Элективный курс по химии для обучающихся 9 класса «ФАКТЫ ИЗ ИСТОРИИ ХИМИИ В ЗАДАЧАХ»

Администрация Октябрьского района

Муниципального образования «Город Саратов»

Муниципальное образовательное учреждение – Лицей № 2

410008, пос. Октябрьский, 1-ая Линия, д. 9/4, г. Саратов

тел./факс (8452) 56-53-36, e-mail: liei2sar@bk.ru

Элективный курс по химии для обучающихся 9 класса

«Факты из ИсториИ химии в задачах»

учителя химии

Романовой Вероники Олеговны

Саратов 2016 г.

Фамилия, имя, отчество автора: Романова Вероника Олеговна

Район: г. Саратов, Октябрьский район

Место работы: Муниципальное образовательное учреждение – Лицей № 2

Преподаваемый(ые) предмет(ы): химия

Контактный телефон: 8(905)0327102

E-mail: [email protected]

Номинация, в которой представлена конкурсная работа: авторские программы элективных курсов для реализации в рамках предпрофильной подготовки и профильного обучения

Краткая аннотация конкурсной работы:

Программа элективного курса «Факты из истории химии в задачах» предназначена для учащихся 9 классов общеобразовательных школ и рассчитана на 34 часа (1 час в неделю). Основная идея программы – сделать интересным, «живым» освоение учащимися предметно-типовых и специфических задач по химии посредством создания нестандартных условий, основанных на фактах из истории этой учебной дисциплины. Такой прием позволяет достичь сразу несколько целей: углубить знания школьников по химии, подготовить к успешным выступлениям на предметной олимпиаде, к сдаче Основного государственного экзамена (ОГЭ), стимулировать интерес к познанию предмета через показ исторического становления химической науки и вкладов в сокровищницу научного знания выдающихся отечественных ученых химиков и химиков других стран.

Пояснительная записка

1. Тип программы (общеобразовательная, специальная, др.). Адресность программы (тип, вид ОУ – лицей, гимназия, др. и определение класса обучения):

Программа элективного курса «Факты из истории химии в задачах» предназначена для учащихся 9 классов общеобразовательных школ и рассчитана на 34 часа (1 час в неделю).

2. Концепция (основная идея) программы.

Химия — особая учебная дисциплина, в которой наряду с теоретическими знаниями формируются также экспериментальные и расчетные умения и навыки. К сожалению, в связи с нехваткой времени на уроках решение задач носит подчас прагматичный характер и включает в себя демонстрацию алгоритма решения задач определенного типа с минимизацией времени на написание условий и его отработку. В результате малоувлекательные, «сухие» условия не дают лишней мотивации для увлечения учащимися химией, поскольку не приносят им радости и удовлетворения.

Использование же в качестве условий фактов из истории химии позволяет не только отработать алгоритмы решения задач различных типов, но и пробудить интерес учащихся к такой знакомой и в то же время непознанной научной дисциплине. Изложение в условиях задач исторических фактов открытия химических элементов и их соединений, установления и развития законов, закономерностей, являющихся результатом работы ученых-химиков в течение нескольких тысячелетий способствует осознанию учащимися того, что химическая наука зародилась еще в первобытное общество и неуклонно эволюционировала с древних времен под стать развитию человечества, служа его интересам и способствуя решению многих проблем, стоящих перед обществом в те или иные периоды его развития.

3. Обоснованность (актуальность, новизна, значимость).

Актуальность. Решение задач занимает в химическом образовании важное место, так как это один из приемов обучения, посредством которого обеспечивается более глубокое и полное усвоение учебного материала по химии. Изучение теоретического материала должно сочетаться с систематическим решением различных задач. В школьной программе существует эпизодическое включение расчетных задач в структуру урока, что снижает дидактическую роль количественных закономерностей, и может привести к поверхностным представлениям у учащихся о химизме процессов в природе, технике. Сознательное изучение основ химии немыслимо без понимания количественной стороны химических процессов. В связи с этим, только через решение задач разных типов и уровня сложности может быть эффективно освоен курс химии. Использование нестандартных задач, условия которых основаны на исторических фактах развития химической науки дополнительно стимулирует развитие интереса учащихся к этой дисциплине.

Новизна предлагаемого элективного курса состоит в использовании в условиях задач интересных и познавательных фактов из истории химии, что способствует достижению сразу нескольких целей: освоению учащимися алгоритмов решения задач различного типа и формированию целостного представления о историческом развитии химии, как научной дисциплины.

Значимость. Элективный курс «Факты из истории химии в задачах» предназначен для освоения учащимися предметно-типовых, специфических, нестандартных задач по химии, что в совокупности позволяет не только углубить знания школьников по данной дисциплине, но и подготовить их к выступлениям на предметных олимпиадах, конференциях и семинарах, а также к успешной сдаче Основного государственного экзамена (ОГЭ).

