Обобщающий урок по теме Азот, фосфор, углерод и кремний


Форма проведения: сюжетно-ролевая игра. Урок-путешествие по «государствам»:

  1. Нитрогениум
  2. Фосфорус
  3. Карбониум
  4. Силициум.

Школьники становятся пассажирами корабля «Знание — сила», учитель – его капитаном, а один из учащихся – штурманом, указывающим маршрут следования.

Цель:

  •  закрепление знаний учащихся о физических и химических свойствах азота, фосфора, углерода, кремния. Показать значение азота, фосфора, углерода, кремния как биогенных элементов и познакомить с нахождением их в природе;
  • формирование умения самостоятельно работать с литературой;
  • развитие речевых навыков;
  • развитие логического мышления;
  • формирование интереса к предмету через необычную форму проведение урока, детской фантазии и представлений;

Ход урока

Капитан. Любой человек, не взирая на возраст, любит путешествовать! Вот и Вас я приглашаю совершить «Путешествие». Давайте представим, что мы сели на корабль под названием «Знание-сила». Вы – пассажиры, а я – капитан, ещё у нас будет штурман – мой помощник. Он укажет маршрут нашего следования. Ваши тетради сегодня превратятся в «путевые дневники». Согласны??? Тогда в путь!!!

Записи в путевом дневнике о путешествии (тезисы выступлений, формулы, уравнения реакций).

Этапы путешествия:

  1. Нитрогениум
  2. Фосфорус
  3. Карбониум
  4. Силициум.

Итак, в путь!!!

Штурман. Капитан!!! Кажется, нас ждут большие неприятности, нас догоняют пираты.

Капитан. Что они хотят???

Штурман Сейчас узнаем.

Пираты Нам нужно много золота и драгоценных камней. На все мы вам даем 10 минут, иначе ваше путешествие не состоится.

Исследователи Мы сейчас вам покажем как в свое время алхимики получали золото. Надеемся, эти знания пригодятся вам. Если приготовить раствор йодида калия и раствор ацетата свинца, их соединить, т.е. слить, то получим золото алхимиков.

На столе разные вещества: нитрат натрия, нашатырный спирт, азотная кислота, белок куриного яйца, зеленый лист, морковка, яблоко;

Учитель Внести черный ящик, в нем вещество, о котором поэт В.Шаламов сказал так:

Я пью в мельчайших дозах,
На сахар капает раствор,
А он способен бросить в воздух
Любую из ближайших гор…
Что это?
(Нитроглицирин)

Что общего у всех этих веществ?

Действительно, в состав всех этих веществ и предметов входит химический элемент Азот.

Итак, мы направляемся в страну «Нитрогениум», которую открыл шотландский ученый химик Д.Резерфорд.

Учитель. Что можно сказать об этой стране и этом элементе?

Пассажир 1. Азот – химический элемент 5 группы периодической системы Менделеева, это бесцветный газ, без вкуса и запаха. Один из самых распространенных элементов, главная составляющая часть атмосферы Земли…

Пассажир 2. Без разрушения молекулы азота в химическую связь не вступают. При обычных условиях с ним способен реагировать только литий…

Учитель. В стихотворении известного английского поэта Р. Киплинга «Синие розы» есть такие строки:

Как-то милой я принес
Целый ворох красных роз.
Не взяла она и в слезы:
Синие найди ей розы…
Зря изъездил я весь свет –
Синих роз под солнцем нет…

Учитель. Нет синих роз, нет зеленых пионов и ландышей желтых. Но придать цветам фантастическую окраску можно с помощью химии. Как это сделать?

Отвечает и показывает опыт.

Исследователь. Синие розы получают в результате несложного опыта. Необходим цилиндр или банка с крышкой. На дно налить нашатырный спирт (раствор аммиака). Укрепить цветок красной розы на крышке, внести его в сосуд. Через несколько минут можно наблюдать изменения окраски из красного в синий.

К соединениям азота относится и бихромат аммония, с которым мы сейчас увидим химическую реакцию.

