Реализация практико-ориентированного подхода при изучении темы "Производство нефти"
Опыт изучения основных химических производств. Особенности изучения химии неорганических веществ в школьном курсе химии. Методическая разработка урока по химии по теме "Химическое производство". Охрана окружающей среды в коксохимическом производстве.
| Рубрика | Педагогика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 22.03.2011 |
| Размер файла | 785,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ВВЕДЕНИЕ
В ходе реализации практико-ориентированного подхода к разработке стандарта по химии была проведена разгрузка обязательного минимума содержания основного общего образования и вопросы промышленного производства химических веществ отнесены к обязательному минимуму содержания среднего (полного) общего образования. Блок “Химия и жизнь”. Опыт многолетней работы показал, что вынесение изучения химических производств в отдельную тему и в конце учебного года имеет ряд преимуществ:
1. Комплексное одновременное знакомство с основными вопросами технологии химических производств
2. Повторение и обобщение знаний по вопросам получения и химических свойств веществ, химической кинетики.
Глава 1. ОПЫТ ИЗУЧЕНИЯ ОСНОВНЫХ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ
Рассмотрение производства аммиака, серной, азотной кислоты, металлов в одном блоке даёт возможность их параллельного рассмотрения, составления алгоритма изучения химического производства, развить умение обобщать, сравнивать, предсказывать последствия изменения условий проведения химических реакций. Изучение химических производств можно вести на основе знаний о закономерностях течения химических реакций, что способствует осознанному восприятию материала: учащиеся не просто заучивают свойства веществ и условия течения химических процессов, а прогнозируют их на основе знания теории. Появляется возможность многократного повторения с учащимися основного материала. У учителя появляется большое количество вариантов организовать самостоятельную деятельность учащихся: конспекты, схемы, плакаты, проекты, взаимообучение учащихся в группах.[2] Кроме того, как вариант в настоящее время есть возможность рассмотреть эту тему на элективных курсах.
Уроки:
1. Введение в технологию
2. Производство аммиака
3. Производство серной кислоты
4. Производство азотной кислоты
5. Силикатная промышленность.
6. Понятие о металлургии. Способы промышленного получения металлов.
7. Доменное производство чугуна.
8. Способы производства стали.
9. Зачёт
На первом (вводном) уроке учащиеся знакомятся с понятием “химическая технология”, с планом изучения химического производства, с технологическими принципами организации производства, с профессиями химических производств. (Приложение1)
На втором уроке решается проблемная ситуация о выходе аммиака с применением знаний о скорости химической реакции и принципе Ле Шателье. При изучении самой технологии производства учащиеся совместно с учителем составляют технологическую схему. (Приложение 2)
На уроках №3-4 после рассказа учителя технологические схемы производства учащиеся составляют самостоятельно.
Урок №5 можно проводить разными вариантами:
Самостоятельное изучение учащимися в виде конспекта учебника по плану (сырьё, технология и химизм, продукт производства).
Сообщения учащихся по каждому производству с организацией выставки продуктов этих производств или предметов, изготовленных на их основе.
Урок №6 является вводным для изучения металлургических производств. При его проведении используются знания учащихся по географии и химии предыдущих лет. Урок проходит успешно, если предварительно нескольким учащимся даётся задание подготовить сообщение о черной и цветной металлургии, специальностям металлургических производств, реакции получения металлов.
На уроке №8 производство чугуна изучается по тому же плану, что и производств аммиака.
Изучение производства стали на девятом уроке, начинается с объяснения сущности передела чугуна в сталь и рассмотрение способов производства по плану.
Последний урок проводится в виде зачёта по изученным производствам. Класс делится на несколько групп ( в идеале групп должно быть столько же сколько спрашивается химических производств), каждой группе учитель даёт какое-либо одно производство. Учащиеся готовят ответ-рассказ о производстве с равномерным участием всех членов группы. На подготовку отводится 10-15минут, затем выступление перед классом или, в зависимости от уровня подготовки учащихся и количества учащихся, беседа с учителем. Дополнительно можно подготовить учащимся задачи по данному производству.
Глава 2. ИЗУЧЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В ШКОЛЬНОМ КУРСЕ ХИМИИ
В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированной на вхождение в мировое образовательное пространство. Этот процесс сопровождается существенными изменениями в педагогической теории и практике образовательного процесса.
Происходит смена парадигмы образования. Данная парадигма образования лежит в основе системы образования всех индустриально развитых стран и создает предпосылки для формирования единого мирового образовательного пространства. Главной задачей стоящей перед современной школой является повышение качества обучения. В настоящее время учителя сталкиваются с проблемой снижения уровня познавательной активности учащихся на уроке, нежеланием работать самостоятельно, да и просто учиться. Среди причин того, что дети теряют интерес к обучению, безусловно, надо назвать и однообразие уроков. Творческий подход к построению урока, его неповторимость, насыщенность многообразием приемов, методов могут обеспечить повышение эффективности обучения.
Одним из условий достижения поставленных задач является применение высоких образовательных технологий. К таким технологиям относится модернизированный метод проектов, основанный на интеграции классического метода проектов (Д.Дьюи) и информационно-коммуникационных технологий.
