«углеро д»




Скачать 98.28 Kb.
Название«углеро д»
Дата07.01.2013
Размер98.28 Kb.
ТипУрок
Муниципальное общеобразовательное учреждение

основная общеобразовательная школа

имени Героя Советского Союза И.И. Борзова села Середниково

Шатурского муниципального района Московской области


Урок химии в 9 классе по теме





(с использованием информационно-коммуникационных

технологий (ИКТ))




Автор: Воронцова Юлия

Геннадьевна, учитель химии


2011 год


Тема урока «У Г Л Е Р О Д»


Цели урока:

  • Образовательная - рассмотрение строения атома, аллотропии углерода; формирование представлений о строении, свойствах и применении алмаза и графита; ознакомление учащихся с явлением адсорбции; характеристика физических и химических свойств углерода.

  • Развивающая - установление причинно-следственных связей (строение - свойства - применение); развивать логическое мышление, умение сравнивать, выбирать главное.

  • Воспитательная - воспитание культуры общения, культуры труда; воспитание желания активно, с интересом учиться.

Оборудование:

Компьютер, мультимедийный проектор, экран, презентация, модели кристаллических решеток алмаза и графита, образцы изделий из графита (карандаш, электроды и др.), и сажи (тушь, краски, резинка и др.), древесный уголь, активированный уголь, растворы чернил, вишневого компота, сока свеклы; одеколон, стеклянная трубка диаметром 1,5-2 см (или пробирка с дырявым дном), штатив, вата речной песок, стакан, колба, прибор для восстановления меди из оксида меди (II), противогаз, кукурузные палочки, пипетка.

Методы обучения:

Диалогическое изложение, беседа, рассказ, объяснение, химический эксперимент, демонстрация презентации и т.п.

Приемы обучения:

Раскрытие причинно-следственных связей, постановка и решение учебных проблем, организация акцентированных наблюдений, использование исторического и дополнительного материала и т.п.

Х О Д У Р О К А

I. Организационный момент.

II. Актуализация знаний.

Учитель сообщает детям, что для изучения нового материала необходимо повторить часть предыдущего и просит открыть таблицу Менделеева.

Вопросы к учащимся (слайды 2, 3):

- Назовите элементы, которые входят в 4 группу главную подгруппу.
- Как определить по таблице Менделеева конфигурацию внешнего электронного уровня элемента?
- Для чего нам нужно знать электронную конфигурацию именно внешнего уровня элемента?
- Сколько электронов на внешнем уровне у элементов четвертой группы главной подгруппы?
- Как меняются металлические свойства при увеличении электронов на внешнем уровне?
- Как меняются металлические свойства при увеличении числа уровней?
- Какие элементы в подгруппе углерода будут иметь металлические свойства?
- Какие элементы в подгруппе углерода будут иметь неметаллические свойства?

III. Объяснение нового материала.

1. Строение атома (слайды 4, 5).

Учащиеся характеризуют положение углерода в ПСХЭ, определяют его порядковый номер и составляют электронную формулу атома: +6С 2ē 4ē, прогнозируют окислительно-восстановительные свойства углерода.

Углерод С – первый элемент главной подгруппы IV группы Периодической системы Д.И. Менделеева. Его атомы содержат на внешнем энергетическом уровне 4 электрона, поэтому они могут принимать четыре электрона, приобретая при этом степень окисления -4, т.е. проявлять окислительные свойства и отдавать свои электроны более электроотрицательным элементам, т.е. проявлять восстановительные свойства, приобретая при этом степень окисления +4.




(Соответствующие уравнения учащиеся записывают самостоятельно).

2. Аллотропия.

Учитель сообщает, что для углерода характерно явление аллотропии. Учащиеся вспоминают определение этого явления и называют его причины: для углерода – различное строение кристаллических решеток (учитель демонстрирует модели решеток алмаза и графита) (слайд 6):

  1. алмаз имеет объемную тетраэдрическую атомную решетку;

  2. графит – плоскостную атомную кристаллическую решетку;

  3. карбин – линейную.

(В качестве экзотической модификации можно показать рисунок фуллерена).

Алмаз – прозрачное, бесцветное вещество с сильной лучепреломляемостью (слайд 7). Его плотность 3,5 г/см3. Кристаллы алмаза отличаются особо прочной структурой, благодаря чему он обладает твердостью, превосходящей твердость всех известных в природе веществ. Он в 1000 раз тверже кварца, в 150 раз – корунда. Окраска алмазов обусловливается примесями: встречается даже черный алмаз. Алмазы красивой синей, зеленой и красноватой окраски весьма редки и ценятся очень высоко. Один из самых известных – алмаз «Гоппе» из Индии в 44,5 карата является одним из самых дорогих в мире.

Алмаз – химически очень устойчивое вещество, однако при достаточно высокой температуре (700-8000С) в атмосфере кислорода он сгорает ослепительным пламенем до СО2.

