Основные дидактические возможности задач с практическим содержанием. Примеры занимательных задач и задач по разным темам школьного курса: соединения химических элементов, состав смесей веществ, расчеты по химическим уравнениям, растворы, ионный обмен.

Усилить практическую направленность школьного курса химии можно посредством использования задач с практическим содержанием. Задачи раскрывают связь качественной и количественной сторон химии, в процессе решения задач уточняются и закрепляются химические понятия, развиваются различные приемы мышления (суждения, умозаключения, доказательства), устраняется формализм знаний. Решение задач способствует воспитанию трудолюбия, целеустремленности, прививает навыки самоконтроля, развивает самостоятельность. Кроме этого, задачи с практическим содержанием могут оказать реальную помощь учителю в развитии и стимулировании познавательной потребности учащихся и интереса к предмету. Они позволяют применить полученные знания «здесь и сейчас» для объяснения явлений, наблюдаемых в жизни, а также для решения некоторых проблем далеких от химии, но привлекательных для учащихся областей жизни и деятельности (история, археология, искусство и т. п.). Такие задания можно использовать на уроке и при проведении внеклассных мероприятий. К составлению задач с практическим содержанием можно привлекать и самих учащихся.

Условия задач с практическим содержанием по разным темам курса химии.

Количество вещества. Молярный объем газа

Фосфид цинка Zn3P2 весьма ядовит и используется для борьбы с грызунами. Летальная доза для средней серой крысы составляет 20,56 мг, а для мыши - 4,1 мг. Какое количество мышей и крыс может погибнуть от 0,16 ммоль фосфида цинка? (Ответ. 10 мышей, 2 крысы.)

Для уничтожения микробов и бактерий можно использовать диоксид серы, его также применяют в качестве консервирующего средства при сушке чернослива и других фруктов. Вычислите, какой объем займут 1,5 моль диоксида серы (н. у.). (Ответ; V(S02) = 33,6 л.)

3.В прошлом были частыми случаи отравления людей в угольных шахтах угарным газом. Поскольку оксид углерода(П) не имеет запаха, то опасность подступала незаметно. Шахтеры, спускаясь в шахты, брали с собой в качестве своеобразного индикатора канарейку в клетке: канарейки падают в обморок от присутствия в воздухе следов СО.

Вычислите, какой объем (н. у.) займут 0,5 моль СО; 56 г СО. (Ответ. 11,2 л; 44,8 л.)

Состав смесей веществ

Косметическая пудра - великолепный адсорбент влаги, ее водопоглощающая способность обеспечивается входящими в состав рисовым крахмалом, стеаратом цинка, оксидами цинка и титана. Определите массу оксида цинка, который необходимо взять для получения 1 кг пудры, если массовая доля его составляет 0,01%. (Ответ: (ZnO) = 0,1 г.)

Массовая доля фосфора составляет примерно 1% от массы тела человека. Рассчитайте массу фосфора в вашем организме. В каком количестве плавленого сыра с массовой долей фосфора 0,8% содержится такая же масса его, как в вашем организме?

«Серебряные» монеты изготавливают из нейзильбера. Этот сплав состоит из меди, никеля и цинка. Определите массу никеля в монете массой 1 г, если монету отлили из сплава с массовой долей никеля 20%. (Ответ: w(Ni) = 0,2 г.)

Споровые грибы (боровики, подосиновики и подберезовики) накапливают бром.

Массовая доля брома в этих грибах примерно 1,4 * 10~3 %. Рассчитайте, какая масса брома содержится в 1 т таких грибов. (Ответ: т(Вг) = 14 г.)

Массовая доля вещества в растворе

9.Первым кровезаменителем, которым воспользовались хирурги еще в 1960-х гг., был 0,85%-ный водный раствор хлорида натрия. Вычислите количество вещества хлорида натрия, необходимого для получения 550,6 г раствора, массовая доля соли в котором 0,85%. (Ответ: »(NaCl) = 0,08 моль.)

10.Вычислите массу сульфата цинка, который необходим для получения 10 г раствора глазных капель, применяемых при лечении конъюнктивита, если известно, что массовая доля соли в растворе 0,25%. (Ответ: m(ZnS04) = 0,025 г.)

Изменения, происходящие с веществами. Расчеты по химическим уравнениям

Растительные масла получают из семян масличных культур с последующим извлечением остатков масла из жмыха с помощью растворителей (бензин, четыреххлористый углерод CCI4). Какой способ разделения растительного масла и растворителя можно предложить, зная, что температура кипения растворителя намного ниже, чем у масла? (Ответ: перегонка.)

Бороться с кариесом можно, укрепляя минеральную эмаль зуба (состав ее близок к составу минерала гидроксиапатита). Для этого в зубную пасту вводят соединения фтора, при этом гидроксиапатит Са5ОН(Р04)3 переходит в менее растворимый в кислотах фтор-апатит Ca5F(P04)3 по реакции:

Сколько граммов зубной пасты с массовой долей фторида натрия 0,1% необходимо для перевода 1,36 мг гидроксиапатита во фторапатит? (Ответ: 0,11 г.)

13.Питьевая сода (гидрокарбонат натрия), применяющаяся в кулинарии и пищевой промышленности, при нагревании разлагается, и за счет выделения газа тесто разрыхляется. Какой объем углекислого газа (н. у.) выделится при разложении 8,4 г гидрокарбоната натрия? Какое количество карбоната натрия при этом образуется? (Ответ: V(C02) = 1,12 л, w(Na2C03) = 5,3 г.)

Растворение. Растворы

Морскую воду используют для получения брома. После частичного испарения воды через полученный рассол пропускают хлор. Затем бром извлекают с помощью водяного пара, отделяют, перегоняют и сушат. Сколько литров воды из Мертвого моря, содержание бромид-ионов в которой 5 г/л, потребуется для получения 160 г брома? (Ответ: 32 л.)

Один из важных способов получения поваренной соли - извлечение ее из морской воды. Во время прилива вода попадает через фильтры на специальные противни, с которых ее испаряют, в результате чего выкристаллизовывается хлорид натрия. Но в морской воде содержатся не только ионы Na* и СГ, но и ионы Mg2+, Са2+, Br, SO^" и др., поэтому процесс испарения воды важно завершить прежде, чем начнут кристаллизоваться другие, более растворимые соли (например, соли магния, имеющие горький вкус). До какого объема можно упарить 100 л морской воды, содержащей 1,3 г/л сульфата магния, если его растворимость 420 г/л при 20 X? (Ответ: до 0,31 л.)

Один из важных способов получения поваренной соли - извлечение ее из морской воды. Во время прилива вода попадает через фильтры на специальные противни, с которых ее испаряют, в результате чего выкристаллизовывается хлорид натрия. Затем нагревание прекращают, а кристаллы выгружают лопатами. Определите массу хлорида натрия, который выпадет в осадок после упаривания 1000 л морской воды до 5 л, если содержание хлорида натрия 10,70 г/л, а растворимость NaCl - 355 г/л при 20°С. (Ответ: m(NaCl) = 8,955 кг.)

17.У некоторых черепах и морских птиц имеется специальная железа для опреснения морской воды, поступающей в организм, и для выведения солей из крови. Соли в виде крепкого рассола (55 г/л) выделяются из организма: у черепах - из глаз, а у птиц - с кончика носа. Определите массу солей, которые содержатся в 10 мл выделяющегося рассола. (Ответ: 0,55 г.)

Электролитическая диссоциация веществ. Реакции ионного обмена

Карбонат кальция входит в состав зубных паст. Его готовят химическим взаимодействием карбоната натрия и какой-либо растворимой соли кальция. Напишите уравнение этой реакции в молекулярном, полном ионном и сокращенном ионном виде.

Иодид серебра используют для уничтожения градовых облаков. Мелкие кристаллы этой соли, попадая в облако, служат центрами кристаллизации воды, и вместо крупных градин на землю выпадает мелкая снежная крупа или дождь. Напишите молекулярное, полное ионное и сокращенное ионное уравнения реакции получения иодида серебра взаимодействием двух солей.

Поверхность свежеосажденного сульфата бария принимают за эталон белизны. Например, с ним сравнивают белизну фарфора. По приведенному краткому ионному уравнению получения сульфата бария составьте два молекулярных:

21.В древности ювелиры Самарканда и Бухары умели делать выпуклые знаки на жемчужинах и перламутре химическим способом. Для этого они воском наносили знак или надпись на жемчужину, а затем помещали ее в крепкий раствор уксуса и выдерживали несколько дней. Покрытые воском участки были защищены, а непокрытые растворялись. Используя таблицу растворимости, из предложенных кислот (HF, H2S03, HN03, Н3РО4) выберите ту, которой можно заменить уксусную в этом процессе. Ответ аргументируйте. Запишите уравнение химической реакции, зная, что жемчуг на 86% состоит из карбоната кальция.

Для улучшения внешнего вида жемчужин их помещают в раствор кислоты. Верхний потускневший или поцарапанный слой растворяется, и открывается свежий, блестящий слой. Предложите кислоту для осуществления этого процесса. Запишите уравнение химической реакции в молекулярном, полном ионном и сокращенном ионном виде, зная, что жемчуг на 86% состоит из карбоната кальция.

Антидоты - лекарства, применяемые при лечении отравлений. Они обезвреживают яды посредством прямого химического взаимодействия с ними в организме или устраняют последствия воздействия яда на биологические структуры. Например, глауберова соль Na2S04 * 10Н2О и английская соль MgS04 * 7Н20 давно используются как антидоты при отравлении солями бария. Запишите уравнения протекающих реакций в сокращенном ионном виде.

Нитрат серебра в виде карандашей (ляпис) применяют для прижигания бородавок. Разбавленные растворы (0,1-0,25%) используют как вяжущее и противомикробное средство для примочек.