Исследователь. Как происходит извержение вулкана? Чтобы ответить на этот вопрос, совсем не обязательно отправляться в путешествие к подножию действующего вулкана. Извержение можно посмотреть и на столе. Положим на стол кружок асбеста и соорудим на нём горку из красивых кристаллов бихромата аммония, сделаем углубление – это «кратер». Горящей спичкой коснёмся центра «кратера» — и начнётся «извержение»: вырвется каскад ярких искр, которые при остывании будут превращаться в зеленый пепел. Вскоре вся поверхность стола вокруг « вулкана» покроется «пеплом», представляющим собой окись хрома. Во время «извержении» из «кратера» будут выделяться водные пары и свободный азот.

Пассажир спрашивает исследователей.

Мы хотели бы узнать, почему у нас не получилось изготовление устрашающей маски как у «Собаки Баскервилей»? В чем тут ошибка наша и автора? Вот послушайте.

«Да это была собака, огромная, черная как смоль… Из её пасти вырывалось пламя, глаза метали искры, по морде и загривку переливался мерцающий огонь. Ни в чьем воспаленном мозгу не могло возникнуть видение более страшного, более омерзительного, чем это адское существо, выскочившее на нас из тумана. … Чудовище лежало перед нами… Его огромная пасть все еще светилось голубоватым пламенем, глубоко сидящие дикие глаза были обведены огненными кругами. Я дотронулся до этой светящейся головы, и отняв руку, увидел, что мои пальцы тоже засветились в темноте…»

- Фосфор, — сказал я.

В чем ошибка автора?

Отвечает исследователь.

Фосфор действительно светится в темноте, вернее белый фосфор, аллотропное видоизменение фосфора. Это объясняется тем, что пары Р4 окисляются кислородом воздуха. Но белый фосфор способен самовоспламеняться на воздухе или при трении. Кроме того, он чрезвычайно ядовит: 0,1 г. вещества — смертельная доза. Если бы на шерсть собаки действительно был нанесен белый фосфор, она немедленно получила бы ожоги от его воспламенения. А фосфор, нанесенный на язык, зубы вызвал бы моментальное отравление.

Хотя белый фосфор можно было бы нанести на шерсть собаки, не допустив самовоспламенения, если смешать малое количество его с вазелином или воском.

Итак, мы отправляемся в государство «ФОСФОРУС».

Пассажир расскажет нам об этой удивительной стране.

Фосфор – химический элемент 5 группы периодической системы. Открыт алхимиком из Гамбурга Х.Брандом. При перегонке сухого остатка от выпаривания мочи Бранд заметил зеленоватое свечение вещества, осевшего в колбе. Он решил, что открыл философский камень…



Учитель. Сейчас я покажу вам серию химических опытов. А вы должны:

  1. записать цепочку наблюдаемых превращений Р → Р2О5 → Н3РО4
  2. вспомнить, что показывает любая цепочка превращений веществ.
  3. Написать уравнения химических реакций.

Фосфор
Оксид фосфора 5
Ортофосфорная кислота
Ортофосфат натрия
Ортофосфат серебра
Ортофосфорная кислота

1. Р
2. Р2О5
3.Н3РО4
4. Na3PO4
5. Ag3PO4
6. Н3РО4

Учитель проводит демонстрационные опыты и поясняет их.

  1. Сжигание красного фосфора в бутылке.
  2. Смешивание продукта горения с водой
  3. Взаимодействие полученного раствора с лакмусом.
  4. Действие гидроксида натрия (по каплям с)на полученную смесь (наблюдение за цветом лакмуса).
  5. Добавление нитрата серебра к продукту. Добавление нитрата серебра к неокрашенной порции продукта. (Ag3PO4 – желтый осадок).
  6. Добавление азотной кислоты (по каплям) и испытание конечного продукта лакмусом.

В это время учащиеся составляют цепочку химических превращений. Выполняют самостоятельную работу и осуществляют взаимоконтроль, а результаты заносят в тетрадь.

Капитан. Штурман, взять курс на «КАРБОНИУМ».

Учитель. Пассажир 1 Расскажет нам об этой удивительной стране.

Углерод – химический элемент 4 группы периодической системы. История знакомства человека с этим веществом уходит далеко в глубь веков. Важную геохимическую роль играет угарный газ, углекислый газ и угольная кислота…

Учитель. А сейчас посмотрите отрывок из сказки «Мороз Иванович» и ответьте на вопрос: «Почему нельзя закрывать трубу, когда не все угли прогорели?», «Что такое угар?», «Почему угарный газ ядовит?»

