Разработка урока химии в 11 классе по теме: Вода. Жесткость воды и способы ее устранения

Урок химии в 11 классе по теме «Вода. Жесткость воды и способы ее устранения»
Тип урока: усвоение новых знаний
Вид урока: урок-исследование
Задачи урока:
1. Образовательные:
- выявить причинно-следственную связь между составом и свойствами воды;
- ознакомить учащихся с понятием жесткости воды;
- разобрать положительное и отрицательное значение жесткости воды;
- рассмотреть основные способы ее смягчения;
2. Развивающие:
- продолжить формирование исследовательских навыков учащихся;
- учить анализировать, выделять главное в процессе исследования, самостоятельно
делать выводы;
3. Воспитательные:
- продолжить развитие умений учащихся работать в парах;
- способствовать эстетическому воспитанию учащихся на примере оформления доски, инструкционных карт;
Реактивы и оборудование: образцы воды (минеральная, водопроводная, дистиллированная), раствор мыла, растворы: BaCl2, HCl, Na2CO3, KOH; известковая вода; пробирки, спиртовка, спички, пробиркодержатель, компьютер. проектор, экран.
Возможные ответы учащихся приведены в скобках.
Каждому ряду выдается определенный образец воды, например, 1ряд – минеральная вода, 2 ряд – водопроводная вода, 3 ряд – дистиллированная вода.
Ход урока:
1. Орг. момент.
2. Вступительное слово учителя. (слайд № 1)
Вода, тебя невозможно описать, тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое! Нельзя сказать, что ты необходима для жизни; ты – сама жизнь.
3. Актуализация знаний и мотивация.
Учитель: Вспомните, какими свойствами обладает вода?
Физические свойства: Химические свойства: (слайд № 2)
Ц tкип. = 100оС 1) Взаимодействие с простыми веществами:
В tзам. = 0 о С акт. Ме + Н2О → щелочь + Н2 ↑
З ρ = 1 г/мл малоакт. Ме + Н2О → МеО + Н2↑
неМе + Н2О → …
2) Взаимодействие со сложными веществами:
МеО + Н2О → щелочь
неМеО + Н2О → кислота
Учитель: Сегодня на уроке мы познакомимся с еще одним свойством воды. Для этого выполните опыт №1 в инструкционных картах. (Инструктаж по технике безопасности)
Учитель: Какие результаты получили? (Мыло по-разному пенится в разных образцах воды.)
Учитель: Объясните результаты с точки зрения известных вам свойств воды. (Это невозможно).
4. Постановка проблемы.
Учитель: Почему мыло по-разному ведет себя в воде?
5. Поиск решения.
1) Выдвижение гипотез учащимися:
- вода разная (взята из разных источников)
- вода холодная (низкая температура)
- разное мыло
- вода жесткая
2) Проверка гипотез.
Учитель: Чем может отличаться вода? (Свойствами, которые в свою очередь зависят от состава)
Температура воды была одинакова у всех. Следовательно, эта гипотеза отпадает, т.к. она не дает ответа на вопрос.
Мыло, взятое для опыта, также было одинаково у всех. Следовательно, эта гипотеза также отпадает как невозможная.
Проверим две оставшиеся гипотезы: состав воды и жесткая вода.
Чем обусловлен состав воды? (Наличием разных ионов)
Какие ионы могут содержаться в воде? (Fe+3, Na+ , Ca+2, Cl – и др.)
Проверим правильность вашего предположения, для этого выполните опыт №2 в инструкционных картах. (слайд № 3)
3) Лабораторная работа (инструктаж по технике безопасности)
4) Анализ результатов исследования.
Учитель: Какие ионы удалось обнаружить в ваших образцах воды?
1ряд – ионы Ca+2 и Mg+2
2 ряд – ионы Ca+2, Mg+2, SO4-2, НСО3-
3 ряд - никаких
Подтвердите уравнениями проделанных реакций у доски.
Какой вывод можно сделать вывод? (Состав образцов воды разный)
На что влияет состав воды, как и любого другого вещества? (На свойства)
Итак, мы подошли к новому свойству воды, которое называется жесткость. Запишите тему сегодняшнего урока в инструкционные карты «Жесткость воды». (слайд № 4)
Жесткость воды – это свойство, обусловленное повышенным содержанием ионов Ca+2 и Mg+2 ( запись определения в инструкционные карты). Слайды № 5, 6.
Воду, содержащую большое количество ионов Ca+2 и Mg+2, называют жесткой. Вода, в которой эти ионы отсутствуют или их незначительное количество, называется мягкой.
5) Обобщение результатов исследования.
Учитель: В какой воде, мягкой или жесткой, мыло лучше пенится? Чтобы ответить на этот вопрос соотнесите результаты 1 и 2 опытов.
(Мыло лучше пенится в мягкой воде, где ионы отсутствуют или их небольшое количество.)
Давайте вернемся к гипотезам, выдвинутым в начале урока.
От состава воды зависит то, как будет пениться мыло? Да, это гипотеза подтвердилась в ходе исследования. Также и то, что вода жесткая, повлияет на поведение мыла в ней. Эта гипотеза также подтвердилась.

Виды жесткости (слайд № 7)

Постоянная Временная
(некарбонатная) (карбонатная)
Ca+2, Mg+2, Ca+2, Mg+2 ,НСО3-
SO4-2, Cl –
Сопоставьте данную схему и результаты опыта №2. Какой вид жесткости характерен для ваших образцов воды? (1 ряд - временная, 2 ряд – постоянная, 3 ряд – вода мягкая)
6) Использование результатов исследования.
Учитель: Жесткость воды - это благо или беда для природы?
В чем положительное влияние жесткости воды? Для этого вспомните, какую роль играют ионы Ca+2 в организме человека и животных?
Какие неудобства связаны с жесткостью воды?
Слайд:
Значение жесткости воды в природе (слайд № 8)
Положительное Отрицательное
Ионы Ca+2, Mg+2 необходимы для построения костной ткани, раковин моллюсков. Небольшое их количество необходимо для нормального функционирования сердечно-сосудистой и мочевыделительной систем. Ионы Ca+2 придают воде неприятный вкус.
Поступление большого количества этих ионов в организм человека может привести к мочекаменной болезни и гипертонии.
Использование жесткой воды приводит к образованию накипи в котлах, батареях, чайниках.
Значит, необходимо умело использовать знания о таком свойстве воды как жесткость. И при необходимости уметь ее устранять. Возможно ли это? Каким образом? (Кипячением и химическим путем) Попробуйте устранить жесткость ваших образцов воды, выполнив опыт №3 в инструкционных картах (инструктаж по технике безопасности). 3 ряд работает с образцом воды 1 ряда.
Практическая работа.
Учитель: Кому удалось устранить жесткость воды? На основании чего сделали такой вывод? (Мыло стало лучше пенится)
Каким образом вы достигли такого результата? Подтвердите уравнениями реакций у доски.
6. Домашнее задание.
Проверьте жесткость воды у себя дома с помощью мыла и попробуйте ее устранить с помощью средств, которые найдутся у вас под рукой.
7. Заключительное слово учителя. (слайды № 10, 11)
Безбрежная ширь океана
И тихая заводь пруда,
Струя водопада и брызги фонтана,
И все это только вода.
В кружева будто одеты
Деревья, кусты, провода.
И кажется сказкою это,
А в сущности - только вода.
Поэты посвятили воде удивительные строки. Прозаики даже о «Капле росы» готовы писать целые тома. А в природе, проявляя свои таинственные свойства, вода не перестает притягивать внимание к себе ученых и туристов. Пример этому, сталактиты и сталагмиты, образующиеся в пещерах и поражающие своей красотой и необычностью. А причиной этого является природная жесткость воды.
Слайд № 9 с дополнительным заданием может быть использован, если остается свободное время.



Приложение 1
Тема урока_____________________________________

ИНСТРУКЦИОННАЯ КАРТА
ОПЫТ № 1 Отношение воды к раствору мыла.
В пробирку с образцом воды налейте немного раствора мыла.
Встряхните. Что наблюдаете?
Результаты опыта занесите в таблицу
Сделайте вывод.
№ образца воды Результаты эксперимента
Вывод __________________________________________________________
________________________________________________________________
ОПЫТ № 2 Определение катионов и анионов в образцах воды
Разлейте выданный образец воды в несколько пробирок.
С помощью химических реактивов определите наличие ионов в каждом образце.
Заполните таблицу.
Напишите уравнения реакций в ионном виде.
Сделайте вывод
Определяемый катион, анион Используемый
реактив Наблюдения
Уравнение химической
реакции
Са+2 Mg+2 SO4-2 HCO3- Вывод ____________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
Определяемое свойство____________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
Виды жесткости
3771900-2540002501900-254000
Приложение 2
Практическая работа по теме:
«Устранение жёсткости воды»
Разлейте образец воды в несколько пробирок
Налейте в пробирку с образцом воды раствор карбоната натрия.
Что наблюдаете? Сделайте вывод. Добавьте раствор мыла, встряхните. Что наблюдаете? Сделайте вывод.
3. Налейте в пробирку с образцом воды известковую воду
Что наблюдаете? Сделайте вывод. Добавьте раствор мыла, встряхните. Что наблюдаете? Сделайте вывод.
4. Каждую пробирку с образцами воды зажмите в держателе и нагрейте в пламени спиртовки. Кипячение продолжайте несколько минут.
Добавьте раствор мыла, встряхните. Что наблюдаете? Сделайте вывод.
Результаты наблюдений и уравнения проделанных химических реакций занесите в таблицу.
Кипячение Взаимодействие с Na2CO3 Взаимодействие с Ca(OH)2 Взаимодействие с мылом
Наблюдения
Уравнения химических реакции
ВЫВОД ________________________________________________________
_______________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________