Тема занятия: Экспериментальное решение задач

Свои способности человек может
узнать,
только попытавшись приложить их.

Сенека Младший.

При организации профильного обучения в классе
физико-химического профиля особое место
занимают элективные курсы, основной целью
которых является осознание учащимися ценности
химических знаний при их профессиональной
ориентации и дальнейшей профессиональной
деятельности. Предлагаю методическую разработку
одного из занятий элективного курса в 10 классе,
построенного в виде сюжетно-ролевой игры,
которая позволяет учащимся получить
представление о профессии эксперта химической
(криминалистической) лаборатории.

Тип занятия: обобщение и систематизация
знаний.

Вид занятия:

сюжетно-ролевой,
экспериментально-поисковый.

Цель занятия:

обобщить и систематизировать
знания учащихся о качественных реакциях на
катионы и анионы через
проектно-исследовательскую работу.

Задачи занятия:

Развить у учащихся способность к логическому
мышлению при решении экспериментальных задач и к
аналитической деятельности.

  • Совершенствовать навыки в проведении
    химического эксперимента.
  • Возбудить интерес у учащихся к дальнейшей
    учебной деятельности и показать ценность и
    значимость химических знаний при их
    профессиональной ориентации.
  • Способствовать развитию толерантности.
  • План занятия:

    1. Вступительное слово учителя, постановка цели и
      задач.
    2. Обсуждение поставленных задач и разработка
      плана решения в группах.
    3. Инструктаж по технике безопасности и правилах
      поведения в лаборатории.
    4. Решение экспериментальной задачи.
    5. Оформление результатов.
    6. Защита результатов, выводы.
    7. Рефлексия занятия.

    Организация занятия:

    Для проведения занятия требуется следующая
    предварительная подготовка:

    • Формирование групп, распределение
      обязанностей.
    • Подготовка экспериментальной задачи и подбор
      реактивов и оборудования для ее решения.
    • Подготовка аудитории – расстановка столов,
      лабораторного оборудования, оформление доски.
    • Рациональное распределение времени.

    Виды работы учащихся:

    Групповая работа.

  • Аналитическая деятельность по составлению
    плана решения экспериментальной задачи.
  • Экспериментальные исследования.
  • Актуализация знаний и опыта, на основе которых
    делаются самостоятельные выводы и обобщения.
  • Оформление результатов и их защита.
  • ХОД ЗАНЯТИЯ

    Представим, что мы – сотрудники экспертной
    лаборатории.

    В нашу лабораторию поступил запрос по факту
    проникновения посторонних лиц в химическую
    лабораторию. Перед нами стоит задача провести
    экспертизу и дать объективное заключение по
    данному запросу.

    Предлагаю вам изучить полученный документ.

    В экспертную лабораторию

    Запрос на проведение экспертизы
    по факту проникновения в химическую
    лабораторию посторонних лиц

    Как следует из протокола осмотра места
    происшествия, в химической лаборатории
    обнаружены следы пребывания посторонних лиц:

    1. Открыт шкаф, где хранятся растворы кислот,
    оснований, солей калия;

    2. На отдельных флаконах с реактивами
    отсутствуют этикетки с формулами веществ,
    растворы которых там находятся

    3. В шкафу находятся 19 флаконов с растворами,
    хотя согласно перечню веществ, растворы которых
    хранятся в этом шкафу, и их количество должно
    быть 20

    4. В шкафу находятся растворы следующих веществ
    с сохранившимися этикетками:

    • гидроксид натрия NaOH
    • гидроксид бария Ba(OH)2
    • гидроксид кальция Ca(OH)2
    • уксусная кислота CH3COOH
    • фосфорная кислота H3PO4
    • фосфат калия K3PO4
    • силикат калия K2SiO3
    • бромид калия KBr
    • сульфит калия K2SO3
    • иодид калия KI

    Установить, раствор какого реактива
    отсутствует.

    Предположить

    , с какой целью может быть взят
    раствор этого реактива и где он может быть
    применен.

    Перечень растворов веществ из данного шкафа
    прилагается.

    Перечень растворов:

    Щелочи:

    • гидроксид натрия NaOH
    • гидроксид бария Ba(OH)2
    • гидроксид калия KOH
    • гидроксид кальция Ca(OH)2

    Кислоты

  • уксусная кислота CH3COOH
  • серная кислота H2SO4
  • соляная кислота HCl
  • азотная кислота HNO3
  • фосфорная кислота H3PO4
  • Соли калия

  • бихромат калия K2Cr2O7
  • сульфат калия K2SO4
  • перманганат калия KMnO4
  • хлорид калия KCl
  • карбонат калия K2CO3
  • фосфат калия K3PO4
  • силикат калия K2SiO3
  • нитрат калия KNO3
  • бромид калия KBr
  • сульфит калия K2SO3
  • иодид калия KI
  • Чтобы дать объективное заключение, работать
    будут две экспертные группы, а затем мы
    сопоставим результаты, и если они совпадут, то их
    можно будет считать правильными. Перед вами
    стоит задача скоординировать свои действия и
    составить план экспертизы.

    Проанализировав полученный запрос и
    сопоставив его предлагаемым перечнем веществ,
    обе группы экспертов формулируют для себя
    экспериментальную задачу:

    Во флаконах без этикеток находятся следующие
    вещества: KOH, H2SO4, HCl, HNO3, K2Cr2O7,
    K2SO4, KMnO4, KCl, K2CO3, KNO3.