В научно-методической литературе применение проектно-исследовательской технологии обосновывается следующим образом:
· в условиях существующей классно-урочной системы она наиболее легко вписывается в учебный процесс и может не затрагивать содержания обучения, которое определено образовательным стандартом для базового уровня;
· это технология, которая позволяет при интеграции ее в реальный учебно-воспитательный процесс успешнее достигать поставленные государственным стандартом образования цели;
· это истинно педагогическая технология, гуманистическая не только по своей философской психологической сути, но и в нравственном аспекте. Она обеспечивает не только прочное усвоение учебного материала, но и интеллектуальное и нравственное развитие обучающихся, их самостоятельность, доброжелательность по отношению к учителю и друг к другу, коммуникабельность, желание помочь другим.
Сущность проектно-исследовательской технологии, рассматриваемой в контексте личностно-ориентированного обучения, состоит в том, что цель занятий и способы ее достижения должны определяться с позиции самого учащегося, на основе его интересов, индивидуальных особенностей, потребностей, мотивов, способностей. Проектно-исследовательская технология, как новая педагогическая личностно-ориентированная технология отражает основные принципы гуманистического подхода в образовании:
· особое внимание к индивидуальности человека, его личности;
· чёткость, ориентация на сознательное развитие критического мышления обучающихся.
На завершающем этапе средней общеобразовательной школы личностно-ориентированное проектное обучение является особенно значимым по следующим причинам:
1. Учащиеся 10 - 11 классов в психологическом плане относятся к юношескому возрасту, который представляет собой «третий мир», существующий между детством и взрослостью.
2. Промежуточность общественного положения и статуса юношества способствует активизации мыслительной деятельности старшеклассников и повышению степени их самостоятельности.
3. На старшей ступени обучения активно развивается на основе рефлексии свое собственное самосознание, образ «Я», соотношение реального и идеального «Я».
Перед школьниками этого возраста стоит задача социального и личностного самоопределения, которая предполагает четкую ориентировку и определение своего места во взрослом мире, с чем связана необходимость развития самосознания, выработка мировоззрения и жизненной позиции. В процессе выполнения проектной работы успешно реализуется принцип «успеха», который предполагает ориентацию всего учебного процесса на учащегося: на его интересы, жизненный опыт и индивидуальные способности.
Я сам-->Я хочу
Я могу-->Я умею
Применение проектно-исследовательской технологии особенно актуально на старшей ступени обучения химии (10 - 11 класс) в средней общеобразовательной школе. Известно, что химические производства являются одним из основных загрязнителей окружающей среды. Как отмечал Вернадский еще в начале двадцатого века, «лик планеты - биосферу - человек изменяет химически осознанно или бессознательно». Эти бездумные «изменения» на пороге третьего тысячелетия привели планету к глобальному экологическому кризису. Именно в процессе изучения химических производств можно успешно формировать экологическое мышление у подрастающего поколения. Для реализации проектно-исследовательской деятельности учащихся нами разработан учебно-методический пакет на тему «Химические производства - реалии и прогнозы на будущее». Обучение проводится в рамках модуля "Химия Красноярского края" при обобщении знаний по химическим производствам. Учебно-методический пакет разрабатывался с учетом того, что учебный проект - это организационная форма работы, которая (в отличие от занятия или учебного мероприятия) ориентирована на изучение законченной темы или учебного раздела. В рамках школьного обучения его можно рассматривать как совместную учебно-познавательную, исследовательскую, творческую или игровую деятельность учащихся-партнеров, имеющую общую цель, согласованные методы, способы деятельности, направленную на достижение общего результата по решению какой-либо проблемы, значимой для участников проекта. Дидактическими целями проекта являлись:
· формирование элементов экологического мышления;
· развитие химической грамотности;
· формирование элементов информационной культуры.
Проект направлен на решение следующих методических задач:
· формирование понимания учащимися роли химического производства в жизнедеятельности человеческого сообщества;
· показать связи теории с практикой при решении экологических проблем;
· формирование навыков работать в команде;
· формирование умения использования сети Интернет как источника информации по химии и экологии;
· развитие умений и навыков использования офисных программ (Word, Excel, Power Point) для оформления результатов исследования.
Для запуска проекта перед учащимися ставится основополагающий вопрос: Химические производства - главный враг человека? Затем в процессе «мозгового штурма» учащиеся совместно с учителем формулируют проблемные вопросы, которые становятся темами самостоятельных исследований учащихся. В качестве проблемных вопросов могут быть: «Каковы источники вредных выбросов в окружающую среду?», «Во что преобразуются вредные выбросы в атмосфере?», «Какое влияние химические производства оказывают на окружающую среду?», «Почему после дождя листья на деревьях пожелтели?», «Что такое кислотные дожди?», «Почему возле КРАЗа не растут травы?». Далее учениками выдвигаются гипотезы, возможные пути решений формулируются учениками совместно с учителем проблемные вопросы. Найденное решение будет ответом на ту или иную проблему. Фрмулируются темы исследований. Такими темами могут быть «С неба льётся кислота», «Тёмная сторона крылатого металла»
Сбор и анализ информации по темам исследования.
Учащиеся работают с информационными ресурсами, проводят химические эксперименты по определению кислотности почвы, на содержание тяжелых металлов в воде, на содержание нитрат-ионов в овощах и фруктах, выращенных в различных регионах края. Учитель вместе с учениками анализируют собранную информацию и проведенные результаты исследований.
Оформление результатов, подготовка презентации.
Учащиеся оформляют результаты своих исследований с помощью офисных программ (Word, Excel, Power Point).
