Открытый бинарный урок "Кислород - химический элемент и простое вещество"

БИНАРНЫЙ УРОК ПО ТЕМЕ:

КИСЛОРОД: ПРОСТОЕ ВЕЩЕСТВО И ХИМИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ.

Цели:

Образовательные:

• Изучение и получение новых знаний учащимися о свойствах химического элемента кислорода;

• Доказательство того, что кислород - один из важнейших элементов на Земле.

Развивающие:

• Развитие познавательного интереса у учащихся 8-го класса;

• Развитие таких качеств, как умение сравнивать, анализировать, обобщать, умение делать выводы.

Воспитательные:

• Воспитание учащихся эстетическое и экологическое восприятие мира..

Оборудование:

• Экран, мультимедийный проектор, компьютер;

• Презентация к уроку;

• Портреты учёных-химиков М.Л.ЛомоносовА, К.В. Шееле, Д. Пристли, А. Л. Лавуазье, открывших кислород;

• Учебник Г. Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман, 8 класс

Задачи: основываясь на знаниях о кислороде, полученных в курсе химии и биологии, рассмотреть нахождение в природе, получение и свойства кислорода с помощью современных технологий обучения.

Ход урока.

1. Организационный момент.

2. Актуализация знаний.

1. Решить уравнение и расставить коэффициенты (у доски один ученик)

2. Показать валентность в соединениях (на местах - два ученика)

3. Рассказать, что такое количество вещества, моль.

3. Изучение нового материала:

Учитель химии: Сегодня мы приступаем к изучению одного из важнейших химических элементов и их соединений, начинаем знакомство с химическим элементом – кислородом. Целями нашего урока является обобщение и закрепление знаний учащихся о свойствах простого вещества и химического элемента кислорода, доказательство того, что кислород - один из важнейших элементов на Земле. Ребята, а как вы думаете, почему изучение химических элементов – неметаллов мы начинаем именно с кислорода?

Ученик: Кислород – самый распространённый на Земле химический элемент, и значение его очень велико.

Учитель биологии: Ребята, сегодня задачей нашего урока будет изучение и закрепление знаний о важных процессах жизнедеятельности живых организмов – дыхании и фотосинтезе, значении кислорода для всего живого. Кислород незаменим, везденаходим, его значение очень велико. Без него невозможны такие важнейшие процессы, как горение и дыхание. Защитные функции организма связаны с наличием кислорода. Без притока кислорода не может быть роста, деления и размножения клеток. Всё живое нуждается не только в пище, и воде, но и в кислороде.

Сегодня урок мы начнем, используя в качестве эпиграфа слова Александра Кусова:

Кислород! О Кислород!
При вдохе в лёгкие идёт.
Пролетая через нос,
Он здоровье нам донёс.
Вроде бы обычный газ,
Но убеждаюсь каждый раз,
Самый важный он для нас!
Нас пробудив, нам сил придаст!
Без молекул кислорода
Не возникла бы природа!
Всех веществ круговорот
Обусловил килород:
Синтез и распад едины,
Окисленье - их причина!

Учитель химии: Давайте в подтверждении всего вышесказанного посмотрим на презентацию и запишем в тетрадь сведения о нахождении кислорода в природе.

Задача №1 Записать в тетрадь сведения о нахождении кислорода в природе.

Слайд 1. Кислород – самый распространённый на Земле элемент.

• Земная кора до глубины 10 -15 км на 49% своей массы состоит из кислорода.

• Кислород – составная часть воздуха, его содержание в нём приблизительно 21%

• Кислород входит в состав белков, жиров, углеводов, из которых построены клетки живых организмов.

• Содержание кислорода в клетках организма – 65%

• Одному человеку необходимо в час 25 л кислорода, в день – 600л

Кислород – составная часть различных соединений:

• Речной песок – 53%

• Глина – 56%

• Морская вода – 85,5 %

Учитель химии: Давайте побеседуем о кислороде. Любой химический элемент следует изучать по определённому плану, в котором мы обозначим химический знак, формулу, относительную атомную и молекулярную массу и так далее. Давайте посмотрим на слайд.

Слайд 2. План характеристики химического элемента.

1.Кислород – химический элемент.

1. Химический знак.

2. Химическая формула

3. Относительная атомная масса.

4. Относительная молекулярная масса

5. Порядковый номер.

6. Номер группы

7. Номер периода.

8. Физические свойства

9. Химические свойства

10. Способы получения в лаборатории

11. Применение

Задача №2. В тетрадях , используя слайд ответить на пункты плана «Кислород – химический элемент».

Учитель химии: А сейчас давайте выясним: как можно простое вещество- кислород – получить в лаборатории? В 8 классе мы проводим практическую работу по получению газа методом вытеснения воздуха. И сейчас давайте узнаем этот способ и запишем в тетрадь уравнения реакций.

Слайд 3. Получение кислорода из перманганата калия методом вытеснения воздуха.

Также удобно получать кислород в лаборатории из пероксида водорода:

Пероксид водорода обычно используется в виде 3%-ного водного раствора. Многие из вас знакомы с ним, потому что такой раствор применяется как дезинфицирующее средство при обработке царапин и мелких ран. Он малоустойчив и уже при стоянии медленно разлагается на кислород и воду. Попав на царапину или ранку, пероксид начинает выделять кислород гораздо интенсивнее (сильно пузырится, шипит). Дело здесь в том, что кровь содержит особые вещества (катализаторы), которые ускоряют реакцию разложения пероксида водорода. Катализаторы – это вещества, способные ускорять химические превращения, сами оставаясь при этом неизменными (более подробно о них рассказывается в следующей книге).

Катализаторами разложения Н2О2 могут служить многие вещества, в том числе и неорганические: диоксид марганца (MnO2), древесный уголь (углерод), железный порошок. 

Существует 3 основных способа получения кислорода: химический, электролизный (электролиз воды) и физический (разделение воздуха).

Химический способ изобретён ранее других. Кислород можно получать, например, из бертолетовой соли KClO 3 , которая при нагревании разлагается, выделяя О2 в количестве 0,27 м 3на 1 кг соли. Окись бария BaO при нагревании до 540 °С сначала поглощает кислород из воздуха, образуя перекись BaO2 , а при последующем нагревании до 870 °С BaO2 разлагается, выделяя чистый кислород. Его можно получать также из KMnO4 , Ca2PbO4 , K2Cr2O7 и других веществ при нагревании и добавлении катализаторов . Химический способ получения кислорода малопроизводителен и дорог, промышленного значения не имеет и используется лишь в лабораторной практике.

Интересен способ получения кислорода из пероксидов металлов, который раньше применяли на подводных лодках, потому что одновременно с выделением кислорода происходит поглощение углекислого газа:

На современных атомных подводных лодках, где имеется мощный и почти неисчерпаемый источник электрической энергии, есть возможность получать кислород разложением воды под действием электрического тока (электролизом воды):

Электролизный способ состоит в пропускании постоянного электрического тока через воду, в которую для повышения её электропроводности добавлен раствор едкого натра naoh. При этом вода разлагается на кислород и водород . Кислоород собирается около положительного электрода электролизёра, а водород — около отрицательного. Этим способом кислород добывают как побочный продукт при производстве водорода . Для получения 2 м 3 водорода и 1 м 3 К. затрачивается 12—15 квт · ч электроэнергии.

Разделение воздуха является основным методом получения кислорода в современной технике. Осуществить разделение воздуха в нормальном газообразном состоянии очень трудно, поэтому воздух прежде сжижают, а затем уже разделяют на составные части. Такой способ получения кислорода называют разделением воздуха методом глубокого охлаждения. Сначала воздух сжимается компрессором, затем, после прохождения теплообменников, расширяется в машине- детандере или дроссельном вентиле, в результате чего охлаждается до температуры 93 К (—180 °С) и превращается в жидкий воздух. 

Задача №3 . В тетрадях записать уравнения реакций получения кислорода.

Учитель химии: Итак, подведём итоги.

Кислород – самый распространённый элемент на Земле. Его можно собрать методом вытеснения воздуха, т.к. он тяжелее воздуха и методом электролиза. Кислород поддерживает процесс горения, и его наличие можно доказать с помощью тлеющей лучинки – она в кислороде вспыхивает.

Учитель биологии: Ребята, но получить кислород можно не только в лаборатории! Мы с вами уже знаем, что похожие процессы протекают и в природе. В результате какого сложного процесса образуется кислород? Правильно, во время фотосинтеза.

Слайд 4. Схема фотосинтеза

1. Что такое фотосинтез?

2. Кто помнит суммарное уравнение фотосинтеза? (6СО₂ + 6 Н₂О = С₆Н₁₂О₆ + 6 О₂ ).

3. Где в клетках растений протекает фотосинтез? (в гранах и на стромах хлоропластов)

4. Из каких фаз состоит? (темновая и световая)

5. Что является результатом световой фазы? (АТФ, Н- водород и О₂)

Учитель биологии: значение фотосинтеза огромно. Это и образование миллионов тонн сахаров, и всего энергетического ресурса человечества: уголь, нефть, торф являются продуктами фотосинтеза, но самое главное образование кислорода, без которого в настоящее время жизнь на земле невозможна.

Ребята, а знаете ли вы, что…

1. Одно дерево способно обеспечить кислородом семью из четырёх человек.

2. Фитопланктон даёт 70% всего образуемого на Земле свободного кислорода.

3. Леса являются мощными производителями кислорода.

Учитель химии: А какие же физические свойства можно предположить у кислорода как простого вещества на основании полученной информации?

Слайд 5. Физические свойства кислорода.