4. Особенности.

Особенностями предлагаемого элективного курса, отличающие его от действующих, являются:

- предложенный курс, как в теоретической, так и в фактической своей части практикоориентирован и направлен на освоение учащимися предметно-типовых, специфических и нестандартных задач по химии.

- теоретической базой элективного курса служат химия и история: на занятиях курса расширятся и углубятся межпредметные знания и умения учащихся.

- историческая направленность курса преследует цель пробудить у учащихся интерес к познанию химии и мотивировать у некоторых из них желание продолжить изучение предмета в старшей профильной школе.

5. Цели, задачи, основные принципы.

Цели курса:

Образовательные:

- познакомить с алгоритмами решения расчетных задач основных типов;

- отработать и совершенствовать навыки математических расчетов в химии;

- познакомить с историей открытий и работами ученых, внесшими неоценимый вклад в становление химической науки;

- сформировать образовательную среду, способствующую удовлетворению познавательных интересов учащихся, усилению мотивации обучения и, как следствие, повышению успеваемости.

Воспитательные

- сформировать положительную мотивацию к изучению химии путем развития и закрепления навыков решения задач по дисциплине различного уровня сложности;

- создать условия учащимся для подготовки к ОГЭ по химии, участию в олимпиадах различных уровней;

- развивать учебно-коммуникативные умения.

Развивающие

- научить практически применять теоретический материал научных знаний на практике;

- развить химическое и логическое мышление у школьников;

- научить учащихся самостоятельно анализировать конкретную проблемную задачу и находить наилучший способ её решения.

Задачи курса:

- развить внутреннюю мотивацию учеников, их познавательные и мыслительные способности;

- развить общеучебные умения и навыки;

- подготовить необходимую базу для решения задач на предметных олимпиадах, для сдачи основного государственного экзамена (ОГЭ) и для решения задач повышенной сложности в 10, 11 классах.

Основные принципы:

Содержание предлагаемого элективного курса построено по принципам

- научности и доступности предлагаемых методик решения задач различных типов;

- интеграции исторического характера образования;

- по принципу от простого к сложному - от приобретения новых умений и навыков к их творческому применению.

Знания и умения, полученные при изучении предлагаемого элективного курса, могут быть применимы в дальнейшем для успешного решения задач на предметных олимпиадах, конференциях, семинарах, при подготовке к экзаменам, во время сдачи Основного государственного экзамена (ОГЭ).

6. Планируемые результаты.

В результате изучения элективного курса учащиеся должны

Знать:

- физико-химические величины и их единицы;

- формулы, применяемые при решении задач;

- алгоритмы решения задач различного типа;

- историческое становление химической науки;

- вклад в сокровищницу научного знания выдающихся отечественных ученых химиков и химиков других стран;

-вклад химии в понимание научной картины мира.

Уметь:

- проводить анализ химической части задачи и ее решения;

- правильно использовать физико-химические величины и их единицы;

- грамотно оформлять решение;

- составлять и применять алгоритмы действий при решении задач различного типа;

- самостоятельно и мотивированно организовывать свою познавательную деятельность.

7. Краткое пояснение логики структуры программы и особенностей организации учебного процесса по предмету.

На изучение курса отводится 34 ч (1 ч в неделю). Курс основан на принципах соответствия новым федеральным стандартам (ФГОС), в основе лежат метапредметные связи химии с другими учебными предметами, что является одним из условий достижения высокого качества образования. Он ориентирован на изучение общей и неорганической химии в 9 классе. Использование задач различного уровня сложности позволяет изучать его как курс, выполняющий функции «надстройки» базового курса в классах с базовым уровнем обучения, и как «надстройки» профильного курса. За основу взяты задачники с грифом «Допущено» или «Рекомендовано» Министерством образования Российской Федерации.

На основании требований Государственного образовательного стандарта в содержании календарно-тематического планирования элективного курса реализуются актуальные в настоящее время компетентностный и деятельностный подходы, которые определяют задачи обучения:

- приобретение знаний и умений в области химии;

- овладение обобщёнными способами мыслительной, творческой деятельности;

- освоение компетенций: учебно-познавательной, коммуникативной, рефлексивной, личностного саморазвития, ценностно-ориентационной и профессионально-трудового выбора.

8. Система оценки достижений обучающихся.

Проверка достижений обучающихся проводится в следующих формах:

1. Первичная диагностика возможностей ребенка в изучении курса, мотивации выбора данного направления, с целью построения индивидуальной образовательной карты учащегося.

2. Текущий рефлексивный самоанализ, контроль и самооценка учащимися выполняемых заданий. Взаимооценка учащимися работ друг друга, или работ, выполненных в группах.