    Но веществ выписали 10, а флаконов 9. Необходимо
    определить, какие вещества находятся в
    оставшихся флаконах, что позволит установить,
    раствор какого вещества отсутствует.

    После проведения экспертизы необходимо
    заполнить бланк заключения по следующей форме:

    Заключение экспертизы


    В шкафу отсутствует флакон с
    раствором________________________________

    Раствор данного
    вещества может быть использован для ___________________

    ___________________________________________________________________

    ___________________________________________________________________

    Зав. Лабораторией_____________

    Старшие эксперты_____________

    Вам предстоит работать с растворами кислот и
    щелочей, поэтому предлагаю вспомнить правила по
    технике безопасности и строго их выполнять.

    Флаконы без этикеток я пронумеровала и взяла из
    них пробы веществ.

    Старшие эксперты получите растворы для
    экспертизы. Остальное необходимое оборудование
    вы можете брать сами по мере необходимости. Ваши
    рассуждения и заключения о том, под каким номером
    оказалось какое вещество экспертная группа
    должна оформить в виде схемы.

    После проведения экспертизы на доске
    вывешиваем схемы, полученные обеими группами.

    СХЕМА 1

    I этап:

    по цветным анионам – KMnO4(9), K2Cr2O7(8).

    II этап

    : при помощи универсального индикатора
    оставшиеся растворы делим на три группы.

    1-я группа веществ – кислоты (индикатор
    розовый): HCl, HNO3, H2SO4 (5, 6, 7).

    2-я группа вешеств – щелочи (индикатор синий): KOH.
    (1)

    3-я группа веществ – соли (индикатор желтый): K2CO3,
    KCl, K2SO4, KNO3 (2, 3, 4).

    Значит, отсутствует раствор соли, но для
    завершенности экспертизы и возвращения этикеток
    установим, какие кислоты в каком флаконе.

    III этап

    : распознавание кислот.

    А) обнаружение серной кислоты по сульфат-аниону
    – взаимодействие с хлоридом бария: выпал белый
    осадок в пробирке №6.

    Б) обнаружение соляной кислоты по хлорид-аниону
    – взаимодействие с нитратом серебра: выпал белый
    осадок в пробирке №5.

    Вывод: в пробирке №7 – азотная кислота.

    IV этап:

    распознавание солей.

    А) обнаружение карбоната калия по
    карбонат-аниону – взаимодействие с любой
    кислотой: выделился газ (углекислый) в пробирке
    №4.

    Б) обнаружение сульфата калия по
    сульфат-аниону: взаимодействие с хлоридом бария
    – выпал белый осадок в пробирке №2.

    В) обнаружение хлорида калия по хлорид-аниону –
    взаимодействие с нитратом серебра: выпал белый
    осадок в пробирке №3.

    Итак, отсутствует раствор нитрата калия –KNO3.

    СХЕМА 2

    I этап: по цветным анионам – KMnO4(9), K2Cr2O7(8).

    II этап:

    обнаружение карбоната калия по
    карбонат-аниону – взаимодействием с любой
    кислотой: выделился газ (углекислый) в пробирке
    №4.

    III этап:

    обнаружение растворов веществ,
    содержащих сульфат-анионы – взаимодействием с
    хлоридом бария: выпал белый осадок в пробирках
    №2, №6. Обнаруживаем серную кислоту – действием
    на индикатор: универсальный индикатор розовый в
    пробирке №6.

    IV этап:

    обнаружение растворов веществ,
    содержащих хлорид-анионы – взаимодействием с
    нитратом серебра: выпал белый осадок в пробирках
    №3, №5. Обнаруживаем соляную кислоту – действием
    на индикатор: универсальный индикатор розовый в
    пробирке №5.

    V этап:

    В оставшихся двух пробирках (1,7) могут
    находится растворы KOH, HNO3, KNO3.При
    помощи универсального индикатора определяем,
    что в пробирке №1 – щелочь KOH (индикатор синий), в
    пробирке № 7 – кислота HNO3 ( индикатор
    розовый).

    Итак, отсутствует раствор нитрата калия –

    KNO3.

    Сверяем результаты, полученные обеими
    группами, проверяем правильность методов
    решения и сделанных выводов. Если результаты
    экспертиз, проведённых обеими группами,
    полностью совпадают, то их можно считать верными,
    а если есть расхождения, то необходимо
    совместными усилиями найти ошибки.

    Получив ответ на первый вопрос, обсуждаем
    вопрос о том, для чего можно использовать нитрат
    калия.

    Нитрат калия применяется при изготовлении
    взрывчатых веществ и известен под названием
    калиевая селитра, но в исчезнувшем растворе его
    концентрация невелика и поэтому для получения
    взрывчатого вещества он непригоден. Полученный
    вывод оформляем в бланке заключения экспертизы.

    Рефлексия:

    Вопрос: исследуя следы пребывания
    посторонних в химической лаборатории,
    попробуйте решить для себя, какой след
    оставило это занятие у каждого из вас?

    Учащимся раздаются следы (из бумаги) на которых
    написаны глаголы: убедился, узнал, научился,
    ожидал, увидел;
    им предлагается продолжить
    предложения.

    Затем составляем дорожку из этих следов и она
    ведет к “облачку”, на котором написано “Моя
    профессия”.

    Следующий: