ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА (1 ч) 8 КЛАСС

Работа проводится учащимися самостоятельно под контролем учителя.
Предлагаю результат моей многолетней работы по подготовке и проведению практических работ в общеобразовательной школе на уроках химии в 8–9-х классах:

• «Получение и свойства кислорода»,
• «Приготовление растворов солей с определенной массовой долей растворенного вещества»,
• «Обобщение сведений о важнейших классах неорганических соединений»,
• «Электролитическая диссоциация»,
• «Подгруппа кислорода» (см. след. номера газеты «Химия»).

Все они апробированы мною на занятиях. Их можно использовать при изучении школьного курса химии как по новой программе О.С.Габриеляна, так и по программе Г.Е.Рудзитиса, Ф.Г.Фельдмана.
Ученический эксперимент – это вид самостоятельной работы. Эксперимент не только обогащает учащихся новыми понятиями, умениями, навыками, но и является способом проверки истинности приобретенных ими знаний, способствует более глубокому пониманию материала, усвоению знаний. Он позволяет более полно осуществлять принцип вариативности восприятия окружающего мира, т. к. главная сущность этого принципа – связь с жизнью, с будущей практической деятельностью учащихся.

Цели . Уметь получать кислород в лаборатории и собирать его двумя методами: вытеснением воздуха и вытеснением воды; подтвердить опытным путем свойства кислорода; знать правила техники безопасности.
Оборудование . Металлический штатив с лапкой, спиртовка, спички, пробирка с газоотводной трубкой, пробирка, комочек ваты, пипетка, химический стакан, лучинка, препаровальная игла (или проволока), кристаллизатор с водой, две конические колбы с пробками.
Реактивы . KMnO 4 кристаллический (5–6 г), известковая вода Сa(OH) 2 , древесный уголь,
Fe (стальная проволока или скрепка).

Правила техники безопасности.
Осторожно обращайтесь с химическим оборудованием!
Помните! Пробирку прогревают, держа ее в наклонном положении, по всей длине двумя-тремя движениями в пламени спиртовки. При нагревании направляйте отверстие пробирки в сторону от себя и соседей.

Предварительно учащиеся получают домашнее задание, связанное с изучением содержания предстоящей работы по инструкции, одновременно используя материалы учебников 8-го класса авторов О.С.Габриеляна (§ 14, 40) или Г.Е.Рудзитиса, Ф.Г.Фельдмана (§ 19, 20). В тетрадях для практических работ записывают название темы, цель, перечисляют оборудование и реактивы, оформляют таблицу для отчета.

ХОД УРОКА

Один опыт я ставлю выше,
чем тысячу мнений,
рожденных только
воображением.

М.В.Ломоносов

Получение кислорода
методом вытеснения воздуха

(10 мин)

1. Перманганат калия (КMnO 4) поместите в сухую пробирку. У отверстия пробирки положите рыхлый комочек ваты.
2. Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой, проверьте на герметичность (рис. 1).

Рис. 1. Проверка прибора на герметичность

(Пояснения учителя, как проверить прибор на герметичность.) Укрепите прибор в лапке штатива.

3. Газоотводную трубку опустите в стакан, не касаясь дна, на расстоянии 2–3 мм (рис. 2).

4. Подогрейте вещество в пробирке. (Помните правила техники безопасности.)
5. Проверьте наличие газа тлеющей лучинкой (угольком). Что наблюдаете? Почему кислород можно собирать методом вытеснения воздуха?
6. Соберите полученный кислород в две колбы для проведения следующих опытов. Колбы закройте пробками.
7. Оформите отчет, пользуясь табл. 1, которую разместите на развороте тетради.

Получение кислорода
методом вытеснения воды

(10 мин)

1. Пробирку заполните водой. Закройте пробирку большим пальцем и переверните ее вверх дном. В таком положении опустите руку с пробиркой в кристаллизатор с водой. Подведите к концу газоотводной трубки пробирку, не вынимая ее из воды (рис. 3).

2. Когда кислород вытеснит воду из пробирки, закройте ее большим пальцем и выньте из воды. Почему кислород можно собирать способом вытеснения воды?
Внимание ! Выньте газоотводную трубку из кристаллизатора, не прекращая нагревать пробирку с КMnО 4 . Если этого не сделать, то воду перебросит в горячую пробирку. Почему?

Горение угля в кислороде

(5 мин)

1. Закрепите уголек на металлической проволоке (препаровальной игле) и внесите в пламя спиртовки.
2. Раскаленный уголек опустите в колбу с кислородом. Что наблюдаете? Дайте объяснение (рис. 4).

3. После извлечения несгоревшего угля из колбы, прилейте в нее 5–6 капель известковой воды
Са(ОН) 2 . Что наблюдаете? Дайте объяснение.
4. Оформите отчет о работе в табл. 1.

Горение стальной (железной) проволоки
в кислороде

(5 мин)

1. Прикрепите к одному концу стальной проволоки кусочек спички. Зажгите спичку. Проволоку с горящей спичкой опустите в колбу с кислородом. Что наблюдаете? Дайте объяснение (рис. 5).

2. Оформите отчет о работе в табл. 1.

Таблица 1

Выполняемые операции (что делали)	Рисунки с обозначениями исходных и полученных веществ	Наблюдения. Условия проведения реакций. Уравнения реакций	Объяснения наблюдений. Выводы
Сборка прибора для получения кислорода. Проверка прибора на герметичность
Получение кислорода из KMnО 4 при нагревании
Доказательство получения кислорода c помощью тлеющей лучинки
Характеристика физических свойств О 2 . Собирание О 2 двумя методами: вытеснением воздуха, вытеснением воды
Характеристика химических свойств О 2 . Взаимодействие с простыми веществами: горение угля, горение железа (стальная проволока, скрепка)

Сделайте письменный общий вывод о проделанной работе (5 мин).

ВЫВОД . Один из способов получения кислорода в лаборатории – разложение КMnO 4 . Кислород – газ без цвета и запаха, тяжелее воздуха в 1,103 раза (M r (O 2) = 32, M r (возд.) = 29, из чего следует 32/29 1,103), малорастворим в воде. Вступает в реакции с простыми веществами, образуя оксиды.

Приведите рабочее место в порядок (3 мин): разберите прибор, расставьте посуду и принадлежности на свои места.

Сдайте тетради на проверку.

Домашнее задание.

Задача . Определите, какое из соединений железа – Fe 2 О 3 или Fe 3 О 4 – богаче железом?

Дано :	Найти :
Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 .	(Fe) в Fe 2 O 3 , " (Fe) в Fe 3 O 4

Решение

(Х) = n A r (X)/M r , где n – число атомов элемента Х в формуле вещества.

M r (Fe 2 O 3) = 56 2 + 16 3 = 160,

(Fe) = 56 2/160 = 0,7,
(Fe) = 70%,

M r (Fe 3 O 4) = 56 3 + 16 4 = 232,
" (Fe) = 56 3/232 = 0,724,
" (Fe) = 72,4%.

Ответ . Fe 3 O 4 богаче железом, чем Fe 2 O 3 .

Учитель во время практической работы наблюдает за правильностью выполнения приемов и операций учащимися и отмечает в карточке учета умений (табл. 2).

Таблица 2

Карточка учета умений

Операции практической работы	Фамилии учащихся
	А	Б	В	Г	Д	Е
Сборка прибора для получения кислорода
Проверка прибора на герметичность
Укрепление пробирки в лапке штатива
Обращение со спиртовкой
Нагревание пробирки с KМnО 4
Проверка выделения О 2
Собирание О 2 в сосуд двумя методами: вытеснением воздуха, вытеснением воды
Сжигание угля
Сжигание Fe (стальной проволоки)
Kультура выполнения опытов
Оформление работы в тетради

Образец отчета о проделанной практической работе (табл. 1)

О 2 получают в лаборатории разложением KMnO 4 при нагревании Доказательство получения кислорода при помощи
тлеющей лучинки Тлеющая лучинка
(уголь) ярко загорается
в О 2 Полученный газ О 2 поддерживает горение Характеристика
физических свойств О 2 . Собирание О 2 двумя методами:
вытеснением воздуха (а),
вытеснением воды (б)

Kислород вытесняет воздух и воду из сосудов Kислород – газ без цвета и запаха,
немного тяжелее воздуха, поэтому
его собирают в сосуд, поставленный на дно. Kислород малорастворим в воде Характеристика химических свойств О 2 . Взаимодействие с простыми веществами: горение угля (a), горение железа (стальная проволока, скрепка, стружка) (б)

Раскаленный уголек ярко горит в О 2:

Известковая вода мутнеет, т. к. образуется нерастворимый в воде осадок СaСО 3:
СО 2 + Са(ОН) 2 СaСО 3 + H 2 O. Железо горит ярким пламенем в кислороде:

О 2 взаимодействует
с простыми
веществами – металлами и неметаллами. Образование осадка белого цвета подтверждает наличие в колбе СО 2

Если для опыта необходима сухая газоотводная трубка, то поступают следующим образом. На свободный конец газоотводной трубки надевают резиновую трубку со стеклянным наконечником. При испытании герметичности прибора намокнет съемный наконечник, а газоотводная трубка останется сухой.

Собрать газ в сосуд можно разными методами. Наиболее распространенны два – метод вытеснения воздуха и метод вытеснения воды. Каждый из них имеет свой достоинства и недостатки, и выбор метода во многом обусловлен свойствами того газа, который нужно собрать.

Метод вытеснения воздуха

Этим методом можно собрать любой газ, но здесь возникает проблема точного определения того момента, когда весь воздух из сосуда-приемника будет вытеснен собираемым газом.

Прежде чем собирать газ вытеснением воздуха, необходимо выяснить, тяжелее он или легче воздуха. От этого будет зависеть положение сосуда-приемника (рис.). Для этого рассчитывают относительную плотность газа по воздуху по формуле: D возд. (X) = Mr(X)/29, где Mr ­– относительная молекулярная масса собираемого газа, 29 – относительная молекулярная масса воздуха. Если рассчитанная величина окажется меньше единицы, то газ легче воздуха, и сосуд-приемник нужно располагать отверстием вниз (рис. 57, а). Если же относительная плотность газа по воздуху больше единицы, то газ тяжелее воздуха, и сосуд-приемник следует располагать отверстием вверх (рис. 57,б).

Рис. 57. Положение сосуда-приемника (1): а – для газа, который легче воздуха; б – для газа, который тяжелее воздуха.

Контролировать наполнение сосуда можно по-разному в зависимости от того, какой газ собирают. Например, окрашенный оксид азота(IV) легко обнаружить по красно-бурому цвету. Для обнаружения кислорода используют тлеющую лучинку, которую подносят к краю сосуда, но не вносят внутрь.

Метод вытеснения воды.

При использовании этого метода значительно легче контролировать наполнение сосуда-приемника газом. Однако этот метод имеет серьезное ограничение – его нельзя использовать, если газ растворяется в воде или вступает с ней в реакцию .

Для собирания газа вытеснением воды необходимо иметь широкий сосуд, например кристаллизатор, наполненный на 2/3 водой. Сосуд-приемник, например пробирку, наполняют доверху водой, закрывают пальцем, быстро переворачивают вверх дном и опускают в кристаллизатор. Когда отверстие пробирки окажется под водой, отверстие пробирки открывают и вводят в пробирку газоотводную трубку (рис. 58).

Рис. 58. Прибор для собирания газа методом вытеснения воды: 1 – пробирка-приемник, наполненная водой; 2 – кристаллизатор.

После того, как вся вода будет вытеснена из пробирки газом, отверстие пробирки закрывают под водой пробкой и извлекают из кристаллизатора.

Если газ, который собирают методом вытеснения воды, получают при нагревании, нужно неукоснительно соблюдать следующее правило:

Нельзя прекращать нагревание пробирки с исходными веществами, если газоотводная трубка находится под водой!

Оформление результатов эксперимента

Форма записи результатов, полученных при выполнении химического эксперимента, никем не регламентирована. Но протокол эксперимента обязательно должен включать следующие пункты: название эксперимента и дату его проведения, цель эксперимента, перечень оборудования и реактивов, которые были использованы, рисунок или схему прибора, описание действий, которые были выполнены в ходе работы, наблюдения, уравнения протекающих реакций, расчеты, если они производились при выполнении работы, выводы.

Форма отчета о проведенной практической работе.

Запишите дату проведения эксперимента и название опыта.

Сформулируйте самостоятельно цель эксперимента.

Кратко запишите все, что вы делали.

Выполните рисунок опыта или нарисуйте прибор, которым вы пользовались. Старайтесь, чтобы рисунок получился четким. Обязательно сделайте к рисунку пояснительные надписи. Для изображения окрашенных веществ используйте цветные карандаши или фломастеры.

Запишите свои наблюдения, т.е. опишите условия протекания и признаки химических реакций.

Составьте уравнения всех химических реакций, которые произошли в ходе эксперимента. Не забудьте расставить коэффициенты.