1. Защита работ осуществляется на уроке- конференции, где учащиеся представляют свои исследования в виде мультимедийной презентации. Фрагменты из таких презентаций представлены на рис.2-3.
2. Подведение итогов проведения проекта
Для этого учителем предварительно разрабатываются критерии оценивания работ учащихся. Следует отметить, что учащихся необходимо познакомить с критериями оценивания еще до начала проекта. По результатам апробации можно сделать вывод, что работа в рамках данного проекта способствует повышению мотивации к изучению химии, эффективному формированию элементов экологического мышления, усилению деятельностной компоненты обучения.
Переработка нефти
В процессе изучения этого производства нужно:
а) ознакомить учащихся с перегонкой и крекингом нефти;
б) вскрыть основные научные принципы промышленной переработки нефти;
в) показать успехи нефтяной промышленности.
Учитель сначала знакомит учащихся с нефтью -- объясняет:
а) народнохозяйственное значение нефти; б) важнейшие ее месторождения; в) способы добывания; г) неуклонный рост нефтедобычи в нашей стране; д) состав; е) физические свойства.
Большое значение при этом имеет демонстрация нефти и нефтепродуктов, а также (при наличии соответствующих условий) демонстрация опытов, характеризующих сравнительно растворимость и горючесть нефтепродуктов, бензин и керосин как растворители и др.
Только после этого следует познакомить учащихся с переработкой нефти - перегонкой и крекингом.
I. Перегонка нефти. Об основном принципе перегонки нефти и промышленности учащиеся получают представление на лабораторном опыте. Учитель демонстрирует перегонку нефти с перегретым паром (рис. 2).
Рис. 2 Перегонка нефти в лабораторных условиях
В колбе А нагревают воду - получает пар, а в колбе Б - одновременно нагревает нефть (при отсутствии нефти нагревает заранее приготовленную смесь мазута или машинного масла, керосина и бензина). Собранную в приемнике (вместе с водой) смесь углеводородов разделяет с помощью делительной воронки.
О перегонке нефти в промышленности учитель в лекционной фирме сообщает учащимся следующее.
Перегонка нефти в промышленности происходит в специальной установке (рис. 3). Этот процесс основан на различных температурах кипения находящихся в нефти углеводородов. Процесс начинается в трубчатой печи, названной так потому, что внутри её находится стальной, очень большой длины, изогнутый трубопровод. Отапливается печь мазутом. Непрерывно перекачиваемая через трубопровод нефть нагревается, примерно до 400 С, и поступает в ректификационную колонну. Эта колонна имеет большое количество горизонтальных перегородок, так называемых тарелок с отверстиями. Нефтепродукты с низкой температурой кипения через отверстия тарелок поднимаются в верхнюю часть колонны, постепенно охлаждаются и в жидком состоянии задерживаются на той или иной тарелке. Нефтепродукты же с более высокой температурой кипения задерживаются на тарелках уже в нижней части колонны. Через отверстия тарелок летучие нефтепродукты поднимаются вверх, а жидкие стекают вниз (рис. 4).
Рис. 3 Перегонка нефти в промышленности
1 - трубчатая печь для нагревания нефти; 2 - ректификационная колонна.
Более полному отделению летучих нефтепродуктов от жидкости содействует подаваемый снизу перегретый пар, который идёт навстречу стекаемой жидкости.
Рис. 4 Движение нефтепродуктов через тарелки ректификационной колонны
Так последовательно, в направлении снизу вверх, при различной температуре из нефти выделяются: мазут, соляровое масло, керосин, лигроин и бензин. Пары бензина в холодильнике охлаждаются и конденсируются. Некоторая часть бензина возвращается в колонну для орошения и охлаждения поднимающихся вверх летучих нефтепродуктов.
Полученные нефтепродукты по особым трубам из ректификационной колонны выводятся и снова подвергаются перегонке. Путём последующей перегонки из мазута выделяют различные смазочные масла (веретённое, машинное, цилиндровое и др.), а также вазелин, парафин и другие ценные нефтепродукты. После окончательной фракционной перегонки нефти остается нелетучий продукт - гудрон.
В основе фракционной перегонки нефти лежат общие технологические принципы: непрерывность процесса, поток и противоток и циркуляция продуктов переработки. Здесь же имеет место и непрерывная циркуляция тепла: тепло получившихся продуктов перегонки используется для предварительного подогрева нефти, а тепло дымовых газов - для некоторого подогрева воздуха, необходимого для сжигания в печи мазута.
Для проверки и закрепления изложенного материала учитель предлагает учащимся вопросы:
На каком свойстве нефти основана её фракционная перегонка?
Из каких аппаратов состоит нефтеперегонная установка?
Как в ректификационной колонне получаются важнейшие нефтепродукты?
Какие общие технологические принципы лежат в основе фракционной перегонки нефти?
2. Крекинг нефти. Химический способ переработки нефти - крекинг-процесс, при наличии соответствующих условий в упрощенной форме на уроке или на вне-классных занятиях, можно показать учащимся. Учитель сначала уясняет учащимся сущность крекинга нефти. Сообщает им, что если нефть нагревать сильнее, чем при фракционной перегонке, то находящиеся в пей углеводороды начинают изменять свой химический состав; при этом молекулы их распадаются на более мелкие по составу молекулы -- образуется смесь жидких газообразных предельных и непредельных углеводородов с меньшим молекулярным весом, а следовательно, с более низкой температурой кипения - увеличивается выход наиболее пенного продукта - бензина. Напоминает учащимся общий состав и характерные химические свойства предельных и непредельных углеводородов. Обращает внимание учащихся на то, что образующиеся при крекинге непредельные углеводороды обнаруживают по обесцвечиванию ими бромной воды или раствора марганцевокислого калия. Крекинг нефти демонстрируется на следующем приборе (рис. 5).
В этом приборе три основные части: печь для нагревания крекируемого сырья - железная трубка-приёмник для жидких продуктов и приёмник для газа. В качестве крекируемого сырья используется керосин, предварительно очищенный от непредельных соединений или мазут, оставшийся после фракционной перегонки нефти. Нагревание производится с помощью газовых горелок, паяльной лампы, угольной жаровни. К получившимся жидким и газообразным продуктам приливается бромная вода или раствор марганцевокислого калия - обнаруживаются образовавшиеся непредельные углеводороды. [6 - 8]
Рис. 5. Крекинг нефти в лабораторных условиях
Охрана окружающей среды в коксохимическом производстве
В существующих технологических процессах подготовки и коксования угля, улавливания и переработки химических продуктов образуются отходы, количество которых составляет (в % от массы сухой угольной шихты): выбросы в атмосферу (пыль, углеводороды, оксиды углерода, серы и азота и т.п.) - 0,7-0,8; фенолсодержащие сточные воды - 30-40; отходы химических цехов (фусы, кислые смолки, кубовые остатки, полимеры) - 0,25-0,28. Кроме того, на углефабриках образуются отходы углеобогащения в количестве до 35-50% от массы готовой шихты.
Вопросы организации бессточного коксохимического производства. На многих предприятиях пока сохраняется стадия мокрого тушения кокса. При этом испаряется 0,5-0,6 м3 воды на 1 т кокса. Таким образом, при подаче очищенной воды на тушение кокса коксохимическое производство становится бессточным. При этом можно утилизовать также продувочные воды системы производственно-технического водоснабжения коксохимического предприятия (рис. 4).
Вывод продувочных вод из системы оборотного водоснабжения связан с необходимостью сокращения количества солей в оборотной воде, чтобы избежать образования накипей на поверхностях теплообмена.
Как известно, переход на сухое тушение кокса является одним из наиболее важных мероприятий, позволяющих рационально использовать энергетические и водные ресурсы, сократить выбросы в атмосферу и улучшить качество кокса. При сухом тушении кокса прекращается химическое и тепловое загрязнение окружающей среды, достигается большая экономия энергетического топлива (чтобы получить то количество пара, которое производится на установках сухого тушения кокса - УСТК, обслуживающей коксовую батарею производительностью 1 млн. т/год, надо израсходовать с учетом теплового к.п.д. парогенератора более 100 тыс. т условного топлива). Однако при полном переходе на сухое тушение кокса возникает новая проблема - утилизация сточных вод (в количестве 0,5 м3/т кокса). Наибольший интерес представляет использование этих вод после биологической очистки в цикле оборотного водоснабжения.
Рис. 4. Расход сточной и технической вод (в м3/т кокса) при мокром тушении кокса без использования сточных вод в оборотном водоснабжении
Рассмотрим некоторые пути сокращения количества фенольных сточных вод.
1. Объем конденсата первичных газовых холодильников зависит от влажности исходного угля и количества пирогенетичсской влаги, на долю которой приходится менее 20% общего объема конденсата. При термоподготовке основная часть влаги угля удаляется при температурах 100-200°С, т.е. в условиях, исключающих разложение органической массы угля. Влага угля, выводимая из системы, практически свободна от токсичных веществ, т.е. на 0,06-0,07 м3/т шихты (или на 0,9-0,10 м3/т кокса) уменьшается балансовое количество загрязненных сточных вод.
2. Дополнительным источником сточных вод является принятая схема выделения аммиака из надсмольной воды при десорбции его острым паром. Расход пара на десорбцию аммиака составляет 20-25% объема перерабатываемой воды, или 40-45 т/т аммиака. Переход на обогрев аммиачных колонн глухим паром позволил бы уменьшить объем сточных вод на 0,03-0,07 м3/т кокса. Необходимо, чтобы коксохимическое предприятие возвращало на теплоэлектростанцию как можно больше конденсата глухого пара; в настоящее время значительная его часть поступает в сточные воды. Сокращение расхода острого пара и более полный возврат конденсата уменьшает не только объемы сточных вод, но и затраты на химическую водоочистку и водоподготовку в системе ТЭС.
3. Закрытие цикла конечного холодильника без улавливания в голове процесса несколько увеличивает объем сточных вод. В то же время переход к улавливанию цианистого водорода, сероводорода и аммиака в начале газового тракта делает ненужным узел конечного охлаждения и уменьшает объем сточных вод на 0,05 м3/т кокса. [4,5]
Глава 3. МЕТОДИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ ПО ТЕМЕ «ХИМИЧЕСКОЕ ПРОИЗВОДСТВО»
Урок не тему: Переработка нефти и природного газа
I. Нефть - это сложная смесь насыщенных (алканов), ароматических углеводородов и циклоалканов с примесью неорганических веществ.
Различают нефти:
· парафиновые,
· нафтеновые,
· ароматические.
Нефть - маслянистая жидкость от светло-бурого до чёрного цвета, с характерным запахом, в воде не растворяется, поэтому образует на её поверхности плёнку, не пропускающую воздух (одна из экологических проблем).
