Развитие навыков самостоятельной работы учащихся при

Развитие навыков самостоятельной работы учащихся при
изучении железа и его соединений в 9 классе.
Решение проблемы активизации познавательной деятельности учащихся на уроках химии требует
поиска путей и средств организации их самостоятельной работы. В процессе подготовки учителя
66к уроку возникает вопрос, как организовать самостоятельную работу всего класса и каждого
ученика в отдельности с учётом его способностей и знаний. Одним из способов решения этой
проблемы может быть использование дифференцированных карточек-заданий, разработанных для
разных групп учащихся. Задания должны быть, с одной стороны, посильными для учащихся, а с
другой – в определённой мере трудными, вызывающими познавательный интерес, желание
самостоятельно найти истину. Как это можно сделать при изучении железа и его соединений.
Урок 1. «Железо. Строение атома. Физические и химические свойства».
Цели урока: конкретизировать на примере железа знания учащихся об особенностях строения
атомов металлов побочных подгрупп периодической системы; совершенствовать умение
прогнозировать свойства элемента и его соединений на основе положения в периодической
системе , строении атома и типа связи; изучить физические и химические свойства железа.
Урок начинается с обсуждения вопроса: в чём особенность строения атомов металлов побочных
подгрупп? С этой целью классу предлагается задание: определите, какие данные, приведенные в
таблице №1, отражают строение атомов металлов побочных подгрупп, назовите эти металлы. В
чём особенность строения атомов металлов побочных подгрупп?
Таблица №1
№ п/п
Заряд ядра
1
2
3
4
5
6
+12
+24
+21
+26
+11
+19
Распределение
электронов по слоям
2,8,2
2,8,12,2
2,8,9,2
2,8,14,2
2.8,1
2.8.8.1
Электронная формула
1s22s2p63s2
1s22s2p63s2p6d44s2
1s22s2p63s23p6d14es2
1s22s2p63s2p6d64s2
1s22s2p63s1
1s22s2p63s2p64s1
В ходе обсуждения выполненного задания учащиеся с помощью учителя формулируют выводы:
1. Металлы побочных подгрупп имеют особенности в строении атомов: валентные электроны в
атоме располагаются не только на внешнем, но и на предвнешнем энергетическом уровне.
2. У металлов побочных подгрупп в образовании связей участвует разное число электронов.
3. Особенность строения атомов металлов побочных подгрупп должна проявляться в свойствах
элементов и их соединений.
Обращаем внимание учащихся на то, что эти выводы потребуются при изучении свойств железа и
его соединений. Уточняем цель урока и, чтобы подготовить учеников к выполнению
самостоятельной работы по изучению нового материала, предлагаем каждой группе из четырёх
человек выполнить задание следующего содержания:
1. Вспомните план характеристики элемента по положению в периодической таблице.
2. Укажите, какая из схем иллюстрирует металлический тип кристаллической решётки.
Охарактеризуйте металлическую связь.
3. Какие общие физические свойства характерны для металлов?
4. Как взаимодействует азотная кислота ( концентрированная и разбавленная ) с железом?
После обсуждения выполненной работы предлагаем охарактеризовать свойства атомов железа и
соответствующего простого вещества. Каждый ученик работает самостоятельно. Один ученик
работает у доски.
Пример записи на доске:
1. Положение в таблице
26Fe – четвёртый период, чётный ряд, восьмая группа, побочная
подгруппа.
2. Строение атома
заряд ядра: +26; распределение электронов по слоям 2, 8, 14, 2;
электронная формула: 1s22s2p63 s2p6d64s2;
3. Окислительно-восстановительная способность Fe0 – 2e → Fe+2 окисление; Fe0 –
восстановитель; Fe+2 – e → Fe+3 окисление; Fe+2 – восстановитель;
4. Степени окисления
+2; +3;
5. Соединения FeO Fe2O3 Fe(OH)2 Fe(OH)3 FeCl2 FeCl3
Проверяем результаты самостоятельной работы.
При обсуждении свойств железа – простого вещества ученики объясняют, как образуется связь
между атомами железа, называют тип кристаллической решётки. После этого ученикам
предлагается обосновать физические свойства железа и сделать вывод о зависимости физических
свойств от строения атома вида химической связи и типа кристаллической решётки.
Классу предлагаем высказать предположения относительно химических свойств железа.
Учащимся, которые затрудняются в выполнении этого задания, разрешается пользоваться планом
характеристики свойств простого вещества.
1. Приведите теоретический анализ вещества по плану:
Строение атома→вид химической связи→тип кристаллической решётки→химические свойства.
2. Выскажите предположение о химических свойствах вещества:
А) отношение к простым веществам (металлам и неметаллам);
Б) отношение к сложным веществам (воде, кислотам, солям);
3. Составьте уравнения реакций, иллюстрирующие предполагаемые свойства.
В ходе обсуждения прогнозируемых свойств железа учащиеся обосновывают возможность его
взаимодействия с металлами (сплавы), с неметаллами, водой, растворами кислот и солей,
записывая соответствующие уравнения реакций на доке.
В заключении урока подводим итоги проведённой работы, подчёркивая значение новых знаний в
практике и при дальнейшем изучении железа. Даём задание на дом.
Урок 2. «Соединения железа. Качественные реакции на ионы Fe2+ и Fe3+».
Цель: самостоятельно изучить свойства соединений железа (гидроксидов, солей), научиться
распознавать ионы двух и трёхвалентного железа.
С целью подготовки к изучению нового материала предлагаем задания, которые помогут
учащимся преодолеть трудности при выполнении экспериментальной части самостоятельной
работы.
Задание 1. Как опытным путём определить характер указанных гидроксидов: Na OH Cu (OH)2
Al (OH)3 H3PO4 HNO3
Задание 2. Как практически осуществить реакции, сущность которых выражается уравнениями:
а) Fe3+ + 3 OH- → Fe(OH)3↓
б) Сu2+ + 2 OH- → Cu(OH)2↓
Сформулируйте вывод, как можно получить нерастворимое основание.
Задание 3. Какую реакцию среды имеют растворы солей: ZnSO4 FeCl3 Na2CO3 K2S NaCl KNO3.
Выполняя первое задание, учащиеся испытывают индикаторами реакцию среды растворов
гидроксидов, выясняют отношение растворимых и нерастворимых гидроксидов к кислотам и
щелочам и делают заключение об основном, амфотерном или кислотном характере
рассматриваемых веществ.
При ответе на второе задание учащиеся предлагают взять соответствующие растворимые соли,
например, Fe2( SO4)3 Cu SOe AlCl3 и любую щёлочь, а также указывают способ получения
нерастворимого основания - действуя щёлочью на растворимую соль соответствующего металла.
Обсуждая ответы на третье задание на то, чем образованы соли, делают вывод : в первых двух
случаях соли должны подвергаться гидролизу; определить реакцию среды их растворов можно с
помощью индикаторов.
Подводим итог первой части урока: гидроксиды проявляют различный характер, который можно
установить путём проведения реакций с кислотой и щёлочью, нерастворимое основание получают,
действуя щёлочью на растворимую соль металла; многие соли подвергаются гидролизу. Обращаем
внимание на то, что сделанные выводы потребуются в дальнейшей самостоятельной работе.
Предлагаем записать в тетраде: исследовать свойства соединений железа → гидроксидов и солей;
Далее ставим вопрос: как можно получить основания Fe (OH)2 и Fe (OH)3, чтобы исследовать их
свойства.? Вопрос затруднений не вызывает: они предлагают получить их действием раствора
гидроксида натрия на растворы солей железа. Ученики высказывают предположение
относительно свойств гидроксидов, отмечают, что они нерастворимы и характер их можно
установить экспериментально, путём проведения реакций с кислотами и щёлочью. При этом
указывают, что Fe2+ может окислиться до Fe3+ , следовательно, Fe (OH)2 может быть окислен
кислородом или другими окислителями до Fe (OH)3.
После исследования свойств гидроксидов железа, приступаем к изучению свойств солей железа.
Обсуждаем план проведения экспериментальной части по исследованию их свойств. Учащиеся
анализируют состав солей железа, указывают, что хлориды двух и трёхвалентного железа
образованы слабыми основаниями и сильной соляной кислотой. Такие соли должны подвергаться
гидролизу, давая кислую среду. Это можно подтвердить с помощью индикатора. Затем сообщаем
классу о практической значимости качественных реакций на ионы Fe2+ и Fe3+. Предлагаем
практически их осуществить. Составляем совместно план проведения исследований:
1. Гидроксидов железа.
а) цвет;
б) взаимодействие с кислотой и щёлочью;
в) способность к окислению;
2. Соей железа.
а) гидролиз;
б) взаимодействие со щелочами;
в) взаимодействие солей Fe2+ c K3[ Fe(CN)6];
г) взаимодействие солей Fe3+ c KCNS.
Для организации самостоятельной работы выдаём карточки-инструкции 1,2.
Карточка №1 – сложный вариант:
Задание 1. Исследуйте свойства гидроксидов двух и трёхвалентного железа.
Опыт 1. Получение гидроксидов Fe2+ и Fe3+;
Реактивы: растворы NaOH FeCl2 ( раствор FeCl3 получите взаимодействием железа с соляной
кислотой).
Опыт 2. Взаимодействие гидроксида железа (ΙΙ) с кислотами, кислородом воздуха, щёлочью.
Реактивы: Fe(OH)3 HCl H2SO4 NaOH.
Oпыт 3. Взаимодействие гидроксида железа (ΙΙΙ) с кислотами и щёлочью.
Реактивы: Fe(OH)3 HCl H2SO4 NaOH.
Задание 2. Исследуйте свойства солей железа (ΙΙ) и (ΙΙΙ).
Реактивы: растворы NaOH FeCl3 FeCl2 K3[ Fe(CN)6] KCNS лакмус. Запишите уравнения
реакций. Сформулируйте выводы о свойствах гидроксидов и солей железа.
Карточка №2 - упрощённый вариант:
Опыт 1. Получение гидроксидов железа (ΙΙ) и (ΙΙΙ).
Сначала получите FeCl2 взаимодействием железа с соляной кислотой. К растворам FeCl3 FeCl2
прилейте раствор NaOH. Что наблюдаете? Напишите уравнения происходящих реакций.
Опыт 2. Взаимодействие гидроксида железа (ΙΙ) с кислотами и щёлочью. Полученный Fe(OH)2
поместите в четыре пробирки: в первую налейте раствор соляной кислоты HCl; во вторую
раствор серной кислоты H2SO4; в третью раствор гидроксида натрия. Напишите
соответствующие уравнения реакций и сделайте вывод о химических свойствах гидроксида железа
(ΙΙ). Посмотрите какие изменения произошли с гидроксидом железа в четвёртой пробирке.
Объясните это явление, напишите уравнение реакции.
Опыт 3. Взаимодействие гидроксида железа (ΙΙΙ) с кислотой и щёлочью. Полученный гидроксид
железа разделите на три пробирки: в первую налейте раствор соляной кислоты HCl; во вторую
раствор серной кислоты H2SO4; в третью раствор гидроксида натрия. Напишите
соответствующие уравнения реакций и сделайте вывод о химических свойствах гидроксида
железа (ΙΙΙ).
Опыт 4. Исследование свойств солей железа (ΙΙ) и (ΙΙΙ):
а) гидролиз солей: испытайте растворы солей индикатором, напишите уравнения реакций
гидролиза, сделайте вывод о силе гидроксидов железа как оснований;
б) качественные реакции на ионы Fe2+ и Fe3+; к раствору FeCl2 добавьте раствор K3[ Fe(CN)6].
К раствору FeCl3 добавьте раствор KCSN. Что наблюдаете?
В ходе проведения эксперимента учащиеся фиксируют в тетрадях наблюдения, записывают
уравнения реакций и выводы. По окончании работы проводится фронтальная беседа, обсуждаются
полученные результаты, уточняются выводы. В конце урока предлагаем выполнить следующее
задание: «В состав некоторых образцов природного мела входит оксид железа (ΙΙΙ). Предложите
опыт качественного определения содержания железа в образце мела». Это задание заставляет
учеников ещё раз осмыслить те новые знания, которые они получили на уроке, применить их для
ответа на конкретный вопрос.
Такой подход к выполнению самостоятельной работы позволяет вовлечь всех учеников в активную
познавательную деятельность; они осознанно проводят эксперимент, анализируют результаты, и
формулируют выводы. Всё это способствует осмыслению нового материала, изучаемого на уроке.