Упрощенное уравнение диссоциации соляной кислоты можно выразить с помощью уравнения:
HCl + Н2O = Н3О+ + Сl– + Q.
Молекула воды, к которой присоединился протон (Н+), превратилась в ион оксония. Распад молекул в растворе, сопровождающийся появлением подвижных ионов, называется электролитической диссоциацией. «Электролитической» – понятно, потому что образуется электролит. Слово «диссоциация» обозначает распад на составные части. Следует учитывать, что в растворах электролитов хаотически движущиеся гидратированные ионы могут столкнуться и вновь объединиться между собой. Этот обратный процесс называется ассоциацией. Также необходимо учитывать свойства гидратированных ионов. Негидратированный Cu2+ – белый в безводных кристаллах CuSO4 и голубой, если он гидратирован.
Электролиты проводят электрический ток не только при растворении в Н2O, но и в расплавленном виде, т. к. при плавлении кристалла его кристаллическая решетка разрушается и образуется жидкость, состоящая из подвижных ионов. Расплавленный едкий натр – электролит.
В о п р о с 3. Какие процессы протекают при растворении кислот?
Команда B. Запишем уравнения реакций, которые происходят при растворении кислот:
HCl + H2O = Н3О+ + Сl– + Q1,
H2SO4 + H2O = 2Н3О+ + + Q2,
HNO3 + H2O = H3O+ + + Q
и т.д.
Общим для всех кислот при их взаимодействии с H2O является образование иона оксония (Н3О+), поэтому кислотой называется вещество, которое при взаимодействии с Н2О образует ионы оксония (Н3O+) или, упрощенно, ионы водорода (H+). При этом возможна полная, необратимая диссоциация, когда в растворе молекул нет; в таком случае кислота называется сильной (азотная, серная, соляная). Другие кислоты (угольная, фосфорная, уксусная) – слабые, и в уравнении электролитической диссоциации вместо знака равенства ставят знак обратимости.
Например:
Кроме того, они диссоциируют ступенчато:
Итак, все кислоты объединяет то, что они при диссоциации обязательно образуют ионы водорода (Н+), поэтому общие характерные химические свойства кислот – кислый вкус, изменение окраски индикаторов, реакции с основаниями, с основными оксидами – обусловлены именно катионами водорода:
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2,
Zn + 2H+ = Zn2+ + H2;
CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O,
CuO + 2H+ = Cu2+ + H2O;
NaOH + HCl = NaCl + H2O,
H+ + OH– = H2O.
При написании уравнений реакций, характеризующих свойства электролита, надо помнить, что реакции в растворах электролитов идут до конца, если в результате образуется осадок, газ или малодиссоциирующие вещества.
В о п р о с 4. Что такое основание с точки зрения электролитической диссоциации?
Команда Г. Основанием называется вещество, которое при взаимодействии с H2O образует гидроксид-ионы (OH–). Сильные основания (гидроксиды металлов Ia и IIa групп) диссоциируют следующим образом:
NaOH = Na+ + OH– + Q;
Са(ОН)2 = Ca2+ + 2OH– + Q.
Слабые основания:
Сu(ОН)2 CuOH+ + OH– (1-я ступень),
СuОН+ Cu2+ + OH– (2-я ступень);
NН3 + H2O + OH–.
Общие свойства щелочей – мылкость на ощупь, изменение окраски индикаторов и другие свойства – обусловлены гидроксид-ионами (ОН–):
2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O,
2OH– + CO2 = + H2O;
2NaOH + FeCl2 = Fe(OH)2 + 2NaCl,
Fe2+ + 2OH– = Fe(OH)2 .
И здесь, как и во всех реакциях, происходящих в растворах электролитов, необходимым условием протекания реакции является удаление хотя бы некоторых ионов из раствора.
В о п р о с 5. Что происходит с солями в растворах?
Команда Д. При растворении в H2O (или расплавлении) соли диссоциируют с образованием ионов:
NaCl = Na+ + Cl–, NH4Cl = + Cl–,
и т.д.
Эти ионы определяют поведение солей в растворах. Соли могут взаимодействовать с кислотами:
с щелочами:
Na2СO3 + Ba(ОН)2 = ВаСО3 + 2NaOH,
Ba2+ + = BaCO3;
c другими солями:
NaCl + AgNO3 = AgСl + NaNO3,
Ag+ + Cl– = AgCl.
Во всех случаях реакции между ионами идут в сторону образования малодиссоциированных или трудно растворимых веществ.
Практическая часть
Задание 1. Опытным путем определите, в какой из выданных вам пробирок содержится:
а) р-р HCl;
б) р-р NaOH;
в) дистиллированная H2O.
Решение. Используются индикаторы (табл. 1).
Таблица 1
Окраска индикаторов в различных средах
Индикатор | С р е д а | ||
Кислая | Нейтральная | Щелочная | |
Лакмус | Красный | Фиолетовый | Синий |
Фенолфталеин | Бесцветный | Бесцветный | Малиновый |
Метилоранж | Красный | Оранжевый | Желтый |
Задание 2. В одной пробирке находится Mg(ОН)2, а в другой – Zn(ОН)2. Определите, в какой пробирке находится каждое из этих веществ.
Решение. В обе пробирки прилить щелочь. Реакция будет только с Zn(ОН)2:
Задание 3. Вам выдан оксид меди(II) CuO. С помощью химических реакций определите, кислотный он или основный.
Решение. CuO – порошок черного цвета, нерастворим в Н2О. Взаимодействует с соляной кислотой:
CuO + 2HCl = CuCl2 + Н2О,
CuO + 2H+ = Cu2+ + Н2О,
т.е. он основный оксид.
Задание 4. В шести пробирках находится р-р CuSO4. В каждую из пробирок последовательно прилейте следующие растворы:
а) Na2S; б) KNO3;
в) NaOH; г) ВаCl2;
д) HCl; е) H2S.
Составьте уравнения реакций, протекающих до конца, в молекулярном и ионно-молекулярном видах.
Решение. Наблюдаемые в пробирках реакции (табл. 2):
Таблица 2
Растворы | Na2S | KNO3 | NaOH | BaCl2 | HCl | H2S |
CuSO4 | CuS | – | Cu(OH)2 | BaSO4 | – | CuS |
Примеры уравнений реакций:
CuSO4 + 2NaОН = Cu(ОН)2 + Na2SO4,
Cu2+ + 2OH– = Cu(ОН)2;
CuSO4 + Н2S = CuS + Н2SО4 ,
Cu2+ + H2S = CuS + 2H+
и т.д.
Задание 5. Осуществите практически следующие превращения:
а) Cu CuO CuCl2 Cu(OH)2 CuO;
б)
в) C CO2 CaCO3 CaCl2.
Решение.
а) 2Cu + O2 CuO;
CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O,
CuO + 2H+ = Cu2+ + H2O;
CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2 + 2NaCl,
Cu2+ + 2OH– = Cu(OH)2;
Cu(OH)2 CuO + H2O
и т.д.
Задание 6. Осуществите реакции, схемы которых приведены:
а) Ва2+ + = BaSO4;
б) H+ + ОН– = Н2O;
в) + 2Н+ = СО2 + H2О.
Решение.
и т.д.
Задание 7. Вам выдана смесь цинковых и медных опилок. Выделите из этой смеси медные опилки химическим способом.
Решение. На смесь действуем соляной кислотой (р-р):
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2,
Zn + 2H+ = Zn2+ + H2.
Медь с соляной кислотой не реагирует.
Каждая команда записывает свои задания в тетрадь по схеме: что делали; что наблюдали; результаты наблюдений; вывод.
Рефлексия. Оценка
Учитель и лаборант записывают результаты команд в листок учета знаний по форме:
Команда | Вопрос 1 | Вопрос 2 | Вопрос 3 | Вопрос 4 | Вопрос 5 |
А Б В Г Д | . | . | . | . | . |
Практическая часть
Оценивается каждое задание и выводится общий балл.
За ответы даются жетоны: – 3 балла; – 4 балла; – 5 баллов.
Результаты команд и их членов объявляются на следующем уроке.
Домашнее задание
Учитель. Напомню, что все путешественники ведут дневники о своих приключениях. Предлагаю вам придумать сказку, загадку, стихотворение или кроссворд по теме «Электролитическая диссоциация».
Предварительный просмотр:
8 класс
…Мы отнюдь не властвуем над природой, все наше господство
состоит в том, что мы... в отличие от всех других существ,
умеем познавать ее законы и правильно их применять.
Ф.Энгельс
Цели. Дидактические. Систематизировать сведения о типах химических реакций по признаку – числу исходных и полученных веществ, продолжить формирование умений составлять уравнения химических реакций.
Развивающие. Продолжать развитие интеллектуальных умений – анализ, синтез, сравнение, индукция, дедукция; развивать произвольное внимание.
Воспитательные. Продолжать формирование: научного мировоззрения на процессы превращения веществ; нравственной сферы личности учащихся; интереса к предмету.
На доске. Дата, тема урока, эпиграф, портрет В.И.Вернадского, демонстрационные рисунки моделей фрагментов молекул сложных органических веществ (вторичной структуры белка, ДНК).
Методы и методические приемы. Беседа, сообщения учащихся, письменная работа, фронтальный опрос, лабораторный опыт.
Оборудование. На столах учеников: образцы натурального и синтетического каучука, гематита; железные гвозди для задания № 4; листы с заданиями.
ХОД УРОКА
Вводное слово учителя
Учитель. Наша планета, жителями которой являемся и мы с вами, сформирована благодаря протеканию химических процессов. Распределение веществ на Земле обусловлено конкретными химическими реакциями. Зная типы химических реакций, мы можем использовать эти процессы и управлять ими для собственного блага. В течение урока мы попытаемся вместе показать друг другу такие возможности. Целью урока является повторение и закрепление знаний о типах химических реакций. Признак классификации – число исходных и полученных веществ. А также мы
с вами продолжим тренироваться в составлении уравнений химических реакций. Для того чтобы достичь данной цели, необходимо сначала повторить то, что вы уже знаете.
Фронтальная беседа
Учитель. Итак, что происходит с веществами в процессе химической реакции?
Ученик. В процессе химической реакции происходит превращение одних веществ в другие.
Учитель. Какие типы химических реакций вам известны?
Ученик. Нам известны реакции соединения, разложения, замещения, обмена.
Учитель. Дайте определения названных типов химических реакций.
Ученик. Реакции разложения – это такие реакции, при которых из одного сложного вещества образуются два и более новых веществ более простого состава.
Реакции соединения – это такие реакции, при которых два или несколько веществ образуют одно более сложное вещество.
Реакции замещения – это такие реакции, при которых атомы простого вещества замещают атомы одного из элементов в сложном веществе.
Реакции обмена – это такие реакции, при которых два сложных вещества обмениваются своими составными частями.
Учитель. Какова основа этой классификации?
Ученик. Основой классификации является число исходных и образовавшихся веществ.
Учитель. Значит, зная типы химических реакций, мы можем предсказывать по исходным веществам продукты химических реакций, и наоборот.
Химические реакции протекают в различных оболочках Земли. Назовите эти оболочки.