II. Переработка нефти
Цель переработки нефти: получение бензина и сырья для нефтехимии.
Виды переработки нефти:
а) перегонка (физический процесс) - первичная переработка нефти - выход не более 20%,
б) крекинг (химический процесс) - вторичная переработка - выход до 80%.
Обобщение представлений о химико-технологических основах производства и применении неорганических и органических веществ на основе проблемного обучения
Волкова Светлана Александровна, ведущий научный сотрудник
Оборудование:
Учителю - электронные пособия, справочная литература, презентация по применению неорганических веществ, промышленное производство которых было изучено на предыдущих уроках, презентация по применению различных неорганических веществ;
Учащимся - электронные пособия, справочная литература, пробирки, пробка с изогнутой газоотводной трубкой, мрамор, 10% раствор соляной кислоты, пробиркодержатель, алюминиевая пластинка, пипетка, железо (пластинка), свежеприготовленный раствор гидроксида кальция, 10% раствор сульфата меди (II) CuSO4; круглодонная колба с хлороводородом, закрытая пробкой с резиновой трубкой, зажим, кристаллизатор, вода, лакмус.
Межпредметные связи: с физикой, экологией, литературой.
Содержание урока
I. Мобилизующее начало урока.
Рассказ учителя с демонстрацией презентации по применению неорганических веществ.
Масштабное применение неорганических веществ требует производства их в значительном количестве, что вызывает необходимость учёта ряда особенностей. Разделим класс на 2 команды.
II. Основная часть.
Конкурс 1. Команды должны придумать названия, связанные с химической промышленностью.
Конкурс 2. Угадав загадку [4], скажи из каких веществ состоит предмет.
1. Чёренька собачка, свернувшись, лежит; не лает, не кусает, а в дом не пускает. (замок - железо)
2. Протянул струну на всю страну, далеко-далеко плывёт моё словечко. (телефон - пластмасса, медь)
3. Что за дом со шнуром, даже лето стужа в нём. (холодильник - железо, пластмасса, фреоны, стекло, медь)
4. Кланится, кланится; придёт домой - растянется. (топор - железо, дерево)
5. Греет, сушит, лечит, варит, и печёт, и парит - жарит. (русская печь - силикаты)
6. Четыре ноги, два уха, один нос, да брюхо. (самовар - медь)
7. Маленький черпачок,
Красненький колпачок,
Три раза в день берётся
И опять на место кладётся. (ложка - дерево, алюминий, серебро или сталь)
8. Сидит курочка на золотых яичках, а хвост деревянный. (сковорода - чугун)
9.
Принялась она за дело,
Завизжала и запела,
Ела, ела дуб, дуб,
Поломала зуб, зуб. (пила - железо)
Конкурс 3. Верите ли вы, что… [5] (Демонстрация после ответа в виде презентации последствия использования вещества для названной цели [1].)
1. В древние времена были известны только семь металлов. (+)
2. Каустической содой чистят посуду. (-)
3. Лужёное железо используют для изготовления консервных банок. (+)
4. Из чугуна делают ножи, вилки и другую посуду. (-)
5. В природе можно найти чистое железо. (метеориты) (+)
6. Горящий калий тушат водой. (-)
7. Ртуть используют при изготовлении красок для покраски жилых домов. (-)
8. Серную кислоту используют для изготовления аккумуляторов. (+)
9. В алюминиевой кастрюле нельзя варить варенье. (+)
Конкурс №4. Решите задачу.
Отдельные задачи предполагают проведение химических опытов [3]. Требуется работать с едкими веществами и нагревательным прибором - спиртовкой.
Инструктаж по технике безопасности
1. Обращение со щелочами и кислотами.
2. Работа нагревательным прибором (со спиртовкой).
№1. В 1899 г. в Англии 150 т бертолетовой соли KClO3 хранилось на заводе для дальнейшей отправки. Но искра от бочки, которую вкатывали в помещение, привела к воспламенению всех остальных бочек. Все деревянные постройки горели с чрезвычайно страшной силой: всё здание раскалилось до бела, горя с ослепительным блеском. Затем последовал взрыв. Здание и склады сровнялись с землёй [2]. Что стало причиной столь сильного пожара? - Бертолетова соль - взрывоопасное вещество, при нагревании разлагается с выделением большого количества энергии.
toC
2KClO3 = 2KCl + 3O2
№2. Кирпичи на основе гашёной извести используют для построения зданий. Некоторое время в кирпиче происходят изменения, из-за чего его называют сырым. Не может ли из-за этих изменений разрушиться стена здания? Напишите уравнение реакции. Осуществите химическое превращение гашёной извести с одним из компонентов воздуха в пробирке.
Инструкционная карта
Лабораторный опыт “Взаимодействие гашёной извести с оксидом углерода (IV)”.
Оборудование и реактивы: мрамор, 10% раствор соляной кислоты, пробирки (2 шт.), пробиркодержатель, пробка с изогнутой газоотводной трубкой.
1. С какими соединениями взаимодействуют соединения основного характера?
2.
1) В пробирку налейте 2-3 мл свежеприготовленного раствора гидроксида кальция.
2) В сухую пробирку поместите кусочки мрамора, прилейте 10% раствор соляной кислоты и закройте отверстие пробирки пробкой с изогнутой газоотводной трубкой, свободный конец которой опустите в подготовленную пробирку с раствором гидроксида кальция.
Что вы наблюдаете? Подтвердите уравнениями химических реакций.
3. Как отразится на скорости взаимодействия гашёной извести с оксидом углерода (IV) уменьшение концентрации углекислого газа (в воздухе CO2 только лишь 0,02 - 0,04%).
Взаимодействие гашёной извести с оксидом углерода (IV)
- Сырым называют кирпич, в котором содержится гашёная известь; с течением времени она взаимодействует с углекислым газом, содержащимся в воздухе: Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O.
№3. Зачем заводам по переработке полиметаллических руд нужны цеха по производству серной кислоты: она используется для металлургического процесса? Дайте мотивированный ответ, подкреплённый уравнениями химических реакций. - В процессе переработки полиметаллических руд образуется сернистый газ, который можно использовать в производстве серной кислоты.
toC
4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2;
V2O5, toC
SO2 + O2 = 2SO3;
SO3 + H2O = H2SO4
№4. На одном складе была испорчена партия алюминиевых деталей. Было замечено, что в то же время на этом складе производилась побелка гашёной известью. Могло это быть причиной порчи алюминиевых деталей, если они не были защищены от брызг побелки? Проделайте опыт, подтверждающий предположения.
Инструкционная карта.
Лабораторный опыт “Взаимодействие алюминия с гидроксидом кальция”.
Оборудование и реактивы: пробирка, пипетка, алюминиевая пластинка, свежеприготовленный раствор гидроксида кальция.
1. Какие свойства в окислительно-восстановительных реакциях проявляет алюминий?
2. С помощью пипетки нанесите на поверхность алюминиевой пластинки каплю свежеприготовленного раствора гидроксида кальция и подождите. Что вы наблюдаете? Составьте уравнение химической реакции.
3. Предположите, что произойдёт с алюминиевой пластинкой при длительном контакте с гашёной известью? - Да, так как алюминий взаимодействует со щелочами, а гашёная известь представляет собой щёлочь: 2Al + 3Ca(OH)2 + 6H2O = Ca3[Al(OH)6]2 + 3H2.
Конкурс 5 (блицтурнир).
А) Вопросы для первой команды [3].
1. Какое сырьё используется для промышленного производства калия?
2. Какой способ производства стали лучше: кислородно-конверторный или мартеновский? (вопрос-провокация)
3. Из-за чего “кипит” серный колчедан при его окислении до оксида серы (IV) в производстве серы?
4. В США производят матрац, заполняемые гелием. Где в комнате его хранят?
5. В природе очень малы запасы азотных удобрений. Их производят промышленным способом. Какую кислоту при этом используют? Приведите уравнение химической реакции получения аммиачной селитры.
6. Используется ли в промышленном производстве электрическая энергия?
Б) Вопросы для 2 команды [2].
1. Какое сырьё используется для промышленного производства азота?
2. Зачем в сталь добавляют серу и фосфор? (вопрос-провокация)
3. Что означают слова “оптимальные условия” проведения химического процесса?
4. Зачем в производстве серной кислоты используют олеум?
5. Можно электролизом раствора хлорида калия получить калий? Приведите суть процесса, происходящего на катоде.
6. Как называют технологии, предполагающие использование отходов других производств?
Конкурс 6. Экспериментальные задания (лабораторные опыты) [3].
№1. Для извлечения из жидких отходов меди используют железо. Смоделируйте этот процесс в пробирке. Напишите уравнение химической реакции. Чем отличается проведение данной химической реакции в пробирке и в промышленности? (Учащиеся могут использовать диск с опытами для того, чтобы подготовиться к самостоятельному его проведению.)
Инструкционная карта.
Лабораторный опыт “Взаимодействие железа с сульфатом меди (II)”.
Оборудование и реактивы: пробирка, железо (пластинка), 10% раствор сульфата меди (II) CuSO4.
1. При каких условиях металлы могут взаимодействовать с солями?
2. В пробирку налейте 2-3 мл 10% раствора сульфата меди (II) CuSO4. Опустите в неё пластинку из железа, подождите 1 минуту и выньте пластину из раствора. Что вы видите? Напишите уравнение химической реакции, подтверждающее ваши выводы.
3. Какие свойства железа использованы для извлечения меди из её соли? Fe+ CuSO4 = Cuv + FeSO4
№2. Для получения соляной кислоты хлороводород растворяют в воде. Осуществите этот процесс, используя колбу с хлороводородом, закрытую пробкой с газоотводной трубкой. Докажите, что в колбе образуется кислота? Можно ли таким способом получать раствор соляной кислоты в промышленности? (Учащиеся могут использовать диск с записью химических опытов для подготовки к проведению опыта.)
Инструкционная карта.
Лабораторный опыт “Растворение хлороводорода в воде - “Фонтан”.
Оборудование и реактивы: круглодонная колба с хлороводородом, закрытая пробкой с резиновой трубкой, зажим, кристаллизатор, вода, лакмус.
Внимание: хлороводород обладает удушающими свойствами!
1. Какой объём хлороводорода растворяется в 1 л воды?
2.
1) В кристаллизатор налейте воду, добавьте несколько капель лакмуса.
2) Опустите кончик трубки, соединённой с колбой, наполненной хлороводородом, в воду.
3) Выньте кончик трубки из воды, ослабьте зажим, пропуская каплю воды в колбу, после чего зажим вновь закройте, встряхните колбу.
4) Опять опустите кончик трубки в воды и откройте зажим. Что происходит с водой? Можно составить уравнение химической реакции?
3. Из-за чего вода устремляется в колбу?
Растворение хлороводорода в воде
Конкурс 7. Творческое задание: производство какого неорганического вещества, на ваш взгляд, недостаточно развито и вы бы занялись его дополнительным изготовлением? Ответ поясните.
III. Заключительная часть.
Рассказ учителя. Сегодня мы ещё раз вспомнили о значительной роли неорганических веществ в жизни человека: разнообразные предметы, без которых человек не может сегодня обойтись, стимулируют их производство.
IV. Домашняя работа.
Вспомните содержание параграфов по промышленному производству и применению неорганических веществ, подготовьтесь к контрольной работе по теме “Производство неорганических веществ и их применение”.
Промышленное производство и применение органических веществ
(урок-викторина)
Оборудование:
Учителю - электронные пособия (электронная энциклопедия, диски, ресурсы Интернета), справочная литература (ксерокопии из химической энциклопедии, справочники);
Учащимся - бумага, фломастеры, вата (высокое содержание целлюлозы), тигельные щипцы, ступка, спички, спиртовка, лабораторный штатив, кусочек резиновой трубки, спиртовка, спички, пробирка, пробка со стеклянной трубкой, лучина, карбид кальция CaC2, р. серной кислоты (1:3).
Межпредметные связи: с физикой, экологией, биологией, географией, литературой.
Содержание урока
I. Введение.
Рассказ учителя. Существует более 6,5 млн. органических веществ. Значительная часть их используется человеком и служит цели улучшения его жизни. Для достаточного получения веществ требуется организация их промышленного производства, что стимулирует развитие химической технологии. И сегодня в форме викторины мы вспомним о некоторых областях применения и производстве органических веществ. Разделим класс на 3 команды.
II. Основная часть.
№ 1. Название. Команды должны придумать названия.
№ 2. Применение органических веществ.
При работе со спиртовкой, требующейся в некоторых вопросах викторины, следует помнить правила техники безопасности. Перечислите их.
Инструктаж по технике безопасности: работа со спиртовкой [3].
Вопросы [5].
1) Что такое “чёрное золото” и где его используют? Приведите примеры с уравнениями химических реакций. - “Чёрным золотом” называют нефть, которую разделяют на фракции и используют для различных целей:
А) Топливо (например, бензин):
toC
2C8H18 + 25O2 = 16CO2 + 18H2O.
Б) Производство аренов (например, бензола):
toC, кат.
CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 = + 4 H2.
В) Загрязнитель нефти - сера - сырьё для производства серной кислоты: toC
S + O2 = SO2.
Г) Другие области применения.
2) При сжигании дерева образуется дым. Он будет образовываться, даже если сжечь кусочек дерева в чистом кислороде в отсутствие значительных количеств. Из чего же тогда состоит дым? Сожгите кусочек ваты. Напишите схему горения целлюлозы. (Используя электронную энциклопедию, ресурсы Интернета, учащиеся могут уточнить представления о составе дыма).
- Дым состоит из не полностью сгоревшего топлива, в том числе сажи.
Инструкционная карта.
Лабораторный опыт “Сжигание целлюлозы” [3]
Оборудование и реактивы: вата (больше 90% целлюлозы), тигельные щипцы, ступка, спички, спиртовка.
1. К каким типам химических реакций можно отнести реакцию горения?
2. С помощью тигельных щипцов на несколько секунд внесите кусочек ваты в пламя горелки, а затем опустите её в ступку. Что наблюдали? Что произошло с ватой? Напишите схему, отражающую сущность процесса.
3. Откуда взялась сажа на стенках ступки?
3) Спирты часто используют в производстве. С их помощью из растений можно, например, извлекать масла. Какую роль в этом играют спирты? (С помощью электронной библиотеки учащиеся больше узнают об экстракции.)
4) О чём идёт речь в афоризме: “Он пил её на здоровье, она пила его здоровье. (Ц. Недялкин) 5) С помощью ластика можно легко стереть и след карандаша и чернила. Раньше его делали из сока растения - гевеи, а сейчас из искусственного каучука, в который добавляют стеклянную пудру. Для чего её добавляют в ластик? (Ресурсы Интернета позволяют уточнить состав ластика.)
5) Раствор уксусной кислоты добавляют в пищевые продукты, например, огурцы при их консервировании. Огурцы не портятся: процесс брожения в банке с огурцами не происходит. Как уксусная кислота предотвращает процесс брожения? Ответ поясните на примере кисломолочного брожения глюкозы. (Электронная энциклопедия может быть использована для расширения знаний учащихся по вопросу брожения.)
- Уксусная кислота уничтожает микроорганизмы, вызывающие процесс брожения: молочнокислое брожение
C6H12O6 --> 2CH3-CHOH-CH3
молочная кислота
6) Метанол является сильным ядом, а его свойства очень похожи на свойства этанола. Как вы думаете, можно ли полностью отказаться от производства метанола? Приведите пример с уравнением химической реакции.
- Метанол используют в производстве формальдегида, для проведения синтезов лекарственных веществ, красителей.
toC
CH3OH + CuO = HCOH + Cu + H2O.
формальдегид
7) Керосин долго использовали в быту для осветительных и нагревательных приборов, сегодня применяют в авиации. Он имеет преимущество перед бензином, так как при скорости, развиваемой самолётом, баки с топливом нагреваются. В чём же преимущество керосина? (Электронные ресурсы - для стимулирования мотивации изучения значения керосина в жизни человека.) - Керосин имеет более высокую температуру воспламенения.
8) На каком свойстве органических веществ основано применение ацетилена при кислородно-ацетиленовой сварке? Демонстрация Опыта “Горение ацетилена”. Приведите уравнение соответствующей химической реакции.
ЛИТЕРАТУРА
ориентировочный подход химия урок
1. Герус С. А. Компьютерные инструменты в обучении химии // Актуальные проблемы химии и методики её преподавания: Сб. матер. межрегиональной научно-методологической конференции, 15 - 17 ноября 2006 г. - Нижний Новгород: НГПУ, 2006. - 236 с.
2. Книга для чтения по химии / К. Я. Парменова, Л. М. Сморгонского. - В 2 ч. Ч. 1. - М.: Государственное учебно-педагогическое изд-во министерства просвещения РСФСР, 1960. - 531 с.
3. Назарова Т. С., Грабецкий А. А., Лаврова В. Н. Химический эксперимент в школе / Т. С. Назарова, А. А. Грабецкий, В. Н. Лаврова. - М.: Просвещение, 1987. - 240 с.: ил.
4. Умный Ивашка. Жар-птица и Золотое зерно: Русские народные загадки / Сост. Г. М. Науменко. - М.: Дет. лит., 1991. - 64с.:ил.
5. Я познаю мир: Детская энциклопедия: Химия / Л. А. Савина. - М.: АСТ-ЛТД, 1998. - 448 с: ил.
6. Борисов И. Н. Об изучении химических производств, жури. «Химия в школе», 1954, № 1.
7. Шаповаленко С. Г. Вопросы политехнического обучения в процессе преподавания химии, журн. «Химия в школе», 1953, № 2.
8. Цветков Л. А., ред. Сборник «Производственные экскурсии по химии в школе, 1953.
9. Павлов Б. А. и др. Технология неорганических веществ. Пособие для учителей средней школы, 1954.
10. Вольфкович С. И. и др. Общая химическая технология, т. I, 1952.
11. Борисев М. И. Н., Методика преподавания химии, т. 2, 1954.
12. Цветков Л. А, Химические опыты при изучении каучука и нефти, М.: «Химия в школе», 1953, № 6.
13. Терпогосова К. А. Нефть и продукты её переработки, 1952.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Ознакомление учащихся с химическими производствами в органической химии. Изучение темы "Непредельные углеводороды" в школьном курсе. Пути сокращения и утилизации газовых выбросов. Разработка урока на тему: "Переработка нефти и природного газа".
курсовая работа [346,6 K], добавлен 04.01.2010Реализация школьного экологического образования. История начала химии высокомолекулярных соединений. Химическое строение полимеров. Экологические проблемы производства полимеров и утилизации пластмассовых отходов. Тема "Полимеры" в школьном курсе химии.
дипломная работа [88,2 K], добавлен 25.01.2011Анализ изложения темы "Углеводороды" в школьных учебниках по химии. Тестирование – как метод педагогического контроля. Формирование оценочной шкалы тестового контроля. Методика изучения экологических аспектов разделов темы на уроках химии в школе.
дипломная работа [345,4 K], добавлен 27.09.2010Методика преподавания темы "Непредельные углеводороды" в школьном курсе химии: определение целей и задач урока, разработка плана проведения занятия. Ознакомление с основными способами получения этилена, демонстрация их на уроках химии в средней школе.
курсовая работа [610,1 K], добавлен 07.09.2011Методические особенности изучения темы "Атомы. Простые и сложные вещества": предоставление теоретических ведомостей о структуре и свойствах атомов, молекул, чистых веществ, смесей, разработка комплекса лабораторных заданий и плана проведения урока.
курсовая работа [489,4 K], добавлен 16.10.2010История изучения кристаллогидратов. Их классификация, номенклатура и значение. Анализ содержания темы "Кристаллогидраты" в школьных программах и учебниках химии. Методические рекомендации к ее изучению. Возможности модернизации темы "Кристаллогидраты".
автореферат [55,4 K], добавлен 10.08.2009Понятие экологизации окружающей среды, методика и необходимость донесения информации о ней на уроках химии в VIII–XI классах, порядок разработки специальных программ. Разработка темы "Основания" в курсе неорганической и органической химии, тестов, задач.
курсовая работа [157,8 K], добавлен 27.12.2009Интеграционные процессы в химии и экологии. Кальций и его распространенность в природе. Методика определения жесткости воды в условиях школьной лаборатории. Тема "Кальций и его соединения" в школьном курсе химии, разработка соответствующего урока.
дипломная работа [88,1 K], добавлен 25.01.2011Сущность, химические и физические свойства солей аммония. Анализ возможностей вариативного построения урока химии на тему" "Соли аммония". Методика проведения урока химии на тему: "Аммиак. Соли аммония" с применением лабораторных опытов и экспериментов.
курсовая работа [105,6 K], добавлен 16.10.2010Обзор содержания и методических основ изучения школьного курса общей химии. Анализ организации учебного процесса на основе компетентностного подхода. Изучение химической символики, методов моделирования веществ и процессов, атомно-молекулярного учения.
дипломная работа [227,3 K], добавлен 20.02.2012
