Способы разделения смесей и физические свойства металлов и неметаллов
Цели и задачи
- Цель: к концу урока научиться выбирать способ разделения смеси по различию физических свойств веществ и характеризовать металлы и неметаллы по наблюдаемым физическим признакам.
- Образовательная задача: установить, какие свойства лежат в основе фильтрования, выпаривания, дистилляции и хроматографии.
- Развивающая задача: формировать умение наблюдать, сравнивать образцы, выдвигать гипотезы и обосновывать выбор способа разделения.
- Практическая задача: выполнить безопасные мини-опыты и оформить результаты в таблице наблюдений.
- Воспитательная задача: развивать ответственное отношение к лабораторному оборудованию, сотрудничество в паре и интерес к применению химии в профессиях.
Планируемые результаты
Личностные
- Проявляют познавательный интерес к химии через практическое исследование образцов и смесей.
- Осознают значение аккуратности и соблюдения правил безопасности при работе с веществами и нагревательными приборами.
- Оценивают связь химических знаний с очисткой воды, пищевой промышленностью, экологией и медициной.
- Принимают ответственность за собственный вклад в парную работу.
Метапредметные
- Выделяют существенные признаки смеси и выбирают способ её разделения по заданному условию.
- Извлекают информацию из схемы, инструкции к опыту и таблицы наблюдений.
- Планируют последовательность практической работы, фиксируют результаты и формулируют вывод.
- Сотрудничают в паре, распределяют роли, аргументируют решение и корректно оценивают результат.
- Используют элементы естественно-научной грамотности при объяснении бытовых и производственных ситуаций.
Предметные
- Знать определения смеси, фильтрования, выпаривания, дистилляции и хроматографии.
- Уметь соотносить способ разделения с различием размера частиц, растворимости, температуры кипения или способности веществ перемещаться по носителю.
- Уметь описывать физические свойства металлов и неметаллов: агрегатное состояние, цвет, блеск, пластичность, ковкость, электропроводность.
- Уметь различать физическое явление и химическую реакцию при выполнении опытов.
- Владеть навыком составления краткого вывода по результатам наблюдений.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Определяют личную учебную цель: научиться объяснять выбор способа разделения смеси.
- Проявляют готовность соблюдать правила безопасного поведения в химическом кабинете.
- Осознают ценность доказательного объяснения, основанного на наблюдениях, а не на догадке.
- Оценивают собственную роль в командной работе.
Регулятивные УУД
- Принимают и уточняют цель практического задания.
- Планируют действия по инструкции и распределяют время между наблюдением и записью результатов.
- Осуществляют самоконтроль по чек-листу безопасности.
- Сравнивают полученный результат с образцом и исправляют неточности в таблице.
Познавательные УУД
- Сравнивают свойства образцов и классифицируют их как металлы или неметаллы.
- Устанавливают причинно-следственную связь между свойством вещества и способом разделения смеси.
- Моделируют алгоритм выбора способа разделения.
- Анализируют результаты хроматографии и формулируют вывод о составе смеси.
- Выделяют главное в лабораторной инструкции.
Коммуникативные УУД
- Распределяют роли экспериментатора и секретаря в паре.
- Задают уточняющие вопросы по инструкции и технике безопасности.
- Аргументируют выбор способа разделения в игровой ситуации.
- Согласуют общий вывод и представляют его классу.
- Корректно принимают замечания партнёра.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить на каждую пару: смесь песка с водой, фильтровальную бумагу, воронку, стакан, стеклянную палочку и промытый образец фильтрата.
- Подготовить демонстрационную смесь поваренной соли с водой и оборудование для безопасного выпаривания небольшой капли раствора.
- Подготовить установку для демонстрационной дистилляции с водой и растворённым красителем; нагрев выполняет только учитель.
- Подготовить полоски фильтровальной бумаги, водорастворимые фломастеры, стаканы с небольшим количеством воды и карандаши для хроматографии.
- Разложить образцы металлов и неметаллов: железо, медь, алюминий, сера, графит; исключить острые и токсичные образцы.
- Распечатать по одной на пару инструкцию практической работы, таблицу наблюдений и карточку игры «Химический детектив».
- Вывести на доску схему: «свойство смеси → способ разделения → результат».
- Подготовить слайд с правилами безопасности: не пробовать вещества, не направлять пробирку на людей, нагревание выполняет учитель.
- Подготовить таймер, защитные очки для демонстрации, перчатки, штатив, спиртовку или электроплитку и контейнер для отходов.
- Разделить карточки самостоятельной работы на базовый, повышенный и творческий уровни.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (3 мин)
Цель этапа: включить учащихся в практическое исследование и создать проблемную ситуацию.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель приветствует класс и показывает закрытый контейнер с надписью «Смесь неизвестного состава». «Сегодня вы будете не слушателями, а химическими экспертами. Ваша задача — восстановить отдельные вещества, не превращая их в новые. Работать будем парами: экспериментатор выполняет действия, секретарь фиксирует наблюдения, затем роли меняются». | Проверяют готовность рабочего места, надевают защитные очки, распределяют роли и записывают дату. |
2 мин | Учитель показывает изображения загрязнённой воды, соли и чернил. «Как можно получить чистую воду из смеси с песком? Как отделить растворённую соль? Почему чернила можно разделить на несколько цветов? Сегодня мы найдём ответы экспериментально». | Предполагают: «Песок можно отфильтровать», «воду можно выпарить или перегнать», «чернила состоят из нескольких красителей»; формулируют предварительные гипотезы. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «У нас есть разные смеси и разные свойства веществ. Теперь проверим, как именно свойства подсказывают способ разделения».
Этап 2. Актуализация знаний и техника безопасности (5 мин)
Цель этапа: актуализировать понятия «смесь», «физическое свойство» и правила безопасной работы.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель проводит приём «Верю — не верю» и показывает утверждения на доске: «Смесь имеет постоянный состав», «При разделении смеси образуются новые вещества», «Цвет и растворимость относятся к физическим свойствам». «Поднимите зелёную карточку, если согласны, красную — если нет; каждое решение обоснуйте одним предложением». | Поднимают карточки, исправляют утверждения: «Состав смеси может быть переменным», «новые вещества не образуются», «цвет и растворимость — физические свойства». |
3 мин | Учитель демонстрирует воронку, фильтр, чашку для выпаривания и полоску бумаги. «Что может задержать фильтр? Почему нельзя касаться нагретой посуды? Какое действие при попадании вещества на кожу является правильным?» После ответов напоминает правила и проверяет чек-лист безопасности. | Называют фильтрование, не касаются оборудования без разрешения, отвечают: «Промыть место большим количеством воды и сообщить учителю», отмечают пункты чек-листа. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы вспомнили, что физические свойства можно наблюдать без образования новых веществ. Теперь определим, какое свойство используется в каждом способе разделения».
Этап 3. Постановка проблемы и планирование исследования (4 мин)
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Цель этапа: сформулировать критерий выбора способа разделения и план практической работы.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель раздаёт карточку «Химический детектив»: «Перед вами четыре дела: песок и вода, соль и вода, вода и растворённое вещество с разной температурой кипения, смесь красителей. Подумайте в паре, какой способ подойдёт каждому делу. Пока не ищите готовый ответ — объясните, какое различие свойств вы будете использовать». | В парах сопоставляют ситуации и способы, записывают гипотезы: фильтрование, выпаривание, дистилляция, хроматография. |
2 мин | Учитель организует «Снежный ком»: «Сначала сравните свои идеи с соседом, затем объедините две пары и выберите общий алгоритм». Фиксирует на доске начало схемы: «Что различается в компонентах смеси?» | Объединяют пары и формулируют алгоритм: определить компоненты, найти различие свойств, выбрать способ, проверить результат. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Гипотеза готова. Сейчас лабораторная работа покажет, какие предположения подтверждаются наблюдением».
Этап 4. Практическое открытие нового знания (13 мин)
Цель этапа: экспериментально установить принципы четырёх способов разделения и наблюдаемые свойства образцов.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
4 мин | Учитель раздаёт смесь песка с водой и показывает сборку фильтра. «Сложите фильтровальную бумагу, смочите её, установите воронку и осторожно вливайте смесь по стеклянной палочке. Запишите, что осталось на фильтре и каким стал фильтрат. Какое свойство использовано?» | Собирают установку, фильтруют смесь, наблюдают песок на фильтре и прозрачный фильтрат, записывают: «разный размер частиц и нерастворимость песка в воде». |
3 мин | Учитель демонстрирует выпаривание раствора соли. «На чашке находится небольшая капля раствора. Я нагреваю её, а вы наблюдаете: что исчезает, а что остаётся? Почему этот способ не позволяет сохранить воду?» | Наблюдают появление кристаллов соли, формулируют: «вода испаряется, соль остаётся; используется различие летучести и растворимости». |
3 мин | Учитель показывает схему дистилляции и проводит демонстрацию. «При нагревании вода превращается в пар, затем охлаждается и конденсируется. Почему в приёмнике собирается вода, а растворённая соль остаётся в колбе?» | Наблюдают образование конденсата, отвечают: «температуры кипения компонентов различаются; соль не переходит в пар». |
3 мин | Учитель раздаёт полоску бумаги с точкой водорастворимых чернил. «Поставьте нижний край в воду так, чтобы точка была выше уровня воды. Наблюдайте подъём растворителя и разделение пятна. Почему один цвет перемещается быстрее другого?» | Проводят хроматографию, наблюдают несколько цветных зон, объясняют различием растворимости и взаимодействия красителей с бумагой. |
Запись в тетрадях
- Фильтрование — разделение смеси нерастворимого твёрдого вещества и жидкости с помощью фильтра.
- Выпаривание — удаление летучего растворителя нагреванием с сохранением растворённого вещества.
- Дистилляция — разделение жидкостей или получение растворителя за счёт различия температур кипения и последующей конденсации пара.
- Хроматография — разделение компонентов смеси по различной скорости перемещения по носителю.
- Выбор способа определяется различием физических свойств компонентов.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы установили четыре способа разделения. Осталось применить тот же исследовательский подход к образцам металлов и неметаллов».
Этап 5. Исследование физических свойств металлов и неметаллов (7 мин)
Цель этапа: научиться описывать и сравнивать физические свойства предложенных образцов.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель раздаёт пары образцов и таблицу наблюдений. «Рассмотрите вещества, не пробуйте их и не подносите к лицу. Зафиксируйте агрегатное состояние, цвет, блеск и форму. Какие образцы можно согнуть или расплющить только по внешнему виду?» | Рассматривают железо, медь, алюминий, серу и графит; заполняют первые столбцы таблицы, предполагают: «металлы обычно имеют блеск и могут быть пластичными». |
3 мин | Учитель предлагает безопасную проверку электропроводности готовым низковольтным прибором или демонстрирует её сам. «Не делайте вывод по одному признаку. Сравните несколько свойств и отметьте исключения, например графит». | Наблюдают свечение индикатора у металлических образцов и графита, фиксируют результат, обсуждают, что свойства неметаллов неоднородны. |
2 мин | Учитель организует мини-игру «Угадай вещество по паспорту»: зачитывает признаки: «красноватый блеск, твёрдое, проводит ток»; «жёлтое, хрупкое, блеск отсутствует». | Называют «медь» и «сера», объясняют выбор двумя физическими признаками. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Свойства помогают не только разделять смеси, но и описывать вещества. Теперь каждый проверит, умеет ли самостоятельно выбирать способ и аргументировать решение».
Этап 6. Самостоятельная работа с дифференциацией и творческим заданием (8 мин)
Цель этапа: проверить применение нового алгоритма на заданиях разной сложности.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель раздаёт карточки трёх уровней. «Базовый уровень: сопоставьте четыре смеси и способы разделения. Повышенный: объясните, какое свойство используется в каждом случае. Выберите один из двух вариантов. Продвинутый: разработайте способ очистки солёной воды для похода и изобразите его схемой». | Индивидуально выполняют выбранный уровень: составляют пары «смесь — способ», записывают свойство или создают схему установки очистки воды. |
3 мин | Учитель предлагает взаимопроверку по эталону на доске и приём «Две звезды и пожелание». «Отметьте два удачных решения партнёра и один конкретный совет: например, добавить свойство или уточнить последовательность действий». | Сверяют ответы, обмениваются карточками, записывают две сильные стороны и одно пожелание. |
2 мин | Учитель задаёт два вопроса классу: «Можно ли фильтрованием отделить растворённую соль? Можно ли выпариванием получить чистую воду?» Просит обосновать ответы. | Отвечают: «Нет, соль проходит через фильтр», «нет, вода испарится; для получения воды нужна дистилляция», приводят объяснение. |
Эталон решения
Песок и вода — фильтрование, потому что песок не растворяется и задерживается фильтром. Соль и вода — выпаривание, если нужна соль, или дистилляция, если нужна вода. Смесь красителей — хроматография, потому что компоненты движутся по бумаге с разной скоростью. Металлический образец распознаём не по одному признаку, а по совокупности: блеск, пластичность и электропроводность.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Вы применили алгоритм, сравнили решения и создали собственную схему. Осталось зафиксировать, что стало понятным, а что требует повторения».
Этап 7. Рефлексия и домашнее задание (5 мин)
Цель этапа: осмыслить результаты практической работы, выявить затруднения и принять домашнее задание.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель предлагает заполнить «Билет на выход»: «Запишите способ разделения смеси, который сегодня объясняете увереннее всего, и одно свойство, на котором он основан. Добавьте вопрос, который ещё требует ответа». | Индивидуально заполняют билет: например, «хроматография — различная скорость перемещения красителей; хочу уточнить, как выбирают растворитель». |
1 мин | Учитель проводит самооценку «Светофор»: «Зелёный — могу выбрать способ и объяснить свойство; жёлтый — могу выбрать, но затрудняюсь объяснить; красный — нужна помощь». | Поднимают карточку соответствующего цвета и отмечают пункт в листе самооценки. |
2 мин | Учитель объясняет домашнее задание: «Выберите обязательный уровень, а желающие добавьте повышенный или творческий. Используйте описание задания, а не готовый ответ: важны аргументация и аккуратная схема». | Записывают выбранный уровень и контрольные вопросы, задают уточнения. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Сегодня вы доказали, что физические свойства позволяют и разделять смеси, и распознавать вещества. На следующем уроке мы свяжем состав и строение веществ с их химическими свойствами».
Критерии оценивания практической работы
- «5» — полностью заполнена таблица наблюдений, правильно выбраны все четыре способа разделения, приведены объяснения через физические свойства, соблюдены правила безопасности и сформулирован вывод.
- «4» — правильно определены не менее трёх способов, объяснения в основном верны, допущена одна неточность в описании образца или оформлении наблюдений.
- «3» — правильно определены не менее двух способов, но объяснение свойств неполное; таблица заполнена частично, при работе требовались подсказки учителя.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Какое свойство помогло выбрать способ разделения смеси? | Проверка понимания причинно-следственной связи между свойством и способом. |
Какой опыт оказался самым убедительным и почему? | Выявление осмысленности практического наблюдения. |
Какое различие между металлами и неметаллами вы можете подтвердить наблюдением? | Проверка умения опираться на факты, а не на стереотипы. |
Где возникло затруднение: при сборке установки, наблюдении или объяснении результата? | Диагностика точки затруднения для последующей коррекции. |
Завершающее слово учителя
«Сегодня мы работали как химические эксперты: разделяли смеси и исследовали физические свойства веществ. Главное правило урока — сначала определить, какое свойство различается, и только потом выбирать способ разделения. Помните, что фильтрование не отделяет растворённые вещества, а выпаривание не позволяет сохранить растворитель. На следующем уроке мы рассмотрим, как состав и строение вещества связаны с его химическими превращениями».»
Домашнее задание
Уровень | Что задать | Зачем |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Составить таблицу по четырём способам разделения: название, разделяемая смесь, используемое свойство, результат. Добавить описание физических свойств двух металлов и двух неметаллов. | Закрепляет основные понятия; при проверке обратить внимание на соответствие способа свойству. |
Средний (повышающий) | Решить 4–5 ситуационных задач: выбрать способ разделения смеси и объяснить выбор, включая ситуации «получить соль», «получить чистую воду», «разделить песок и воду», «исследовать смесь красителей». | Развивает применение и аргументацию; проверить полноту объяснения и последовательность действий. |
Продвинутый (дополнительный) | Создать творческую инфографику или комикс «Путешествие капли воды через установку очистки», включив не менее трёх способов разделения и подписи к используемым физическим свойствам. | Развивает создание, визуальное моделирование и связь химии с экологией; оценить научную корректность и ясность схемы. |
Контрольные вопросы перед выходом: «Какое свойство используется при фильтровании? Чем выпаривание отличается от дистилляции? Почему хроматография разделяет смесь красителей? Назовите два физических свойства металлов и одно свойство, характерное для выбранного неметалла».