Ученик. Нам известны следующие оболочки Земли: атмосфера, биосфера, гидросфера и литосфера.
Основная часть урока
Учитель. Согласно теории В.И.Вернадского, основоположника биогеохимии, именно живое вещество с помощью солнечного излучения вовлекает неорганическую (неживую) материю в непрерывный круговорот химических превращений. Как вы думаете, с какой оболочкой Земли мы будем связывать обобщение знаний о типах химических реакций?
В.И.Вернадский |
Ученик. Обобщение знаний мы будем связывать с биосферой.
Учитель. Подробнее теорию Вернадского о биосфере вы рассмотрите в курсе общей биологии, а сегодня тему урока мы будем иногда связывать с биосферой.
Ученик. Сопоставление многих научных данных свидетельствует о том, что жизнь на Земле существовала почти столько времени, сколько существовала сама планета.
Наличие окисленного железа осадочного происхождения позволяет предположить, что уже в то время существовали живые организмы и процессы фотосинтеза. Формирование биосферы, к которой относимся и мы с вами, прошло длинный путь, состоявший из двух стадий: химической и биологической.
Живое от неживого отличается на уровне молекул. Но общее в них то, что эти молекулы состоят из атомов. В основе живых организмов лежат сложные молекулы, состоящие из атомов углерода, водорода, кислорода, азота, серы и некоторых других химических элементов.
Учитель. В сообщении упоминалось о наличии окисленного железа. Выполнив задание 1, вы свяжете свое знание о типах химических реакций непосредственно с реальным природным процессом.
Задание 1. Запишите уравнение реакции окисления железа до вещества с химической формулой Fe3О4. Укажите тип химической реакции. Молекулярный кислород, требующийся для осуществления этой реакции, выделился в процессе происходящей на свету жизнедеятельности живых организмов растительного происхождения. Как называется этот процесс?
(Ответ. Реакция соединения:
3Fe + 2O2 Fe3O4
Молекулярный кислород, требующийся для окисления железа, выделяется в процессе фотосинтеза.)
Учитель. А что же произошло с атомами железа и кислорода в указанных процессах?
Ученик. Химические связи между атомами разрушились и образовались новые.
Учитель. Так как же могли преобразовываться соединения, содержащие атомы углерода, водорода, кислорода, азота, серы, чтобы произошло образование веществ «живых» из «неживых»?
Послушаем выступление учащегося с одной из гипотез по этому поводу.
Ученик. Наиболее близкой, хотя и нетождественной первичной атмосфере Земли, является атмосфера Венеры, состоящая преимущественно из углекислого газа. Поэтому ученые предположили, что одним из первоначальных веществ, содержащих углерод, был углекислый газ. Исходя из научных данных, можно предположить, что в те времена из мантии Земли выделялись следующие газы: водяной пар (Н2О), углекислый газ (СО2), сернистый газ (SО2), сероводород (Н2S), азот (N2). При температуре 500 К они вступали в химические реакции. В результате образовалась смесь газов: водорода, метана, аммиака, – которая под действием ультрафиолетовой части солнечного излучения образовала органические соединения, предшествующие живому веществу.
Учитель. Запишите уравнения реакций, иллюстрирующие указанные процессы. Для достижения данной цели выполните задание 2. Тем самым вы фактически запишете уравнения реакций, которые предположительно были основой для образования более сложных молекул, предшественниц живых веществ.
Задание 2. а) Составьте уравнения реакций получения метана из водорода и углекислого газа, если известно, что данный процесс состоит из двух стадий: при взаимодействии углекислого газа с водородом образуется уголь и вода; а затем при взаимодействии угля с водородом образуется метан.
б) Составьте уравнение реакции получения аммиака, если известно, что исходными веществами служат водород и азот.
Укажите типы этих химических реакций.
(Ответ.
а) Реакция замещения: CO2 + 2H2 = C + 2H2O,
реакция соединения: C + 2H2 = СH4;
б) реакция соединения: 3H2 + N2 = 2NH3.)
Учитель. Итак, перед вами уравнения реакций. Сделайте вывод о том, какой тип химических реакций преобладал при образовании веществ – предшественников живого вещества.
Ученик. Это были реакции соединения.
Учитель. Рассмотрите схему строения органических веществ. (Демонстрация наглядных изображений молекул ДНК, вторичной структуры белка.)
Это молекулы с очень сложным строением, которые постепенно образовывались из более простых веществ. Что же происходило дальше с такими сложными органическими веществами? Об этом трудно сказать точно. Возможно, опираясь на знания биологии и химии, в том числе на знания о типах химических реакций, кто-нибудь создаст новую теорию. А сейчас послушайте выступление, связанное с одной из гипотез о возникновении живых веществ. Отметьте при этом, какие известные вам типы химических реакций упоминались, а какие не упоминались.
Модель фрагмента молекулы ДНК |
Ученик. Согласно гипотезе А.И.Опарина, основным условием возникновения живого вещества является образование органических веществ – соединений, построенных на основе углерода, в которых атомы этого элемента связаны с другими атомами различным образом.
Первичный океан представлял собой нечто вроде «бульона» из органических веществ. В процессе их сосуществования появлялись сложные углеродные соединения – молекулы гигантских размеров. Эти молекулы отличались тем, что для поддержания существования им был необходим постоянный обмен веществом со средой: эти молекулы должны были избирательно усваивать из среды новые вещества – достраивать какие-либо части и выделять продукты распада других своих частей во внешнюю среду. Эти гигантские молекулы были названы коацерватами, которые обладали предположительно свойствами самовоспроизводящих систем, т. е. свойствами живых веществ.
Учитель. О каких типах химических реакций здесь шла речь? Какие реакции не упоминались?
Ученик. В этом сообщении говорилось о реакциях разложения, соединения, обмена. Не говорилось о реакции замещения.
Учитель. А как ученые, по вашему мнению, могли догадаться, какие вещества были исходными в этих процессах?
Ученик. Они знали закономерности протекания химических реакций и предположили состав исходных веществ.
Учитель. Давайте представим, что живое вещество образовалось. Но ультрафиолетовые лучи Солнца не только помогли возникнуть, но и губительно влияли на зачатки жизни на Земле. Скажите, пожалуйста, а слой какого вещества в атмосфере защищает от упомянутых излучений?
Ученик. Озоновый слой.
Учитель. Вы уже на предыдущих занятиях познакомились с озоном. Выполните задание 3, касающееся этого вещества, при этом мы будем полагать, что кислород в молекулярном состоянии уже присутствовал в атмосфере.
Задание 3.
Для образования озона необходимы свободные атомы кислорода, которые возникают при разложении молекул кислорода. Запишите уравнения реакций:
а) образования атомов кислорода при разложении молекулы кислорода;
б) получения молекулы озона при взаимодействии атомарного кислорода с молекулярным кислородом.
Укажите типы данных химических реакций.
(Ответ.
а) Реакция разложения: O2 = O + O;
б) реакция соединения: O + O2 = O3.)
Учитель. Мы рассмотрели предполагаемые реакции, лежащие в основе получения веществ – предшественников живой материи, озона (их «защитника»), а также некоторые процессы, предположительно лежащие в основе зарождения жизни на Земле.
Предшественницей биологической эволюции на Земле была химическая. Затем начался и продолжился биологический путь эволюции. В результате этих преобразований появилась биосфера. Мы не будем сейчас на уроке рассматривать этот путь, т. к. это предмет других наук. Однако вы должны понимать, что в основе многих биологических процессов лежат процессы химические, связанные с переходом одних веществ в другие.
В результате биологической эволюции возник современный человек, отличающийся от других живых существ разумом и активностью, т. е. способностью влиять на состояние Земли, в том числе и на биосферу. Вернадский, развивая учение о биосфере, впервые глубоко обосновал единство человека и биосферы.
Так как же может влиять человек на химические превращения в окружающей среде?
Ученик. Человек может сам осуществлять химические превращения.
Учитель. А зачем это ему нужно? Ведь можно использовать вещества природного происхождения? Для того, чтобы ответить на данный вопрос, рассмотрите образцы веществ, находящиеся у вас на столах, и ответьте на вопросы, касающиеся их свойств, выполнив задание 4.
Задание 4. Ответьте на вопросы.
а) По какому из физических свойств синтетический (произведенный человеком) каучук превосходит натуральный?
б) Для получения чистого железа в качестве исходных веществ могут использовать оксид железа(III), содержащийся в гематите, и алюминий. Запишите уравнение реакции замещения, иллюстрирующее данный процесс.
(Ответ.
а) Синтетический каучук более эластичный, чем натуральный.
б) Fe2O3 + 2Al AL2O3 + 2Fe – реакция замещения.)
Учитель. Сделайте вывод о том, зачем человеку производить новые материалы, которых нет в природе.
Ученик. Численность людей на Земле увеличивается, а это значит, что веществ природного происхождения просто не хватает. Кроме того, человек производит новые материалы, которые по своим качествам превосходят природные.
Учитель. Положительна или отрицательна эта сторона использования знаний химической науки?
Ученик. Эта сторона положительна.
Учитель. А какие отрицательные стороны вы можете назвать?
УченикИ. В процессе химических реакций могут выделяться вредные для природы вещества.
Учитель. Попробуем рассмотреть эту общую проблему на частном примере. Одним из способов получения тепла является горение некоторых веществ. Рассмотрим разные стороны этого процесса. Что в нем положительного?
Ученик. Положительным является то, что мы получаем тепло.
Учитель. А теперь рассмотрите одну из отрицательных сторон горения, прочитав и выполнив задание 5. Предложите способы уменьшения вредного воздействия некоторых веществ, производимых человеком.
Задание 5. а) Ископаемый уголь, мазут (продукт переработки нефти) и природный газ, используемые на тепловых электростанциях, содержат (в виде примесей) большое количество серы. При ее горении образуется сернистый газ, оказывающий вредное воздействие на живые организмы. Запишите уравнение реакции горения серы. Определите тип этой химической реакции.
б) Водород может служить в качестве экологически чистого топлива. Запишите уравнение реакции окисления водорода. Определите тип этой химической реакции. Сделайте вывод, почему такой способ получения энергии является экологически безопасным.
в) Выделяющийся в процессе горения сернистый газ может улавливаться и связываться гашеной известью (гидроксидом кальция). В результате этой реакции образуются сульфит кальция и вода. Запишите уравнения реакции, зная, что она относится к реакции обмена.
г) Предложите (устно) способы уменьшения количества вредных веществ, производимых человеком.
(Ответ.
а) Реакция соединения: S + O2 SO2
б) реакция соединения: H2 + O2 = 2H2O
в) реакция обмена: SO2 + Ca(OH)2 = CaSO3 + H2O.)
Ученик. Для уменьшения количества вредных веществ, производимых человеком, можно предложить замену одних веществ и процессов на другие, менее опасные, или нейтрализацию уже образовавшихся вредных веществ.
Учитель. В завершение урока сделайте вывод о том, что дают знания о типах химических реакций. Ваше мнение может опираться на эпиграф урока с точки зрения истинности или ложности его. Ответ мотивируйте. (Ученики высказывают различные мнения по данному поводу.)
А сейчас я предлагаю вам осуществить взаимопроверку выполненных вами в процессе урока заданий и выставить друг другу отметки, используя образец правильных ответов.
Заключительная часть
Учитель. Человек может создавать качественно новые вещества, которые ему необходимы в жизни. При создании новых веществ и использовании различных химических превращений он не должен наносить вред природе и себе самому. Эта задача сложная, но посильная для человека, потому что человеческий разум является определяющим фактором развития, мощной силой взаимоотношений природы и общества.
Сегодня вы очень близко подошли к тем знаниям о типах химических реакций, которые связаны с реальными природными процессами и деятельностью человека в прошлом и будущем.
Домашнее задание. Учитель предлагает написать рефераты по темам:
• Для чего нужен кислород?
• Вода – самое важное вещество на Земле.
• Автомобиль – злейший враг природы.
• Нефть – опасный загрязнитель.
• Почему природный газ как топливо привлекает внимание экологов?
• О чем могут поведать жители водоема?
• Как устроить мусорную свалку?
• Что происходит с озоновым экраном?
• Чем опасны аварии на атомных электростанциях?
Л и т е р а т у р а д л я у ч а щ и х с я
Гаврилов В.П. Черное золото планеты. М.: Недра, 1990; Курячая М.А. Химия созидающая, химия разрушающая. М.: Знание, 1990; Матвеев Л.В. Почти все о ядерном реакторе. М.: Энергоатомиздат, 1990; Павилейко Р.П. Катастрофа! М.: Недра, 1991; Чижевский А.Е. Я познаю мир. Экология. М.: АСТ, 1998.
Л и т е р а т у р а д л я у ч и т е л я
Габриелян О.С. Химия. 8 класс. 3-е изд. М.: Дрофа, 2000; Ильченко В.Р. Формирование естественно-научного понимания школьников. М.: Просвещение, 1993; Крицман В.А. Книга для чтения по неорганической химии. М.: Просвещение, 1974; Опаловский А.А. Планета Земля глазами химика. М.: Наука, 1990; Энциклопедический словарь юного химика. Сост. В.А.Крицман, В.В.Станцо. М.: Педагогика, 1982.
Предварительный просмотр:
Чистые вещества и смеси
Тип урока. Изучение нового материала.
Цели урока. Обучающие – изучить понятия «чистое вещество» и «смесь», однородные (гомогенные) и неоднородные (гетерогенные) смеси, рассмотреть способы разделения смесей, научить учащихся разделять смеси на компоненты.
Развивающие – развить интеллектуальные и познавательные умения учащихся: выделять существенные признаки и свойства, устанавливать причинно-следственные связи, классифицировать, анализировать, делать выводы, выполнять опыты, наблюдать, оформлять наблюдения в виде таблиц, схем.
Воспитательные – содействовать воспитанию у учащихся организованности, аккуратности при проведении эксперимента, умения организовывать взаимопомощь при работе в парах, духа соревновательности при выполнении упражнений.
Методы обучения. Методы организации учебно-познавательной деятельности – словесные (эвристическая беседа), наглядные (таблицы, рисунки, демонстрации опытов), практические (лабораторные работы, выполнение упражнений).
Методы стимулирования интереса к учению – познавательные игры, учебные дискуссии.
Методы контроля – устный контроль, письменный контроль, экспериментальный контроль.
Оборудование и реактивы. На столах учащихся – листы бумаги, ложечки для веществ, стеклянные палочки, стаканы с водой, магниты, порошки серы и железа.
На столе учителя – ложечки, пробирки, держатель для пробирок, спиртовка, магнит, вода, химические стаканы, штатив с кольцом, штатив с лапкой, воронка, стеклянные палочки, фильтры, фарфоровая чашка, делительная воронка, пробирка с газоотводной трубкой, пробирка-приемник, «стакан-холодильник» с водой, лента фильтровальной бумаги (2х10 см), красные чернила, колба, сито, порошки железа и серы в массовом отношении 7 : 4, речной песок, поваренная соль, растительное масло, раствор медного купороса, манная, гречневая крупы.
ХОД УРОКА
Организационный момент
Отметить отсутствующих, объяснить цели урока и познакомить учащихся с его планом.
П л а н у р о к а
1. Чистые вещества и смеси. Отличительные особенности.
2. Однородные и неоднородные смеси.
3. Способы разделения смесей.
Беседа по теме «Вещества и их свойства»
Учитель. Вспомните, что изучает химия.
Ученик. Вещества, свойства веществ, изменения, происходящие с веществами, т.е. превращения веществ.
Учитель. Что называется веществом?
Ученик. Вещество – это то, из чего состоит физическое тело.
Учитель. Вы знаете, что вещества бывают простыми и сложными. Какие вещества называются простыми, а какие – сложными?
Ученик. Простые вещества состоят из атомов одного химического элемента, сложные – из атомов различных химических элементов.
Учитель. Какие физические свойства имеют вещества?
Ученик. Агрегатное состояние, температуры плавления, кипения, электро- и теплопроводность, растворимость в воде и др.
Объяснение нового материала
Чистые вещества и смеси.
Отличительные особенности
Учитель. Постоянные физические свойства имеют только чистые вещества. Только чистая дистиллированная вода имеет tпл = 0 °С, tкип = 100 °С, не имеет вкуса. Морская вода замерзает при более низкой, а закипает при более высокой температуре, вкус у нее горько-соленый. Вода Черного моря замерзает при более низкой, а закипает при более высокой температуре, чем вода Балтийского моря. Почему? Дело в том, что в морской воде содержатся другие вещества, например растворенные соли, т.е. она представляет собой смесь различных веществ, состав которой меняется в широких пределах, свойства же смеси не являются постоянными. Определение понятия «смесь» было дано в XVII в. английским ученым Робертом Бойлем: «Смесь – целостная система, состоящая из разнородных компонентов».
Рассмотрим отличительные особенности смеси и чистого вещества. Для этого проделаем следующие опыты.
Опыт 1. Используя инструкцию к опыту, изучите существенные физические свойства порошков железа и серы, приготовьте смесь этих порошков и определите, сохраняют ли эти вещества свои свойства в смеси.
Инструкция для учащихся к опыту 1. Насыпьте на лист бумаги отдельными кучками порошки серы и железа, рассмотрите их цвет. 2. Возьмите небольшую часть каждого вещества и проведите следующие операции: а) испытайте магнитом; б) опустите в стакан с водой. 3. Смешайте стеклянной палочкой оба порошка на бумаге, рассмотрите цвет смеси. 4. Проведите со смесью те же операции, что и с чистыми веществами. |
Обсуждение с учащимися результатов проведенного опыта.
Учитель. Опишите агрегатное состояние и цвет серы.
Ученик. Сера – твердое вещество желтого цвета.
Учитель. Каковы агрегатное состояние и цвет железа в виде порошка?
Ученик. Железо – твердое серое вещество.
Учитель. Как эти вещества относятся: а) к магниту; б) к воде?
Ученик. Железо притягивается магнитом, а сера – нет; в воде порошок железа тонет, т.к. железо тяжелее воды, а порошок серы всплывает на поверхность воды, т. к. не смачивается водой.
Учитель. Что можно сказать о соотношении железа и серы в смеси?
Ученик. Соотношение железа и серы в смеси может быть различным, т.е. непостоянным.
Учитель. Сохраняются ли свойства железа и серы в смеси?
Ученик. Да, свойства каждого вещества в смеси сохраняются.
Учитель. Как можно разделить смесь серы и железа?
Ученик. Это можно сделать физическими методами: магнитом или водой.
Учитель. Опыт 2. Сейчас я покажу реакцию взаимодействия серы и железа. Ваша задача внимательно наблюдать этот опыт и определить, сохраняют ли свои свойства железо и сера в полученном в результате реакции сульфиде железа(II) и можно ли выделить из него железо и серу физическими методами.
Я тщательно перемешиваю порошки железа и серы в массовом отношении 7 : 4:
m(Fе) : m(S) = Аr(Fе) : Аr(S) = 56 : 32 = 7 : 4,
помещаю смесь в пробирку, прогреваю в пламени спиртовки, сильно накаливаю в одном месте и прекращаю нагревание, когда начинается бурная экзотермическая реакция. После остывания пробирки осторожно разбиваю ее, предварительно завернув в полотенце, и извлекаю содержимое. Внимательно посмотрите на полученное вещество – сульфид железа(II). Видны ли в нем отдельно серый порошок железа и желтый — серы?
Ученик. Нет, полученное вещество имеет темно-серый цвет.
Учитель. Затем испытываю полученное вещество магнитом. Разделяются ли железо и сера?
Ученик. Нет, полученное вещество не намагничивается.
Учитель. Помещаю сульфид железа(II) в воду. Что вы наблюдаете при этом?
Ученик. Сульфид железа(II) тонет в воде.
Учитель. Сохраняют ли сера и железо свои свойства, входя в состав сульфида железа(II)?
Ученик. Нет, новое вещество обладает свойствами, отличными от свойств взятых для реакции веществ.
Учитель. Можно ли разделить сульфид железа(II) физическими методами на простые вещества?
Ученик. Нет, ни магнит, ни вода не могут разделить сульфид железа(II) на железо и серу.
Учитель. Происходит ли изменение энергии при образовании химического вещества?
Ученик. Да, например, при взаимодействии железа и серы энергия выделяется.
Учитель. Занесем результаты обсуждения опытов в таблицу.
Таблица
Сравнительная характеристика смеси и чистого вещества
Признаки сравнения | Чистое вещество | Смесь |
Состав | Постоянный | Непостоянный |
Вещества | Одно и то же | Различные |
Физические свойства | Постоянные | Непостоянные |
Изменение энергии при образовании | Происходит | Не происходит |
Разделение | С помощью химических реакций | Физическими методами |
Для закрепления этой части урока выполните упражнение: определите, где на рисунке (см. с. 34) изображено простое вещество, сложное вещество или смесь.
Однородные и неоднородные смеси
Учитель. Выясним, отличаются ли смеси по внешнему виду друг от друга.
Учитель демонстрирует примеры суспензий (речной песок + вода), эмульсии (растительное масло + вода) и растворов (воздух в колбе, поваренная соль + вода, разменная монета: алюминий + медь или никель + медь).
Учитель. В суспензиях видны частицы твердого вещества, в эмульсиях – капельки жидкости, такие смеси называются неоднородными (гетерогенными), а в растворах компоненты не различимы, они являются однородными (гомогенными) смесями. Рассмотрим схему классификации смесей (схема 1).
Схема 1
Приведите примеры каждого вида смесей: суспензий, эмульсий и растворов.
Способы разделения смесей
Учитель. В природе вещества существуют в виде смесей. Для лабораторных исследований, промышленных производств, для нужд фармакологии и медицины нужны чистые вещества.
Для очистки веществ применяются различные способы разделения смесей (схема 2).
Схема 2
Эти способы основаны на различиях в физических свойствах компонентов смеси.
Рассмотрим способы разделения гетерогенных смесей.
