Получение кислорода
Цели и задачи
- Цель по SMART: к концу урока учащиеся смогут описать лабораторный способ получения кислорода, составить и уравнять уравнение реакции разложения перманганата калия, собрать кислород вытеснением воды и подтвердить его наличие пробой тлеющей лучинкой, соблюдая правила работы с нагревательным прибором.
- Сформировать представление о получении кислорода разложением веществ и зависимости результата опыта от условий его проведения.
- Научить планировать и выполнять мини-исследование по инструкции, фиксировать наблюдения в таблице и формулировать вывод на основании полученных данных.
- Развивать умение работать с текстом учебника, выделять существенную информацию, объяснять роль отдельных частей прибора и аргументировать выбранный способ сбора газа.
- Воспитывать ответственность за соблюдение техники безопасности, аккуратность при работе с веществами и уважительное отношение к результатам работы группы.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить на каждую группу установку для получения кислорода: пробирку с пробкой и газоотводной трубкой, штатив, спиртовку или безопасный нагреватель, кристаллы перманганата калия.
- Подготовить ванночки с водой, заполненные водой газовые банки или пробирки, стеклянные пластинки и тлеющие лучинки для качественной пробы.
- Подготовить защитные очки, перчатки, подставки для горячих пробирок и контейнер для использованных материалов.
- Распечатать инструкцию исследовательской работы и лист наблюдений — по одному комплекту на группу из 4 человек.
- Распечатать карточки трёх уровней: базовую с готовой схемой, стандартную с пропусками и исследовательскую с выбором способа объяснения результата — по одной карточке на группу.
- Вывести на доску или экран тему, проблемный вопрос, схему установки, уравнение реакции с пропусками и алгоритм проверки кислорода.
- Подготовить учебники для каждой пары и таймер на 6 минут для практической части.
- До урока проверить герметичность установок, отсутствие трещин на стекле и исправность нагревателей; опыт демонстрировать только с соблюдением школьных инструкций по безопасности.
- Подготовить карточки самооценки «Я могу...» и стикеры для рефлексии.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (3 мин)
Цель этапа: включить учащихся в исследовательскую деятельность и создать познавательное затруднение.
Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|
Учитель приветствует класс и показывает закрытую газовую банку: "Здравствуйте, ребята. Сегодня мы будем не просто изучать кислород по тексту, а попробуем получить его и доказать, что именно этот газ собран в нашей установке. Посмотрите на банку: внутри ничего не видно, но газ может быть веществом. Как химик может убедиться в его наличии?" | Рассматривают газовую банку, высказывают предположения: "Нужно провести опыт", "Нужно проверить свойство газа". |
Учитель формулирует проблемный вопрос: "Как получить кислород в лаборатории из доступного вещества и как доказать, что выделился именно кислород? Сегодня каждая группа проведёт мини-исследование, а в конце защитит вывод. Сразу договоримся: химический опыт начинается не с нагревания, а с проверки безопасности." | Формулируют цель урока: "Получить кислород, собрать его и распознать"; принимают правила работы в группе. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы поставили исследовательскую задачу: получить невидимый газ и доказать его состав по свойству. Сначала выясним, какие знания помогут нам спланировать опыт."
Этап 2. Актуализация знаний и работа с учебником (5 мин)
Цель этапа: актуализировать знания о кислороде, реакциях разложения, горении и правилах работы с газами.
Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|
Учитель предлагает приём "Подумай — обсуди в паре — поделись": "Вспомните три факта о кислороде. Сначала запишите их самостоятельно, затем сравните с соседом. Особое внимание обратите на физические свойства и роль кислорода в горении." | Записывают три факта, обсуждают в парах, предлагают формулировки: "Кислород поддерживает горение", "Он входит в состав воздуха", "Он необходим для дыхания". |
Учитель просит открыть учебник на разделе о кислороде: "Найдите в тексте сведения о способах получения кислорода и подчеркните условия реакции. Почему для сбора газа можно использовать воду?" Учитель фиксирует ответы на доске в виде кластера. | Читают фрагмент учебника, выделяют слова «нагревание», «разложение», «вытеснение воды», объясняют: "Кислород плохо растворяется в воде и не реагирует с ней". |
Учитель показывает карточку с утверждениями: "Кислород горит; кислород поддерживает горение; кислород легче воды; кислород плохо растворяется в воде. Отметьте верные утверждения и исправьте ошибочное." | Отмечают верные утверждения, исправляют ошибку: "Кислород сам не горит, но поддерживает горение". |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы вспомнили, что кислород поддерживает горение и может быть собран над водой. Теперь выясним, какое вещество выбрать для его получения и почему понадобится нагревание."
Этап 3. Постановка проблемы и планирование исследования (4 мин)
Цель этапа: сформулировать гипотезу и спланировать безопасный эксперимент.
Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|
Учитель раздаёт исследовательские листы: "На столе находится перманганат калия. Предположите, что произойдёт при нагревании этого вещества. Запишите гипотезу по шаблону: ‘Если нагреть ..., то ... , потому что ...’. Затем рассмотрите схему установки и назовите назначение пробирки, пробки, газоотводной трубки и газовой банки." | Записывают гипотезу: "Если нагреть перманганат калия, то выделится газ, потому что вещество разложится". Называют части установки и их функции. |
Учитель организует приём "Снежный ком": "Сначала каждый назовите один шаг опыта, затем объедините шаги в паре и составьте общий алгоритм из четырёх действий. Не забывайте: сначала проверяем герметичность, затем вытесняем воздух, собираем газ и только после этого проводим пробу." | Составляют алгоритм: проверить установку; нагреть вещество; собрать газ над водой; проверить тлеющей лучинкой. Выбирают роли: оператор, наблюдатель, специалист по безопасности, докладчик. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Гипотеза и план готовы. Теперь самое важное — выполнить опыт так, чтобы результату можно было доверять. Переходим к практическому исследованию."
Этап 4. Исследовательская практическая работа «Получение кислорода» (10 мин)
Цель этапа: получить кислород, собрать его вытеснением воды и зафиксировать наблюдения при строгом соблюдении техники безопасности.
Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|
Учитель проводит инструктаж: "Наденьте очки. Не направляйте отверстие пробирки на себя или соседа. Не трогайте нагретое стекло руками. В начале опыта вытесните воздух из газоотводной трубки, а горячую пробирку после работы положите на подставку. Если установка разгерметизировалась, не исправляйте её над пламенем — сообщите мне." | Надевают очки, проверяют комплектность установки, повторяют два правила безопасности и назначают ответственного за их контроль. |
Учитель показывает на схеме: "Поместите небольшое количество перманганата калия в сухую пробирку, плотно закройте её пробкой с трубкой. Конец трубки погрузите в перевёрнутую, заполненную водой газовую банку. Проверьте герметичность до нагревания." | Собирают установку по схеме, проверяют плотность соединений, заполняют сосуд водой и устанавливают его в ванночке. |
Учитель говорит: "Нагревайте участок пробирки с веществом равномерно. Наблюдатель отмечает изменение цвета вещества и появление пузырьков. Не прекращайте наблюдение за концом газоотводной трубки. Когда газовая банка заполнится, закройте её стеклянной пластинкой под водой." | Оператор осторожно нагревает пробирку; наблюдатель записывает: "появляются пузырьки газа, вода вытесняется, образуется бесцветный газ"; техник безопасности контролирует направление пробирки; докладчик фиксирует результат. |
Учитель напоминает: "Теперь проверяем газ. Поднесите тлеющую лучинку к собранному газу, не касаясь стенок сосуда. Наблюдайте, усиливается ли тление или возникает вспышка. Запишите результат и сравните его с гипотезой." | Выполняют качественную пробу под контролем учителя, фиксируют: "тлеющая лучинка вспыхивает или горение усиливается"; сравнивают результат с гипотезой. |
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Запись в тетрадях
- Название опыта: «Получение кислорода нагреванием перманганата калия».
- Наблюдения: «При нагревании выделяется бесцветный газ; вода вытесняется из газовой банки; тлеющая лучинка вспыхивает».
- Вывод: «Получен кислород, так как он поддерживает горение».
Эталон объяснения: при нагревании перманганат калия разлагается с образованием манганата калия, диоксида марганца и кислорода: $2KMnO_4 \rightarrow K_2MnO_4 + MnO_2 + O_2\uparrow$. Газ собирают вытеснением воды, потому что кислород плохо растворяется в воде. Тлеющая лучинка вспыхивает, поскольку кислород поддерживает горение.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Опыт дал нам наблюдаемый результат: газ выделился и усилил горение. Но один опыт ещё нужно научиться объяснять химическим языком — через уравнение реакции и роль каждого условия."
Этап 5. Обобщение результата и проектная мини-работа (7 мин)
Цель этапа: перевести наблюдения в химическое объяснение и создать групповой продукт.
Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|
Учитель раздаёт группам карточки с пропусками: "Восстановите уравнение реакции. Определите, какие коэффициенты нужны перед формулами. Затем подпишите над стрелкой условие реакции и объясните, почему кислород собирали именно над водой." | Восстанавливают уравнение $2KMnO_4 \rightarrow K_2MnO_4 + MnO_2 + O_2\uparrow$, подписывают «нагревание», формулируют объяснение способа сбора. |
Учитель предлагает проектный выбор: "Создайте на листе один из двух продуктов: инструкцию ‘Как получить кислород безопасно’ или постер ‘Как доказать наличие кислорода’. В продукте должны быть название реакции, три шага опыта, одно правило безопасности и вывод. На работу — три минуты." | В группах создают выбранный продукт, распределяют текст и схему, включают уравнение и вывод. |
Учитель организует краткую защиту: "Докладчики, представьте продукт за 30 секунд. Остальные назовите один сильный элемент и один вопрос." | Представляют постеры, задают вопросы, отмечают сильные стороны других групп. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы не только провели опыт, но и превратили наблюдения в объяснение, уравнение и инструкцию. Теперь проверим, может ли каждый самостоятельно применить алгоритм."
Этап 6. Физкультминутка и переключение внимания (2 мин)
Цель этапа: снять статическое напряжение после практической работы и подготовить внимание к индивидуальному заданию.
Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|
Учитель говорит: "Встаньте рядом с партами. На вдохе поднимите руки, показывая поступление кислорода, на выдохе опустите их. Выполним три медленных движения плечами, затем потянемся вверх и сделаем шаг на месте. Садимся только после сигнала и готовим ручки для самостоятельной работы." | Выполняют дыхательные и двигательные упражнения, возвращаются к рабочим местам, готовят тетради. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы восстановили внимание и готовы проверить не память о чужом опыте, а собственное понимание алгоритма."
Этап 7. Самостоятельная работа с самопроверкой (6 мин)
Цель этапа: проверить индивидуальное понимание способа получения и распознавания кислорода.
Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|
Учитель раздаёт карточки по выбору: "Выберите базовый или повышенный вариант. В базовом варианте восстановите уравнение, назовите способ сбора и признак кислорода. В повышенном объясните, почему нельзя сразу закрывать пробкой газоотводную трубку после прекращения нагревания, и предложите причину возможной неудачи опыта." | Индивидуально выполняют выбранный вариант. В ответах указывают нагревание, вытеснение воды, вспышку тлеющей лучинки; в повышенном варианте объясняют возможность обратного засасывания воды при охлаждении. |
Учитель показывает эталон на доске: "Проверьте не только ответ, но и объяснение. Зелёным отметьте верное, жёлтым — требующее исправления. Один пункт, в котором возникло затруднение, запишите внизу карточки." | Сверяют ответы с эталоном, исправляют ошибки, формулируют личное затруднение. |
Эталон решения
$2KMnO_4 \rightarrow K_2MnO_4 + MnO_2 + O_2\uparrow$; условие — нагревание. Кислород собирают вытеснением воды, потому что он плохо растворяется в воде. Кислород распознают по вспышке тлеющей лучинки. При охлаждении газа может уменьшиться его объём и вода начнёт поступать в горячую пробирку, поэтому нагревание прекращают после отвода газоотводной трубки из воды.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Самостоятельная проверка показала, умеете ли вы связать формулу, условие, способ сбора и качественную реакцию. Осталось осмыслить, какой шаг исследования был для вас самым важным."
Этап 8. Рефлексия и домашнее задание (8 мин)
Цель этапа: оценить достижение цели, выявить затруднения и дать посильное задание для закрепления.
Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|
Учитель раздаёт лист самооценки: "Отметьте, что вы теперь можете: описать установку, объяснить сбор над водой, записать уравнение, доказать наличие кислорода, назвать правило безопасности. Поставьте знак ‘+’, если умеете самостоятельно, и ‘?’ рядом с пунктом, который требует повторения." | Заполняют лист самооценки, выделяют один освоенный навык и одно затруднение. |
Учитель проводит приём "Билет на выход": "На стикере ответьте на два вопроса: ‘Почему тлеющая лучинка вспыхивает в кислороде?’ и ‘Какое условие необходимо для получения кислорода из перманганата калия?’" | Пишут ответы: "Кислород поддерживает горение" и "Нужно нагревание"; прикрепляют стикеры к доске. |
Учитель объясняет домашнее задание: "Выберите один из трёх уровней. Не переписывайте параграф целиком: выполните именно описанное задание и подготовьте один вопрос, который обсудим в начале следующего урока." | Записывают выбранный уровень и контрольные вопросы, уточняют критерии выполнения. |
Критерии оценивания практической работы
- «5» — установка собрана без существенных ошибок, все правила безопасности соблюдены, наблюдения записаны полно, уравнение реакции составлено и уравнено верно, кислород распознан по вспышке тлеющей лучинки, вывод аргументирован.
- «4» — опыт выполнен безопасно, наблюдения и вывод в основном верны, но допущена одна неточность в уравнении, объяснении способа сбора или оформлении записи.
- «3» — получен частичный результат при постоянной помощи учителя, названы способ сбора и признак кислорода, но наблюдения записаны неполно или допущены две ошибки в объяснении.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Что нового вы узнали о лабораторном получении кислорода? | Выявление осознания способа получения и условий реакции. |
Почему кислород можно собирать вытеснением воды? | Проверка понимания связи между свойствами газа и способом его собирания. |
Какой этап опыта оказался самым сложным и почему? | Выявление точек затруднения в исследовательском алгоритме и технике безопасности. |
Какой вклад вы внесли в проектную работу группы? | Формирование навыка самооценки и ответственности за совместный результат. |
Завершающее слово учителя
"Сегодня мы получили кислород в лаборатории, собрали его над водой и доказали наличие по усилению горения. Важно запомнить: кислород сам не горит, но поддерживает горение, а результат опыта объясняется уравнением реакции разложения. Типичная ошибка — записать неверные коэффициенты или забыть указать нагревание. На следующем уроке мы сравним свойства кислорода с другими веществами и применим знания о реакциях в новых практических задачах."
Домашнее задание
Уровень | Что задать | Зачем |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Составить краткую схему получения кислорода из перманганата калия: исходное вещество, условие реакции, продукты, способ сбора и качественная проба. Записать и уравнять одно уравнение реакции. | Закрепляет алгоритм описания лабораторного способа; при проверке смотреть на правильность формул, коэффициентов и вывода. |
Средний (повышающий) | Решить 3–4 задания на объяснение выбора способа сбора газа, распознавание кислорода по описанию опыта и анализ ошибок в технике выполнения. | Развивает применение и анализ; при проверке смотреть, связаны ли объяснения со свойствами кислорода и условиями опыта. |
Продвинутый (дополнительный) | Создать мини-проект «Безопасное получение и применение кислорода»: схема установки, уравнение реакции, два правила безопасности и два примера использования кислорода в медицине, промышленности или быту. | Развивает исследовательское и проектное мышление; при проверке смотреть на достоверность сведений, логичность схемы и самостоятельность вывода. |
Контрольные вопросы перед выходом: «Какое вещество использовали для получения кислорода? Какое условие необходимо для реакции? Почему газ собирали над водой? Как доказали наличие кислорода? Какое главное правило безопасности вы запомнили?»
