Практическая работа №6 «Жесткость воды и методы её устранения»
Цели и задачи
- Цель: Обобщить и систематизировать знания о жесткости воды, экспериментально изучить способы её устранения и закрепить навыки проведения качественных реакций, встречающихся в заданиях ОГЭ.
- Образовательная задача: Научить различать временную и постоянную жесткость воды, экспериментально подтверждать наличие ионов кальция и магния.
- Развивающая задача: Развивать умение анализировать результаты опытов, составлять уравнения реакций в молекулярном и ионном виде.
- Воспитательная задача: Формировать бережное отношение к водным ресурсам и понимание влияния качества воды на бытовую технику и здоровье человека.
Планируемые результаты
Личностные
- Готовность к осознанному выбору дальнейшей образовательной траектории (подготовка к ОГЭ по химии).
- Понимание значения химической грамотности в повседневной жизни для обеспечения безопасности и долговечности бытовых приборов.
- Формирование ответственного отношения к выполнению лабораторных работ и соблюдению правил ТБ.
Метапредметные
- Познавательные: умение устанавливать причинно-следственные связи между составом воды и её свойствами, проводить сравнение методов устранения жесткости.
- Регулятивные: планирование учебной деятельности в соответствии с инструкцией практической работы, осуществление самоконтроля в процессе эксперимента.
- Коммуникативные: умение работать в паре, эффективно распределять обязанности и аргументированно представлять результаты наблюдений.
Предметные
- Знать определения жесткости воды (временная, постоянная, общая).
- Уметь записывать уравнения реакций, лежащих в основе методов устранения жесткости (кипячение, реагентный метод).
- Владеть навыками безопасного обращения с лабораторным оборудованием и реактивами (нагревательные приборы, растворы солей и щелочей).
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Смыслообразование: установление связи между учебным материалом и жизненными ситуациями (накипь в чайнике, расход моющих средств).
- Нравственно-этическое оценивание усваиваемого содержания.
Регулятивные УУД
- Целеполагание как постановка учебной задачи на основе соотнесения того, что уже известно, и того, что предстоит узнать.
- Оценка — выделение и осознание учащимся того, что уже усвоено и что еще подлежит усвоению.
Познавательные УУД
- Поиск и выделение необходимой информации из текста инструкции.
- Моделирование процесса устранения жесткости с помощью химических уравнений.
Коммуникативные УУД
- Инициативное сотрудничество в поиске и сборе информации.
- Умение с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в письменном отчете.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить растворы: хлорида кальция (CaCl2), сульфата магния (MgSO4), гидрокарбоната кальция (Ca(HCO3)2 — получить пропусканием CO2 через известковую воду), карбоната натрия (Na2CO3), известковой воды (Ca(OH)2), мыльный раствор.
- Оборудование на каждую парту: штатив с пробирками (4-5 шт.), держатель для пробирок, спиртовка, спички, стеклянная палочка.
- Распечатать бланки отчетов по практической работе (15-16 шт.).
- Подготовить демонстрационный опыт: образец «накипи» (карбонат кальция) и раствор соляной кислоты для демонстрации его растворения.
- Проверить исправность вытяжного шкафа и наличие средств первой помощи.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент / Мотивация (3 мин)
Цель этапа: создать эмоциональный настрой и подвести к осознанию практической значимости темы через жизненный пример.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | «Здравствуйте, ребята! Сегодня у нас необычный урок — день химической экспертизы. Посмотрите на этот предмет». Учитель показывает старый нагревательный элемент чайника с толстым слоем накипи. «Как вы думаете, почему этот прибор вышел из строя и как это связано с химией воды?» | Ученики приветствуют учителя, рассматривают объект. Высказывают предположения: «На нем накипь», «Вода была плохая», «Соли накопились». |
2 мин | «Верно. Виновница этой поломки — жесткость воды. Сегодня на практической работе мы не только узнаем, какая бывает жесткость, но и научимся её устранять. Это знание пригодится вам и в быту, и на ОГЭ, где часто встречаются вопросы о реакциях ионного обмена с участием кальция и магния. Откройте тетради для практических работ и запишите тему». | Записывают дату и тему практической работы №6 в тетради. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы обозначили проблему. Чтобы её решить, нам нужно вспомнить теорию, которую мы изучали на прошлом занятии».
Этап 2. Актуализация знаний (5 мин)
Цель этапа: актуализировать теоретические знания о видах жесткости и способах их устранения через приём «Тонкие и толстые вопросы».
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель задает вопросы: «1. Ионы каких металлов обуславливают жесткость воды? 2. В чем различие между временной и постоянной жесткостью по химическому составу? 3. Почему временную жесткость называют карбонатной?» | Ученики отвечают: «1. Кальция Ca2+ и магния Mg2+»; «2. Временная — это гидрокарбонаты, постоянная — хлориды и сульфаты»; «3. Потому что при нагревании образуются нерастворимые карбонаты». |
2 мин | «А теперь "толстый" вопрос: почему мыло плохо мылится в жесткой воде? Что происходит с точки зрения химии?» | Предполагают: «Происходит реакция между мылом и солями кальция, образуется осадок, который не дает пены». |
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Отлично, теоретический фундамент заложен. Переходим к технике безопасности, ведь мы будем работать с огнем и реактивами».
Этап 3. Инструктаж по ТБ и подготовка (5 мин)
Цель этапа: обеспечить безопасное выполнение лабораторных опытов.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | «Вспомним правила работы со спиртовкой. Как правильно зажигать и тушить? Как прогревать пробирку? Напоминаю: отверстие пробирки не направляем на себя или соседа. При работе с солями кальция и магния соблюдаем аккуратность. Если реактив попал на кожу — промыть водой». | Ученики слушают, один из учеников демонстрирует (имитирует) движения по зажиганию и тушению спиртовки колпачком. |
3 мин | «Перед вами бланки отчетов. Ознакомьтесь с порядком выполнения опытов. Сегодня у нас 3 опыта: 1. Обнаружение жесткости мыльной пробой. 2. Устранение временной жесткости кипячением. 3. Устранение постоянной жесткости реагентным методом». | Изучают инструкцию, расписываются в журнале по ТБ. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Инструктаж пройден. Приступаем к самой интересной части — экспериментам».
Этап 4. Выполнение практической работы (20 мин)
Цель этапа: экспериментальное изучение свойств жесткой воды и способов её умягчения.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
5 мин | Опыт №1. «Возьмите две пробирки: в одну налейте дистиллированную воду, в другую — жесткую воду (раствор хлорида кальция). Добавьте в обе по 5 капель мыльного раствора и интенсивно встряхните. Что вы наблюдаете?» | Проводят опыт. Наблюдают: в дистиллированной воде — обильная пена, в жесткой — пены мало, появились белые хлопья (осадок стеарата кальция). |
7 мин | Опыт №2. «Теперь попробуем устранить временную жесткость. В пробирку налейте 2 мл гидрокарбоната кальция. Закрепите в держателе и осторожно нагрейте до кипения. Внимательно следите за прозрачностью раствора». | Нагревают пробирку. Наблюдают помутнение раствора и выделение пузырьков газа. Делают вывод: при кипячении гидрокарбонаты разрушаются. |
8 мин | Опыт №3. «Как устранить постоянную жесткость? Кипячение здесь не поможет. В пробирку с раствором сульфата магния добавьте немного раствора карбоната натрия (соды). Что происходит?» Демонстрация учителя: растворение «накипи» в кислоте. | Добавляют соду к сульфату магния. Наблюдают выпадение белого осадка. Учитель показывает, как накипь (CaCO3) шипит и растворяется при добавлении HCl. |
Эталон решения (уравнения реакций)
1. Устранение временной жесткости (термический метод):
Ca(HCO3)2 → CaCO3↓ + H2O + CO2↑
2. Устранение постоянной жесткости (реагентный метод):
MgSO4 + Na2CO3 → MgCO3↓ + Na2SO4
Mg2+ + CO3 2- → MgCO3↓
Ca(HCO3)2 → CaCO3↓ + H2O + CO2↑
2. Устранение постоянной жесткости (реагентный метод):
MgSO4 + Na2CO3 → MgCO3↓ + Na2SO4
Mg2+ + CO3 2- → MgCO3↓
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Опыты завершены. Теперь ваша задача — грамотно оформить результаты и сделать выводы, которые станут вашим шпаргалками при подготовке к ОГЭ».
Этап 5. Обобщение и систематизация (5 мин)
Цель этапа: зафиксировать полученные результаты в виде отчета, сформулировать итоговый вывод.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
5 мин | «Заполните таблицу в отчете: "Что делали", "Наблюдения", "Уравнения реакций". В выводе обязательно укажите, какой метод является универсальным для обоих видов жесткости». Контролирует правильность записи ионных уравнений. | Заполняют бланки. Формулируют вывод: «Реагентный метод (добавление соды) устраняет и временную, и постоянную жесткость, так как ионы кальция и магния выводятся из раствора в виде осадков». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Ваши отчеты — это результат сегодняшнего исследования. Сдаем тетради на проверку».
Этап 6. Рефлексия (4 мин)
Цель этапа: оценить уровень усвоения материала и эмоциональное состояние учеников.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
4 мин | Применяет прием «Светофор». «Поднимите зеленую карточку, если вы полностью поняли тему и сможете решить задачу на жесткость в ОГЭ. Желтую — если опыты понятны, но в уравнениях еще путаетесь. Красную — если тема осталась темным лесом». Проводит краткий опрос по возникшим трудностям. | Ученики поднимают карточки. Те, кто выбрал желтый или красный, озвучивают конкретные затруднения (например, «сложно составлять ионные уравнения»). |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Вижу много зеленого цвета, это радует. С теми, у кого возникли вопросы, мы обязательно разберем их на консультации к экзамену».
Этап 7. Домашнее задание (3 мин)
Цель этапа: закрепить материал через самостоятельную работу и подготовку к формату экзамена.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | «Запишите домашнее задание. Оно будет дифференцированным. Обратите внимание на творческое задание — оно поможет вам увидеть химию прямо у себя на кухне». | Записывают задание в дневники, задают уточняющие вопросы. |
Критерии оценивания практической работы
- «5» — работа выполнена полностью, соблюдены правила ТБ, наблюдения описаны точно, все уравнения реакций (молекулярные и ионные) записаны верно, сделан грамотный вывод.
- «4» — работа выполнена, но допущены 1-2 несущественные ошибки в уравнениях реакций или описании наблюдений, вывод неполный.
- «3» — выполнены только 2 опыта из 3, допущены ошибки в составлении уравнений реакций, отсутствует вывод или он неверен.
Рефлексия (анализ для учителя)
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Какое химическое уравнение сегодня было самым сложным для записи? | Выявление пробелов в навыках составления уравнений реакций ионного обмена. |
Как бы вы проверили воду из-под крана на жесткость в домашних условиях? | Проверка понимания практического применения метода «мыльной пробы». |
В каком задании ОГЭ вам могут встретиться сегодняшние реакции? | Осознание связи практики с требованиями итоговой аттестации (задания 12, 21). |
Завершающее слово учителя
«Ребята, сегодня мы убедились, что химия — это не просто формулы в учебнике, а реальные процессы, происходящие вокруг нас. Мы научились бороться с жесткостью воды, а значит, продлили жизнь многим бытовым приборам. Помните, что кальций и магний полезны для нашего организма в составе продуктов, но их избыток в воде требует нашего внимания. На следующем уроке мы переходим к изучению металлов II группы. Спасибо за работу, урок окончен!»
Домашнее задание
Уровень сложности | Задания | Описание |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Параграф учебника, задания после него. | Повторить теорию по теме «Жесткость воды», выучить определения. |
Средний (повышающий) | Решить цепочку превращений: Ca -> CaO -> Ca(OH)2 -> Ca(HCO3)2 -> CaCO3. | Отработка навыков записи уравнений реакций, включая тему урока. |
Продвинутый (дополнительный) | Домашний эксперимент: «Удаление накипи». | Попробовать удалить накипь со стенок чайника с помощью лимонной кислоты или уксуса. Описать наблюдения и составить уравнение реакции. |
Контрольный вопрос: Какой реагент можно использовать для одновременного устранения и временной, и постоянной жесткости? (Ответ: Карбонат натрия или фосфат натрия).