Как можно разделить суспензию – смесь речного песка с водой, т. е. очистить воду от песка?
Ученик. Отстаиванием, а затем фильтрованием.
Учитель. Верно. Разделение отстаиванием основано на различных плотностях веществ. Более тяжелый песок оседает на дно. Так же можно разделить и эмульсию: отделить нефть или растительное масло от воды. В лаборатории это можно сделать с помощью делительной воронки. Нефть или растительное масло образует верхний, более легкий слой. (Учитель демонстрирует соответствующие опыты.)
В результате отстаивания выпадает роса из тумана, осаждается сажа из дыма, отстаиваются сливки в молоке.
А на чем основано разделение гетерогенных смесей с помощью фильтрования?
Ученик. На различной растворимости веществ в воде и на различных размерах частиц.
Учитель. Верно, через поры фильтра проходят лишь соизмеримые с ними частицы веществ, в то время как более крупные частицы задерживаются на фильтре. Так можно разделить гетерогенную смесь поваренной соли и речного песка.
Ученик показывает опыт: наливает в смесь песка и соли воду, перемешивает, а затем пропускает взвесь (суспензию) через фильтр – раствор соли в воде проходит через фильтр, а крупные частицы нерастворимого в воде песка остаются на фильтре.
Учитель. А какие вещества можно использовать в качестве фильтров?
Ученик. В качестве фильтров можно использовать различные пористые вещества: вату, уголь, обожженную глину, прессованное стекло и другие.
Учитель. Какие примеры применения фильтрования в жизни человека вы можете привести?
Ученик. Способ фильтрования – это основа работы бытовой техники, например пылесосов. Его используют хирурги – марлевые повязки; буровики и рабочие элеваторов – респираторные маски. С помощью чайного ситечка для фильтрования чаинок Остапу Бендеру – герою произведения Ильфа и Петрова – удалось забрать один из стульев у Эллочки Людоедки («Двенадцать стульев»).
Учитель. А теперь, познакомившись с этими способами разделения смеси, давайте поможем героине русской народной сказки «Василиса Прекрасная».
Ученик. В этой сказке Баба-Яга приказала Василисе отделить рожь от чернушки и мак от земли. Героине сказки помогли голуби. Мы же теперь можем разделить крупы фильтрованием через сито, если крупинки имеют разные размеры, или взбалтыванием с водой, если частицы имеют разную плотность или различную смачиваемость водой. Возьмем в качестве примера смесь, состоящую из крупинок различного размера: смесь манной и гречневой круп. (Ученик показывает, как манка с меньшими размерами частиц проходит через сито, а гречка остается на нем.)
Учитель. А вот со смесью веществ, имеющих разную смачиваемость водой, вы сегодня уже знакомились. О какой смеси я говорю?
Ученик. Речь идет о смеси порошков железа и серы. Мы проводили с этой смесью лабораторный опыт.
Учитель. Вспомните, как вы разделяли такую смесь.
Ученик. С помощью отстаивания в воде и с помощью магнита.
Учитель. Что вы наблюдали, разделяя смесь порошков железа и серы с помощью воды?
Ученик. Несмачивающийся порошок серы всплывал на поверхность воды, а тяжелый смачивающийся порошок железа оседал на дно.
Учитель. А как происходило разделение этой смеси с помощью магнита?
Ученик. Порошок железа притягивался магнитом, а порошок серы – нет.
Учитель. Итак, мы познакомились с тремя способами разделения гетерогенных смесей: отстаиванием, фильтрованием и действием магнитом. А теперь рассмотрим способы разделения гомогенных (однородных) смесей. Вспомните, после отделения фильтрованием песка мы получили раствор соли в воде – гомогенную смесь. Как из раствора выделить чистую соль?
Ученик. Выпариванием или кристаллизацией.
Учитель демонстрирует опыт: вода испаряется, а в фарфоровой чашке остаются кристаллы соли.
Учитель. При выпаривании воды из озер Эльтон и Баскунчак получают поваренную соль. Этот способ разделения основан на различии в температурах кипения растворителя и растворенного вещества.
Если вещество, например сахар, разлагается при нагревании, то воду испаряют неполностью – упаривают раствор, а затем из насыщенного раствора осаждают кристаллы сахара.
Иногда требуется очистить от примесей растворители с меньшей температурой кипения, например воду от соли. В этом случае пары вещества необходимо собрать и затем сконденсировать при охлаждении. Такой способ разделения гомогенной смеси называется дистилляцией, или перегонкой.
Учитель показывает перегонку раствора медного купороса, вода испаряется при tкип = 100 °С, затем пары конденсируются в пробирке-приемнике, охлаждаемой водой в стакане.
Учитель. В специальных приборах – дистилляторах получают дистиллированную воду, которую используют для нужд фармакологии, лабораторий, систем охлаждения автомобилей.
Ученик демонстрирует рисунок сконструированного им «прибора» для дистилляции воды.
Учитель. Если же разделять смесь спирта и воды, то первым будет отгоняться (собираться в пробирке-приемнике) спирт с tкип = 78 °С, а в пробирке останется вода. Перегонка используется для получения бензина, керосина, газойля из нефти.
Особым методом разделения компонентов, основанным на различной поглощаемости их определенным веществом, является хроматография.
Учитель демонстрирует опыт. Он подвешивает полоску из фильтровальной бумаги над сосудом с красными чернилами, погружая в них лишь конец полоски. Раствор впитывается бумагой и поднимается по ней. Но граница подъема краски отстает от границы подъема воды. Так происходит разделение двух веществ: воды и красящего вещества в чернилах.
Учитель. С помощью хроматографии русский ботаник М.С.Цвет впервые выделил хлорофилл из зеленых частей растений. В промышленности и лабораториях вместо фильтровальной бумаги для хроматографии используют крахмал, уголь, известняк, оксид алюминия. А всегда ли требуются вещества с одинаковой степенью очистки?
Ученик. Для различных целей необходимы вещества с различной степенью очистки. Воду для приготовления пищи достаточно отстоять для удаления примесей и хлора, используемого для ее обеззараживания. Воду для питья нужно предварительно прокипятить. А в химических лабораториях для приготовления растворов и проведения опытов, в медицине необходима дистиллированная вода, максимально очищенная от растворенных в ней веществ. Особо чистые вещества, содержание примесей в которых не превышает одной миллионной процента, применяются в электронике, в полупроводниковой, ядерной технике и других точных отраслях промышленности.
Учитель. Послушайте стихотворение Л.Мартынова «Дистиллированная вода»:
Вода
Благоволила
Литься!
Она
Блистала
Столь чиста,
Что ни напиться,
Ни умыться.
И это было неспроста.
Ей не хватало
Ивы, тала
И горечи цветущих лоз,
Ей водорослей не хватало
И рыбы, жирной от стрекоз.
Ей не хватало быть волнистой,
Ей не хватало течь везде.
Ей жизни не хватало
Чистой –
Дистиллированной воде!
Для закрепления и проверки усвоения материала учащиеся отвечают на следующие вопросы.
1. При измельчении руды на горно-обогатительных фабриках в нее попадают обломки железных инструментов. Как их можно извлечь из руды?
2. Перед переработкой бытового мусора, а также бумажной макулатуры необходимо избавиться от железных предметов. Как проще всего это сделать?
3. Пылесос всасывает воздух, содержащий пыль, а выпускает чистый. Почему?
4. Вода после мойки автомобилей в крупных гаражах оказывается загрязненной машинным маслом. Как следует поступить перед сливом ее в канализацию?
5. Муку очищают от отрубей просеиванием. Почему это делают?
6. Как разделить зубной порошок и поваренную соль? Бензин и воду? Спирт и воду?
Л и т е р а т у р а
Аликберова Л.Ю. Занимательная химия. М.: АСТ-Пресс, 1999; Габриелян О.С., Воскобойникова Н.П., Яшукова А.В. Настольная книга учителя. Химия. 8 класс. М.: Дрофа, 2002; Габриелян О.С. Химия.
8 класс. М.: Дрофа, 2000; Гузей Л.С., Сорокин В.В., Суровцева Р.П. Химия. 8 класс. М.: Дрофа, 1995; Ильф И.А., Петров Е.П. Двенадцать стульев. М.: Просвещение, 1987; Кузнецова Н.Е., Титова И.М., Гара Н.Н., Жегин А.Ю. Химия. Учебник для учащихся 8 класса общеобразовательных учреждений. М.: Вентана-Граф, 1997; Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия. Учебник для 8 класса общеобразовательных учреждений. М.: Просвещение, 2000; Тыльдсепп А.А., Корк В.А. Мы изучаем химию. М.: Просвещение, 1998.
Предварительный просмотр:
Урок химии в
9 классе
«Алюминий»
Девиз урока: «Древо науки всеми корнями связано с исследованием»
Цели урока:
- Обучающая: создать условия для исследования учащимися физических и химических свойств алюминия на основе строения его атома, дальнейшего развития общеучебных и предметных умений (анализировать, сравнивать, делать выводы, решать задачи, составлять уравнения химических реакций).
- Развивающая: развитие логико - смыслового мышления учащихся, памяти, химического языка, а также умения осуществлять самостоятельную деятельность на уроке.
- Воспитывающая: воспитывать культуру умственного труда, развивать коммуникативные качества личности.
Тип урока: изучение новой темы
Метод обучения: частично-поисковый, исследовательский, проблемный.
Организационные формы: беседа, самостоятельная работа, практическая работа.
Средства обучения: маршрутная карта, химическое оборудование, инструкции.
Активизация внимания: на доске написано слово «квартира», запомнить порядок написания букв и повторить их.
I.Мотивация.
Актуализация знаний
У каждого из нас есть свой адрес: это улица, дом, квартира. У химических элементов тоже есть свой «дом». Как он называется? Какие «адреса» имеют химические элементы? Сегодня мы познакомимся с одним из «жильцов» этого «дома».
Прошу внести черный ящик.
Звучит музыка из передачи «Что? Где? Когда?», лаборант вносит черный ящик.
Спрятан в ящике предмет –
Без него не съесть обед.
Вещь незаменимая,
Вещь необходимая.
Если мы садимся кушать,
Тот предмет нам очень нужен.
Из чего же сей предмет?
Серебристо – белый цвет
Вам позволит дать ответ.
(алюминиевая ложка)
II.Объявление темы и цели урока.
Сейчас вы отправитесь в путешествие, чтобы познакомиться с удивительным химическим элементом – алюминием – и образованным им простым веществом. Для этого вам понадобится маршрутная карта. Внимательно рассмотрите ее и скажите, где вы сегодня побываете.
Маршрутная карта
Дата:_________ Тема: _______________________________________
Цели: изучить положение алюминия в Периодической системе, строение атома элемента, физические и химические свойства простого вещества.
Станция 1. «Визитка химического элемента»
Рассказ учащихся о положении алюминия в периодической системе и строение его атома.
Алюминий находится в главной подгруппе III группы 3 периода. Порядковый номер 13, атомная масса 27. Схема расположения электронов по энергетическим уровням следующий: AI 2е- ,8е- ,3е-
Время стоянки 3 мин. Работая в паре, определите место положения элемента в Периодической системе, составьте электронную формулу атома. Сделайте записи в тетрадях.
Порядковый номер:________
Период:___________________
Группа:___________________
Подгруппа:________________
Электронная формула атома:____________________
Из предложенных формул выберите электронную формулу AI.
1s2 2s2 2p6 3s1
1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
1s2 2s2 2p6 3s2 3p1
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d 4s1
1s2 2s1
Станция 2. «Физические свойства простого вещества».
( Работа с учебником).
Время стоянки 5 минут. Сейчас вам предстоит работать в парах. Возьмите алюминиевую проволоку в руки, рассмотрите ее, попробуйте изменить ее форму. На основании наблюдений и вашего жизненного опыта охарактеризуйте физические свойства алюминия и запишите их. Запишите в тетради, используя знания по физике, физические свойства вещества. В случае затруднения поставьте карандашом знак вопроса напротив соответствующего свойства.
Алюминий относительно мягкий, пластичный металл. В этом легко убедиться, если сгибать алюминиевую проволоку или пластинку. Цвет его серебристо-белый с характерным блеском. Этот металл имеет сравнительно невысокую температуру плавления, плавится при 6600С и высокую электрическую проводимость. Его плотность составляет 2,7г/см3 Он очень пластичен, легко вытягивается в проволоку и прокатывается в листы и фольгу. По электропроводимости уступает лишь серебру и меди.
Цвет:
Запах:
Металлический блеск:
Твердость: (твердый, мягкий)
Плавкость: (легкоплавкий, тугоплавкий)
Пластичность:
Теплопроводность: (высокая, низкая)
Электропроводность:
Температура плавления:
( Для доказательства теплопроводности и электропроводности учитель проводит опыт)
Алюминий относится к числу элементов, которые были известны с глубокой древности. Но в чистом виде алюминий был получен датским химиком Х.Эрстедом только в 1825году. Название этого элемента происходит от латинского алюмен, так в древности называли квасцы, которые использовали для крашения тканей. В 19 век алюминий ценился на вес золота. Так, на международном съезде химиков Д.И.Менделееву в знак его научных заслуг был вручен ценный подарок – большая алюминиевая кружка.
В природе алюминий встречается только в виде соединений и по распространенности в земной коре занимает первое место среди металлов и третье – среди всех элементов. Общее содержание в земной коре составляет около 9%. Важнейшие из них указаны на схеме №1,
таблица №1
Работа по карте: Показать важнейшие месторождения соединений алюминия
Важнейшие природные соединения алюминия
( работа с коллекцией «Алюминий»)
Каолин (AI2O3 * 2SiO2 *2H2O) – важнейшая составная часть глины.
Корунд (AI2O3) и его разновидность наждак.
Алунит, нефелин, каолин,боксит
.
Лабораторный опыт№1 (на каждом столе коллекция «Алюминий и его соединения»)
Заполните таблицу №1
Название соединения | Формула | Внешний вид | Применение |
Перед вами предметы: карандаш, пластилин, наждак, бенгальские огни, чайная чашка. Как вы думаете, что их может объединять между собой?
Пластилин – это глина, приготовленная на особом жире, который предохраняет от высыхания и лучше склеивает отдельные частички глины. Глины бывают разных цветов: от черных до белых, желтые, красные, густо-синие. Цветной пластилин изготавливают из таких цветных глин.
Глина входит и в состав грифеля карандаша. Чистый графит очень непрочен и мягок, а глина придает ему прочность. Чем больше глины в графите, тем тверже карандаш.
Чайная чашка – это глиняная посуда, а основная часть глины – оксид алюминия. В 18 веке в Москве жил купец Афанасий Кириллович Гребенщиков. Он первым оценил свойства белой глины, найденной в Гжельском уезде, и построил завод по производству фаянсовой посуды, расписанной особым узором.
Демонстрация «Гжельской посуды»
(Открывается музыкальная шкатулка, а в ней разноцветные елочные гирлянды, создающие иллюзию сияния драгоценных огней).
Ребята, как вы думаете, какое отношение может иметь алюминий к этим камням?
Рубины, сапфиры – минералы, основу которых составляет оксид алюминия. Наличие небольших количеств соединений других металлов придает различный цвет этим минералам. Драгоценные камни образуются в глубинах земли при высоких давлениях и температурах.
1 вариант.
1. Этому русскому ученому подарили кружку из драгоценного металла – алюминия. (В 1889 году алюминий был в 9 раз дороже серебра). Кому торжественно вручили кружку?
Т) А.М.Бутлерову
Б) А.П.Бородину
В) Д.И.Менделееву
2. Что защищает алюминий от коррозии?
Е) защитная оксидная пленка
Н) высокая теплопроводность
В) низкая химическая активность
3. Название «крылатый металл» алюминий получил за его применение в:
А) кораблестроении
Щ) авиации
У) строительстве
4.Алюминий был открыт знаменитым ученым:
А) М.Фарадеем, 1830г.
Е) Х.Эрстедом, 1825г.
Р) Г.Дэви, 1807г.
5. Широко применяется алюминий для упаковки:
Ц) хлеба
Н) колбас
С) шоколада
6. Один из сплавов алюминия в России получил название:
Д) дюралюминий
Б) силумин
Т) кольчугалюминий
7. Широкое применение алюминия в электротехнике обусловлено:
П) высокой прочностью
Л) малой плотностью
В) хорошей электропроводностью
8. Основными рудами алюминия в природе являются:
М) гематиты
Х) шеелиты
О) бокситы
2 вариант
1. Основными рудами алюминия в природе являются:
С) гематиты
Б) шеелиты
А) бокситы
2. Этому русскому ученому подарили кружку из драгоценного металла – алюминия. (В 1889 году алюминий был в 9 раз дороже серебра). Кому торжественно вручили кружку?
О) А.М.Бутлерову
Р) А.П.Бородину
Л) Д.И.Менделееву
3. Название «крылатый металл» алюминий получил за его применение в:
В) кораблестроении
Ю) авиации
К) строительстве
4. Широко применяется алюминий для упаковки:
Г) хлеба
Б) колбас
М) шоколада
5. Что защищает алюминий от коррозии?
И) защитная оксидная пленка
С) высокая теплопроводность
В) низкая химическая активность
6. Один из сплавов алюминия в России получил название:
Ф) дюралюминий
Б) силумин
Н) кольчугалюминий
7. Широкое применение алюминия в электротехнике обусловлено:
А) высокой прочностью
Е) малой плотностью
И) хорошей электропроводностью
8.Алюминий был открыт знаменитым ученым:
Б) М.Фарадеем, 1830г.
Й) Х.Эрстедом, 1825г.
В) Г.Дэви, 1807г.
Станция 3. «Химические свойства простого вещества»
Во время длительной стоянки на этой станции вы пройдете два этапа. На первом этапе вы будете исследовать взаимодействие алюминия с простыми веществами, на втором – со сложными. Время стоянки 7 минут. Работая в группах по 2 человека, составьте уравнения химических реакций алюминия. Сделайте выводы. Заполните таблицу по результатам исследования.
.
Взаимодействие алюминия |
с простыми веществами / со сложными веществами |
/ |
/ |
/ |
Вывод: |
Задание №1. Составьте три уравнения реакций алюминия с простыми веществами: кислородом, серой и хлором. Закончив работу, напишите уравнения реакций на бумаге и поднимите его вверх.(трое пишут уравнения на доске)
(Горение алюминия демонстрирует учитель, сжигая обычные бенгальские огни).
В химической литературе вы прочитаете о том, что алюминий реагирует с кислородом при обычных условиях. Не противоречит ли это вашему жизненному опыту? Ведь в алюминиевой посуде мы готовим пищу, кипятим воду, и никаких видимых изменений с посудой не происходит.
Объясните, почему?
(Поверхность металла покрыта тонкой, но очень прочной оксидной пленкой. Эта пленка препятствует взаимодействию алюминия с водой. Если удалить защитную пленку химическим способом, то алюминий проявляет себя как весьма активный металл).
Лабораторный опыт№2
Исследуйте взаимодействия алюминия со сложными веществами: соляной кислотой и раствором гидрооксида натрия. Не забывайте о правилах безопасности.
ИНСТРУКЦИЯ
Взаимодействия алюминия
со сложными веществами
Правила безопасности. Соблюдайте осторожность при работе с растворами кислот и щелочей. При нагревании прогревайте сначала всю пробирку. Направляйте ее отверстие в сторону от себя и соседа.
1 вариант. Опыт 1. Взаимодействие алюминия с раствором кислоты.
В пробирку поместите 2 кусочка алюминия и добавьте туда 1 мл соляной кислоты. Если реакция не происходит, содержимое пробирки слегка нагрейте. Составьте уравнение химической реакции и объясните наблюдаемое.
Для справки. С концентрированной азотной кислотой алюминий не реагирует, пассивирует, поэтому ее перевозят в алюминиевых цистернах и баках.
2 вариант. Опыт 2. Взаимодействие алюминия с раствором щелочи.
В пробирку поместите 2 кусочка алюминия. Добавьте 1мл раствора гидрооксида натрия. Если реакция не идет, содержимое пробирки слегка нагрейте. Составьте уравнения химической реакции, объясните наблюдаемое.
Советы мудрого попутчика
Если вы затрудняетесь в написании уравнения реакции алюминия с раствором гидрооксида натрия, обратитесь к учебнику химии страница 198 первая колонка.
Станция 4. «Выбери задание» :
В течении 3 мин. Вам необходимо выполнить одно из трех заданий своего варианта. Выбирайте только те задания, с которым вы справитесь.
- ( задания на «3»)
О ( задания на «4»)
* ( задания на «5»)
- Закончите уравнения реакции.
AI + HCI = … ( 1 вариант)
AI + H2SO4 = … ( 2 вариант)
О. Напишите уравнения реакций в соответствии со схемой:
AI – AI2O3 – AI(NO3 )3 ( 1 вариант)
AI – AICI3 – AI(OH)3 ( 2 вариант)
* Определите неизвестное вещество и напишите уравнения реакции в соответствии со схемой:
AI - … - AI(OH)3 ( 1 вариант)
AI - … - AICI3 ( 2 вариант)
Проверка проводится сразу по готовым ответам на доске
Осуществите превращение:
1. AI – AI2O3 – AI(OH)3 – AI2 (SO)3
2. AI – AI2O3 –AI2(SO4)3 - AI(OH)3
Решите задачу: Какой объем водорода может быть получен при растворении в едком натрии 270мг сплава алюминия, содержащего 20% меди? Выход водорода примите равным 85% от теоретически возможного.
Вы достигли конечной станции.
Станция 5 «Применение»
Алюминий применяют для производства различных сплавов (коллекция).
Алюминиевые сплавы незаменимы для авиации – они почти в 3 раза легче стали и меди и вместе с тем тверды, жаростойки и прочны.
Оксид алюминия используют для получения алюминия, а также как огнеупорный материал. Его кристаллы незаменимы для лазеров. Прозрачные окрашенные кристаллы природного оксида алюминия (корунда) – драгоценные камни (сапфиры, рубины).
Гидрооксид алюминия – основной компонент всем известных лекарств малаокса, альмагеля, которые понижают кислотность желудочного сока.
III. Подведение итогов занятия. Рефлексия.
Вернемся к теме сегодняшнего урока.
- Какую проблему мы поставили в начале урока?
- Удалось ли нам ее решить?
- К какому выводу мы пришли?
В тринадцатой квартире
Живу, известный в мире,
Как проводник прекрасный.
Пластичен, серебрист.
Еще по части сплавов
Завоевал я славу,
И в этом деле я специалист.
Вот мчусь я, словно ветер,
В космической ракете.
Спускаюсь в бездну моря,
Там знают все меня.
По внешности я видный,
Хоть пленкою оксидной
Покрыт, она мне – прочная броня.
Я мягкий, легкий, ковкий,
Сверкаю в упаковке.
Обернуты конфеты блестящею фольгой,
Для плиток шоколада
Меня немало надо,
А раньше был я очень дорогой.
Ваше домашнее задание: & 21.3, №6,12 всем. №15 по желанию.
Маршрутная карта
Дата:_________ Тема: _______________________________________
Цели: изучить положение алюминия в Периодической системе, строение атома элемента, физические и химические свойства простого вещества.
Станция 1. «Визитка химического элемента»
Время стоянки 3 мин. Работая в паре, определите место положения элемента в Периодической системе, составьте электронную формулу атома. Сделайте записи в тетрадях.
Порядковый номер:________
Период:___________________
Группа:___________________
Подгруппа:________________
Электронная формула атома:____________________
Станция 2. «Физические свойства простого вещества».
Время стоянки 5 минут. Сейчас вам предстоит работать в парах. Возьмите алюминиевую проволоку в руки, рассмотрите ее, попробуйте изменить ее форму. На основании наблюдений и вашего жизненного опыта охарактеризуйте физические свойства алюминия и запишите их. Запишите в тетради, используя знания по физике, физические свойства вещества. В случае затруднения поставьте карандашом знак вопроса напротив соответствующего свойства
(При затруднении данные найдите в учебнике на странице 196).
Цвет:
Запах:
Металлический блеск:
Твердость: (твердый, мягкий)
Плавкость: (легкоплавкий, тугоплавкий)
Пластичность:
Теплопроводность: (высокая, низкая)
Электропроводность:
Температура плавления:
Лабораторный опыт№1 (на каждом столе коллекция «Алюминий и его соединения») Заполните таблицу №1
Название соединения | Формула | Внешний вид | Применение |
Станция 3. «Химические свойства простого вещества»
Во время длительной стоянки на этой станции вы пройдете два этапа. На первом этапе вы будете исследовать взаимодействие алюминия с простыми веществами, на втором – со сложными. Время стоянки 7 минут. Работая в группах по 2 человека, составьте уравнения химических реакций алюминия. Сделайте выводы. Заполните таблицу по результатам исследования.
.
Взаимодействие алюминия |
с простыми веществами / со сложными веществами |
/ |
/ |
/ |
Вывод: |
Задание №1. Составьте три уравнения реакций алюминия с простыми веществами: кислородом, серой и хлором. Закончив работу, напишите уравнения реакций на бумаге и поднимите его вверх
Лабораторный опыт№2
Исследуйте взаимодействия алюминия со сложными веществами: соляной кислотой и раствором гидрооксида натрия. Не забывайте о правилах безопасности.
ИНСТРУКЦИЯ
Взаимодействия алюминия
со сложными веществами
Правила безопасности. Соблюдайте осторожность при работе с растворами кислот и щелочей. При нагревании прогревайте сначала всю пробирку. Направляйте ее отверстие в сторону от себя и соседа.
1 вариант. Опыт 1. Взаимодействие алюминия с раствором кислоты.
В пробирку поместите 2 кусочка алюминия и добавьте туда 1 мл соляной кислоты. Если реакция не происходит, содержимое пробирки слегка нагрейте. Составьте уравнение химической реакции и объясните наблюдаемое.
Для справки. С концентрированной азотной кислотой алюминий не реагирует, пассивирует, поэтому ее перевозят в алюминиевых цистернах и баках.
2 вариант. Опыт 2. Взаимодействие алюминия с раствором щелочи.
В пробирку поместите 2 кусочка алюминия. Добавьте 1мл раствора гидрооксида натрия. Если реакция не идет, содержимое пробирки слегка нагрейте. Составьте уравнения химической реакции, объясните наблюдаемое.
Советы мудрого попутчика
Если вы затрудняетесь в написании уравнения реакции алюминия с раствором гидрооксида натрия, обратитесь к учебнику химии страница 198 первая колонка.
Станция 4. «Выбери задание» :
В течении 3 мин. Вам необходимо выполнить одно из трех заданий своего варианта. Выбирайте только те задания, с которым вы справитесь.
- ( задания на «3»)
О ( задания на «4»)
* ( задания на «5»)
- Закончите уравнения реакции.
AI + HCI = … ( 1 вариант)
AI + H2SO4 = … ( 2 вариант)
О. Напишите уравнения реакций в соответствии со схемой:
AI – AI2O3 – AI(NO3 )3 ( 1 вариант)
AI – AICI3 – AI(OH)3 ( 2 вариант
* Определите неизвестное вещество и напишите уравнения реакции в соответствии со схемой:
AI - … - AI(OH)3 ( 1 вариант)
AI - … - AICI3 ( 2 вариант)
Проверка проводится сразу по готовым ответам на доске
Тест
1 вариант.
1. Этому русскому ученому подарили кружку из драгоценного металла – алюминия. (В 1889 году алюминий был в 9 раз дороже серебра). Кому торжественно вручили кружку?
Т) А.М.Бутлерову
Б) А.П.Бородину
В) Д.И.Менделееву
2. Что защищает алюминий от коррозии?
Е) защитная оксидная пленка
Н) высокая теплопроводность
В) низкая химическая активность
3. Название «крылатый металл» алюминий получил за его применение в:
А) кораблестроении
Щ) авиации
У) строительстве
4.Алюминий был открыт знаменитым ученым:
А) М.Фарадеем, 1830г.
Е) Х.Эрстедом, 1825г.
Р) Г.Дэви, 1807г.
5. Широко применяется алюминий для упаковки:
Ц) хлеба
Н) колбас
С) шоколада
6. Один из сплавов алюминия в России получил название:
Д) дюралюминий
Б) силумин
Т) кольчугалюминий
7. Широкое применение алюминия в электротехнике обусловлено:
П) высокой прочностью
Л) малой плотностью
В) хорошей электропроводностью
8. Основными рудами алюминия в природе являются:
М) гематиты
Х) шеелиты
О) бокситы
2 вариант
1. Основными рудами алюминия в природе являются:
С) гематиты
Б) шеелиты
А) бокситы
2. Этому русскому ученому подарили кружку из драгоценного металла – алюминия. (В 1889 году алюминий был в 9 раз дороже серебра). Кому торжественно вручили кружку?
О) А.М.Бутлерову
Р) А.П.Бородину
Л) Д.И.Менделееву
3. Название «крылатый металл» алюминий получил за его применение в:
В) кораблестроении
Ю) авиации
К) строительстве
4. Широко применяется алюминий для упаковки:
Г) хлеба
Б) колбас
М) шоколада
5. Что защищает алюминий от коррозии?
И) защитная оксидная пленка
С) высокая теплопроводность
В) низкая химическая активность
6. Один из сплавов алюминия в России получил название:
Ф) дюралюминий
Б) силумин
Н) кольчугалюминий
7. Широкое применение алюминия в электротехнике обусловлено:
А) высокой прочностью
Е) малой плотностью
И) хорошей электропроводностью
8.Алюминий был открыт знаменитым ученым:
Б) М.Фарадеем, 1830г.
Й) Х.Эрстедом, 1825г.
В) Г.Дэви, 1807г.
1s2 2s2 2p6 3s1
1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
1s2 2s2 2p6 3s2 3p1
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d 4s1
1s2 2s1
Станция 4. «Выбери задание» :
В течении 3 мин. Вам необходимо выполнить одно из трех заданий своего варианта. Выбирайте только те задания, с которым вы справитесь.
- ( задания на «3»)
О ( задания на «4»)
* ( задания на «5»)
- Закончите уравнения реакции.
AI + HCI = … ( 1 вариант)
AI + H2SO4 = … ( 2 вариант)
О. Напишите уравнения реакций в соответствии со схемой:
AI – AI2O3 – AI(NO3 )3 ( 1 вариант)
AI – AICI3 – AI(OH)3 ( 2 вариант)
* Определите неизвестное вещество и напишите уравнения реакции в соответствии со схемой:
AI - … - AI(OH)3 ( 1 вариант)
AI - … - AICI3 ( 2 вариант)
Проверка проводится сразу по готовым ответам на доске
- Закончите уравнения реакции.
2AI + 6HCI = 2AICI3 + H2 ( 1 вариант)
2AI + 3H2SO4 = AI2 (SO4 )3 +3 H2 ( 2 вариант)
О. Напишите уравнения реакций в соответствии со схемой:
AI – AI2O3 – AI(NO3 )3 ( 1 вариант)
4AI + 3O2 = 2AI2O3
AI2O3 + HNO3 = AI(NO3 )3
AI – AICI3 – AI(OH)3 ( 2 вариант)
2AI + 6HCI = 2AICI3 + H2
AICI3 + 3NaOH = AI(OH)3 + 3NaCI
* Определите неизвестное вещество и напишите уравнения реакции в соответствии со схемой:
AI - … - AI(OH)3 ( 1 вариант)
AI – AICI3 – AI(OH)3
2AI + 6HCI = 2AICI3 + H2
AICI3 + 3NaOH = AI(OH)3 + 3NaCI
AI - … - AICI3 ( 2 вариант)
4AI + 3O2 = 2AI2O3
AI2O3 +6 HCI = 2AICI3 +3 H2O
Проверка проводится сразу по готовым ответам на доске
Осуществите превращение:
1. AI – AI2O3 – AI(OH)3 – AI2 (SO)3
2. AI – AI2O3 –AI2(SO4)3 - AI(OH)3
Девиз урока: «Древо науки всеми корнями связано с исследованием»
Предварительный просмотр:
Азотная кислота: свойства и реакции,
лежащие в основе производства
Цели. Повторить классификацию и свойства оксидов азота, а также общие свойства азотной кислоты в свете теории электролитической диссоциации (ТЭД). Познакомить учащихся с окислительными свойствами азотной кислоты на примере взаимодействия разбавленной и концентрированной кислоты с металлами. Дать понятие о способах получения азотной кислоты и областях ее применения.
Оборудование. На каждом столе перед учащимися план урока, схема взаимодействия азотной кислоты с металлами, набор реактивов, тесты для закрепления изученного материала.
П л а н у р о к а
• Оксиды азота.
• Состав и строение молекулы азотной кислоты.
• Физические свойства азотной кислоты.
• Химические свойства азотной кислоты.
• Получение азотной кислоты.
• Применение азотной кислоты.
• Закрепление материала (тест по вариантам).