3. Письменные контрольные работы по темам 1-2, 3-4, 5-6.

4. Домашние задания после каждого занятия.

5. Публичная защита выполненных учащимися творческих работ – сборника задач (индивидуальных и групповых).

6. Текущая диагностика и оценка учителем деятельности школьников.

7. Участие в школьной олимпиаде по химии.

Содержательная часть

1. Содержание теоретической и практической частей.

Введение. (1 ч)

Место химических задач в процессе обучения химии. Условные обозначения, названия и единицы измерения физических величин, их взаимосвязь. Приближенные вычисления, значащие цифры, правила округления.

Тема 1. Расчеты с использованием первоначальных химических понятий. (5 ч)

1. Решение задач на нахождение атомных и молекулярных масс, масс атомов и молекул. (1 ч)

2. Решение задач на нахождение массовых долей элементов в веществе. (1 ч)

3. Решение задач на нахождение неизвестного индекса по данным массовой доли одного из элементов в веществе. (1 ч)

4. Решение задач на нахождение молекулярных формул неорганических веществ по данным массовых долей элементов. (1 ч)

5. Решение задач с использованием количества вещества при нахождении числа молекул и массы вещества. (1 ч)

Тема 2. Количественные соотношения в газах. (3 ч)

1. Решение задач с использованием плотности и относительной плотности газов. (1 ч)

2. Решение задач с использованием закона Авогадро и следствий из него. (2 ч)

Контрольная работа 1 по темам 1-2. (1 ч)

Тема 3. Количественные соотношения в растворах и смесях. (6 ч)

1. Решение задач на нахождение массовых долей веществ в минералах или горных породах, сплавах, смесях. (1 ч)

2. Решение задач на нахождение массовых долей растворённых веществ в растворах и обратные задачи. (1 ч)

3. Решение задач на использование в качестве растворённого вещества кристаллогидратов. (2 ч)

4. Решение задач на концентрирование, разбавление и смешивание растворов веществ, между которыми не происходят реакции. (2 ч)

Тема 4. Расчеты по уравнениям реакций. Часть 1. (8 ч)

1. Решение задач по уравнениям реакций. (2 ч)

2. Решение задач по уравнениям реакций, когда одно из реагирующих веществ содержит примеси. (1 ч)

3. Решение задач по уравнениям реакций с указанием практического выхода реакции. (1 ч)

4. Решение задач по уравнениям реакций, происходящих в растворах. (1 ч)

5. Решение задач на избыток и недостаток. (2 ч)

6. Решение задач по термохимическим уравнениям. (1 ч)

Контрольная работа 2 по темам 3-4. (1 ч)

Тема 5. ОВР. (3 ч)

1. Методы электронного и электронно-ионного баланса. (1 ч)

2. Задачи с использованием ОВР. (2 ч)

Тема 6. Расчеты по уравнениям реакций. Часть 2. (4 ч)

1. Решение задач с последовательными превращениями веществ. (2 ч)

2. АБВГДейки (2 ч)

Итоговое занятие (2 ч)

2. Дифференцирование материала.

Включенный в программу материал может использоваться для различных категорий учащихся, что достигается обобщенностью включенных в него знаний. Степень обобщенности включенных в программу знаний соответствует поставленным в ней целям обучения и развития мышления школьников. Развертывание содержания знаний в программе структурировано таким образом, что изучение всех последующих тем обеспечивается предыдущими, а между частными и общими знаниями прослеживаются связи. Программа дает возможность установить степень достижения промежуточных и итоговых результатов и выявить сбой в прохождении программы в любой момент прохождения процесса обучения. Материал программы распределен во времени с учетом его достаточности для качественного изучения материала и получения запланированных результатов; использования наиболее эффективных методов обучения.

3. Перечень возможных образовательных продуктов, которые можно получить в результате изучения данного элективного учебного предмета.

- сборник расчетных задач по химии от группы учащихся. Условия задач школьники сочиняют сами и основываются на фактах из истории учебной дисциплины.

- презентации для защиты каждой задачи из сборника, выполненные в программе Microsoft Power Point.

При работе над проектом сборника расчетных задач по химии учитываются:

- обоснованный выбор метода решения задач того или иного типа;

- нахождение информации по книгам и учебникам, осуществление поиска в сети Интернет;

- самоанализ и рефлексия;

- построение устного доклада (сообщения) о проделанной работе, выбор способов и форм наглядной презентации (продукта) результатов деятельности, изготовление предметов наглядности.

Учебно-тематический план

Требования к умениям и навыкам

1. Образовательный продукт (материалы, которые будут разработаны обучающимися на занятиях в ходе учебной, исследовательской деятельности: проект, тезисы, эксперимент, макет, схема, стихи и др.).