Отвечают пираты. При горении угля в печи происходит химическая реакция: углекислый газ уходит в трубу. После того как уголь прогорел, трубу закрывают, чтобы сохранить тепло в печи. Но если трубу закрыть до того, как угли прогорят, то в печи скапливается избыток углекислого газа, который взаимодействует с ещё раскаленными углями. Происходит восстановление оксида углерода(IV) – углекислый газ в оксид углерода(II) – угарный газ…

Исследователь показывает опыт «Огненное кольцо».

Для этого опыта соорудили приспособление. Взяли небольшую колбу 200 мл с длинным горлышком и стеклянную трубку – тройник. В колбу поместили несколько кусочков карбида кальция, налили 20 мл воды и быстро закрыли отверстие колбы пробкой. В результате взаимодействия карбида кальция с водой образуется ацетилен, который вытесняет из колбы воздух. А тот, в свою очередь, заставляет колбу вращаться. Подождем, пока ацетилен вытеснит весь воздух, и подожжем выходящий ацетилен горящей лучиной. Образуется ярко светящееся огненное кольцо.

Учитель. Итак, последний пункт нашего маршрута – государство «СИЛИЦИУМ».

Штурман, взять курс на «СИЛИЦИУМ».

Пассажир расскажет нам об этой удивительной стране.

Кремний – химический элемент 4 группы периодической системы. Как самостоятельный химический элемент кремний был открыт в 1825 г. Из оксида кремния(IV) — чистого песка – выплавляют кварцевое стекло для сложных оптических устройств… (показывает коллекцию минералов).

Исследователь …показывает опыт «Получение кремниевой кислоты».

Получить кремниевую кислоту взаимодействием кислотного оксида с водой невозможно, так как оксид кремния – это песок, а он не растворяется в воде, поэтому, чтобы получить кремниевую кислоту необходимо провести реакцию силиката натрия (силикатный клей) с любой неорганической или даже с органической кислотой. Если этот опыт проводить дома, то можно взять уксусную кислоту (например, 7%), а я возьму соляную кислоту в растворе. Помешивая стеклянной палочкой, мы получим вязкую жидкость — это кремниевая кислота. Но из-за её неустойчивости, уже при комнатной температуре она распадется на оксид кремния и воду. А оксид кремния – это твердое вещество, поэтому палочка становится не подвижной.

Уважаемые пассажиры и гости, наше путешествие подходит к концу, но хочется закончить урок словами одного героя романа У. Коллинза «Женщина в белом» — графа Фоско:

«Химики – я утверждаю это с полной ответственностью – могут, если захотят, изменить судьбу человечества».

А вот как говорит один из героев романа «Франкенштейн» о тесной связи химии с естественными науками:

Читает штурман…

«В химии, как ни в одной другой из естественных наук, сделаны и ещё будут сделаны величайшие открытия. Вот почему я выбрал её, не пренебрегая вместе с тем и другими науками. Плох тот химик, который не интересуется ничем, кроме своего предмета. Если вы желаете стать настоящим ученым, а не рядовым экспериментатором, я советую вам заняться всеми естественными науками, не забыв и о математике».

Учитель. Раскрывая связь химии с другими науками, необходимо обратить внимание на то, что эту мысль высказывал ещё М.В.Ломоносов более двух веков назад, когда химия как наука в России только зарождалась. Маргарита Алигер пишет об этом в поэме «Ленинские горы»:

О, физика – наука из наук!
Все впереди!
Как мало за плечами!
Пусть химия нам будет вместо рук,
Пусть станет математика очами.
Не разлучайте этих трех сестер
Познания всего в подлунном мире,
Тогда лишь будет ум и глаз остер
И знанье человеческое шире.

А вот как она пишет о роли Ломоносова в становлении русской химической науки:

Характер минералов, недра гор,
Механика, металлургия, оды.
Гидравлика – обуздыванье рек,
Рождение химической науки.
Встает великий русский человек,
Могучий разум, трудовые руки.
Склоняется над образцами руд,
Расплескивает сильные кислоты…
Работает. Наука – это труд,
Единоборство, точные расчеты.

Спасибо вам за то, что вы с интересом участвовали в приключениях и достойно проявляли себя в неожиданных ситуациях.

Домашнее задание — написать сказку, придумать загадки и стихотворения о веществах, которые встретились нам во время путешествия.




Следующий: