Практическая работа № 2. Получение соляной кислоты и изучение её свойств
Цели и задачи
- Цель по SMART: за 45 минут получить раствор хлороводорода в воде, соблюдая правила техники безопасности, и экспериментально подтвердить не менее трёх химических свойств соляной кислоты с записью уравнений реакций.
- Сформировать умение собирать установку для получения хлороводорода и объяснять растворение газа в воде с образованием соляной кислоты.
- Научиться распознавать соляную кислоту с помощью индикатора и проводить реакции с металлом, основным оксидом, основанием и карбонатом с фиксацией признаков реакций.
- Развивать умение наблюдать, сравнивать результаты опыта с прогнозом, составлять молекулярные и сокращённые ионные уравнения.
- Закрепить алгоритм выполнения практической работы, востребованный при выполнении экспериментальных заданий ОГЭ, и снизить тревожность через работу по понятной инструкции.
Планируемые результаты
Личностные
- Осознают ценность аккуратного и безопасного обращения с химическими веществами.
- Проявляют ответственное отношение к результатам индивидуальной и групповой экспериментальной работы.
- Понимают практическое значение соляной кислоты в лаборатории, промышленности и быту.
- Формируют уверенность в выполнении экспериментальных заданий, в том числе экзаменационного формата.
Метапредметные
- Планируют последовательность действий по инструкции практической работы и контролируют соблюдение этапов.
- Извлекают информацию из текста учебника и лабораторной инструкции, выделяют цель, оборудование, наблюдения и вывод.
- Сопоставляют признаки реакций с предполагаемыми продуктами и корректируют первоначальную гипотезу.
- Работают в паре, распределяют роли, аргументируют выводы и оформляют результаты в таблице.
- Используют химический язык для записи формул, уравнений реакций и кратких выводов.
Предметные
- Знать формулу хлороводорода HCl и понимать, что его водный раствор называется соляной кислотой.
- Уметь получать раствор хлороводорода в воде с соблюдением правил безопасности.
- Уметь определять кислую среду индикатором и выявлять свойства соляной кислоты в реакциях с металлом, основным оксидом, основанием и карбонатом.
- Уметь составлять молекулярные уравнения проведённых реакций и сокращённые ионные уравнения реакций обмена.
- Владеть алгоритмом оформления практической работы: цель, оборудование, ход опыта, наблюдения, уравнения, вывод.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Осмысливают личную ответственность за соблюдение техники безопасности при работе с кислотами.
- Определяют значение аккуратности и точности наблюдений для получения достоверного результата.
- Формируют познавательный интерес к химическим превращениям и лабораторным профессиям.
Регулятивные УУД
- Формулируют цель практической работы и составляют последовательность её выполнения.
- Проверяют наличие оборудования и соответствие каждого действия инструкции.
- Сопоставляют наблюдаемый результат с ожидаемым, находят и исправляют ошибки в уравнениях.
- Оценивают качество работы по критериям и формулируют, что необходимо повторить.
Познавательные УУД
- Выделяют признаки химических реакций: изменение окраски, выделение газа, образование осадка.
- Классифицируют реакции соляной кислоты по типу и реагентам.
- Строят причинно-следственную связь между составом вещества и наблюдаемым свойством.
- Составляют молекулярные и сокращённые ионные уравнения на основе наблюдений.
- Используют таблицу растворимости и ряд активности металлов для прогноза результата.
Коммуникативные УУД
- Распределяют в паре роли экспериментатора, наблюдателя и оформителя, меняясь при необходимости.
- Формулируют вопросы по инструкции и уточняют непонятные действия до начала опыта.
- Аргументируют выводы ссылкой на конкретное наблюдение.
- Согласуют результаты с партнёром и корректно обсуждают расхождения.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить на каждую пару пробирки, штатив, держатель, спиртовку или безопасный нагреватель, пробку с газоотводной трубкой, стакан с водой, стеклянную палочку и пипетки.
- Заранее приготовить небольшие количества растворов хлорида натрия и концентрированной серной кислоты для демонстрационного получения хлороводорода; получение газа выполняет только учитель.
- Подготовить для каждой пары разбавленный раствор соляной кислоты, цинк, оксид меди(II), раствор гидроксида натрия с фенолфталеином, раствор карбоната натрия и индикатор.
- Разложить на парты защитные очки, перчатки, салфетки и карточку с алгоритмом действий при попадании кислоты на кожу.
- Распечатать инструкцию практической работы и таблицу наблюдений по одной на каждого ученика; подготовить карточки с заданиями трёх уровней по одной на пару.
- Вывести на доску схему: «хлорид натрия + серная кислота → хлороводород → растворение в воде → соляная кислота».
- Подготовить памятку с формулами HCl, NaOH, CuO, Zn, Na2CO3 и правилами составления ионных уравнений.
- Разместить на видном месте предупреждение: «Кислоту в воду — нельзя; воду в кислоту — нельзя. Не вдыхать газ непосредственно. Остатки веществ не сливать без разрешения».
- Проверить исправность проектора, вытяжного шкафа или хорошо работающей вентиляции; подготовить ёмкость для отходов и раствор гидрокарбоната натрия для нейтрализации проливов.
- Подобрать фрагмент учебника с описанием свойств кислот и предложить учащимся использовать его как справочный материал без указания страниц.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (3 мин)
Цель этапа: организовать безопасную работу и показать практическую значимость темы.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель приветствует класс и проверяет готовность: "Здравствуйте, ребята. Сегодня мы работаем не только с формулами, но и с реальными химическими веществами. На столе должны быть тетрадь, инструкция, очки и ручка. Проверьте, что пробирки стоят устойчиво, а неизвестные вещества без разрешения не трогайте." | Надевают защитные очки, проверяют тетрадь, инструкцию и оборудование, сообщают об отсутствии или повреждении приборов. |
2 мин | Учитель показывает на экране схему получения соляной кислоты и задаёт проблемный вопрос: "Почему газ хлороводород сам по себе ещё не является соляной кислотой? Что должно произойти при его взаимодействии с водой? Сегодня мы проверим это опытами. Такой алгоритм рассуждения часто требуется в экспериментальных заданиях ОГЭ: вещество — действие — признак — вывод." | Предполагают: "Хлороводород должен раствориться в воде"; формулируют ожидаемый результат: "В воде образуется кислый раствор". |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы определили, что сегодня будем не просто наблюдать опыт, а доказывать образование кислоты и её свойства. Сначала вспомним необходимые знания и правила безопасности, затем перейдём к практике."
Этап 2. Актуализация знаний и инструктаж по технике безопасности (6 мин)
Цель этапа: актуализировать знания о кислотах и обеспечить безопасное выполнение практической работы.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель проводит приём «Подумай — обсуди в паре»: "Вспомните, по каким признакам можно определить кислоту и какие классы веществ с ней реагируют. Сначала подумайте самостоятельно, затем обсудите ответ с соседом. Назовите не менее двух свойств и ожидаемый признак реакции." | Индивидуально записывают два свойства, обсуждают их в парах и формулируют ответы: "Кислоты изменяют цвет индикаторов, реагируют с металлами, основаниями, основными оксидами и карбонатами". |
3 мин | Учитель демонстрирует на доске знак опасности и проговаривает инструктаж: "Работаем только с разбавленным раствором кислоты. Не пробуем вещества и не подносим пробирку к лицу. Запах проверяют только направлением паров движением ладони, но сегодня газ непосредственно не вдыхаем. При попадании кислоты на кожу сразу сообщаете мне и промываете место большим количеством воды. Кислоту в воду не добавляем; все действия выполняем по инструкции." | Читают памятку, отвечают на контрольные вопросы: "Нельзя пробовать вещество"; "При попадании на кожу промыть водой и сообщить учителю"; "Газ не вдыхают непосредственно". |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы вспомнили общие свойства кислот и договорились о правилах, которые обязательны для каждого опыта. Теперь выясним, какую именно проблему нам нужно решить в практической работе."
Этап 3. Постановка проблемы и планирование эксперимента (4 мин)
Цель этапа: спланировать получение соляной кислоты и последовательность проверки её свойств.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель показывает запись на доске: «HCl(г) + H2O → ?» и обращается к классу: "Как доказать, что после растворения хлороводорода получился именно раствор кислоты? Какие опыты дадут наиболее убедительные признаки? Составьте план из четырёх действий: получение раствора, проверка индикатором, реакция с металлом и ещё два опыта по выбору." | В парах составляют план и предлагают варианты: "Добавить индикатор, цинк, оксид меди(II), щёлочь, карбонат натрия". |
2 мин | Учитель уточняет план: "Сегодня каждая пара выполнит получение раствора под моим руководством и затем проведёт четыре микрореакции. В таблице фиксируйте не только результат, но и признак: окраску, выделение газа, растворение вещества или образование осадка. После каждого опыта сразу записывайте уравнение." | Записывают цель и план работы, распределяют роли: один ученик выполняет действия с растворами, второй наблюдает и оформляет; договариваются о смене ролей. |
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "План эксперимента готов: от получения раствора мы перейдём к доказательству его свойств. Начинаем с наиболее ответственной части — получения соляной кислоты из хлороводорода."
Этап 4. Получение соляной кислоты и фиксация наблюдений (8 мин)
Цель этапа: получить водный раствор хлороводорода и объяснить, почему он проявляет свойства кислоты.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель выполняет демонстрационную часть у вытяжки: "Посмотрите на установку. В пробирке находится хлорид натрия, к нему добавляется серная кислота, при нагревании выделяется хлороводород. Я не передаю эту операцию учащимся, потому что используются едкие вещества и нагревание. Газ по газоотводной трубке направляется в стакан с водой. Наблюдайте, как растворяется газ, и не приближайте лицо к установке." | Наблюдают за установкой с безопасного расстояния, записывают в таблицу: «образуется бесцветный газ; газ растворяется в воде». Формулируют предположение: «в воде образуется раствор HCl». |
2 мин | Учитель объясняет: "Полученный раствор не называем просто водой. В воде хлороводород диссоциирует: HCl → H+ + Cl−. Именно ионы водорода обусловливают кислую среду. Запишите молекулярную схему растворения и приготовьтесь проверить её индикатором." | Записывают в тетрадь: HCl(г) + H2O → H3O+ + Cl−; в упрощённой школьной записи HCl → H+ + Cl−. Обсуждают роль ионов H+. |
3 мин | Учитель раздаёт парам пробирку с полученным раствором и индикатор: "Нанесите одну каплю раствора на индикаторную полоску. Не погружайте полоску глубоко в пробирку. Сравните окраску с эталонной шкалой и занесите результат в таблицу. Какой вывод разрешает сделать изменение окраски?" | Наносят каплю раствора на индикатор, наблюдают красную или оранжевую окраску, записывают: «среда кислая». Отвечают: "Раствор содержит ионы водорода и является соляной кислотой". |
Запись в тетрадях
Учащиеся записывают: «Получение: HCl(г) + H2O → HCl(раствор). Диссоциация: HCl → H+ + Cl−. Признак кислой среды: индикатор окрашивается в красный или оранжевый цвет. Вывод: хлороводород, растворяясь в воде, образует соляную кислоту».
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Индикатор подтвердил кислую среду, но одного признака недостаточно для полного исследования. Теперь проверим свойства соляной кислоты в характерных реакциях и будем каждый результат связывать с уравнением."
Этап 5. Изучение химических свойств соляной кислоты (12 мин)
Цель этапа: экспериментально подтвердить реакции соляной кислоты с металлом, основным оксидом, основанием и карбонатом.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель даёт инструкцию к опыту с цинком: "Поместите в пробирку небольшой кусочек цинка и добавьте несколько капель разбавленной соляной кислоты. Наблюдайте, выделяются ли пузырьки газа. Не закрывайте пробирку и не подносите её к огню. Запишите название газа, если можете обосновать ответ по продуктам реакции." | Добавляют кислоту к цинку, наблюдают выделение пузырьков, записывают: «выделяется бесцветный газ». Формулируют вывод: "Кислота реагирует с активным металлом с образованием соли и водорода"; записывают Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑. |
3 мин | Учитель предлагает опыт с оксидом меди(II): "В пробирку с чёрным оксидом меди(II) добавьте раствор соляной кислоты и осторожно перемешайте. Посмотрите, меняется ли цвет твёрдого вещества и раствора. Какой тип реакции мы наблюдаем?" | Добавляют кислоту к оксиду меди(II), наблюдают растворение чёрного вещества и появление голубовато-зелёного раствора. Записывают CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O и делают вывод о реакции кислоты с основным оксидом. |
3 мин | Учитель организует опыт нейтрализации: "К раствору гидроксида натрия с фенолфталеином добавьте соляную кислоту по каплям, перемешивая после каждой порции. Следите за исчезновением малиновой окраски. Объясните, почему это реакция нейтрализации, и запишите сокращённое ионное уравнение." | Добавляют кислоту по каплям, наблюдают исчезновение малиновой окраски, формулируют: "Основание и кислота образуют соль и воду"; записывают HCl + NaOH → NaCl + H2O; H+ + OH− → H2O. |
3 мин | Учитель предлагает опыт с карбонатом: "Добавьте к раствору карбоната натрия несколько капель соляной кислоты. Наблюдайте выделение газа. Почему этот газ нельзя назвать водородом? Как подтвердить его состав по уравнению?" | Добавляют кислоту, наблюдают шипение и выделение газа, отвечают: "Образуется углекислый газ, потому что реагируют карбонат-ионы"; записывают Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2↑; CO3^2− + 2H+ → CO2↑ + H2O. |
Эталон решения
Алгоритм оформления: 1) определить реагенты; 2) назвать признак реакции; 3) составить молекулярное уравнение; 4) при наличии электролитов записать сокращённое ионное уравнение. Примеры: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑; CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O; H+ + OH− → H2O; CO3^2− + 2H+ → CO2↑ + H2O.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы увидели четыре характерных свойства соляной кислоты и связали каждое наблюдение с уравнением. Теперь каждый самостоятельно проверит, умеет ли он выбрать реагент, предсказать признак и правильно оформить реакцию."
Этап 6. Самостоятельная работа с самопроверкой (7 мин)
Цель этапа: проверить индивидуальное понимание свойств соляной кислоты и алгоритма оформления реакций.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
4 мин | Учитель раздаёт карточки трёх уровней: "Выполните обязательное задание: установите соответствие между реагентами и признаками реакций. Затем допишите уравнения для двух выбранных реакций. Если закончили раньше, выполните повышенное задание: объясните, почему раствор HCl проводит электрический ток. Работайте индивидуально, не сверяясь с соседями." | Индивидуально выполняют задания: выбирают признаки для реакций Zn, CuO, NaOH и Na2CO3; дописывают уравнения; сильные учащиеся объясняют наличие подвижных ионов H+ и Cl−. |
3 мин | Учитель показывает эталон на доске: "Проверьте не только коэффициенты, но и формулы продуктов. Ошибка в продукте реакции обычно приводит к ошибке в ионном уравнении. Отметьте зелёным правильные ответы, жёлтым — требующие исправления, и запишите рядом причину ошибки." | Сверяют ответы с эталоном, исправляют формулы и коэффициенты, отмечают затруднение. Несколько учеников объясняют исправление: "В реакции кислоты с карбонатом обязательно образуются CO2 и вода". |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Самостоятельная проверка показала, что вы умеете распознавать свойства кислоты по признакам реакции. Осталось оформить общий вывод практической работы и оценить собственную готовность к подобному заданию ОГЭ."
Этап 7. Рефлексия, оформление вывода и домашнее задание (5 мин)
Цель этапа: обобщить результаты эксперимента, провести самооценку и определить направление дальнейшей работы.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель предлагает приём «Билет на выход»: "На отдельной строке ответьте на три вопроса: как получили соляную кислоту; какое свойство подтвердил самый убедительный опыт; какая запись вызвала затруднение. Ответ должен содержать наблюдение и уравнение, а не только название реакции." | Записывают краткие ответы: «Хлороводород растворили в воде; карбонат дал углекислый газ; затруднился с ионным уравнением». Сдают билет или показывают его учителю. |
2 мин | Учитель организует самооценку: "Поставьте рядом с каждым утверждением знак +, если можете выполнить без помощи, и знак ?, если нужна тренировка: получить раствор по инструкции; определить кислую среду; составить уравнение реакции кислоты с металлом; записать сокращённое ионное уравнение." | Заполняют лист самооценки, выбирают один пункт для повторения дома и формулируют личную цель. |
1 мин | Учитель сообщает домашнее задание и напоминает порядок завершения работы: "Проверьте, что пробирки промыты по инструкции, растворы не выливаются без разрешения, рабочее место сухое. Запишите домашнее задание и сдайте оформленные таблицы наблюдений." | Утилизируют остатки по указанию учителя, промывают оборудование, приводят рабочее место в порядок, записывают домашнее задание. |
Запись в тетрадях
Итоговый вывод: «Хлороводород растворяется в воде с образованием соляной кислоты. Соляная кислота изменяет окраску индикаторов, реагирует с активными металлами с выделением водорода, с основными оксидами и основаниями с образованием соли и воды, с карбонатами с выделением углекислого газа».
Критерии оценивания практической работы
- «5» — полностью и аккуратно оформлены цель, оборудование, наблюдения и вывод; верно записаны не менее четырёх уравнений реакций, включая два сокращённых ионных; соблюдены все правила техники безопасности.
- «4» — оформлены все основные этапы и наблюдения, верно записаны не менее трёх уравнений; допущена одна неточность в коэффициентах или ионной записи, не нарушены правила безопасности.
- «3» — выполнены основные опыты под руководством учителя, зафиксированы не менее трёх наблюдений, записаны два уравнения с отдельными ошибками, техника безопасности в целом соблюдена.
- Оценка снижается независимо от результата при намеренном нарушении правил безопасности, работе без очков или самостоятельном использовании реактивов без разрешения учителя.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Как вы доказали, что после растворения хлороводорода образовалась кислота? | Выявление понимания связи между растворением газа, индикатором и наличием ионов H+. |
Какой опыт оказался наиболее убедительным и какой признак вы наблюдали? | Проверка умения связывать конкретное наблюдение с химическим свойством. |
Какая запись вызвала затруднение: молекулярное или ионное уравнение? | Выявление точек затруднения в оформлении реакций. |
Насколько уверенно вы выполните подобное экспериментальное задание ОГЭ? Что нужно повторить? | Субъективная оценка освоения темы и снижение экзаменационной тревожности через постановку конкретной цели. |
Завершающее слово учителя
"Сегодня вы получили раствор соляной кислоты и доказали её свойства не по готовому утверждению, а собственными наблюдениями. Мы увидели, что один и тот же класс веществ можно распознать по разным признакам: выделению газа, изменению окраски, растворению вещества и образованию воды. Обратите внимание на типичную ошибку: при составлении уравнения нельзя забывать о воде и газе в реакции с карбонатом. На следующем уроке мы продолжим систематизировать свойства кислот и потренируемся выбирать реакции для распознавания веществ в формате ОГЭ."
Домашнее задание
Уровень | Что задать | Зачем |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Оформить или завершить таблицу наблюдений практической работы и выучить четыре уравнения реакций соляной кислоты: с цинком, оксидом меди(II), гидроксидом натрия и карбонатом натрия. | Закрепляет алгоритм «реагенты — признак — продукты — уравнение»; при проверке обратить внимание на формулы продуктов, коэффициенты и обозначение газов. |
Средний (повышающий) | Решить 4–5 заданий на определение вещества по описанию опыта и составить молекулярные и сокращённые ионные уравнения реакций соляной кислоты с предложенными веществами. | Развивает умение анализировать экспериментальные признаки и выбирать подтверждающее уравнение; проверить корректность ионных формул и сокращение ионов-наблюдателей. |
Продвинутый (дополнительный) | Составить краткий план распознавания растворов соляной кислоты, гидроксида натрия и карбоната натрия, используя не более трёх безопасных реактивов, и обосновать каждый шаг уравнением. | Развивает проектирование эксперимента, аргументацию и подготовку к заданиям ОГЭ на качественные реакции; при проверке оценить безопасность и однозначность признаков. |
Контрольные вопросы перед выходом: «Что образуется при растворении HCl в воде? Какой ион определяет кислотные свойства раствора? Какой газ выделяется при реакции соляной кислоты с цинком, а какой — с карбонатом? Как записать сокращённое ионное уравнение нейтрализации?»
