План-конспект открытого урока химии в 9 классе «Вода и её свойства»

автор: Вокина Тамара Леонидовна

Преподаватель химии ГАПОУ ИО «Иркутский технологический колледж»

План-конспект открытого урока химии в 9 классе «Вода и её свойства»

 

 

Приложение 1  (слайды 4-9)

Сообщение «Вода в природе»

 

Вода является самым распространенным веществом на Земле – планете, которую точнее следовало бы назвать планетой Воды или Океаном. Ведь водная поверхность покрывает около 75 % земной коры. В среднем, вода составляет от 2 % до 3 % воздуха, которым мы дышим. Если бы вся вода равномерно распределилась по земному шару, толщина слоя была бы около 4 км.

Но 97% — это соленая вода морей и океанов, которая не пригодна для нужд человека, и только лишь 3% — пресная. Около трех четвертей этой пресной воды недоступны живым организмам, так как она «законсервирована» в ледниках гор и полярных шапках (ледники Арктики и Антарктики). Это настоящий мировой резерв пресной питьевой воды. 

Если весь запас воды на Земле принять за 1 литр, то запасы пресной воды его составляют 30 мл, а запасы доступной пресной воды в жидком состоянии — всего 6 мл.

Воду можно выделить из магмы, которая попадает на поверхность планеты при извержении вулканов. Молекулы воды обнаружены и в межзвездном пространстве. Вода входит в состав комет, большинства планет Солнечной системы и их спутников. Первые сведения о внеземной воде были получены итальянцем Пезали в 1864 году при исследовании метеорита. В нем оказалось 13,9% воды. 

Леонардо да Винчи сказал «Воде была дана волшебная власть стать соком жизни на Земле». Все живое на нашей планете на 2/3 состоит из воды. Живых организмов, не содержащих воду, на Земле не найдено. Вода – основная часть клеток, тканей, растительных и животных соков. В среднем, вода составляет около 75 % человеческого тела. Даже кости нашего организма на 1/3 состоят из воды. В клетках развивающегося зародыша воды примерно 90%. Но обитатели водоёмов содержат в себе больше воды, чем жители суши: в теле рыб ­ 70­ 80%, в медузе ­ больше 95%, в травянистых растениях суши ­ до 85%. 

Все биохимические процессы в организме происходят в водной среде.  Вода в организме выполняет несколько функций: растворённые в ней вещества реагируют друг с другом, вода помогает удалению отходов обмена веществ, служит регулятором температуры, являясь хорошим переносчиком тепла, а также смазочным веществом. Почки человека только за сутки пропускают через себя более 2 тонн воды. А сердце? Через него в сутки проходит более 7 тонн крови, на 80% состоящей из воды. 

У живых организмов вода может синтезироваться в тканях. Так, например, у верблюда жир в горбу, окисляясь, может дать до 40 л воды. 

Вода настолько важна, что если ее количество в организме понизится хотя бы на 15 %, смерть неизбежна, поскольку кровь настолько густеет, что с ее перекачкой не справляется сердце. Даже потеря 6 % воды может привести человеческий организм в полную недееспособность. Без воды человек не может прожить более трех суток. Испаряясь, вода охлаждает организм обитателей суши. Если бы человек не испарял пот, то после часа напряженной работы или игры в футбол его температура тела подскочила бы до 460.

Вода всюду на нашей планете. Но жизнь есть только там, где есть вода. Если астрономы найдут на какой-то планете воду, то можно говорить о существовании жизни пусть даже в простых проявлениях. 

 

 

 

 

 

Приложение 2  (слайды 10-14)

Сообщение «История исследования состава воды»

 

Многие учёные изучали состав воды.

Простое вещество

Известный французский химик Пьер Жозеф Макер, получив в 1775 г. воду при сгорании небольшого количества водорода, счел самым разумным, чтобы не показаться смешным, не обратить на это внимания и продолжал утверждать, что вода — неделимое вещество.

И даже создатель паровой машины Джеймс Уатт (1736-1819) в течение многих лет считал, что водяной пар и воздух — это одна и та же субстанция.

 

Сложное вещество

Известный английский ученый Роберт Бойль (1627-1691) на основании проведенных опытов пришел к выводу о сложном строении воды и ее образовании при сгорании многих веществ, но загадка ее состава была не разгадана.

Английский ученый Генри Кавендиш (1731-1810) в 1781 г. экспериментально доказал, что вода образуется при сжигании водорода. Кавендиш открыл водород, описал его свойства и вплотную подошел к открытию состава воды. Все эти ученые приблизились к решению, но не нашли его.

Открытие состава воды суждено было сделать в 1783 г. выдающемуся французскому химику Антуану Лавуазье. В июне 1783 г. Лавуазье в присутствии французских ученых из кислорода и водорода получил около 2,5 г. воды. 

Так стало известно, что вода состоит из двух элементов, которые Лавуазье назвал водородом и кислородом. Это выдающееся открытие сыграло важную роль в познании окружающей природы.

В феврале 1785 г. Лавуазье совместно с математиком и химиком Ж.Б. Менье установили состав воды: 85% кислорода и 15% водорода.

Современные данные состава молекулы воды:   ω (О) = 88,9%,  ω (Н) = 11,1%

 

Приложение 3  (слайды 26-29)

Сообщение «Применение воды»

 

— Человечество потребляет огромное количество пресной воды – в основном на промышленные предприятия, сельскохозяйственные и коммунальные нужды. 

Потребление воды в процентах:  сельское хозяйство – 69%, промышленность — 23%, в быту — 6%.

 

Земледелие.  Большое количество воды требуется сельскому хозяйству главным образом для орошения. Выращивание достаточного количества сельскохозяйственных культур на открытых засушливых землях требует расходов воды, доходящих до 90 % в некоторых странах.

Питьё и приготовление пищи.  В зависимости от температуры и влажности окружающей среды, физической активности и т.д. человеку нужно выпивать разное количество воды. Ведётся много споров о том, сколько воды нужно потреблять для оптимального функционирования организма. Для удовлетворения физиологических потребностей человека достаточно 2,5 литра в день, т.е. около 1 м3 в год.

Питьевая вода представляет собой воду из какого-либо источника, очищенную от микроорганизмов и вредных примесей. Вода способствует похудению: выпивая больше двух литров, мы даем возможность организму быстрее очиститься от шлаков. За свою жизнь человек выпивает примерно тридцать пять тонн воды.

Растворитель.  Вода является растворителем для многих веществ. Она используется для очистки как самого человека, так и различных объектов человеческой деятельности. Вода используется как растворитель в промышленности.

Теплоноситель.  Среди существующих в природе жидкостей вода обладает наибольшей теплоёмкостью. Теплота её испарения выше теплоты испарения любых других жидкостей, а теплота кристаллизации уступает лишь аммиаку. В качестве теплоносителя воду используют в тепловых сетях, для передачи тепла по теплотрассам от производителей тепла к потребителям. Воду в качестве льда используют для охлаждения в системах общественного питания, в медицине. Большинство атомных электростанций используют воду в качестве теплоносителя.

Замедлитель.  Во многих ядерных реакторах вода используется не только в качестве теплоносителя, но и замедлителя нейтронов для эффективного протекания цепной ядерной реакции. Также существуют тяжеловодные реакторы, в которых в качестве замедлителя используется тяжёлая вода.

Пожаротушение.  В пожаротушении вода зачастую используется не только как охлаждающая жидкость, но и для изоляции огня от воздуха в составе пены.

Спорт.  Многими видами спорта занимаются на водных поверхностях, на льду, на снегу и даже под водой. Это подводное плавание, хоккей, лодочные виды спорта, биатлон и др.

Гидроабразивная резка.  Вода используется как инструмент для разрыхления, раскалывания и даже резки пород и материалов. Она используется в добывающей промышленности, горном деле и в производстве. Достаточно распространены установки по резке водой различных материалов: от резины до стали. Вода, выходящая под давлением несколько тысяч атмосфер способна разрезать стальную пластину толщиной несколько миллиметров, или более при добавлении абразивных частиц.

Смазка.  Вода применяется как смазочный материал для смазки подшипников из древесины, пластиков, текстолита, подшипников с резиновыми обкладками и др. Воду также используют в эмульсионных смазках.

Вода — источник электрической энергии (ГЭС).

 

Деятельность человека приводит к загрязнению природных вод. Один из основных загрязнителей воды – нефть и нефтепродукты. Запасы чистой воды постепенно сокращаются. Известны многие страны, которые сейчас испытывают дефицит воды. 

Вода занимает особое положение среди природных богатств Земли – она незаменима, поэтому человечество должно рационально использовать и беречь воду — основу жизни на Земле.

Капает кран — потери до 75 литров в день.

Затраты воды на производство:

1 тонна бумаги – 250 т воды 1 тонна химического волокна – 1500 т воды 1 тонна ваты – 10000 т воды 1тонна стали – 120 м³ 1тонна риса – 4000 м³

Приложение 4

Дидактические игры

1. Дидактическая игра «Вставь пропущенное слово» (фронтальная работа)

 

1. Щелочи – это ______________________________
2. Вода взаимодействует с ____________ металлами
3. С неактивными металлами вода _______________
4. Фенолфталеин меняет свою окраску в щелочах на _________
5. При взаимодействии воды с оксидами неметаллов образуются _____________
6. Без воды человек может прожить _________
7. Основания – это сложные вещества, состоящие из металла и _______________
8. Вода распадается на _____________________

 

2. Дидактическая игра «Удивительная цифра».