Кислород — бесцветный газ, сгущающийся при —182,9 °С и нормальном давлении в бледно-синюю жидкость, которая при —218,7 °С затвердевает, образуя синие кристаллы. Плотность газообразного Кислорода (при 0°С и нормальном давлении) 1,42897 г/л.  Критическая температура Кислорода довольно низка t kpит = —118,84 °С), т. е. ниже, чем у Cl₂ , CO₂ , SO₂ и некоторых других газов; Р крит = 4,97 Мн/м 2 (49,71 am ) .  Теплопроводность (при 0 °С) 23,86 Ч 10 -3 вт/(м · К), т. е. 57 Ч 10 -6 кал/сек · см · °С). Молярная теплоёмкость (при 0 °С) в дж/ ( моль · К) С р = 28,9, c v = 20,5; в кал/ ( моль · o c ) С р = 6,99, c v = 4,98; c p /c v = 1,403. Диэлектрическая проницаемость газообразного Кислорода 1,000547 (0 °С), жидкого 1,491. Вязкость 189 мпуаз (0 °С). Кислород мало растворим в воде: при 20 °С и 1 am в 1 м 3 воды растворяется 0,031 м 3 , а при 0 °С — 0,049 м 3 К. Хорошими твёрдыми поглотителями К. являются платиновая чернь и активный древесный уголь.

Учитель химии: Ребята, мы рассмотрели физические свойства кислорода и сейчас немного поговорим об истории. Кто же открыл кислород?

Сообщение и презентация ученика. История открытия кислорода.

Ещё в начале 17 века газ, позже названный кислородом, был выделен изобретателем подводной лодки К. Дреббелем, который установил его способность поддерживать дыхание. Однако результаты этих исследовагний были засекречены из-за их военной направленности, и поэтому они не были известны современникам.

В 1750 году М.Л.Ломоносов на основании своих опытов доказал, что в состав воздуха входит вещество, окисляющее металл.
В 1771 году – это вещество было получено шведским химиком К.В. Шееле путём нагревания селитры.
В 1774 году независимо от него кислород был получен также английским химиком и философом Д. Пристли.

За открытие кислорода Д.Пристли установлен памятник на одной из площадей Лондона. Он изображён с лупой в руках, с помощью которой собирает пучок солнечных лучей.

И всё-таки главная фигура в истории открытии кислорода – великий французский химик Антуан Лоран Лавуазье, объяснивший смысл опытов, проведённых этими учёными. В 1775 году он установил, что кислород входит в состав воздуха и содержится во многих веществах.

Кислород-оксигениум – рождающий кислоты. Так решили назвать этот элемент, так как кислород встречается во многих кислотах, которые были известны к моменту открытия элемента. Хотя вначале этот элемент Лавуазье назвал “жизненным газом”.

Учитель биологии: Ребята, благодаря своим уникальным свойствам, кислород необходим всем живым организмам. Вы говорите, что кислород поддерживает горение, но что есть горение? Это окисление веществ. И вы знаете, что в живых организмах протекает сходный процесс – дыхание. Что такое дыхание? Где протекает клеточное дыхание? (в митохондриях).

Слайд 6. Газообмен в легких и тканях

Закрепление. Графический диктант.

1. Хорошо растворим в воде.

2. Взаимодействует с простыми и сложными веществами.

3. Сложное вещество.

4. При обычных условиях – газ.

5. Собирают вытеснением воздуха.

6. Принимает участие в процессах окисления.

7. Простое вещество.

8. В лаборатории получают из марганцовки.

9. Газ, имеющий запах.

10. Поддерживает горение.

11. Был получен русским учёным М.В.Ломоносовым.

12. Необходим для дыхания.

13. Входит в состав воздуха

И, в завершение, хотим вам предложить тест-дополнение:

1. По агрегатному состоянию кислород –…(газ).

2. По отношению к воздуху кислород – …(тяжелее).

3. При горении веществ в кислороде образуются – …(оксиды).

4. Кислород в воде растворим – …(мало).

5. Кислород в природе образуется в процессе – …(фотосинтеза).

6. В реакциях горения выделяется – …(свет и тепло).

7. При окислении органических веществ энергия – …(выделяется).

8. Кислород выполняет функции – …(окислительная, защитная, лечебная).

Вопросы для повторения:

1. Как экспериментально доказать, что выдыхаемый газ - углекислый?

2. Как в природе поддерживается постоянство состава воздуха? Какова роль зеленых растений?

3. Почему необходимо вести борьбу с загрязнением воздуха?

4. Почему трудоспособность в душных помещениях падает?

5. Как вы понимаете пословицу: “Чистый воздух – лучший доктор?”.

Вывод:

Учитель химии: сегодня мы на уроке познакомились с важнейшим химическим элементом, входящим в состав воздуха, без которого были бы невозможны процессы окисления и горения. Вы поняли, что кислород - важнейший элемент на Земле.

Учитель биологии: им дышат все живые организмы, кислород ведёт процессы окисления в земной коре, он необходим в промышленности, медицине. Без кислорода не было бы жизни на Земле. Вы обобщили и расширили свои знания о кислороде как о химическом элементе, значении кислорода в природе и жизни человека.

Учитель химии: домашнее задание: § 22, вопросы 4,5,6 с. 75, письменно, тесты на с.76