Урок химии «Вода – уникальное вещество природы»

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №4»

«Вода – уникальное вещество природы»

Разработала: Шептухина Н.В.

учитель биологии и химии

Тема урока: «Вода – уникальное вещество природы»

Цель урока: интегрировать знания учащихся о распространении воды в природе, свойствах и значении воды для живых организмов из курсов физики, химии, биологии, выявить экологические проблемы, связанные с загрязнением воды.

Задачи урока:

Предметные:

• формировать знания учащихся о составе, химических свойствах, областях применения воды;

• продолжить формирование знаний о распространении воды в природе, о физических свойствах воды, углубить знания о роли воды в жизни живых организмов;

• закрепить знания о типах химических реакций на примерах реакций взаимодействия воды с различными веществами;

• развить умение учащихся решать расчетные задачи на нахождение массовых долей элементов в веществе, на нахождение массы вещества по известной массе другого вещества.

Метапредметные:

• продолжить развитие наблюдательности, памяти при просмотре компьютерной презентации и проведении демонстрационного эксперимента;

• продолжить развитие умений сравнивать, прогнозировать, обобщать и делать выводы;

• продолжить формирование умений работать самостоятельно с учебником, тетрадью, дополнительной литературой при подготовке сообщений;

• продолжить развитие информационной культуры учащихся.

Воспитательные:

• воспитывать бережное и экономное отношение к водным ресурсам,

• продолжить экологическое просвещение школьников, расширив знаний учащихся об экологических проблемах, связанных с загрязнением воды нефтью и нефтепродуктами;

• прививать заботу к окружающей среде и своему здоровью, показав значение воды в жизни живых организмов;

• воспитать интерес к учебному предмету с помощью наглядных демонстрационных опытов.

Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, презентация, модель реки, пузырек с нефтью.

Метапредметные связи: биология, география, экология физика

ХОД УРОКА

1.Оргмомент

План урока записан на доске:

• Распространение воды в природе. Гидросфера.

• Состав воды.

• Физические свойства воды, их особенности.

• Химические свойства воды.

• Круговорот воды в природе, роль человека в нём.

• Области применения воды.

2.Актуализация знаний (фронтальная беседа)

Учитель. Сегодня у нас не совсем обычный урок. Такие уроки носят название интегрированных, т.к. помогают объединить знания всех наук для создания целостного представления об изучаемом объекте. Сегодняшний наш урок посвящается самому знакомому и в то же время самому загадочному и удивительному веществу – воде.

1 слайд (эпиграф) «Вода… Ты не имеешь ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя невозможно описать – тобой наслаждаешься, не ведая, что ты такое. Ты не просто необходима для жизни, ты и есть сама жизнь. Ты - божество, ты - совершенство, ты - самое большое богатство на свете»… Антуан де Сент – Экзюпери.

Записываем в тетрадях: Тема урока: «Вода – уникальное вещество природы».

2 слайд Тема и цель урока

Цель урока: рассмотреть распространение воды в природе, изучить состав молекулы воды, её свойства, особенности, значение для живого; рассмотреть некоторые экологические проблемы, связанные с загрязнением

Проблема: Достаточно ли воды на Земле и какие она имеет свойства?

1. Распространение воды в природе. Гидросфера.

Из курса географии вам известно, что вода - это самое распространенное вещество на Земле. Водная оболочка Земли называется гидросфера.

3 слайд Распространение воды на Земле.

Вода занимает 71% от всей поверхности земного шара, и только 29% приходится на сушу.

Что же включает гидросфера?

4 слайд Состав гидросферы.

5 слайд Морская и пресная вода.

Из огромного количества воды на планете 97% приходится на соленую воду, которая не пригодна для нужд человека, и только 3 % всей воды – вода пресная! Запасы пресной воды на Земле находятся в виде ледников (79%), подземных вод (20%) и 1% приходится на воду рек, озер, атмосферную влагу. Природная вода не бывает совершенно чистой.

Как показали исследования, вода есть не только на нашей планете, но за пределами Земли, в космосе.

Сообщение « Вода в космосе»

Вода - чрезвычайно распространённое вещество в космосе, но там она представлена только в виде пара или льда.

Космические путешественники – кометы, приближаясь к Солнцу из глубин космоса, украшаются длинным шлейфом. Этот хвост состоит их газов, одним из которых является водяной пар. Известно, что некоторые кометы  более, чем на 50 % состоят из водяного льда.