Сделайте вывод из опыта (или работы).

Оформить отчет о работе можно как последовательное описание действий и наблюдений, или в виде таблицы:

Опыт № …

Описание опыта	Рисунок опыта	Признаки реакций	Выводы. Уравнения реакций

При решении экспериментальных задач, связанных с распознаванием и идентификацией веществ, отчет удобно оформлять в виде другой таблицы:

Порядок действий	Реактив	Номер пробирки			Вывод

Тема 1. Основные понятия и законы химии.

Лабораторные опыты.

Примеры физических явлений .

Опыт № 1. Нагревание стекла (стеклянной трубки)

в пламени спиртовки.

Оборудование и реактивы: стеклянная трубка, спиртовка, спички, асбестовая сетка.

1. Возьмите стеклянную трубку за ее концы двумя руками.

2. Внесите среднюю часть трубки в пламя спиртовки. Помните, что верхняя часть пламени самая горячая.

3. Вращайте трубку, не вынося из пламени спиртовки (рис. 59).

4. Когда стекло сильно накалится (через 3–4 минуты), попытайтесь трубку согнуть, не прилагая чрезмерных усилий.

Рис. 59. Сгибание стеклянной трубки.

Положите стеклянную трубку на асбестовую сетку. Будьте осторожны: горячее стекло по внешнему виду не отличается от холодного!

1) Изменилось ли стекло?

2) Получилось ли новое вещество при нагревании стеклянной трубки?

Опыт № 2. Плавление парафина.

Оборудование и реактивы: тигель илистеклянная пластина, спиртовка, спички, тигельные щипцы или пробиркодержатель, асбестовая сетка, парафин.

Инструкция к выполнению опыта.

1. Положите небольшой кусочек парафина в тигель (или на стеклянную пластину).

2. Возьмите тигель (или стеклянную пластину) тигельными щипцами (или укрепите его в держателе для пробирок).

3. Внесите тигель с парафином (или стеклянную пластину) в верхнюю часть пламени спиртовки. Внимательно наблюдайте за происходящими изменениями.

4. После расплавления парафина поставьте тигель (или стеклянную пластину) на асбестовую сетку и погасите спиртовку.

5. Когда тигель (или стеклянная пластина) охладится, рассмотрите вещество, которое находится в тигле (или на стеклянной пластине).

1) Изменился ли парафин?

2) Получилось ли новое вещество при нагревании парафина?

3) Какое это явление: физическое или химическое?

Примеры химических явлений.

Опыт № 3. Прокаливание медной пластинки или проволоки

в пламени спиртовки.

Оборудование и реактивы: спиртовка, спички, тигельные щипцы или пробиркодержатель, асбестовая сетка, медная проволока или пластина.

Инструкция к выполнению опыта.

1. Возьмите медную пластину (или медную проволоку) тигельными щипцами.

2. Внесите медную пластину в верхнюю часть пламени спиртовки и накалите ее.

3. Через 1-2 минуты выньте пластину из пламени и счистите с нее ножом или лучинкой образовавшийся черный налет на чистый лист бумаги.

4. Повторите нагревание и снова счистите получившийся налет.

5. Сравните образовавшейся черный налет с медной пластинкой.

1) Изменилась ли медная пластинка при накаливании?

2) Образовалось ли новое вещество при накаливании медной пластинки?

3) Какое это явление: физическое или химическое?

Опыт № 4. Действие соляной кислоты на мел или мрамор.

Оборудование и реактивы: химический стакан объемом 50 мл, мрамор (мелкие кусочки или крошка), раствор соляной кислоты (1: 3), спички.

Инструкция к выполнению опыта.

1. В химический стакан поместите 2-3 небольших кусочка мрамора величиной с горошину. Будьте осторожны: не разбейте дно стакана.

2. Налейте в стакан столько соляной кислоты, чтобы кусочки мрамора были полностью покрыты ею. Что наблюдаете?

3. Зажгите спичку и внесите ее в стаканчик. Что наблюдаете?

4. Выполните рисунок опыта, запишите свои наблюдения.

1) Образовалось ли новое вещество при приливании соляной кислоты к мрамору? Какое это вещество?

2) Почему потухла спичка?

3) Какое это явление: физическое или химическое?

Типы химических реакций.

Аппарат Киппа используют для получения водорода, углекислого газа и сероводорода. Твердый реагент помещают в средний шарообразный резервуар аппарата на пластмассовый кольцевой вкладыш, предохраняющий попадание твердого реагента в нижний резервуар. В качестве твердого реагента для получения водорода используют цинковые гранулы, углекислого газа - куски мрамора, сероводорода - куски сульфида железа. Куски насыпаемого твердого вещества должны быть размером около 1 см 3 . Пользоваться порошком не рекомендуется, так как ток газа получится очень сильным. После загрузки твердого реагента в аппарат через верхнее горло заливают жидкий реагент (например, разбавленный раствор соляной кислоты при получении водорода, углекислого газа и сероводорода). Жидкость наливают в таком количестве, чтобы её уровень (при открытом газоотводном кране) достигал половины верхнего шарообразного расширения нижней части. Пропускают газ в течение 5-10 минут, чтобы вытеснить воздух из аппарата, после этого закрывают газоотводный кран, в верхнее горло вставляют предохранительную воронку. Газоотводную трубку соединяют с тем прибором, куда нужно пропускать газ.

При закрытом кране выделяющийся газ вытесняет жидкость из шарообразного расширения аппарата, и он перестает работать. При открывании крана кислота вновь поступает в резервуар с твердым реагентом, и аппарат начинает работать. Это один из самых удобных и безопасных методов получения газов в лаборатории.

Собирать газ в сосуд можно различными методами. Наиболее распространены два метода: метод вытеснения воды и метод вытеснения воздуха. Выбор метода обусловлен свойствами газа, который нужно собрать.

Метод вытеснения воздуха . Этим методом можно собрать практически любой газ. Прежде чем отбирать газ, надо определить, легче он воздуха или тяжелее. Если относительная плотность газа по воздуху больше единицы, то сосуд-приемник следует держать отверстием вверх, так как газ тяжелее воздуха и будет опускаться на дно сосуда (например, углекислый газ, сероводород, кислород, хлор и др.). Если относительная плотность газа по воздуху меньше единицы, то сосуд-приемник следует держать отверстием вниз, так как газ легче воздуха и будет подниматься вверх сосуда (например, водород и др.). Контролировать наполнение сосуда можно по-разному, в зависимости от свойств газа. Например, для определения кислорода используют тлеющую лучину, которая при поднесении к краю сосуда (но не внутрь!) вспыхивает; при определении углекислого газа горячая лучина потухает.

Метод вытеснения воды . Этим методом можно собирать только газы, которые не растворяются в воде (или мало растворяются) и не реагируют с ней. Для собирания газа необходим кристаллизатор, на 1/3 заполненный водой. Сосуд-приемник (чаще всего пробирку) наполняют до верху водой, закрывают пальцем и опускают в кристаллизатор. Когда отверстие сосуда окажется под водой, его открывают и вводят в сосуд газоотводную трубку. После того, как вся вода будет вытеснена из сосуда газом, отверстие закрывают под водой пробкой и вынимают сосуд из кристаллизатора.

Проверка газа на чистоту . Многие газы горят на воздухе. Если поджечь смесь горючего газа с воздухом, то произойдет взрыв, поэтому газ нужно проверять на чистоту. Проверка заключается в сжигании небольшой порции газа (около 15 мл) в пробирке. Для этого газ собирают в пробирку и поджигают от пламени спиртовки. Если газ не содержит примесей воздуха, то горение сопровождается легким хлопком. Если же раздается резкий лающий звук, то газ загрязнен воздухом и необходима его очистка.

Собирание газов

Способы собирания газов определяются их свойствами: раст­воримостью и взаимодействием с водой, с воздухом, ядовитостью газа. Различают два основных способа собирания газа: вытеснением воздуха и вытеснением воды. Вытеснением воздуха собирают газы, которые не взаимодействуют с воздухом.

По относительной плотности газа по воздуху делают заключе­ние, как расположить сосуд для собирания газа (рис. 3, а и б).

На рис. 3, а показано собирание газа с плотностью по воздуху более единицы, например оксида азота(IV), плотность которого по воздуху равна 1,58. На рис. 3, б показано собирание газа с плотностью по воздуху менее единицы, например водорода, аммиа­ка и др.

Вытеснением воды собирают газы, которые не взаимодействуют с водой и плохо в ней растворяются. Этот способ называется соби­ранием газа над водой , которое осуществляют следующим образом (рис. 3, в). Цилиндр или банку заполняют водой и закрывают стек­лянной пластинкой так, чтобы в цилиндре не оставалось пузырьков воздуха. Пластинку придерживают рукой, цилиндр переворачивают и опускают в стеклянную ванну с водой. Под водой пластинку удаляют, в открытое отверстие цилиндра подводят газоотводную трубку. Газ постепенно вытесняет воду из цилиндра и заполняет его, после чего отверстие цилиндра под водой закрывают стеклянной пластинкой и цилиндр, заполненный газом, вынимают. Если газ тяжелее воздуха, то цилиндр ставят дном на стол, а если легче, то дном вверх на пластинку. Газы над водой можно собирать в про­бирки, которые, так же как и цилиндр, заполняют водой, закрывают пальцем и опрокидывают в стакан или в стеклянную ванну с водой.

Ядовитые газы собирают обычно вытеснением воды, так как при этом легко отметить момент, когда газ целиком заполнит сосуд. Если есть необходимость собрать газ способом вытеснения воздуха, то для этого поступают следующим образом (рис. 3, г).

В колбу (банку или цилиндр) вставляют пробку с двумя газо­отводными трубками. Через одну, которая доходит почти до дна, впускают газ, конец другой опускают в стакан (банку) с раствором, поглощающим газ. Так, например, для поглощения оксида серы(IV) в стакан наливают раствор щелочи, а для поглощения хлороводорода - воду. После заполнения колбы (банки) газом вынимают из нее пробку с газоотводными трубками и сосуд быстро закрывают пробкой или стеклянной пластинкой, а пробку с газоотводными трубками помещают в газопоглощающий раствор.

Опыт 1. Получение и собирание кислорода

Соберите установку по рис. 4. В большую сухую пробирку поместите 3-4 г перманганата калия, закройте пробкой с газоотводной трубкой. Укрепите пробирку в штативе наклонно отверстием чуть вверх. Рядом со штативом, на котором укреплена пробирка, поставьте кристаллизатор с водой. Пустую пробирку заполните водой, закройте отверстие стеклянной пластиной и быстро переверните в кристаллизатор вверх дном. Затем в воде выньте стеклянную пластину. В пробирке не должно быть воздуха. Нагрейте в пламени горелки перманганат калия. Опустите конец газоотводной трубки в воду. Наблюдайте появление пузырьков газа.

Через несколько секунд после начала выделения пузырьков подведите конец газоотводной трубки в отверстие пробирки, заполненной водой. Кислород вытесняет воду из пробирки. После заполнения пробирки кислородом закройте ее отверстие стеклянной пластиной и переверните.

Рис. 4. Прибор для получения кислорода В пробирку с кислородом опустите тлеющую

1. Какие лабораторные способы получения кислорода вам известны? Напишите соответствующие уравнения реакций.

2. Опишите наблюдения. Объясните расположение пробирки в ходе опыта.

3. Составьте уравнение химической реакции разложения перманганата калия при нагревании.

4. Почему в пробирке с кислородом тлеющая лучинка вспыхивает?

Опыт 2. Получение водорода действие металла на кислоту

Соберите прибор, состоящий из про­бирки с пробкой, через которую прохо­дит стеклянная трубка с оттянутым кон­цом (рис. 5). Положите в пробирку не­сколько кусочков цинка и прилейте разбавленный раствор серной кислоты. Плотно вставьте пробку с оттянутой трубкой, укрепите пробирку вертикально в зажи­ме штатива. Наблюдайте выделение газа.

Рис. 5. Прибор для получения водорода Выходящий через труб­ку водород не должен содержать примеси воздуха. На газоотводную трубку наденьте перевернутую вверх дном пробир­ку, через полминуты снимите и, не перево­рачивая, поднесите к пламени горелки. Если в пробирку поступил чистый водород, он загорается спо­койно (при загорании слышен слабый звук).

При наличии в пробирке с водородом примеси воздуха про­исходит небольшой взрыв, сопровождающийся резким звуком. В этом случае испытание газа на чистоту следует повторить. Убедившись, что из прибора идет чистый водород, зажечь его у отверстия оттянутой трубки.

Контрольные вопросы и задания:

1. Укажите способы получения и собирания водорода в лаборатории. Напишите соответствующие уравнения реакций.

2. Составьте уравнение химической реакции получения водорода в условиях опыта.

3. Подержите над пламенем водорода сухую пробирку. Какое вещество образуется в результате горения водорода? Напишите уравнение реакции горения водорода.

4. Как проверить полученный в ходе эксперимента водород на чистоту?

Опыт 3. Получение аммиака

Рис. 6. Прибор для получения аммиака В пробирку с газоотводной трубкой поместите предварительно растертую в ступке смесь хлорида аммония и гидроксида кальция (рис. 6). Отметьте запах смеси. Пробирку со смесью закрепите в штативе, чтобы дно ее было чуть выше, чем отверстие. Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой, на изогнутый конец которой наденьте пробирку вверх дном. Слабо нагрейте пробирку со смесью. К отверстию перевернутой пробирки поднесите лакмусовую бумажку, смоченную водой. Отметить изменение цвета лакмусовой бумажки.

Контрольные вопросы и задания:

1. Какие водородные соединения азота Вам известны? Напишите их формулы и названия.

2. Опишите происходящие явления. бъясните расположение пробирки в ходе опыта.

3. Составьте уравнение реакции взаимодействия хлорида аммония и гидроксида кальция.

Опыт 4. Получение оксида азота(IV)

Соберите прибор по рис. 7. В колбу положите немного медных стружек, в воронку налейте 5-10 мл концентрированной азотной кислоты. Кислоту вливать в колбу небольшими порциями. Соберите выделяющийся газ в про­бирку.

Рис. 7. Прибор для получения оксида азота(IV)

Контрольные вопросы и задания:

1. Опишите происходящие явления. Каков цвет выделяющегося газа?

2. Составьте уравнение реакции взаимодействия меди с концентрированной азотной кислотой.

3. Какими свойствами обладает азотная кислота? От каких факторов зависит состав веществ, до которых она восстанавливается? Приведите примеры реакций между металлами и азотной кислотой, в результате которых продуктами восстановления HNO 3 являются NO 2 , NO, N 2 O, NH 3 .

Опыт 5. Получение хлороводорода

В колбу Вюрца поместите 15-20 г хлорида натрия; в капельную воронку - концент­рированный раствор серной кислоты (рис. 8). Конец газоотводной трубки введите в сухой сосуд для собирания хлороводорода так, чтобы трубка дохо­дила почти до дна. Закройте отверстие сосуда рыхлым комоч­ком ваты.

Рядом с прибором поставьте кристаллизатор с во­дой. Из капельной воронки наливайте раствор серной кислоты.

Для ускоре­ния реакции колбу слегка подогреть. Когда над

ватой, кото­рой закрыто отверстие сосуда, появится туман,

Рис. 8. Прибор для получения хлороводорода нагревание колбы прекратите, а конец газоотводной трубки опустите в колбу с водой (держать трубку близко над водой, не опуская ее в воду). Вынув вату, тотчас закройте отверстие сосуда с хлороводородом стеклянной пла­стинкой. Перевернув сосуд отверстием вниз, погрузите его в кристаллизатор с водой и выньте пластинку.

Контрольные вопросы и задания:

1. Объясните наблю­даемые явления. Какова причина образования тумана?

2. Какова растворимость хлороводорода в воде?

3. Испытайте полученный раствор лакмусовой бумажкой. Чему равно значение рН?

4. Напишите уравнение химической реакции взаимодействия твердого хлорида натрия с концентрированной серной кислотой.

Опыт 6. Получение и собирание оксида углерода(IV)

Установка состоит из аппарата Киппа 1 , заряжен­ного кусками мрамора и соляной кислотой, двух последовательно соединенных склянок Тищенко 2 и 3 (склянка 2 заполнена водой для очистки проходящего оксида углерода(IV) от хлороводорода и от механических примесей, склянка 3 - серной кислотой для осушки газа) и колбы 4 емкостью 250 мл для собирания оксида углерода(IV) (рис. 9).

Рис. 9. Прибор для получения оксида углерода(IV)

Контрольные вопросы и задания:

1. Зажженную лучину опустить в колбу с оксидом углерода(IV) и объяснить, почему гаснет пламя.

2. Составить уравнение реакции образования оксида углерода (IV).

3. Можно ли для получения оксида углерода(IV) использовать концентрированный раствор серной кислоты?

4. Выделяющийся из аппарат Киппа газ пропустить в пробирку с водой, подкрашенной нейтральным раствором лакмуса. Что наблюдается? Напишите уравнения реакции, протекающей при растворении газа в воде.

Контрольные вопросы:

1. Перечислите основные характеристики газообразного состояния вещества.

2. Предложите классификацию газов по 4-5 существенным признакам.

3. Как читается закон Авогадро? Каково его математическое выражение?

4. Объясните физический смысл средней молярной массы смеси.

5. Рассчитайте среднюю молярную массу условного воздуха, в котором массовая доля кислорода составляет 23 %, а азота - 77 %.

6. Какие из перечисленных газов легче воздуха: оксид углерода(II), оксид углерода(IV), фтор, неон, ацетилен С 2 Н 2 , фосфин РН 3 ?

7. Определите плотность по водороду газовой смеси, состоящей из аргона объемом 56 л и азота объемом 28 л. Объемы газов приведены к н.у.

8. Открытый сосуд нагревается при постоянном давлении от 17 о С до 307 о С. какая част воздуха (по массе), находящегося в сосуде, при этом вытесняется?

9. Определите массу 3 л азота при 15 о С и давлении 90 кПа.

10. Масса 982,2 мл газа при 100 о С и давлении 986 Па равна 10 г. Определите молярную массу газа.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА (1 ч) 8 КЛАСС

Работа проводится учащимися самостоятельно под контролем учителя.
Предлагаю результат моей многолетней работы по подготовке и проведению практических работ в общеобразовательной школе на уроках химии в 8–9-х классах:

• «Получение и свойства кислорода»,
• «Приготовление растворов солей с определенной массовой долей растворенного вещества»,
• «Обобщение сведений о важнейших классах неорганических соединений»,
• «Электролитическая диссоциация»,
• «Подгруппа кислорода» (см. след. номера газеты «Химия»).

Все они апробированы мною на занятиях. Их можно использовать при изучении школьного курса химии как по новой программе О.С.Габриеляна, так и по программе Г.Е.Рудзитиса, Ф.Г.Фельдмана.
Ученический эксперимент – это вид самостоятельной работы. Эксперимент не только обогащает учащихся новыми понятиями, умениями, навыками, но и является способом проверки истинности приобретенных ими знаний, способствует более глубокому пониманию материала, усвоению знаний. Он позволяет более полно осуществлять принцип вариативности восприятия окружающего мира, т. к. главная сущность этого принципа – связь с жизнью, с будущей практической деятельностью учащихся.

Цели . Уметь получать кислород в лаборатории и собирать его двумя методами: вытеснением воздуха и вытеснением воды; подтвердить опытным путем свойства кислорода; знать правила техники безопасности.
Оборудование . Металлический штатив с лапкой, спиртовка, спички, пробирка с газоотводной трубкой, пробирка, комочек ваты, пипетка, химический стакан, лучинка, препаровальная игла (или проволока), кристаллизатор с водой, две конические колбы с пробками.
Реактивы . KMnO 4 кристаллический (5–6 г), известковая вода Сa(OH) 2 , древесный уголь,
Fe (стальная проволока или скрепка).

Правила техники безопасности.
Осторожно обращайтесь с химическим оборудованием!
Помните! Пробирку прогревают, держа ее в наклонном положении, по всей длине двумя-тремя движениями в пламени спиртовки. При нагревании направляйте отверстие пробирки в сторону от себя и соседей.

Предварительно учащиеся получают домашнее задание, связанное с изучением содержания предстоящей работы по инструкции, одновременно используя материалы учебников 8-го класса авторов О.С.Габриеляна (§ 14, 40) или Г.Е.Рудзитиса, Ф.Г.Фельдмана (§ 19, 20). В тетрадях для практических работ записывают название темы, цель, перечисляют оборудование и реактивы, оформляют таблицу для отчета.

ХОД УРОКА

Один опыт я ставлю выше,
чем тысячу мнений,
рожденных только
воображением.

М.В.Ломоносов

Получение кислорода
методом вытеснения воздуха

(10 мин)

1. Перманганат калия (КMnO 4) поместите в сухую пробирку. У отверстия пробирки положите рыхлый комочек ваты.
2. Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой, проверьте на герметичность (рис. 1).

Рис. 1. Проверка прибора на герметичность

(Пояснения учителя, как проверить прибор на герметичность.) Укрепите прибор в лапке штатива.

3. Газоотводную трубку опустите в стакан, не касаясь дна, на расстоянии 2–3 мм (рис. 2).

4. Подогрейте вещество в пробирке. (Помните правила техники безопасности.)
5. Проверьте наличие газа тлеющей лучинкой (угольком). Что наблюдаете? Почему кислород можно собирать методом вытеснения воздуха?
6. