В эксперименте принимали участие ученики 9 классов МОУ СОШ-лицей № 14 г. Нальчик (выборочная совокупность составляла 45 школьников и 51 студент).

В экспериментальных классах при раскрытии темы «Бериллий» были проведены разработанные уроки, приведенные в главе III. Занятия проводились с акцентом на прикладные и экологические аспекты, которые закреплялись в процессе формулирования, анализа и последующего решения целей и задач занятий.

Для констатации результата после проведения разработанных занятий были проведены контрольные работы, состоящие из тестов, которые приведены в главе III. Результаты эксперимента в школе приведены в диаграммах, отражающих изменения качества знаний и успеваемости в контрольном (9 г) и экспериментальном (9 в) классах.

Диаграмма 1. Изменение успеваемости учащихся

Диаграмма 2. Динамика успеваемости и качества обучения

Таким образом, можно сделать вывод, что предложенная в работе гипотеза, что разработка и реализация новых методических подходов к изучению темы «Бериллий» позволят заметно повысить уровень знаний, научной культуры, уверенности в своих способностях школьников нашла свое подтверждение в результате наших исследований.

ЛИТЕРАТУРА

1. О. В. Байдалина. О прикладном аспекте химических знании // Химия в школе, 2005, № 5, с. 45-47.

2. Ахметов Н. С. Методика преподавания темы «Закономерности протекания химических реакций» // Химия в школе. 2002, № 3, с. 15 – 18.

3. Ахметов Н. С. Учебник для 8 класса общеобразовательных учреждений. М.: Просвещение, 1998 г.

4. Рудзитис Г. Е., Фельдман Р. Г. Учебник для 8 класса средней школы. М.: Просвещение, 1992.

5. Материалы сайта www.1september.ru

6. О. С. Габриелян, Н. П. Воскобойникова, А. В. Ящукова. Настольная книга учителя. Химия. 8 класс. М.: Дрофа, 2003 г.

7. Малинин К. М. Технология серной кислоты и серы. М., Л., 1994.

8. Васильев Б. Г., Отвагина М. И. Технология серной кислоты. М., 1985.

9. Отвагина М. И., Явор В. И., Сретенская Н. С., Шарифов М. Ю. Промышленность минеральных удобрений и серной кислоты. М., НИИТЭХИМ. 1972. Выпуск № 4.

10. Резницкий И. Г. Возможности использования нитрозного способа для переработки газов автогенных процессов на серную кислоту / Цветные металлы. 1991. № 4.

11. Березина Л. Т., Борисова С. И. Утилизация фосфогипсов - важнейшая экологическая проблема // Химическая промышленность. 1999 г. № 12.

12. Громов А. П. Экологические аспекты производства серной кислоты // Экология и промышленность России. 2001, № 12.

13. Лидин Р. А. Химия: Руководство к экзаменам / Р. А. Лидин, В. Б. Маргулис. – М.: ООО Издательство «АСТ»: ООО «Издательство Астрель», 2003. с. 64 – 70.

14. Единый государственный экзамен 2002: Контрольные измерительные материалы: Химия / А. А. Каверина, Д. Ю. Добротин, М. Г. Снастина и др.; М.: Просвещение, 2002. – с. 39 – 51.

15. Химия: Большой справочник для школьников и поступающих в вузы / Е. А. Алферова, Н. С. Ахметов, Н. В. Богомолова и др. М.: Дрофа, 1999. с. 430-438

16. Р. П. Суровцева, С. В. Сафронов. Задания для самостоятельной работы по химии. М.: Просвещение, 1993 г.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Вариант 1

1.Известно, что металлам соответствуют основные оксиды. Докажите, что оксид кальция – основной оксид, составив уравнения соответствующих реакций.

2.Докажите основные свойства оксида кальция, проводя соответствующие опыты

3.На воздухе кальций постепенно превращается в порошок белого цвета. Каков состав этого порошка? Приведите уравнения возможных реакций.

бериллий химический сплав урок методический

Вариант 2

1.Известно что металлам соответствует основной оксид и основание. Докажите, что гидроксид кальция – основание. Составьте уравнения соответствующих реакций, объясните их.

2.Докажите данное утверждение экспериментально, проведя не менее 2 опытов.

3.Для обнаружения углекислого газа используют раствор гидроксида кальция – известковую воду. Почему для этих целей не используют гидроксид натрия?

Приложение 2

Заполните пропуски в тексте, вставив нужные слова:

1) Мел, мрамор и известняк – это минералы в состав которых входит одно и тоже соединение ……..

2)BaSO₄ – это………………………….каша

3)В какой минерал входит сульфат кальция-………………………..

4)Какой карбонат применяют в производстве цемента, стекла-…………

5)MgSO₄ известен под названием ……………………соль

6)Фосфат кальция входит в состав фосфоритов, апатитов, ……………..

7)Эти соли входят в состав светящихся красок- фосфоров:…………….

Урок 2 Тема. Бериллий, магний и щелочно-земельные металлы

Цель: повторить и обобщить сведения о свойствах, способах получения и применении бериллия, магния и щелочно-земельных металлов и их соединений.

Оборудование: Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева (приведена в электронном учебном пособии).

Реактивы: металлический магний (лента), спиртовый раствор фенолфталеина, раствор хлорида бериллия, разбавленный раствор соляной кислоты, раствор гидроксида натрия.

Посуда и приборы: фарфоровая чашка, спиртовка, тигельные щипцы, большой стакан, ложечка для сжигания, стаканы на 200 мл (2 шт.), стеклянные палочки, магнитная мешалка.

Содержание урока соответствует части IV.3 электронного учебного пособия.

Знакомство с химией бериллия, магния и щелочно-земельных металлов и их соединений следует начать с истории открытия. Магний, кальций, стронций и барий были получены в 1808 г. английским ученым Г. Деви электролизом оксидов или гидроксидов. Бериллий был выделен в 1898 г. Лебо электролизом тетрафторбериллата натрия, хотя история его открытия насчитывает практически столетие. Радиоактивный радий открыт супругами Пьером и Марией Кюри в 1898 г. в минерале урановая смолка.

Обратить внимание, что групповое название элементов – щелочно-земельные металлы – относится только к кальцию, стронцию, барию и радию и связано с тем, что их оксиды раньше называли «землями», а при взаимодействии с водой они образуют щелочи.

Охарактеризовать положение бериллия, магния и щелочно-земельных металлов в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева. Бериллий, магний и щелочно-земельные металлы относятся к s-элементам. На внешнем энергетическом уровне атомы элементов имеют 2 электрона, их электронная конфигурация ns². Они легко отдают один электрон, проявляя степень окисления +2. Радиусы атомов возрастают при переходе от бериллия к радию, значения потенциала ионизации и относительной электроотрицательности уменьшаются. Все металлы в электрохимическом ряду напряжений располагаются до водорода и являются довольно сильными восстановителями, эта способность возрастает с увеличением заряда ядра атома.

Остановиться на распространенности металлов в земной коре, отметить, что в свободном состоянии бериллий, магний и щелочно-земельные металлы в природе не встречаются, наиболее распространенными являются магний и кальций. Содержание бериллия, стронция и бария значительно меньше. Все они входят в состав породообразующих минералов, содержатся в морской воде. Кальций входит в состав скелетных тканей живых организмов. Магний содержится в составе одного из важнейших веществ растительного мира – хлорофилле.

Отметить физические свойства металлов. Продемонстрировать образцы металлов: магния и кальция. В свободном состоянии все металлы – серебристо-белые вещества. Магний и щелочно-земельные металлы – ковкие и пластичные, довольно мягкие, хотя тверже щелочных. Бериллий отличается значительной твердостью и хрупкостью, барий при резком ударе раскалывается. Металлы имеют температуры плавления и кипения выше, чем у щелочных металлов, причем с увеличением порядкового номера элемента температура плавления металла изменяется немонотонно, что связано с изменением типа кристаллической решетки. Бериллий и магний покрыты прочной оксидной пленкой и не изменяются на воздухе. Щелочно-земельные металлы очень активны, их хранят в запаянных ампулах, под слоем вазелинового масла или керосина.

Рассмотреть химические свойства металлов. Металлы во всех химических реакциях проявляют восстановительные свойства, отдают два валентных электрона, превращаясь в положительно заряженный катион. В качестве окислителей могут выступать простые вещества – неметаллы, оксиды, кислоты, соли, органические вещества. Отметить, что бериллий и магний по свойствам значительно отличаются от щелочно-земельных металлов. При комнатной температуре они устойчивы к действию кислорода и воды благодаря наличию очень тонкой оксидной пленки.

Продемонстрировать горение магния на воздухе. Опыт провести следующим образом: предварительно очищенную наждачной бумагой магниевую ленту взять щипцами и поджечь в пламени спиртовки (опыт проводить в защитных очках), отметить яркую вспышку и большое выделение тепла. Горящую магниевую ленту держать над фарфоровой чашкой. Магний сгорает с образованием оксида:

2Mg + O₂ = 2MgO.

Одновременно идет образование нитрида магния:

3Mg + N₂ = Mg₃N₂.

Рассмотреть взаимодействие металлов с другими неметаллами (галогенами, водородом, азотом, углеродам и др.).

Обратить внимание на взаимодействие с водой. Продемонстрировать горение магния в воде. В ложку для сжигания веществ поместить магниевую пудру или мелко порезанную ленту, поджечь её в пламени спиртовки. Горящий магний опустить в стакан с водой, магний ярко вспыхивает, одновременно загорается водород:

Mg + 2H₂O = Mg(OH)₂ + H₂.

Опыт демонстрирует химическую активность металлического магния.

Рассмотреть взаимодействие с кислотами и щелочами, отметить, что со щелочами реагирует только бериллий. Отметить восстановительные свойства магния и щелочно-земельных металлов: они могут быть использованы для получения менее активных металлов и некоторых неметаллов из их оксидов.

Рассмотреть особенности химии бериллия. Бериллий по своим свойствам значительно отличается от остальных элементов 2 группы Периодической системы химических элементов, ион Be²⁺ благодаря своему малому радиусу, высокой плотности заряда и большим значениям энергии ионизации устойчив только в газовой фазе. Поэтому химическая связь в бинарных соединениях бериллия обладает высокой долей ковалентности, поэтому соединения бериллия имеют довольно высокие температуры плавления и кипения. По многим свойствам бериллий похож на алюминий («диагональное сходство»). Металлический бериллий пассивируется концентрированной азотной кислотой и проявляет амфотерные свойства, реагирует с кислотами и щелочами, выделяя водород. Оксид и гидроксид бериллия также проявляют амфотерные свойства. Продемонстрировать амфотерные свойства гидроксида бериллия на примере его взаимодействия с кислотами и щелочами.

Опыт провести следующим образом. Стакан с раствором хлорида бериллия поставить на магнитную мешалку и включить перемешивание. Небольшими порциями осторожно прилить раствор гидроксида натрия до выпадения белого осадка:

BeCl₂ + 2NaOH = Be(OH)₂ + 2NaCl.

Прекратить перемешивание, гидроксид бериллия разделить на две части. К первой части прилить раствор соляной кислоты до растворения осадка:

Be(OH)₂ + 2HCl = BeCl₂ + 2H₂O.

Ко второй части прилить раствор гидроксида натрия, также до растворения осадка:

Be(OH)₂ + 2NaOH = Na₂[Be(OH)₄].

Обратить внимание учащихся, что амфотерный гидроксид бериллия реагирует и с щелочами, и с кислотами с образованием солей.

При изучении способов получения металлов особое внимание уделить получению бериллия в результате переработки берилла. Рассмотреть сернокислый, щелочной, хлоридный фторидный способы извлечения бериллия из берилла и электролиз солей бериллия. Обратить внимание, что магний и щелочно-земельные металлы очень активные и чаще всего их получают электролизом расплавов солей или алюмотермией.

Из соединений магния и кальция охарактеризовать их оксиды, гидроксиды и соли. Рассмотреть физические и химические свойства, способы получения. Оксиды магния и кальция являются основными. Гидроксид кальция малорастворим в воде, является довольно сильным основанием. Растворимость гидроксида магния еще ниже, он является основанием средней силы. Фториды, сульфаты, сульфиды, сульфиты, фосфаты и карбонаты металлов 2 группы плохо растворимы в воде, остальные соли – хорошо растворимы, проявляют все свойства солей.

Рассмотреть жесткость воды. Природная вода, содержащая ионы Ca²⁺, Mg²⁺, Sr²⁺ и Fe²⁺, называется жесткой, причем жесткость воды обуславливается главным образом ионами Ca²⁺ и Mg²⁺. Карбонатная (временная) жесткость связана с присутствием в воде гидрокарбонатов кальция и магния, некарбонатная (постоянная) жесткость – хлоридов и сульфатов. Общая жесткость воды рассматривается как сумма карбонатной и некарбонатной. Отметить способы устранения жесткости воды.

Остановиться на обнаружении щелочно-земельных металлов. Щелочно-земельные металлы и их соединения можно обнаружить по характерной окраске пламени: кальций окрашивает пламя в кирпично-красный цвет; стронций – в карминово-красный; барий – в желто-зеленый (яблочный).

Рассмотреть важнейшие области применения бериллия, магния, щелочно-земельных металлов и их соединений.

После изучения материала предложить учащимся самостоятельно познакомиться с примерами решения задач и выполнить задания для самостоятельного решения (приведены в электронном учебном пособии).

Урок 3. Роль химических элементов в организме человека

Задачи:

• Развивать ловкость, смелость.

• Воспитывать любовь к своей земле, к национальным традициям.

Инвентарь: 2 удочки, 2 ведра, рыбки, 2 обруча, карточки с примерами (20шт), кубики, грибы 20 шт., гимнастические палки, 4 одеяла, грамоты 20 шт., скакалки(20шт.), 2 стула.