- сборник расчетных задач по химии от группы учащихся. Условия задач школьники сочиняют сами и основываются на фактах из истории учебной дисциплины.

- презентации для защиты каждой задачи из сборника, выполненные в программе Microsoft Power Point.

2. Точки контроля, виды контроля.

Точки контроля:

- в начале занятия (повтор формул, физико-химических величин, проверка домашнего задания);

- в конце занятия (самостоятельное решение задачи определенного типа по разобранному алгоритму).

Виды контроля, используемые на уроке элективного курса:

- выборочный (отработка пройденного алгоритма решения задач определенного типа учениками под руководством учителя);

- периодический (решение контрольных работ после прохождение 2 тем);

- итоговый (создание в конце курса обучения проекта – сборника задач и его защита с помощью презентации).

3. Система оценки образовательных достижений.

Оценка учителем образовательных достижений школьников проводится по пятибалльной шкале:

«2» – проявил интерес к выполнению задания, выполнил не правильно, но старался;

«3» – правильно выполнил задание с помощью товарища или учителя;

«4» – выполнил самостоятельно задание на 70-80% или не правильно выполнил задание по алгоритму, но самостоятельно исправил ошибки;

«5» – самостоятельно правильно выполнил задание.

Информационное обеспечение

Литература, использованная при подготовке программы:

1. Кузнецова Н.Е. Задачник по химии: 8, 9 класс: [для учащихся общеобразовательных учреждений] / Кузнецова Н.Е., Левкин А.Н. – М: Вентана-Граф, 2015. – 128 с.: ил.

2. Степин Б.Д. Занимательные задания и эффектные опыты по химии / Б.Д. Степин, Л.Ю. Аликберова. – М.: Дрофа, 2002. – 432 с.: ил.

3. Фигуровский Н.А. История химии: Учеб. пособие для студентов пед. ин-тов по хим. и биол. спец. – М.: Просвещение, 1979. – 311 с., ил.

4. Химия: сборник олимпиадных задач. Школьный и муниципальный этапы: учебно-методическое пособие / Под ред. В.Н. Доронькина. – Ростов н/Д: Легион, 2014. – 253 с.

5. Энциклопедия для детей. Том 17 Химия. / Глав. ред. В.А. Володин. – М: Аванта+, 2000. – 640 с.

Литература, рекомендуемая для учителя и обучающихся:

1. Егоров А.С. Самоучитель по решению химических задач (для учащихся и абитуриентов). – Ростов н/Д: Феникс, 2000. – 352 с.

2. Кузнецова Н.Е. Задачник по химии: 8, 9 класс: [для учащихся общеобразовательных учреждений] / Кузнецова Н.Е., Левкин А.Н. – М: Вентана-Граф, 2015. – 128 с.: ил.

3. Кузьменко Н.Е., Еремин В.В. Сборник задач по химии: 8-11 класс: учебное пособие. – М.: Издательство «Экзамен», 2006. – 638 с.

4. Резяпкин В.И. 750 задач по химии с примерами решений». – Минск: ООО «Юнипресс», 2001. – 272 с.

5. Степин Б.Д. Занимательные задания и эффектные опыты по химии / Б.Д. Степин, Л.Ю. Аликберова. – М.: Дрофа, 2002. – 432 с.: ил.

6. Турчен Д.Н. Химия. Расчетные задачи / Д.Н. Турчен. – М.: Издательство «Экзамен», 2009. – 399, [1] с.

7. Энциклопедия для детей. Том 17 Химия. / Глав. ред. В.А. Володин. – М: Аванта+, 2000. – 640 с.

Образовательные диски.

1. TeachPro. Химия 7–11 (2 CD). - Равновесие-Медиа, 2003 г.

2. Открытая химия. 2.5. Автор – профессор МФТИ, академик РАЕН В.В. Зеленцов –Физикон, 2002 г.

3. 1С: РЕПЕТИТОР. ХИМИЯ. Методы решения химических задач. – М., 1998.

4. 1С: Образовательная коллекция. Химия для всех XXI: Решение задач. Самоучитель. – М:SPLINT, 2004.

5. Некрашевич И. Школьный репетитор. Химия. 8-11 класс. СD с мультимедийной обучающей системой. – СПб: ПИТЕР, 2008.

Учебно-методические материалы

1. Основные понятия курса.

Количество вещества, плотность, относительная плотность, масса, относительная атомная масса, относительная молекулярная масса, молярная масса, а.е.м., масса атома и молекулы, простейшая формула, молекулярная формула, объем, массовая доля, молярная концентрация, выход продукта, примеси, избыток, недостаток, концентрирование, разбавление, смешивание, растворы, смеси, тепловой эффект химической реакции, энтальпия, экзо- и эндотермические реакции, качественные реакции.

Методическое обеспечение:

1. Таблицы:

- ПСХЭ Д.И.Менделеева;

- растворимости солей, кислот и оснований в воде;

- электрохимический ряд напряжений металлов;

- кривые растворимости;

- взаимная связь физических величин;

- латинский и греческий алфавиты;

- относительные молекулярные массы неорганических соединений;

- тривиальные названия неорганических веществ и минералов.

2. Буклеты с текстами задач по элективному курсу

3. Комплект кодослайдов «Алгоритмы решения химических задач различных групп»;

4. Образовательные диски:

- TeachPro. Химия 7–11 (2 CD). - Равновесие-Медиа, 2003 г.

- Открытая химия. 2.5. Автор – профессор МФТИ, академик РАЕН В.В. Зеленцов –Физикон, 2002 г.

- 1С: РЕПЕТИТОР. ХИМИЯ. Методы решения химических задач. – М., 1998.

- 1С: Образовательная коллекция. Химия для всех XXI: Решение задач. Самоучитель. – М:SPLINT, 2004.

- Некрашевич И. Школьный репетитор. Химия. 8-11 класс. СD с мультимедийной обучающей системой. – СПб: ПИТЕР, 2008.

2. Списки литературы для подготовки проектов, рефератов, исследовательских и творческих работ и др.

1. Кузнецова Н.Е. Задачник по химии: 8, 9 класс: [для учащихся общеобразовательных учреждений] / Кузнецова Н.Е., Левкин А.Н. – М: Вентана-Граф, 2015. – 128 с.: ил.

2. Степин Б.Д. Занимательные задания и эффектные опыты по химии / Б.Д. Степин, Л.Ю. Аликберова. – М.: Дрофа, 2002. – 432 с.: ил.

3. Энциклопедия для детей. Том 17 Химия. / Глав. ред. В.А. Володин. – М: Аванта+, 2000. – 640 с.

Приложение «Образцы задач к элективному курсу»

Тема 1. Расчеты с использованием первоначальных химических понятий. (5 ч)

1. Решение задач на нахождение атомных и молекулярных масс, масс атомов и молекул. (1 ч)

Честь открытия этого элемента принадлежит немецким ученым Вальтреу Ноддаку (1892 – 1960 гг.) и Идее Такке (в замужестве Ноддак; 1896 – 1978 гг.), обнаружившим в 1925 г. его следы в минералах редкоземельных элементов. К 1926 г. им удалось выделить всего … 2 мг этого металла! В 1928 г. после переработки 660 кг молибденита MoS₂ был получен первый грамм этого элемента, стоимость которого составляла свыше 30 000 золотых марок! Но уже к 1930 г. количество добытого искомого элемента стало исчисляться килограммами, цена же его упала до 13 марок за грамм, а к 1935 г. – до 6.5 марок. Определите, о каком элементе идет речь, если известно, что абсолютная масса атома этого элемента равна 30.9310^-26 кг.

2. Решение задач на нахождение массовых долей элементов в веществе. (1 ч)

Во все времена люди по мере возможности старались украсить свое жилище. Первобытные художники оставили на стенах пещер многочисленные рисунки. Самые первые рисунки выполнены древнейшим красителем – сажей. А уже 30 тыс. лет назад нашим предкам были известны мел и охры (от греч. «охрос» - «бледный», «желтоватый»). Это гидратированные оксиды железа (Fe₂O₃  H₂O; Fe₂O₃  3H₂O). При прокаливании охра теряет кристаллизационную воду, и пигмент приобретает красноватый оттенок. Определите, в каком из представленных гидратированных оксидов железа содержание металла наибольшее.

3. Решение задач на нахождение неизвестного индекса по данным массовой доли одного из элементов в веществе. (1 ч)

В Великобритании во времена правления королевы Виктории (1837 – 1901 гг.) многие ирландцы по традиции носили теплые фланелевые ночные рубашки, а поскольку жилища отапливались открытыми каминами, то очень часто это приводило к несчастным случаям: на человеке, дремлющем у камина, вспыхивала ворсистая ткань. Положение было настолько серьезным, что власти грозили запретить продажу фланели, если не найдется способ сделать ее огнеустойчивой. Проблему решил известный английский химик Уильям Генри Перкин-старший, который прославился получением одного из первых синтетических красителей – мовеина. Он предложил обрабатывать фланель раствором соединения состава Sn_xCl_y, в котором содержание хлора составляет 37,37%. Определите простейшую формулу соединения.

4. Решение задач на нахождение молекулярных формул неорганических веществ по данным массовых долей элементов. (1 ч)

Когда-то на Руси природный минерал синего цвета лазурит (или ляпис-лазурь) ценился дороже золота. Краску из этого истолченного в мелкий порошок камня называли ультрамарином. Определите простейшую формулу этого соединения, если известно, что массовая доля натрия составляет 13.85%, кальция – 8.03%, алюминия – 16.26%, кремния – 16.87%, кислорода – 38.55%, остальное – сера.

5. Решение задач с использованием количества вещества при нахождении числа молекул и массы вещества. (1 ч)

Греческий историк и географ Страбон (64 – 20 гг. до н.э.) писал о двух родственных друг другу порошках красного и черного цветов, которые «умелый ремесленник прокаливает в горне с углем и в красный металл превращает». Много позже, в 1799 г., французский химик Жозеф Луи Пруст установил состав этих веществ: это оказались оксиды одного и того же элемента: CuO (черный), Cu₂O (красный). Определите, в 5 г CuO или в 5 г Cu₂O число частиц наибольшее.

Тема 2. Количественные соотношения в газах. (3 ч)

1. Решение задач с использованием плотности и относительной плотности газов. (1 ч)

Американский химик Джеймс Вудхауз в 1800 г. изучал взаимодействие серы с нагретым раствором нитрита натрия в формамиде. Внезапно началась бурная реакция с выделением какого-то газа со слабым приятным запахом. Вудхаузу вдруг стало весело, и он пустился в пляс, распевая песни…Почти в то самое время английский химик Гемфри Дэви проводил термическое разложение нитрата аммония. Как потом он вспоминал, помощник слишком близко наклонился к установке и несколько раз вдохнул газ с приятным запахом, выходивший из реторты. Вдруг помощник разразился беспричинным смехом, стал судорожно двигаться, опрокидывая стулья, а потом свалился в углу комнаты и тут же уснул. Определите молекулярную формулу газа состава Э₂О, если известно, что относительная плотность его по азоту составляет 1.57.

2. Решение задач с использованием закона Авогадро и следствий из него. (2 ч)

В 1783 г. Лавуазье вместе с Жаном Менье термически разложил воду. Оказалось, что это вездесущее вещество состоит из водорода и кислорода в соотношении примерно 2 : 1. Подтвердите открытие Лавуазье и Менье, вычислив соотношение объемов образующихся газов при разложении 300 г воды.

Тема 3. Количественные соотношения в растворах и смесях. (6 ч)

1. Решение задач на нахождение массовых долей веществ в минералах или горных породах, сплавах, смесях. (1 ч)

В настоящее время достоверно установлено, что люди обладали определенными химическими знаниями уже в глубокой древности. Так, при раскопках города Ура в Южном Междуречье были найдены несколько металлических предметов, самый древний из которых относится к IV тысячелетию до н.э. Этот наконечник копья, сделанный из меди с примесью мышьяка и цинка. Химический анализ этого сплава показал, что соотношение количеств этих металлов составляет 98 : 0.5 : 1.5. Определите массу каждого металла, если вес наконечника копья составляет 400 г.

2. Решение задач на нахождение массовых долей растворённых веществ в растворах и обратные задачи. (1 ч)

Впервые гидрокарбонат натрия NaHCO₃ получил в чистом виде французский химик, физик, ботаник и врач Анри-Луи Дюамель де Монсо в 1760 г. Это вещество представляло собой белый порошок с солено-щелочным привкусом. При действии разбавленных кислот, даже слабых, оно шипело, выделяя какой-то газ. Дюамель, а позднее, в 1845 г., немецкий врач Бульрих заметили, что это соединение легко устраняет изжогу – жжение в пищеводе при чрезмерной кислотности желудочного сока. Первое время данное вещество называли «солью Бульриха», но потом врача забыли и стали называть соль, полученную Дюамелем, просто питьевой содой (или пищевой содой). Определите массовую долю питьевой соды в растворе весом 320 г, содержащем 16 г NaHCO₃.

3. Решение задач на использование в качестве растворённого вещества кристаллогидратов. (2 ч)

В одной из московских торговых книг 1725 г. было записано о покупке «турецкого купороса» по цене один фунт за гривну. «Турецким», «турским», «синим» или «медным» купоросом называли пентагидрат сульфата меди CuSO₄5H₂O. До 1725 г. его ввозили в Россию из-за границы. А в 1725 г. его производство было организовано на медеплавильных заводах Урала. Определите вес «турецкого» купороса, который необходим для приготовления 118 г 3% раствора сульфата меди (II).

4. Решение задач на концентрирование, разбавление и смешивание растворов веществ, между которыми не происходят реакции. (2 ч)

В 1817 г. ученик Берцелиуса шведский химик И.А. Арфведсон обнаружил в одном из минералов новую «огнепостоянную щёлочь до сих пор неизвестной природы». Его учитель предложил назвать её «литионом» — от греческого «литос» — камень, так как эта щёлочь, в отличие от уже известных натриевой и калиевой, впервые была обнаружена в «царстве» камней. За элементом же закрепилось название «литий». Гидроксид лития является наиболее слабым основанием среди щелочных металлов. Его растворимость в воде равна 12,24 г/100 см³. Определите массовую концентрацию такого раствора и раствора, полученного путем добавления к исходному 80 г воды.