 

На парте у каждого ученика индивидуальный лист-задание. В поле игры правильные ответы необходимо обвести кружком.

 

1. Формула воды – Н2О.
2. Мr  (Н2О) = 18 а.е.м.
3. Щелочи хорошо растворяются в воде.
4. Вода не имеет вкуса и запаха.
5. Вода – хороший растворитель.
6. В воде растворяется железный гвоздь.
7. Вода имеет вкус и запах.
8. Вода – летучая жидкость.
9. Вода может существовать в трех агрегатных состояниях.
10. медь не взаимодействует с водой.
11. основание можно определить фенолфталеином.
12. Вода при температуре +4°С 1г/см3.

 

 

 

 

 

Информационная карточка №1

 

«Взаимодействие воды с активными металлами»

 

Некоторые активные металлы способны вытеснять из воды водород. Металлы, расположенные в ряду активности левее магния (активные металлы, образованные химическими элементами I А и II А), реагируют с водой при комнатной температуре с образованием гидроксидов (в данном случае оснований), т.е. в каждой молекуле воды замещается металлом один атом водорода, другой атом водорода остается связанным с атомом кислорода.  Записывает уравнения реакций.

Ме(активн) + Н2О → Ме(ОН)n + Н2↑

                                   щелочь

2Na + 2H2O → 2NaОН + Н2↑

                          гидроксид натрия 

2K + 2H2O → 2KОН + Н2↑

                          гидроксид калия

Ca + 2H2O → Ca(ОН)2 + Н2↑

                          гидроксид кальция

Металлы, расположенные в ПСХЭ в I А-группе (Li, Na, K) — щелочные металлы (ЩМ).

Металлы, расположенные в ПСХЭ в II А-группе (Ca, Sr, Ba) — щелочно-земельные металлы (ЩЗМ).  ОН – гидроксильная группа с валентностью I.

Основания – это сложные вещества, в которых атомы металла соединены с одной или несколькими гидроксильными группами. Щелочи – это растворимые в воде основания.

Все кислородсодержащие кислоты и основания называют гидроксидами.

 

Информационная карточка №2

 

«Взаимодействие воды с металлами средней активности»

 

Металлы, расположенные в ряду активности между магнием и водородом, реагируют с водой при нагревании. Это металлы средней активности: Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Ni, Sn, Pb. Атомы этих металлов замещают атомы водорода в составе воды, при этом образуются оксиды металлов.

                             t

Ме(ср. акт) + Н2О → МеxОn + Н2↑

                                  oксид

                  t

Zn + H2O → ZnO + H2↑

оксид цинка

                      t

2AI + 3H2O → AI2O3 + 3H2↑

оксид алюминия

Металлы, стоящие за водородом с водой не взаимодействуют. 

Оксиды – это вещества, состоящие из двух химических элементов, одним из которых является кислород со степенью окисления -2.

Информационная карточка №3

 

«Взаимодействие воды с основными оксидами»

Вода взаимодействует со сложными веществами – оксидами. С водой реагируют только оксиды активных металлов (I А и II А). Оксиды металлов средней активности и металлов, стоящих в ряду активности после водорода, в воде не растворяются. Правило: с водой взаимодействуют только те оксиды, которые в реакции с ней образуют растворимые гидроксиды (щёлочи).

МеО + Н2О → Ме(ОН)n

Основной         щелочь

оксид

Примеры:

Na2O + Н2О → 2NaOH

CaO + Н2О → Ca(OH)2

 

Основные оксиды – это оксиды, которые при взаимодействии с водой образуют растворимые гидроксиды (щелочи):  Li2O, CaO, Na2O, BaO.

 

Информационная карточка №4

 

«Взаимодействие воды с кислотными оксидами»

При взаимодействии оксидов неметаллов с водой образуются кислоты (исключение: SiO2). 

неМеО + Н2О → кислота

кислотный

оксид

Примеры:

CO2 + H2O → H2CO3

                       угольная кислота

SO3  + H2O → H2SO4

                      серная кислота

P2O5 + 3H2O → 2H3PO4

                          ортофосфорная кислота

Кислотные оксиды – это оксиды, которые при взаимодействии с водой образуют кислоты:  CO2, SO2, SO3, P2O5.