Алмаз впервые был сожжен в 1694 г. при помощи большого зажигательного стекла. Помещенный в фокус этого стекла, он тлел, как раскаленный докрасна уголь. В 1814 г. английские ученые Дэви и Фарадей также при помощи зажигательного стекла сожгли в кислороде алмаз, который при этом загорался и продолжал гореть спокойным ослепительным пламенем, даже будучи удален из фокуса зажигательного стекла. При этом единственным продуктом сгорания был углекислый газ.

Алмазы были известны еще в древности. Само слово «алмаз» происходит или от арабского алмас, что означает «твердейший», или от греческого слова адамас, т.е. «несокрушимый, непреодолимый». Массу алмазов измеряют в каратах, 1 карат соответствует 0,2 г. А что такое «карат»? (Учитель дает представление об этой единице измерения драгоценных камней). В аравийской пустыне растет дерево Caratina silikva (каратина силиква), косточка плодов которого (их также называют царьградскими рожками) весит ровно 0,2 г. Этот точный вес косточки имеют всегда: в любой год и на любом дереве. Поэтому ювелиры древности и применяли для своих весов такие гирьки. Кстати, в некоторых странах проба золота выражается в каратах: она показывает, сколько каратов (т.е. 0,2 г) золота содержится в 24 каратах сплава.

Искусственно ограненные алмазы называются бриллиантами и являются предметом роскоши. В России бриллиантовый бум пришелся на правление Екатерины II. Чтобы судить о сказочности украшений приближенных императрицы, достаточно упомянуть появление Г.А. Потемкина, князя Таврического на празднике в Таврическом дворце в парадной шляпе, которую из-за тяжести многочисленных бриллиантов было трудно носить на голове. Не отсюда ли и крылатое выражение о предшественнике императорской короны, о шапке Мономаха: «Тяжела ты, шапка Мономаха».

Шляпе Потемкина на уступал и усыпанный бриллиантами камзол одного из вельмож екатерининских времен, изображенный кистью В.Л. Боровиковского на портрете «Бриллиантового князя» (Русский музей, Санкт-Петербург) (слайд 8).

Собрание исторических бриллиантов и изделий из них хранится в Алмазном фонде Оружейной палаты Московского Кремля и золотых кладовых Санкт-Петербургского Эрмитажа. (Слайды 9, 10: Звезда ордена Св. Андрея Первозванного, алмаз «Шах», Большая императорская корона, малая императорская корона, скипетр императорский).

Алмазы – это не только камни ювелиров. Благодаря исключительно высокой твердости алмазов они применяются для изготовления буров, сверл, шлифовальных инструментов, резки стекла.

Графит – вещество серо-стального цвета, мягок и жирен на ощупь (слайд 11). Удельный вес его 2,22-2,26 г/см3. Он является хоро­шим проводником электричества. К особенностям графита относится его способность гореть в кислороде с образованием СО2 (около 890 °С) при практически совершенной огнестойкости в воздухе. Благодаря исключительной жаропрочности и химической инертности графит ис­пользуется в реактивных двигателях, для изготовления электродов электрических печей, в ядерных реакторах.

Демонстрация. Учитель демонстрирует способность графита оставлять след на бумаге, а затем ставит перед учащимися проблемный вопрос (слайд 12).

- Почему графит оставляет след на бумаге?

(Учащиеся рассматривают еще раз кристаллические решетки алмаза и графита и делают выводы). 1. Алмаз имеет атомную кристаллическую решетку, в которой каждый атом углерода связан с четырьмя атомами. В пространстве эти атомы располагаются в центре и углах тетраэдров, соединенных своими вершинами. Это очень симметричная и прочная решетка (слайд 13).

2. Графит имеет слоистую структуру. В кристаллической решетке графита атомы углерода, лежащие в одной плоскости, прочно связаны в правильные шестиугольники. Связи между слоями малопрочны (слайд 14). Этим объясняется особое свойство графита: оставлять след на бумаге.

(Учитель добавляет). И эта же способность графита делиться на слои используется для изготовления различных смазок. При высоких давлениях из графита получают искусственные алмазы, которые широко применяются в технике.

«Аморфный углерод» как было установлено исследованиями, не является еще одним аллотропным видоизменением углерода, а представляет собой мелкокристаллический графит. Если алмаз и графит имеют упорядоченную структуру, то в аморфном углероде межатомные связи беспорядочные, случайные. Сортами этого углерода являются древесный уголь, кокс и сажа (слайд 15).

Сажу получают преимущественно при разложении метана. Она используется для изготовления типографской краски, картриджей, резины, косметической туши и т. д.

Кокс представляет собой в основном свободный углерод, он по­лучается при нагревании каменного угля без доступа воздуха. Кокс применяется в доменных печах при выплавке чугуна из руд.

Древесный уголь получается при нагревании без доступа воздуха древесины. Он применяется в качестве топлива в куз­нечных горнах, жаровнях, самоварах, используется в метал­лургии при выплавке некоторых цветных металлов и особо чистых сортов чугуна, так как не содержит вредных примесей, имеющихся в коксе.

Демонстрация. Учитель демонстрирует коллекцию «Каменный уголь», активированный уголь.

Однако больше известно применение древесного угля, основанное на его способности к адсорбции — способности погло­щать (адсорбировать) различные вещества (газы, растворенные в воде краски и т. д.).

Демонстрация. Специально подготовленные учащиеся демонстрируют адсорбцию.

  1. В стеклянную трубочку (можно использовать пробирку без дна) или стеклянную воронку помещают рыхлый слой ваты, порошок растертого карболена (таблетки активированного угля) и небольшой слой предварительно промытого и высушенного речного песка. Трубку закрепляют в лапке штатива (воронку кладут на кольцо) и наливают в нее разбавленные растворы чернил, перманганата калия, медного купороса, вишневого компота, сока столовой свеклы и т. д. Для собирания жидкости, прошедшей через слой адсорбента, под трубку помещают стакан. В него стекает бесцветная, прозрачная жидкость.

  2. В колбу с бурым NО2 насыпают измельченный карболен или древесный уголь и несколько раз ее встряхивают. Бурая окраска исчезает.

  3. В сухую колбу капают одну каплю одеколона, и колбу нагревают до образования пара. В нее опускают немного измельченного древесного угля, и колбу встряхивают. Запах полностью исчезает.

Адсорбцию можно показать и с помощью обыкновенных кукурузных палочек.

4. Два цилиндра наполняют углекислым газом. В один — помещают несколько кукурузных палочек, и этот цилиндр встряхивают. Затем в два стакана приливают немного извест­ковой воды, а потом в них «переливают» углекислый газ из цилиндров. Раствор известковой воды мутнеет в том стакане, где нет палочек.

(Слайды 16 и 17) Учитель рассказывает, что открытое русским химиком Ловицем явление адсорбции широко используется для очистки сахара на рафинадных заводах от веществ, придаю­щих ему желтый цвет, для очистки спирта, для медицинских целей и т. д. Н. Д. Зелинский на основе адсорбционных свойств древесного угля разработал фильтрующий противогаз.

  1. шлем-маска;

  2. клапанно-распределительная коробка;

  3. фильтрующая коробка;

  4. активированный уголь;

  5. химический поглотитель;

  6. противодымный фильтр;

  7. вдыхательный клапан

Рис. Устройство фильтрующего противогаза

3. Химические свойства углерода.

Углерод является неметаллом. Наиболее реакционноспособным является аморфный углерод, затем следуют графит и алмаз. При обычных условиях углерод химически инертен, но при нагревании реагирует со многими соединениями.

Химические свойства углерода учащиеся прогнозируют сами: с металлами, водородом (как окислитель), с более электроотрицательными неметаллами и сложными веществами (как восстановитель) – и записывают уравнения химических реакций (слайды 18,19).

Демонстрация восстановления меди из ее оксида углеродом (видео).

- Почему содержимое пробирки стало красным? Какое вещество образовалось в результате реакции?


4. Применение углерода.

Рассмотреть рисунок 99 учебника и выяснить области применения углерода: угля, графита, сажи, кокса).

IV. Закрепление знаний.

Тест (слайды 20,21).

Вопросы для закрепления.

1. Почему алмаз, графит, уголь называют «родными братьями»?

2. От чего зависит твердость алмаза и мягкость графита?

3. С помощью каких явлений, которые вы наблюдаете в жизни, можно доказать, что хлеб, мясо, молоко содержат углерод?

4. Для каких целей применяют алмаз и графит?

V. Подведение итогов урока.

Выводы: (формулируют учащиеся) И алмаз, и графит, и уголь состоят из одного элемента – углерода, алмаз и графит являются аллотропными модификациями. Твердость алмаза и мягкость графита обусловлена различным строением их кристаллических решеток – тетраэдрической у алмаза и слоистой у графита. Хлеб, мясо, молоко содержат углерод, что видно, когда продукты подгорают при жарке – образуется уголь. Алмаз используют для резки, изготовления буров и ювелирных украшений, графит применяют в реактивных двигателях, для изготовления электродов электрических печей и смазок, в ядерных реакторах.

Выставляются оценки за работу на уроке.

VI. Домашнее задание.

§ 29 стр. 164-171 упр. 5, 6, 7. Используя дополнительную литературу и информацию в Интернете сделать сообщения по темам: 1. Алмаз, 2. Графит.


Литература.

1. О.С. Габриелян, Настольная книга учителя. Химия. 9 класс. – М.: Дрофа, 2007

2. О. С. Габриелян, Учебник: Химия 9 класс. – М.: Дрофа, 2008

3. М.Ю. Горковенко, Поурочные разработки по химии к учебникам О.С. Габриеляна, Л.С. Гузея, Г.Е. Рудзитиса. 9 класс. – М.: Вако, 2008

4. И.В. Маркина, Современный урок химии: технологии, приемы, разработки учебных занятий. – Ярославль: Академия развития, 2008

5. М.А. Шаталов, Обучение химии. Решение интегративных учебных проблем. 8-9 классы. – М.: Вентана-Граф, 2006.

6. http://school-collection.edu.ru/collection/ - единая коллекция цифровых образовательных ресурсов

Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница