Научные основы школьного курса химии. методика изучения растворов (стр. 3 из 12)
3× X
0,724 = ¾¾¾¾ ; находим Х
3×X + 64
2,172 × Х + 46,34 = 3 × Х ; 0,828 × X = 46,34 ; X= 56.
Следовательно, Ar(Э) = 56; Элемент – железо.
№2. В результате обжига на воздухе 8,0 г сульфида молибдена было получено 7,2 г оксида молибдена (VI). Установите формулу исходного сульфида молибдена [7].
Методика решения:
Дано: 1. По закону сохранения массы веществ
m(MoxSу) = 8,0 г m(Mo) до реакции = m(Mo) после реакции след-но
m(MoO3) = 7,2 г n(Mo) до реакции = n(Mo) после реакцииMoxSу - ? 2. Определим количество вещества оксида
молибдена (VI)
m 7,2 г
n(MoO3) = ¾¾ = ¾¾¾¾¾ = 0,05 моль
M 144 г/моль
3. Определим количество вещества и массу молибдена
n(Mo) = n(MoO3) = 0,05 моль; m(Mo) = 0,05 × 96 = 4,8 г
4. Найдем массу серы и количество вещества серы
m 3,2
m(S) = m(MoxSу) – m(Mo) = 8,0 – 4,8 = 3,2 г; n(S) = ¾¾ = ¾¾ = 0,10 моль
M 32
5. Найдем отношение количеств веществ молибдена и серы
n(Mo) : n(S) = 0,05:0,10 = 1:2
Следовательно, формула сульфида молибдена: MoS2
№3. Определить массу водорода в (г), содержащегося в 3,01 × 1024 молекул метана [8].
Методика решения:
Дано: Для решения задачи необходимо последовательноСH4 использовать следующие формулы:
N(СH4) = 3,01 × 1024 N mn = ¾¾ и n = ¾¾ ;
m(H) - ? NA M
1. Находим количество вещества метана и водорода:
N(СH4)
n(СH4) = ¾¾¾¾¾¾¾ ; где NA – постоянная Авогадро, равная 6,02 × 1023
NA структурных единиц.
3,01 × 1024
n(СH4) = ¾¾¾¾¾¾ = 5 моль
6,02 × 1023
n(H) = 4n (СH4) = 4 × 5 = 20 моль атомов водорода
2. Определим массу водорода в (г):
m(H) = n(H) × M(H) = 20 × 1 = 20 г.
№4. Какова молекулярная формула углеводорода, содержащего 82,5% углерода. Плотность паров по воздуху составляет 2 [9].
Методика решения:
Дано: 1. По относительной плотности паров по воздухуW(C) = 82,5% расчитаем относительную молекулярную массу
Dвозд = 2 углеводорода СхНу
Mr(СхНу)СхНу - ? Dвозд = ¾¾¾¾¾ ; Mr(возд) = 29
Mr(возд)
Mr(СхНу) = 29 × 2 = 58 .
2. Используя формулу расчета массовой доли элемента, определим число атомов углерода:
n(C) × Ar(C) X × 12
W(C) = ¾¾¾¾¾¾ ; n(C) = X ; 0,825 = ¾¾¾ ; X = 4; n(C) = 4
Mr(СхНу) 58
3. Определим массовую долю элемента водорода и число его атомов:
W(H) = 100% - W(C) = 100 – 82,5 = 17,5%
n(H) × Ar(H) Y × 1
W(H) = ¾¾¾¾¾¾ ; n(H) = Y ; 0,175 = ¾¾¾ ; Y = 10; n(H) = 10
Mr(СхНу) 58
Следовательно, формула углеводорода: С4H10 - бутан.
№5. Установите формулу кристаллогидрата MnCl2, если известно, что при его обезвоживании массовая доля сухого остатка составила 63,63% от массы кристаллогидрата [10].
Методика решения:
Дано: 1. Процесс обезвоживания кристаллогидратаMnCl2 × Х H2O можно выразить следующей схемой:
W(MnCl2) = 63,63% t°MnCl2 × Х H2O ® MnCl2 + Х H2O
MnCl2 × Х H2O - ?
Сухой остаток составит безводная соль MnCl2 , массовая доля которого 63,63%.
2. Выразим величину массовой доли сухого остатка:
Mr(MnCl2)
W(MnCl2) = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾ ;
Mr(MnCl2 × Х H2O)
3. Рассчитаем относительные молекулярные массы безводной и водной солей:
Mr(MnCl2) = 55 + 2 × 35,5 = 126
Mr(MnCl2 × Х H2O) = 126 + 18X
4. Подставим, найденные величины в формулу массовой доли и определим значение Х:
126
0,6363 = ¾¾¾¾¾ ; 80,17 + 11,45 X = 126; 11,45 X = 45,83; X = 4 .
126 + 18 Х
Следовательно, формула кристаллогидрата: MnCl2 × 4H2O
№6. Массовая доля серебра в соли предельной одноосновной органической кислоты составляет 70,59%. Написать молекулярную формулу кислоты, если известно, что она состоит из углерода, водорода и кислорода [11].
Методика решения:
Дано: Общая формула соли предельной одноосновной орга-W(Ag) = 70,59% нической кислоты имеет следующий вид:
C n H2n+1 COOH - ? C n H2n+1 COOAg
1. Выразим массовую долю серебра в общем виде:
n(Ag) × Ar(Ag)
W(Ag) = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ ;
Mr(C n H2n+1 COOAg)
2. По формуле рассчитаем относительную молекулярную массу соли:
Mr(C n H2n+1 COOAg) = 12n + 2n + 1 +12 + 2 × 16 + 108 = 14n + 153 .
3. Сведем данные в формулу массовой доли:
1 × 108
0,7059 = ¾¾¾¾¾ ; 9,88n + 108 = 108; n=0
14n + 153
Следовательно: 14n – превращается в 0 и форму соли HCOOAg, а формула кислоты HCOOH .
Часть 2. Место эксперимента и его роль в развитии мышления
школьников.
Одним из важнейших словесно – наглядных и словесно – наглядно – практических методов обучения является химический эксперимент. Он играет особую роль в обучении химии. Химический эксперимент знакомит учащихся не только с самими явлениями, но и методами химической науки. Он помогает вызвать интерес к предмету, научить наблюдать процессы, освоить приемы работы, сформировать практические навыки и умения.
Следует отметить, что проблема химического эксперимента в методике обстоятельно исследована. Большой вклад в нее внесли такие ученые как В.Н. Верховский, В.В. Фельдт, К.Я. Парменов, В.В. Левченко, В.С. Полосин, Д.М. Кирюшкин, Л.А. Цветков и другие.
К.Я. Парменов[13] не только уделял внимание технике эксперимента, но и методике его включения в учебный процесс. Он отмечал, что при провидении
демонстрационного эксперимента необходимо подготовить учащихся к наблюдению опыта и умело руководить этими наблюдениями. Особенно детально разработана эта проблема В.С. Полосиным [14,15]. Он исследовал эффективность различных способов приложения химического эксперимента, разработал методику комплексного использования химического эксперимента в сочетании с другими средствами обучения.
Химический эксперимент можно разделить на два вида: демонстрационный и ученический. Демонстрационный эксперимент относится к словесно – наглядным методам обучения.
Демонстрационным называют эксперимент, который проводится в классе учителем, лаборантом или иногда одним из учащихся [16].
Демонстрационный эксперимент, проводится в соответствии с государственной программой по химии для средней школы, по каждой конкретной изучаемой теме курса.
Демонстрационный эксперимент дает возможность учителю формировать интерес к предмету у школьников, научить их выполнять определенные операции с веществом; приемам лабораторной техники.
К требованиям, предъявляемым к демонстрационному эксперименту, следует отнести:
- Наглядность. Эксперимент следует проводить в цилиндрах, стаканах, чтобы химическое явление можно было наблюдать с любой точки класса. Стол преподавателя не должен быть загроможден лишними предметами, чтобы были видны руки учителя. Можно использовать подъемный столик или кодоскоп.
- Простота. Прибор, в котором демонстрируют эксперимент, не должен содержать лишних деталей и нагромождений, чтобы внимание обучаемых не отвлекалось от химического процесса. Не следует увлекаться эффектными опытами, так как менее эффектные опыты не будут пользоваться вниманием.
- Безопасность эксперимента. Учитель несет ответственность за безопасность учащихся, поэтому в кабинете должны находиться средства пожарной безопасности, вытяжной шкаф для проведения работ с вредными и пахучими веществами, средства для оказания первой помощи . реактивы для проведения опытов должны быть проверены заранее; посуда для эксперимента – чистой. При проведении опасных опытов следует использовать защитный экран.
- Надежность. Опыт всегда должен удаваться, и с этой целью техника эксперимента перед его проведением должна быть тщательно отработана, все операции должны быть четкими, уверенными; недопустима неряшливость в оформлении опыта. Учитель должен следить за своим внешним видом и поведением. В случае неудачи, необходимо выяснить ее причину, и опыт на следующем уроке повторить.
- Необходимость объяснения эксперимента. Любой опыт должен сопровождаться словом учителя. Возникающие паузы можно использовать для организации диалога со школьниками, выяснения условий проведения эксперимента и признаков химических реакций.
( условия – это то, что необходимо для того, чтобы реакция началась и протекала;
признаки – это то, по чему судят о том, что реакция протекает или уже закончилась ).
Следует помнить, что опыт – это метод исследования, поэтому лучше провести меньшее их количество, но каждый опыт должен быть объяснен.
Методика демонстрации опытов:
1. Необходима постановка цели опыта – для чего проводится опыт, что необходимо понять в результате наблюдений за экспериментом.
2. Следует описать прибор, в котором проводится опыт; условий, в которых он проводится; дать характеристику реактивам.
3. Организовать наблюдения за опытом учащихся для выявления признаков реакции и проведения анализа.
4. Помочь школьникам сделать соответствующие выводы и теоретическое обоснование.