Состав воздуха. Кислород

Разделы: Химия


В настоящее время проблемы специального образования являются самыми  актуальными, в связи с ростом числа детей с ограниченными возможностями здоровья и детей-инвалидов. Образование всех категорий детей с ограниченными возможностями здоровья предусматривает создание для них специальной коррекционно-развивающей среды, социальную адаптацию.
В Конституции РФ и Федеральном законе «Об образовании» сказано, что дети с проблемами в развитии имеют равные со всеми права на образование, поэтому в специальных (коррекционных) образовательных учреждениях ввели дополнительно предметы естественного направления, такие как физика и химия. Но рабочих программ и методических пособий по данному направлению не разработано, обычно учебные материалы рассчитаны на учеников без особых проблем обучения.
Каждый ребенок, не зависимо от уровня развития,  должен быть «экологически» грамотным. В связи с этим предлагаем разработку урока по теме: «Состав воздуха. Кислород» для учащихся 9 класса (Приложение 1. Слайд 1).

Цель урока: формирование у школьников  представления о воздухе, как важнейшем явлении в природе;  целостного видения картины природы через разнообразные виды деятельности  на уроке.

Задачи урока:

  • Образовательные:
    • изучить состав воздуха;
    • изучить свойства кислорода;
    • рассмотреть роль кислорода в природе;
    • обсудить проблемы окружающей среды.
  • Развивающие:
    • развивать умения и навыки пользования периодической системой химических элементов  Д.И. Менделеева;
    • активизировать познавательную деятельность учащихся с помощью эксперимента и обобщения увиденного;
    • способствовать развитию  познавательного  интереса учащихся к предмету химия.
  • Воспитательные:
    • воспитывать бережное отношение к природе;
    • воспитывать у детей культуру поведения, общения друг с другом в процессе учебной деятельности.

Тип урока: урок изучения и первичного закрепления новых знаний.

Урок сопровождается демонстрационными опытами.

Оборудование:

  • компьютер;
  • проектор;
  • экран;
  • лабораторное оборудование, прибор для демонстрации состава воздуха;
  • химические реактивы, свеча,  вода.

Методы обучения: объяснительно-иллюстративный, проблемный, частично поисковый, демонстрационный, информационный.

ХОД УРОКА

1. Организационный этап

Вводное слово учителя (ознакомление с темой, целями, задачами урока).

Учитель: сегодня мы посвятим наш урок очень важной теме «Состав воздуха. Кислород».

2. Актуализация знаний

Когда мы появляемся на свет, первое, что мы делаем, – это вдох. Жизнь человека полностью зависит от дыхания, от воздуха. В сутки человеку необходимо не менее 12 кг воздуха (в 8 раз больше, чем воды, и в 12 раз больше, чем пищи).
Без воздуха невозможна жизнь не только человека, но и всех живых организмов. Без пищи человек может прожить 30 дней, без воды – 10 дней, а без воздуха – считанные минуты.

3. Этап усвоения новых знаний и способов действий

Для определения состава воздуха   проведем эксперимент:
Возьмем стеклянный цилиндр. Что находится в цилиндре? Конечно – он не пустой, в нем находится воздух. В чашку с водой опустим поплавок  с закрепленной на нем свечой и зажжем ее.
Накроем поплавок с горящей свечой стеклянным сосудом. Что наблюдаем?

Проблема: почему свеча потухла, а уровень воды поднялся на 1/5 часть цилиндра?

Объяснение: Свеча горела, потому что в цилиндре, заполненным воздухом, находился газ кислород,  который поддерживал горение. Горение свечи прекратилось, как только израсходовался в стакане кислород, а вода заняла объем, равный объему израсходованного на горение кислорода, который занимает 1/5  часть, т.е. объемная доля его в воздухе составляет 21%.

4. Этап первичной проверки понимания изученного

Учитель: расскажите, какое вы интересное сообщение приготовили об открытии состава воздуха.

Сообщение ученика: В 1774 г. английский химик Джозеф Пристли нагревал оксид ртути (II), направляя на него солнечные лучи с помощью увеличительного стекла. Ученый получил газ, который считал воздухом, он обнаружил, что свеча в нем горит ярким пламенем. Пристли взял два сосуда и поместил мышей, в  один, заполненный обыкновенным воздухом, в другой, заполненный полученным газом. В первом сосуде мышь быстро задохнулась, а во втором сосуде, мышь хорошо себя чувствовала и была активной. Пристли попробовал подышать полученным газом –  кислородом, этим газом дышится легко, как в горной местности с чистым воздухом.

Учитель: Кислород открыли, и почти одновременно получили два ученых XVIII века – Джозеф Пристли и  шведский химик Карл Вильгельм Шееле (1771 г.), но назвал этот газ кислород – oxygeniym («рождающий кислоты») французский химик Антуан Лавуазье в 1775году. Еще в 1750 году русский ученый М.В. Ломоносов, говорил, что воздух – это смесь газов. Ученые, изучая состав воздуха, определили (Слайд 2):

Постоянный состав воздуха:

Азот – 78% («безжизненный» газ);
Кислород – 21% (поддерживает горение и дыхание);
Инертные газы  (расположены в  8 группе главной подгруппе периодической системы) – 0,94%.

Переменный состав воздуха:   Пары воды, углекислый газ, озон – 0,03%.

К составным частям воздуха относят и случайные части, такие, как: пыль, различные газы, образующиеся при сжигании мусора, в результате работы промышленных предприятий и  транспорта.
Человек может дышать и не очень чистым  воздухом – такого воздуха достаточно, чтобы жить. Но вот чтобы быть здоровым и прожить долгую жизнь, такого воздуха недостаточно. Для этого нужен  свежий воздух, насыщенный кислородом.

Поработаем с учебником и Периодической системой химических элементов Д.И. Менделеева. Любой химический элемент будем изучать по определенному плану, разграничивая понятия: химический элемент и простое вещество. Используя выданный план характеристики химического элемента,  каждый поработает на доске и в тетради (план также дублируется на экране мультимедийным проектором Слайды 3,4).

5. Этап применения полученных знаний и способов действий

План характеристики химического элемента.

  • Кислород – химический элемент.
    • Химический знак.
    • Относительная атомная масса.
    • Порядковый номер элемента.
    • Номер периода.
    • Номер группы.
    • Валентность в соединении.
  • Кислород – простое вещество.
    • Химическая формула.
    • Относительная молекулярная масса.
    • Способы получения в лаборатории
    • Физические свойства.
    • Химические свойства.
    • Применение.

В лаборатории кислород получают разложением воды под действием электрического тока.

     электролиз
2H2O    ––>   2H2  + O2

Достаточно чистый кислород получают при разложении пероксида водорода в присутствии катализатора оксида марганца (IV) (Слайд 5).

           MnO2
2H2O2    ––>   2H2O  + O2

В прошлом году вы изучали способ получения кислорода разложением перманганата калия при нагревании:

                  t
2KMnO4  ––>   K2MnO4  +   MnO2  + O2

Перечислите важнейшие физические свойства кислорода.

Ученики: Кислород – бесцветный газ, без вкуса и запаха, плохо растворимый в воде.

Учитель: Кислород взаимодействует со многими простыми веществами, кроме галогенов, золота и платиновых металлов. Попробуйте написать уравнения химических реакций, пользуясь периодической системой химических элементов Д.И. Менделеева.
Для проверки правильности написания химических свойств кислорода воспользуемся следующим слайдом (Слайд 6):
Взаимодействие кислорода с простыми веществами
Кислород взаимодействует с металлами и неметаллами с образованием оксидов и выделением большого количества тепла (реакции горения).

2Zn + O2   ––> 2ZnO;
S    + O2   ––> SO2;

Взаимодействие кислорода с азотом  протекает обратимо при температуре 1200оС и с поглощением тепла.

N2  + O2   ––> 2NO

Кислород окисляет не только простые вещества, но и сложные с образованием оксидов элементов из которых они состоят:
Взаимодействие кислорода со сложными веществами

2H2S  +  3O2  ––> 2SO2  + 2H2O;

CH4 + 2O2  ––> CO2  +   2H2O   (Слайд 7).

6. Этап обобщения и систематизации знаний

Кислород – самый распространенный химический элемент на Земле. Кислород можно собрать методом вытеснения воды, в которой он плохо растворяется, и методом вытеснения воздуха, т.к. он тяжелее воздуха. Содержание кислорода на Земле сохраняется благодаря жизнедеятельности зеленых растений, в процессе фотосинтеза. Вспомните, в чем его сущность?

Ученики: Растения поглощают на свету углекислый газ из воздуха и воду корнями из почвы, и выделяют кислород.

Учитель: Кислород участвует в процессах медленного окисления различных веществ, протекающих при обычной температуре. В нашем организме источником энергии, за счет которой мы живем, является процесс медленного окисления пищи. Нехваткой кислорода в организме чаще всего объясняется наша усталость. Чтобы организм получал достаточное количество кислорода необходимо соблюдать личную гигиену, носить одежду из натуральных тканей, проветривать помещение, чаще бывать на свежем воздухе и делать зарядку. Мы тоже немного отдохнем и сделаем небольшую динамическую паузу.

Учитель: Хозяйственная деятельность человека оказывает большое влияние на окружающую среду, особенно на атмосферу.

Поработаем по группам (первый ряд), используя стикеры, закрепят на доске листы с изображением загрязнения воздуха, а вторая группа (второй ряд) напротив поместят листы с изображением средств борьбы с загрязнениями воздуха.

К основным средствам борьбы с загрязнением воздуха можно отнести:

  • применение экологически чистого топлива  (например – замена угля и мазута для теплоэлектростанций газом);
  • замена бензина, загрязняющего воздух на водород;
  • внедрение ветровых электростанций;
  • установка очистных сооружений; 
  • озеленение городов и поселков, особенно промышленных зон.

7. Этап подведения итогов урока

– Чем сегодня на уроке мы занимались?
– О каком важном газообразном веществе идет речь в этом четверостишие:

Он всюду и везде:
В камне, в воздухе, в воде.
Он и в утренней росе,
И в небес голубизне.

Ученики: это кислород.

Учитель: действительно кислород –

  • вездесущий (из него состоит не только воздух, вода и земля, но и все живые организмы);
  • всемогущий (так как мы им дышим, а дыхание это – жизнь);
  • невидимый (при обычных условиях кислород бесцветен).

В качестве домашнего задания, вы приготовите небольшие сообщения по теме: Основные последствия загрязнения атмосферы:

  • Парниковый эффект.
  • Кислотные дожди.
  • Озоновые дыры в атмосфере.
  • Смог.

(Оценки за урок).