В результате бомбардировки лунного кратера были получены достоверные свидетельства наличия на спутнике Земли водяного льда в больших объёмах.

Исследования Венеры в шестидесятых годах XX века космическими аппаратами показали, что там, в облаках, содержится около 1% водяного пара.

Примерно 100 лет назад сообщалось о яркой вспышке, наблюдаемой на Марсе в течение 70 минут. В атмосфере Марса обнаружен водяной шар в виде льда. Яркие вспышки объясняются отражением солнечных лучей от ледяных поверхностей. А есть ли водоемы на Марсе? Телекамеры не передали ничего похожего на площади, покрытые водой.

Из больших планет только на Юпитере предполагают наличие воды в трех состояниях, но жидкая вода не была обнаружена достоверно.

Сведения о других планетах очень скудны. О воде на Сатурне можно судить только по наличию снежных колец. Наличие воды (в основном в виде льда) подтверждено на многих спутниках Юпитера и Сатурна. Вода присутствует в составе многих астероидов.

Но не стоит забывать, что не любая водная среда пригодна для жизни. Например, аккумуляторная батарея содержит 25 % - ый раствор серной кислоты в воде, но жизнь в ней маловероятна.

Учитель. Из курса биологии вам известно, что вода неразделимо связана с существованием жизни на Земле.

Сообщение 2 «Вода в живом организме»

6 слайд Вода в организме человека.

Вода - не только самая распространенная, но и самая важная жидкость в природе. «Воде, - сказал великий Леонардо, - была дана волшебная власть стать соком жизни на Земле».

Вода - колыбель жизни, именно воде наша планета обязана возникновением и развитием живых существ. Если Земля - колыбель человечества, то колыбель жизни на Земле - океан.

Но и сегодня, расселившись по всей суше, ни растения, ни животные, тем не менее, не могут порвать все связи с океаном.

В доказательство того, что все мы обязаны своим существованием воде, мы носим ее в своих телах. Наша кровь, в которой растворено более 30 различных минеральных веществ, по своему составу очень близка к морской воде.

Взрослый человек состоит на 70 % из воды. Как же распределена вода в организме? Прежде всего, вода входит во все органы и ткани. Самая богатая водой ткань - стекловидное тело глаза, мозг и зародыш ко содержат до 99% воды, а зубная эмаль- всего лишь 0,2%.

Вода - символ бессмертия и плодородия. У живых организмов в воде всегда большая потребность Например, подсолнечник в сутки требует 1л, береза - 30л, эвкалипт - 100л. Вода в растениях участвует в процессе фотосинтеза, при этом образуются органические вещества и кислород. Все теплокровные животные, как и человек, постоянно нуждаются в воде. Холоднокровные животные могут жить без воды неделями. Потеря 20% жидкости приводит к гибели живое.

Вода в организме выполняет несколько функций:

• Вода – растворитель; только растворенные вещества реагируют друг с другом в живых клетках.

• Осуществляет транспорт веществ и удаляет ненужные продукты из организма.

• Служит терморегулятором, являясь хорошим переносчиком тепла.

• Испаряясь при потоотделении, тепловой одышке, транспирации у растений, вода охлаждает организмы и защищает от перегрева.

• Вода придает клеткам форму, а у некоторых животных является гидроскелетом.

2. Состав воды

Кем, когда и при помощи каких методов был установлен качественный и количественный состав молекулы воды?

7 слайд

В основе изучения качественного и количественного состава вещества лежат два метода: синтез и анализ.

Анализ – метод определения состава вещества путем разложения вещества на более простые.

Синтез – получение сложных веществ из более простых.

Эксперименты по установлению состава воды проводил химик Лавуазье. Он установил, что при разложении воды под действием электрического тока образуются газы – два объема водорода и один объем кислорода, а при образовании воды - два объема водорода соединяются с одним объемом кислорода. Эти опыты помогли установить, что вода – не элемент, а сложное вещество, состоящее из двух атомов водорода и одного атома кислорода.

8 слайд

Задача. Запишите молекулярную формулу воды и рассчитайте её относительную молекулярную массу и массовые доли составляющих её элементов
Мr (H₂О)= 18

w(Н)= 2:18 = 11%
w(О) = 16:18= 89%

Ответ: w(H)= 11%, w(O)= 89%

1. Физические свойства и особенности воды

Работа с учебником: Стр. 84 - прочитать текст о физических свойствах воды.

Расскажите, какими физическими свойствами обладает вода (ответ учащихся).

Задание: записать в тетрадях основные физические свойства воды.

9 слайд Физические свойства воды

Сообщение 3. Аномалии воды

В апреле 1912 году печальное известие облетело весь мир. Погиб, столкнувшись с айсбергом, гигантский океанический лайнер «Титаник». По-разному объясняли эксперты причины катастрофы. Сошлись на том, что в тумане капитан не разглядел огромную плавающую ледяную гору и, налетев на нее, корабль окончил свое земное существование. Если мы посмотрим на это прискорбное событие глазами физика, то придем к весьма неожиданному выводу: «Титаник» пал жертвой одной из аномалий воды. Устрашающие ледяные глыбы – айсберги, плавают, подобно пробке, на поверхности воды. Северные айсберги откалываются от ледникового покрова Гренландии, а южные от Антарктиды, причем южные айсберги по своим размерам намного превышают северные. Самые крупные и промороженные  вплоть до -60 C, айсберги Антарктиды «живут» до десяти лет. Тогда, как Гренландские айсберги  живут гораздо меньше, и срок их  таяния составляет  2-3 года.

Глыбы в десятки тысяч тонн не тонут и все потому, что лед легче воды. Попробуйте расплавить любой металл и в расплав бросить кусочек того же металла: он моментально утонет. Твердое состояние любого вещества имеет большую плотность, чем жидкое. Лед и вода - удивительное исключение из этого правила. Лед намного легче воды, этим то и объясняется почему, даже самые глубокие водоемы не замерзают зимой полностью. Если бы было наоборот, то лед, падающий на дно, вытеснял бы на поверхность нижние слои воды, и постепенно вся вода в водоеме  просто бы замерзла.

Чтобы растаял лед, нужно много тепла. Несравненно больше, чем для плавления любого другого вещества, взятого в таком же количестве. Когда вода замерзнет, это тепло снова выделяется. Лед и снег, отдавая тепло обратно, подогревают землю и воздух. Они смягчают резкий переход к суровой зиме и позволяют осени воцариться на несколько недель. Весной же таяние льда задерживает наступление знойных дней. Космический холод давно проник бы на Землю, если бы она не была одета в теплую шубу. Шуба - атмосфера планеты, а роль теплой воды выполняют водяные пары. Если бы не чрезвычайная теплоемкость воды, наша планета давно бы остыла и жизнь на ней угасла.

Температура кипения воды 100 ⁰С, плавления – 0⁰С. Это тоже аномально высокие значения. Учёные объясняют такой факт тем, что молекулы воды способны соединяться в агрегаты с помощью водородных связей, на разрыв, которых и затрачивается большое количество тепловой энергии при нагревании.

Аномальные особенности воды: 10-12 слайды

4 Химические свойства воды

Мы рассмотрим примеры важнейших химических реакций с участием воды.

Задание: записывая в тетрадях уравнения реакций, характерных для воды, укажите известные вам типы химических реакций.

Вспомните, какие типы химических реакций вам известны? (реакции соединения, разложения, замещения, обмена )

13 слайд

1. Вода реагирует с активными металлам, а при нагревании - и с менее активными металлами. В первом случае образуются растворимые гидроксиды металлов – щелочи и водород, во втором случае – оксиды и водород.

2Na + 2Н₂О = 2NaOH + H₂↑

Zn + Н₂О =^{t° C} Zn O + H₂ ↑

14 слайд

2. Взаимодействует с оксидами металлов и неметаллов с образованием растворимых оснований –щёлочей или кислот.

Задание: на с. 86 в учебнике найдите и запишите уравнения реакций взаимодействия воды с оксидом лития и с оксидом серы (VI).

К какому типу относятся эти реакции? (соединения)

15 слайд

3. .Взаимодействует с некоторыми неметаллами:

а) со фтором (пламя горящей во фторе воды похоже на пламя горящего на воздухе спирта):

2 F₂ +2H₂O → 4HF+ O₂↑

б) с углеродом:

С + H₂O → ^t°C СО + H₂ ↑

? К какому типу относятся эти реакции? (замещения)

16 слайд

4. При t= 2000°C или при пропускании электрического тока вода разлагается на простые вещества – кислород и водород

2 Н₂О → 2 Н₂↑ + О₂ ↑

К какому типу относятся эти реакции? (разложения)

17 слайд

5. Вода участвует в процессе фотосинтеза – образования углеводов в зеленых растениях на свету:

6СО₂ + 6Н₂О à С₆Н₁₂О₆ + 6О₂á

Глюкоза

18 слайд Задача с использованием уравнения реакции фотосинтеза

• Предлагаю решить задачу, в которой будет использовано уравнение реакции фотосинтеза. Определите массу глюкозы, которая образуется при поглощении  132 г. оксида углерода (IV) растением при фотосинтезе.

( в это время отдельным учащимся предлагаются индивидуальные задания на карточках)

5. Круговорот воды в природе

Запасы воды остаются неизменными в течение миллиардов лет, т.к. вода совершает постоянный круговорот.

19 слайд Схема круговорота воды

Но все более значительной становится роль человека в этом круговороте. Деятельность человека порой приводит к загрязнению природных вод. Запасы чистой воды постепенно сокращаются. Поэтому ее нужно расходовать экономно. Один из основных загрязнителей воды – нефть и нефтепродукты.

Демонстрация опыта “Последствия разлива нефти”

Оборудование: “модель реки”, пробирка с нефтью;

Учитель: Представьте себе, что случилась авария и из танкера, перевозящего нефть, произошла утечка нефти. Я буду капать нефть из пробирки в нашу речку, а вы понаблюдайте, что будет происходить.

Учащиеся: Нефть покрывает всю поверхность тонкой непрозрачной пленкой.

Учитель: Как вы думаете, какой вред это может нанести окружающей среде?

Учащиеся: Солнечный свет не проникает в глубину, растения перестают вырабатывать кислород, морские организмы покрываются плотным слоем маслянистой жидкости и погибают. Затем пятно мигрирует с течениями и во время шторма. Уничтожается другая часть живого в океане .Этот опыт помогает ребятам наглядно увидеть и понять, что нефть, попавшая в водоемы, наносит огромный вред окружающей среде.

20 слайд Загрязнение мирового океана нефтью.

6. Применении воды

21 слайд Области применении воды Для чего же нужна вода человеку? (работа с учебником на с. 87 Схема применения воды)

Заключение урока, выводы

Сегодня на уроке мы изучили такое знакомое всем, но такое удивительное и загадочное вещество – воду. Этот урок помог объединить в одно целое ваши знания о воде из курсов химии, биологии, географии, физики, экологии.

Какие же выводы можно сделать по окончании нашего урока?

22 слайд

Выводы:

• Вода – самое распространенное вещество на Земле.

• Вода – основа всего живого, колыбель жизни.

• Физические свойства воды уникальны, обладают аномальными особенностями.

• Вода является одним из самых химически активных, реакционноспособных веществ.

• Вода совершает постоянный круговорот, но всё более значительным в нем становится роль человека.

• Вода находит разнообразные области применения, поэтому в каждой стране должны соблюдаться меры по охране и рациональному использованию водных ресурсов.

У отдельных учащихся, выполнявших индивидуальные задания по карточкам, собрать тетради для проверки.

23 слайд Домашнее задание.

Параграф 29, с.87 упр.5-7 для всех учащихся, с.88 задача 1 для 1 группы. Сообщение

«Охрана водных ресурсов Ставропольского края»

24 Слайд. Рефлексия.

Список литературы

1. Вронский В.А. Прикладная экология. Ростов-на-Дону: Феникс, 1996.

2. Залогин Б.С. Океаны. М.: Просвещение, 1996.

3. Лосев К.С. Вода. Л.: Гидрометеоиздат, 1989.

4. Мишон В.М. Поверхностные воды Земли: ресурсы, использование и охрана. Воронеж: издательство ВГУ, 1996.

5. Непомнящий Н.Н. 100 великих загадок природы. М.: Вече, 2004.

6. Справочник школьника. Физика/ Сост.Т.Фещенко, В. Вожегова. – М.: Филолог.об-во «Слово», компания «Ключ - С», АСТ, 1996. – 576 с.

7. Справочник школьника. География/ Сост. Т.С. Майорова. – М.: Филолог.об-во «Слово», компания «Ключ - С», АСТ, 1997. – 576 с.

8. Справочник школьника. Химия/ Сост. М. Кременчугская, С. Васильев; под ред. И. Пышнограевой. – М.: Филолог.об-во «Слово», компания «Ключ - С», 1997. – 480 с.

9. Химия: неорган. химия: учеб. для 8 кл. общеобразоват. учреждений / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – М.: Просвещение, 2009.

Интернет – ресурсы

1. http://www.o8ode.ru/

2. http://voda.dedrof.ru/

3. http://wiki.iteach.ru/

4. http://wiki.iteach.ru/