Урок Прикладная химия Цель: применение теоретических знаний для решения прикладных задач с химическим содержанием
Урок прикладной химии
Цель урока: Проверить глубину, осознанность научных знаний, умений их применять, проводить химический эксперимент; научить выделять главное в каждой теме, сравнивать и обобщать, логически мыслить, находит решение нестандартных задач; показать необходимость предотвращения загрязнения водоемов, прививать навыки исследовательской работы, продолжать экологическое просвещение школьников.
Реактивы: стаканы с ф/ф, щелочью, кислотой; NaNO3, малахит, HCl, Zn, раствор щелочи, мел, СаО, вода, Сu, CuO, спички, лучина, Н2О2, чай, соломина, клей, AgNO3, латунь, пробирки, ткань.
Межпредметные связи: с экологией(задачи экологического содержания); математикой( вычислительные навыки); физикой( использование физических величин и взаимосвязей между ними- формул для решения задач).
Ход урока:
При изучении тем «Неметаллы» и «Теория электролитической диссоциации» наши знания о свойствах неметаллов и их соединений составили солидный запас. Вы наверное задавали себе вопрос: «Зачем мне нужны эти знания? Где я их могу применить?» Итак: мы сегодня займемся прикладной химией, использующей теорию для решения прикладных задач.
Этап 1. Творческие задачи
Задача 1. На химическом вечере был показан занимательный опыт. В три стакана налили воду. Потом содержимое первого стакана перелили во второй. Раствор стал малиновый, раствор из второго стакана перелили в третий, малиновая окраска исчезла. Объясните этот опыт. Попробуйте определить, какие вещества были в 1-ом, 2-ом, 3-ем стаканах.
Задача 2. Раздобыв из хранившихся на даче удобрений немного белых гранул какого-то вещества, школьник принес его в школу и спросил у учителя: «Что это за вещество?» Проведя несколько опытов с неизвестным веществом, учитель записал его состав: W(N) = 35%, W(H) = 5%, W(O) = 60%.
Помогите юному химику определить вещество. (NH4NO3)
Задача 3. Решив исследовать, в какие реакции может вступать малахит (CuOH)2 CO3, ученик прилил к нему соляную кислоту. Он увидел, что стал бурно выделяться газ, а раствор приобрел красивый зеленый цвет. Полученный раствор юный химик разделил на 2 части. К первой он добавил раствор щелочи – при этом выпал синий осадок. Ко второй части добавил гранулы цинка. Началась реакция и образовались бурые хлопья. Напишите уравнение реакции и ответьте на вопрос: можно ли хранить раствор медного купороса в оцинкованных ведрах?
Задача 4. Опоздав на занятие химического кружка, ученик успел записать только правые части уравнений. Помогите ему восстановить уравнения реакций полностью:
+ Pb I2 + 2KNO3
Желтый
+ 3 S +2H2O
2H2S + SO2
t
+ 2SO3 +2NO
2NO2 + 2SO2
+ H2SO4 + 6NO2 + 2H2O
2H2O + O2
... + 5KBr + KBrO3 + 3H2O
3Br 2 + 6KOH
+ + K2SiO3 + 4H2
SiH4 + 2KOH +H2O
+ 2Cu + CO2
Cu2O + CO
Задача 5. Школьник решил получить CuCl2. Он взял медную проволоку и раствор соляной кислоты. Но как он не старался медь в соляной кислоте не растворялась. Помогите юному химику получить хлорид меди (II). Напишите уравнение реакции.
Задача 6.Если держать зажженную спичку горящим концом вверх, она при этом гаснет. Если держать горящим концом вниз – продолжает гореть. Почему?
(тяжелый углекислый газ скапливается внизу и мешает пламени двигаться вниз. Горение он не поддерживает и спичка гаснет, когда она поднята вверх горящим концом).
II этап. Экологические задачи.
Задача 1. В результате вулканической деятельности образовалась смесь газов объемом 200 м 3, в котором объемная доля сероводорода составила 0,15. Сероводород полностью растворился в соседнем водоеме, объем воды в котором 5 * 106 м3. Можно ли использовать воду из данного источника в хозяйственных целях, если ПДК (Н2S) составляет 0,05 мг/л?
Дано: V (смеси газов) = 200 м3
· (Н2S) = 0,15
V (Н2О) = 5 * 106 м3
ПДК (Н2S) = 0,05 мг/л
C (Н2S) в водоеме - ?
m(Н2S)
С = V р-ра
Решение:
V (Н2S) = 200 * 0,15 = 30 м3
V 30000
m (Н2S) = Vm * M = 22
·,4 * 34 = 45535,7 г.
V р-ра = V (Н2О) + V (Н2S) = 5000000 + 30 = 5000030 * 103 л.
m(Н2S) 45535,7
С(H2S) = V р-ра = 5000030000 = 0,00000911 г/л = 0,00911 мг/л
Ответ: это меньше, чем ПДК. Воду использовать можно.
Задача 2. Выживут ли караси в озере объемом 500000 м 3, в воду которого попало 100 м 3 сточных вод сернокислотного завода, содержащих 1600 кг оксида серы (VI).
Токсическая концентрация серной кислоты для карасей равна 138 мг/л.
Дано:
V (Н2О) = 500000 м3
V стоков = 100 м3
m (SO3) = 1600 кг
ПДК (SO3) =138 мг/л
С (H2SO4) - ?
m H2SO4
С = V р-ра
Решение:
1600 кг m – x кг
SO3 + H2O = H2SO4 m (H2SO4) = 1960 кг
80 кг 98 кг
V р-ра = 500000 + 100 = 500100 м3 = 500100000 л
m (H2SO4) 1960000 г
С (H2SO4) = V р-ра = 500100000 л = 0,00392 г/л = 3,92 мг/л
Ответ: Это меньше, чем ПДК. Караси выживут.
Задача 3. В сточных водах химико – фармацевтического комбината объемом 300 м3 был обнаружен хлорид ртути (II) HgCl2, концентрация которого составила 5 мг/л. Для очистки решили применить метод осаждения и в качестве осадителя использовали сульфид натрия массой 420 г. Будут ли достаточно очищены сточные воды для сброса их в ближайший водоём?
Дано:
V стоков = 300 м3 = 300000 л
С (HgCl2) = 5 мг/л
m (Na2S) = 420 г
Решение:
m (HgCl2) = C * V = 5 мг/л * 300000 = 1500000 мг = 1500 г
1500 г 420 г
HgCl2 + Na2S = HgS + 2 NaCl
272 г 78 г
5,5 > 5,38
m осажденного HgCl2 = 272 * 420 = 1465 г
78
m ост. (HgCl2) = 1500 – 1465 = 35 г
Ответ: нет, сбрасывать воду нельзя, так как в ней еще содержится 35 г HgCl2.
Проблема охраны и очистки воды с каждым годом становится все острее. Не исключено, что в ближайшем будущем кто-то из вас должен будет брать на себя ответственность за решение тех или иных производственных проблем, которые напрямую связаны с состоянием окружающей среды. А все вместе мы можем не расходовать бесцельно чистую воду.
Задача 4. Вычислите объем чистой воды, которая бесцельно расходуется при плохо закрытом кране за час и за сутки, если стакан (250 мл) наполняется за минуту. (15 литров за час; 360 литров за сутки)
III Проблемные задачи
Задача 1. За столом случайно пролили чай на одежду. Что делать? В рекламе очень часто упоминаются вещества отбеливатели, одним из компонентов некоторых отбеливателей являются пероксиды. А в медицине как обеззараживающее средство используют перекись водорода. Ткань с пятном от чая опустили в стакан с пероксидом водорода, ткань побелела. Такая же реакция лежит в основе процесса отбеливания волос. Во всех осветлителях основным отбеливающим веществом является гидропирит – пероксид водорода, помогающий женщинам становится более, с их точки зрения, привлекательными.
Задача 2. А теперь давайте представим себе как засыхает клей? Мы наносим на бумагу прозрачный раствор, который со временем затвердевает. Причем таким затвердевшим клеем можно даже порезаться – его края острые, как стекло! Оказывается, он не просто высыхает на воздухе, как, например, разлитая вода, а взаимодействует с углекислым газом, входящим в состав воздуха. Раствор канцелярского клея вначале мутнеет, а затем в нем образуется осадок, похожий на студень или желе. Это и есть новое вещество – кремниевая кислота, которая образуется при засыхании клея на воздухе. Она-то и склеивает бумагу.
Задача 3. Как определить степень «зрелости» штукатурки после побелки стен? Побелка представляет собой оксид кальция, гашение извести – взаимодействие оксида кальциия с водой, а «схватывание» штукатурки – процесс взаимодействия с углекислым газом воздуха. (фенолфталеином)
Задача 4. Вы выбираете золотое изделие, но сомневаетесь в его подлинности. Дело в том, что латунь (сплав меди с цинком) с высоким содержанием меди – томпак – благодаря своему внешнему сходству с золотом используется для ювелирных и декоративных изделий. Как отличить подделку? (раствором нитрата серебра)
Подведение итогов урока
15