ХОД УРОКА
Оксиды азота
Учитель. Вспомните и напишите формулы оксидов азота. Какие оксиды называются солеобразующими, какие – несолеобразующими? Почему?
Ученики самостоятельно записывают формулы пяти оксидов азота, называют их, вспоминают азотсодержащие кислородные кислоты и устанавливают соответствие между оксидами и кислотами. Один из учеников записывает на доске (таблица).
Таблица
Сопоставление оксидов азота, кислот и солей
Демонстрационный опыт:
взаимодействие оксида азота(IV) с водой
Учитель. В сосуд с NO2 приливаем немного воды и взбалтываем содержимое, затем испытываем полученный раствор лакмусом.
Что наблюдаем? Раствор краснеет из-за образовавшихся двух кислот.
2NO2 + H2O = HNO2 + HNO3.
Степень окисления азота в NO2 равна +4, т.е. она является промежуточной между +3 и +5, которые в растворе более устойчивы, поэтому оксиду азота(IV) соответствуют сразу две кислоты – азотистая и азотная.
Состав и строение молекулы
Учитель. На доске запишите молекулярную формулу азотной кислоты, вычислите ее молекулярную массу и отметьте степени окисления элементов. Составьте структурную и электронную формулы.
Ученики составляют следующие формулы (рис. 1).
Рис. 1. Неверные структурная и электронная формулы азотной кислоты
Учитель. Согласно этим формулам вокруг азота вращается десять электронов, но этого не может быть, т.к. азот находится во втором периоде и максимально на внешнем слое у него может быть только восемь электронов. Это противоречие устраняется, если предположить, что между атомом азота и одним из атомов кислорода образуется ковалентная связь по донорно-акцепторному механизму (рис. 2).
Рис. 2. Электронная формула азотной кислоты.
Электроны атома азота обозначены черными точками
Тогда структурную формулу азотной кислоты можно было бы изобразить так (рис. 3):
Рис. 3. Структурная формула азотной кислоты
(донорно-акцепторная связь показана стрелкой)
Однако опытным путем доказано, что двойная связь равномерно распределена между двумя атомами кислорода. Степень окисления азота в азотной кислоте равна +5, а валентность (обратите внимание) равна четырем, ибо имеются только четыре общие электронные пары.
Физические свойства азотной кислоты
Учитель. Перед вами флаконы с разбавленной и концентрированной азотной кислотой. Опишите физические свойства, которые вы наблюдаете.
Ученики описывают азотную кислоту как жидкость тяжелее воды, желтоватого цвета, с резким запахом. Раствор азотной кислоты без цвета и без запаха.
Учитель. Я добавлю, что температура кипения азотной кислоты +83 °С, температура замерзания –41 °С, т.е. при обычных условиях это жидкость. Резкий запах и то, что при хранении она желтеет, объясняется тем, что концентрированная кислота малоустойчива и под действием света или при нагревании частично разлагается.
Химические свойства кислоты
Учитель. Вспомните, с какими веществами взаимодействуют кислоты? (Учащиеся называют.)
Перед вами реактивы, проделайте перечисленные реакции* и запишите свои наблюдения (реакции записывать надо в свете ТЭД).
А теперь обратимся к специфическим свойствам азотной кислоты.
Мы отметили, что кислота при хранении желтеет, теперь докажем это химической реакцией:
4HNO3 = 2H2O + 4NO2 + O2.
(Учащиеся самостоятельно записывают электронный баланс реакции.)
Выделяющийся «бурый газ» (NO2) окрашивает кислоту.
Особо ведет себя эта кислота по отношению к металлам. Вы знаете, что металлы вытесняют водород из растворов кислот, но при взаимодействии с азотной кислотой этого не происходит.
Посмотрите на схему у вас на парте (рис. 4), где показано, какие газы выделяются при реакции кислоты различной концентрации с металлами. (Работа со схемой.)
Рис. 4. Схема взаимодействия азотной кислоты с металлами
Демонстрационный опыт:
взаимодействие концентрированной азотной кислоты с медью
Очень эффективна демонстрация реакции азотной кислоты (конц.) с порошком меди или мелко нарезанными кусочками медной проволоки:
Учащиеся самостоятельно записывают электронный баланс реакции:
Получение кислоты
Учитель. Урок будет неполным, если мы не рассмотрим вопрос получения азотной кислоты.
Лабораторный способ: действие концентрированной серной кислоты на нитраты (рис. 5).
NaNO3 + H2SO4 = NaHSO4 + HNO3.
В промышленности кислоту в основном получают аммиачным способом.
Рис. 5. Для получения азотной кислоты в лаборатории до сих пор
удобно использовать старинную химическую посуду – реторту
Способ получения кислоты из азота и кислорода при температуре свыше 2000 °С (электродуговой) особого распространения не получил.
В России история получения азотной кислоты связана с именем химика-технолога Ивана Ивановича Андреева (1880–1919).
Он в 1915 г. создал первую установку по производству кислоты из аммиака и реализовал разработанный способ в заводском масштабе в 1917 г. Первый завод был построен в Донецке.
Этот метод включает несколько этапов.
1) Подготовка аммиачно-воздушной смеси.
2) Окисление аммиака кислородом воздуха на платиновой сетке:
4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O.
3) Дальнейшее окисление оксида азота(II) до оксида азота(IV):
2NO + O2 = 2NO2.
4) Растворение оксида азота(IV) в воде и получение кислоты:
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO.
Если растворение проводить в присутствии кислорода, то весь оксид азота(IV) переходит в азотную кислоту.
5) Заключительный этап получения азотной кислоты – очистка газов, выходящих в атмосферу, от оксидов азота. Состав этих газов: до 98% азота, 2–5% кислорода и 0,02–0,15% оксидов азота. (Азот изначально был в воздухе, взятом для окисления аммиака.) Если оксидов азота в этих отходящих газах больше 0,02%, то специально проводят каталитическое восстановление их до азота, потому что даже такие малые количества этих оксидов приводят к большим экологическим проблемам.
После всего сказанного возникает вопрос: а зачем нам нужна кислота?
Применение кислоты
Учитель. Азотную кислоту используют для производства: азотных удобрений, и в первую очередь аммиачной селитры (как ее получают?); взрывчатых веществ (почему?); красителей; нитратов, о которых речь пойдет на следующем уроке.
Закрепление материала
Фронтальный опрос класса
– Почему степень окисления азота в азотной кислоте +5, а валентность четыре?
– С какими металлами азотная кислота не вступает в реакцию?
– Вам нужно распознать соляную и азотную кислоты, на столе три металла – медь, алюминий и железо. Как вы поступите и почему?
Тест
В а р и а н т 1
1. Какой ряд чисел соответствует распределению электронов по энергетическим уровням в атоме азота?
1) 2, 8, 1; 2) 2, 8, 2; 3) 2, 4; 4) 2, 5.
2. Закончите уравнения практически осуществимых реакций:
1) HNO3 (разб.) + Cu … ;
2) Zn + HNO3 (конц.) … ;
3) HNO3 + MgCO3 … ;
4) CuO + KNO3 … .
3. Укажите, какое уравнение иллюстрирует одну из стадий процесса промышленного производства азотной кислоты.
1) 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O;
2) 5HNO3 + 3P + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO;
3) N2 + O2 = 2NO.
4. Отрицательная степень окисления проявляется азотом в соединении:
1) N2O; 2) NO; 3) NO2; 4) Na3N.
5. Взаимодействие медной стружки с концентрированной азотной кислотой приводит к образованию:
1) NO2; 2) NO; 3) N2; 4) NH3.
В а р и а н т 2
1. Значение высшей валентности азота равно:
1) 1; 2) 2; 3) 5; 4) 4.
2. Запишите возможное взаимодействие концентрированной азотной кислоты со следующими металлами: натрий, алюминий, цинк, железо, хром.
3. Выберите вещества, являющиеся сырьем для производства азотной кислоты:
1) азот и водород;
2) аммиак, воздух и вода;
3) нитраты.
4. Концентрированная азотная кислота не реагирует с:
1) углекислым газом;
2) соляной кислотой;
3) углеродом;
4) гидроксидом бария.
5. При взаимодействии очень разбавленной кислоты с магнием образуется:
1) NO2; 2) NO; 3) N2O; 4) NH4NO3.
Ответы на тесты В а р и а н т 1. 1 – 4; 2. 1) 8HNO3 (разб.) + 3Cu = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O; 2) Zn + 4HNO3 (конц.) = Zn(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O; 3) 2HNO3 + MgCO3 = Mg(NO3)2 + CO2 + H2O; 3 – 1; 4 – 4; 5 – 1. В а р и а н т 2. 1 – 4; 2. Na + 2HNO3 (конц.) = NaNO3 + NO2 + H2O, Zn + 4HNO3 (конц.) = Zn(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O; 3 – 2; 4 – 1; 5 – 4. |
Домашнее задание. Прочитать по учебнику «Химия-9» (Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. М.: Просвещение, 2002) § 21, повторить конспект урока и схему взаимодействия кислоты с металлами.
* Например, можно предложить ребятам проделать следующие лабораторные опыты.
1) В пробирку с раствором азотной кислоты добавьте лакмус и постепенно добавляйте раствор гидроксида натрия. Наблюдения запишите.
2) Положите в пробирку немного мела, добавьте разбавленную азотную кислоту.
3) Положите в пробирку немного оксида меди(II), добавьте разбавленную азотную кислоту. Какого цвета раствор? Зажмите пробирку в держателе и погрейте. Как изменяется цвет раствора? О чем говорит изменение цвета? – Прим. ред.
Предварительный просмотр:
Урок-путешествие
Цели. Образовательная. Расширить представление о развитии азотной промышленности, научных основах и главных направлениях развития химической технологии. Объяснить значение рабочих профессий на химическом производстве.
Развивающая. Развивать у учащихся умения самостоятельно приобретать знания, характеризовать общие научные принципы на примере изучения химического производства аммиака.
Воспитательная. Воспитывать убежденность в необходимости охраны природы, способствовать формированию интереса и углубленных знаний по предмету, экологическому воспитанию, развитию речи.
Тип урока. Урок обобщения изученного материала с использованием компьютерной информации.
ХОД УРОКА
УЧИТЕЛЬ. Мы сегодня предлагаем вам необычное путешествие на химическое предприятие по производству аммиака.
ЭКСКУРСОВОД (под соответствующее звуковое оформление рассказывает историю развития азотной промышленности). В ХХ в. начинается интенсивное строительство заводов для производства соединений азота. Затраты на это производство были очень высоки, что объяснялось несовершенством технологии. Основная часть энергии вообще расходовалась впустую. Принципиально новое решение проблемы фиксации азота было найдено незадолго до Первой мировой войны. Речь идет о синтезе аммиака – основном процессе современной технологии связывания азота. Такой синтез был осуществлен известным немецким химиком Фрицем Габером в 1908 г. Оказалось, что при высоком давлении и температуре в присутствии осмиевого катализатора азот вступает в реакцию с водородом, в результате чего образуется аммиак:
N2 +3H2 2NH3.