Тема 4. Расчеты по уравнениям реакций. Часть 1. (8 ч)

1. Решение задач по уравнениям реакций. (2 ч)

Французский химик и врач Жан Рей в 1630 г. описал опыты по прокаливанию олова и свинца на воздухе. Рей обнаружил, что продукты прокаливания увеличиваются в весе. Запишите уравнения соответствующих реакций и рассчитайте прибавку в весе после прокаливания 10 г олова и 10 г свинца. В случае прокаливания какого металла прибавка будет наибольшей?

2. Решение задач по уравнениям реакций, когда одно из реагирующих веществ содержит примеси. (1 ч)

Близ г. Дели в Индии стоит железная колонна без малейшего пятнышка ржавчины, хотя ее возраст почти 2800 лет. Это знаменитая Кутубская колонна высотой около семи метров и массой 6,5 т. Надпись на колонне говорит о том, что она была поставлена в IX в. до н. э. Ржавление железа — образование метагидроксида железа FeO(OH) — связано со взаимодействием его с влагой и кислородом воздуха: 4Fe + 2H₂O + 3O₂ = 4FeO(OH). Однако эта реакция при отсутствии в железе различных примесей, и прежде всего углерода, кремния и серы, не протекает. Колонна была изготовлена из очень чистого металла: железа в колонне оказалось 99,72%. Этим и объясняется ее долговечность и коррозионная устойчивость. Определите возможный вес метагидроксида железа в Кутубской колонне, учитывая, что подвергнуться ржавлению может только примесное железо.

3. Решение задач по уравнениям реакций с указанием практического выхода реакции. (1 ч)

В 1803 г. крестьяне подмосковных деревень приходили подивиться на «установку» русского химика Якова Захарова, где он получал некий газ для заполнения воздушного шара. «Установка» представляла собой печь, в которую были вмазаны пятнадцать чугунных труб, заполненных железными опилками. Через трубы, раскаленные докрасна, Захаров пропускал водяной пар из стоящего тут же котла с кипящей водой. Запишите уравнение реакции и определите объем образующегося газа, если выход реакции равен 67%, а объем пропущенного через трубы водяного пара составляет 200 л.

4. Решение задач по уравнениям реакций, происходящих в растворах. (1 ч)

В 1643 г. Я.Б. ванн Гельмонт описал «насыщение щелочей кислотами с образованием солей». В современной записи это реакция нейтрализации. Например, взаимодействие гидроксида калия и соляной кислоты. Составьте уравнение реакции и рассчитайте массу сухой щелочи, которую нужно взять для нейтрализации 6% раствора соляной кислоты весом 145 г.

5. Решение задач на избыток и недостаток. (2 ч)

В 1857 г. немецкий химик Фридрих Вёлер подействовал соляной кислотой на силицид магния и увидел выделение газа, который при контакте с воздухом самовоспламенился с треском, как маленький фейрверк. Химический состав газа Вёлеру определить не удалось. В 1916 г. другой немецкий химик Альфред Шток дал взрывоопасному газу название силан, которое используют и теперь. Запишите уравнение реакции и определите объем силана SiH₄, если масса силицида магния составляла 15 г, а вес 8% раствора соляной кислоты 250 г.

6. Решение задач по термохимическим уравнениям. (1 ч)

В 1921 г. в г. Оппау (Германия) произошел взрыв на заводе, выпускавшем удобрения – смесь сульфата и нитрата аммония – (NH₄)₂SO₄ и NH₄NO₃. Эти соли долго хранились на складе и слежались; их решили раздробить небольшими взрывами. Это вызвало детонацию во всей массе вещества, считавшегося ранее безопасным. Взрыв привел к гибели 560 человек и большому числу раненых и пострадавших, полностью были разрушены не только город Оппау, но и некоторые дома в Мангейме – в 6 км от места взрыва. Более того, взрывной волной выбило стекла в домах, стоявших в 70 км от завода. Еще раньше, в 1917 г., на химическом заводе в Галифаксе (Канада) произошел чудовищный взрыв из-за саморазложения NH₄NO₃, стоивший жизни 3000 человек. Оказалось, что нитрат аммония опасен в обращении, является взрывчатым веществом. При нагревании до 260°С NH₄NO₃ разлагается на оксид диазота N₂O и воду: NH₄NO₃ = N₂O↑ + 2H₂O↑ + 200 кДж. Выше этой температуры реакция усложняется: 8NH₄NO₃ = 2NO₂↑ + 4NO↑ + 5N₂↑ + 16H₂O↑ + 512 кДж и приводит к резкому нарастанию давления и взрыву, которому может способствовать спрессованное состояние вещества и присутствие в нем примеси азотной кислоты. Вычислите количество теплоты, которое выделяется при разложении 100 г нитрата аммония по приведенным реакциям.