Закономерности влияния давления и температуры на равновесие реакции были обобщены в так называемом принципе Ле Шателье, названном в честь его первооткрывателя – замечательного французского ученого. Пользуясь этим принципом, можно было определить, при каком именно давлении и температуре лучше всего проводить процесс синтеза аммиака.
Рассказывая о столь бурном интересе к связанному азоту в начале ХХ в., необходимо пояснить, что его соединения требовались не только для создания высокопродуктивного земледелия, но и для развития промышленности красителей, а главное – производства пороха и взрывчатых веществ. В период Первой мировой войны интерес к мирному использованию азота буквально утонул в спросе на нитросоединения для военных нужд. Лучшие химики Франции, Германии, Англии в условиях острой конкуренции пытаются создать промышленный способ получения аммиака. Немецкие исследователи Ф.Габер и К.Бош создали циркуляционную схему синтеза аммиака под давлением. В 1913 г. в Германии заработала первая промышленная установка.
Развитие азотной отрасли промышленности послужило толчком к созданию мощной немецкой химической индустрии. Позже и в других странах возникли заводы по синтезу аммиака, все они использовали процесс Габера–Боша. За разработку процесса синтеза аммиака Габеру и Бошу в 1918 г. была присуждена Нобелевская премия. Однако и в настоящее время, по прошествии почти века, поиски оптимального катализатора продолжаются.
Далее экскурсовод предлагает маршрут по станциям (основные стадии производства аммиака представлены в виде станций).
Первая станция: «Подготовка сырья»
СООБЩЕНИЯ УЧАЩИХСЯ (схема 1).
Схема 1
Важнейшие составляющие химического производства
Энергия.
Большинство процессов требует затраты энергии. В химическом производстве энергию также расходуют и на проведение вспомогательных операций: транспортировку сырья и готовой продукции, сжатие газов, контрольно-измерительное обслуживание и др. Химическая отрасль промышленности относится к одной из самых энергоемких. Средний расход электрической энергии на производство 1 т аммиака – 3200 кВт•ч.
Вода.
Особое место среди природных ресурсов занимает вода. Она играет важную роль и в химической отрасли промышленности. Будучи универсальным растворителем и одним из наиболее распространенных катализаторов, вода дает возможность осуществлять многие химические реакции с большей скоростью (в растворах или в присутствии ее следов). Кроме того, вода используется как теплоноситель из-за ее большой теплоемкости, доступности и безопасности в применении. Ею охлаждают реагирующие массы, нагретые в результате экзотермических реакций. Водяным паром или горячей водой подогревают взаимодействующие вещества для ускорения реакций или проведения эндотермических процессов.
Современные химические комбинаты расходуют миллионы кубических метров воды в сутки. Например, для получения 1 т аммиака требуется 1500 м3 воды. Поэтому химические предприятия строят рядом с водными источниками.
Задачу сокращения расхода воды химическими предприятиями решают в трех основных направлениях:
• широкое применение оборотного водоснабжения (вода, используемая в теплообменных аппаратах, охлаждается и снова поступает в теплообменные аппараты, и так повторяется многократно);
• замена водяного охлаждения воздушным;
• очистка сточных вод и их повторное использование.
Сырье.
Сырьем называют природный или искусственный материал, подлежащий дальнейшей переработке и используемый в промышленности для получения различных продуктов.
В связи с бурным развитием промышленности растет и объем потребления полезных ресурсов. Это приводит к тому, что многие сырьевые источники быстро истощаются, поэтому необходимо решать проблему бережного и рационального расходования сырья.
В производстве аммиака в качестве сырья используется природный газ метан (схема 2).
Схема 2
Сырье для синтеза аммиака
Исходную смесь газов берут в соотношении: 1 объем N2 к 3 объемам Н2. Реагирующие газы тщательно очищают, затем подают в турбокомпрессор, где сжимают до 25–60 МПа, после чего смешивают с циркуляционным газом и направляют в колонну синтеза.
Вторая станция «Химический процесс»
СООБЩЕНИЯ УЧАЩИХСЯ. Колонны синтеза бывают разной конструкции, на схеме (схема 3) представлена колонна, совмещающая в одном корпусе и катализаторную коробку, и теплообменник.
Схема 3
Установка для синтеза аммиака
Рассмотрим реакцию, лежащую в основе получения целевого продукта:
N2 +3H2 2NH3 + 92 кДж.
Подбор оптимальных условий проведения синтеза осуществляется исходя из характеристик химической реакции.
1) Реакция обратимая, гомогенная (исходные вещества и продукты – это газы) и идет с уменьшением объема, следовательно, смещению равновесия в сторону продуктов способствует повышенное давление.
2) Реакция экзотермическая, повышение температуры смещает химическое равновесие в сторону исходных веществ, а понижение температуры – в сторону продуктов реакции, но при этом скорость синтеза будет очень мала. Поэтому реакцию проводят при оптимальной для данного процесса температуре: 450–500 °С. Исходную смесь газов сначала нагревают в теплообменнике за счет движущихся противотоком выходящих газов, а затем в зоне экзотермической реакции. (Противоток – это движение различных веществ навстречу друг другу с целью создания наилучших условий для обмена энергией.)
3) Для ускорения синтеза, быстрейшего установления равновесия используют катализатор – восстановленное железо, активированное оксидами калия, алюминия и др.
Реагенты и продукты реакции находятся в газовой фазе и образуют гомогенную систему. Реакция протекает на поверхности твердых катализаторов. Такая реакция составляет особый класс гетерогенно-каталитических реакций. Большое значение имеет площадь поверхности катализатора. Катализатор изготавливают в виде губчатых гранул или таблеток. Поскольку активность катализатора сильно снижается от присутствия примесей, то реагирующие газы подвергают тщательной очистке (от воды, соединений серы и др.).
4) При всех указанных условиях проведения реакции равновесный выход продукта составляет не более 20%. Поэтому синтез продукта осуществляется по способу многократной циркуляции, т. е. непрореагировавшую смесь газов многократно возвращают в производство после отделения от нее полученного продукта.
Третья станция «Отвод продуктов из зоны реакции»
СООБЩЕНИЯ УЧАЩИХСЯ.
Отвод продуктов и непрореагировавших веществ из зоны реакции производят через холодильник с последующим разделением в сепараторе.
Газовая смесь, состоящая из непрореагировавших веществ и продукта реакции (азот, водород, аммиак) после контакта с катализатором предварительно охлаждается в теплообменнике, отдавая теплоту входящим газам, а затем поступает в холодильник. Охлаждение, которое производят водой, движущейся противотоком, приводит к конденсации продукта реакции, в сепараторе он отделяется от непрореагировавших газов, которые циркуляционный компрессор возвращает в колонну синтеза.
Многократная циркуляция газов позволяет повысить выход продукта до 85–90% от теоретического. Затраты на производство существенно снижены за счет осуществления непрерывности процесса. Это позволяет полностью автоматизировать производство.
Непрерывность производственного процесса и его автоматизация повышают производительность труда. На современном химическом производстве все процессы полностью автоматизированы. Если механическими процессами управляет человек с помощью технических устройств, то такую систему называют дистанционным, или телеуправлением. Телеуправление относится к неполной автоматизации. При полной автоматизации всеми процессами управляют электронно-вычислительные машины по заданной программе.
Организация комплексного, безотходного использования сырья позволяет народному хозяйству получить огромную дополнительную прибыль и решить проблему окружающей среды.
В 1932 г. академик А.Е.Ферсман охарактеризовал значение комплексного использования сырья так: «Комплексная идея есть идея в корне экономическая, создающая максимальные ценности с наименьшей затратой средств и энергии, но это идея не только сегодняшнего дня, это идея охраны наших природных богатств от их хищнического расточения, идея использования сырья до конца, идея возможного сохранения наших природных запасов на будущее».
Основные пути создания и преимущества безотходного производства
1. Осуществление циркуляции реагирующих веществ по замкнутому кругу до полного превращения в конечные продукты. Пример такого процесса – производство аммиака.
2. Тщательная очистка отходящих газов и сточных вод.
3. Сбережение материальных, энергетических, сырьевых и трудовых ресурсов.
4. Повышение роли химиков-технологов и квалифицированных рабочих. В условиях научно-технической революции, в период бурного развития и науки, и техники трудно назвать какую-либо отрасль промышленности и сельскохозяйственных производств, которая не была бы связана с химией.
На заводе по производству аммиака наиболее важные профессии – оператор, компрессорщик, аппаратчик, катализаторщик, лаборант и др. Современное химическое производство нуждается в рабочих кадрах самой высокой квалификации.
5. Охрана окружающей среды от загрязнений промышленными отходами. Борьба с вредным воздействием на природу и человека промышленных отходов – одна из важнейших проблем защиты окружающей среды, поэтому был принят закон об охране и рациональном использовании природных ресурсов.
Способы борьбы с загрязнением окружающей среды
1) Cтроительство различных очистных сооружений.
2) Создание и внедрение безотходных технологических процессов.
3) Устройство замкнутых циклов водопользования.
4) Использование новых видов топлива, которые не приводят к загрязнению окружающей среды.
5) Создание лесных зон вокруг городов и промышленных центров.
ЭКСКУРСОВОД. Давайте выделим научные принципы организации химического производства (таблица).
Таблица
Общие принципы | Частные принципы |
1. Создание оптимальных условий проведения химических реакций | Противоток веществ, прямоток веществ, увеличение площади поверхности соприкосновения реагирующих веществ, использование катализатора, повышение давления, повышение концентраций реагирующих веществ |
2. Полное и комплексное использование сырья | Циркуляция, создание смежных производств (по переработке отходов) |
3. Использование теплоты химических реакций | Теплообмен, утилизация теплоты реакций |
4. Принцип непрерывности | Механизация и автоматизация производства |
5. Защита окружающей среды и человека | Автоматизация вредных производств, герметизация аппаратов, утилизация отходов, нейтрализация выбросов в атмосферу |
Производство аммиака считается наиболее передовым с точки зрения химической технологии. Аммиак используют в получении азотной кислоты, которая идет на производство удобрений, лекарств, красителей, пластмасс, искусственных волокон, взрывчатых веществ.
Сегодня уже нет причины опасаться будущего «азотного голодания».
Но возникла угроза совсем другого рода – экологическая. Ведь внесение в почву азотных удобрений, пожалуй, самое грубое вмешательство человека в естественный круговорот. И вот оказалось, что жизненно важный связанный азот попал в список врагов окружающей среды. Соединения азота легко вымываются из почвы в водоемы и попадают в питьевую воду. В последнее время установлены даже нормы на содержание нитратов в питьевой воде.
История использования связанного азота – это напоминание о необходимости бережного отношения к биосфере. Рычаги мощного воздействия на природу, которые дает человечеству наука, должны использоваться чрезвычайно разумно, рационально, а главное, не только во имя настоящего, но и будущего Земли.
Для закрепления темы учитель предлагает ответить на ряд вопросов.
1) Охарактеризуйте сущность автоматизации и механизации производственных процессов.
2) Перечислите основные факторы, позволяющие ускорить химические реакции.
3) Охарактеризуйте основные способы борьбы с загрязнением окружающей среды.