Тема 5. ОВР. (3 ч)

1. Методы электронного и электронно-ионного баланса. (1 ч)

Первая опубликованная Генри Кавендишем работа называлась «Опыты с искусственным воздухом» (1766 г.). Речь в ней шла о «горючем воздухе» (водороде в современном понимании). В работе было дано описание своеобразных свойств водорода как индивидуального вещества. Кавендиш получал его разными способами (действуя разбавленными соляной и серной кислотами на железо, цинк, олово) и каждый раз убеждался, что выделяется один и тот же газ. Составьте уравнения реакций, проведенных Кавендишем с целью получения водорода, и уравняйте их методом электронного баланса.

2. Задачи с использованием ОВР. (2 ч)

В 1785 – 1786 гг. Клод Луи Бертолле показал, что раствор, образующийся при пропускании хлора через охлаждаемый льдом раствор гидроксида калия, обладает отбеливающими свойствами. В 1792 г. производство отбеливателя было организовано в предместье Парижа Жавель, а сам раствор назвали жавелевой водой. В 1822 г. французский фармацевт А.Х. Лабаррак предложил заменить гидроксид калия более дешевой натриевой щелочью. В результате стали получать раствор, названный лабаррковой водой. Запишите реакции взаимодействия хлора с раствором гидроксида калия при 0^оС и 50^оС, уравняйте реакции методом электронного баланса и определите объем хлора, который взаимодействует с 100 г 10% раствора щелочи при 0^оС и 50^оС.

Тема 6. Расчеты по уравнениям реакций. Часть 2. (4 ч)

1. Решение задач с последовательными превращениями веществ. (2 ч)

Английский химик и физик Роберт Бойль в 1680 г. разработал новый метод получения «светящегося воска», как в то время называли белый фосфор. Когда Бойль выходил из своей лаборатории поздно вечером, вся его одежда излучала голубоватое сияние из-за осевших на ней мельчайших частичек белого фосфора. Бойль установил, что после сжигания фосфора остается белая «зола», которая легко растворяется в воде. Когда ученый добавил к части полученного при этом раствора несколько капель фиолетового настоя лакмусового лишайника, он стал красным. Оставшуюся часть раствора «золы» Бойль стал выпаривать, чтобы выделить новое вещество, и в конце получил густую маслянистую жидкость, из которой через несколько суток стали выделяться прозрачные кристаллы. Уравнения реакции: P₄ + 5O₂ = P₄O₁₀; P₄O₁₀ + 6H₂O = 4H₃PO₄. Определите вес безводной фосфорной кислоты, образуемой в ходе последовательных превращений из 15 г фосфора.

2. АБВГДейки. (2 ч)

Пять знаменитых химиков XVIII в. дали некоему неметаллу А, который в виде простого вещества представляет собой газ и состоит из двух атомных молекул, пять разных имен. В 1772 г. шотландский химик, ботаник и врач Даниель Резерфорд назвал его «ядовитым воздухом». Английский химик Джозеф Пристли в том же году назвал его «дефлогистированным воздухом». В 1773 г. шведский химик аптекарь Карл Шееле дал этому газу имя «испорченный воздух». А английский химик Генри Кавендиш в 1774 г. назвал его «удушливый воздух». Наконец, в 1776 г. французский химик Антуан Лавуазье установил, что все названные выше газы - одно и то же вещество, и предложил свое название, в переводе означавшее «безжизненный воздух». Этот неметалл А при взаимодействии с простым веществом Б, представляющим собой легкий двухатомный газ, названный Генри Кавендиш в 1766 г. «горючим воздухом», образует бесцветный газ В с резким характерным запахом. Вещество В впервые было выделено в чистом виде Дж. Пристли в 1774 г., который назвал его «щелочной воздух». В водном растворе вещество В проявляет слабоосновные свойства и способно взаимодействовать с веществом Г, концентрированный раствор которого «дымит» на воздухе. Полученная в результате этого взаимодействия соль Д при обработке раствором вещества Е (тривиальное название - каустический поташ) позволяет получить газ В. Накаленная проволока с капельками раствора вещества Е окрашивает пламя в фиолетовый цвет. Газ В только при электрическом разряде способен взаимодействовать с простым веществом Ж, представляющим собой двухатомный газ, который в 1771 г. был получен шведским химиком Карлом Шееле и назван им «огненный воздух». Составьте уравнения описанных реакций и напишите формулы веществ А – Ж.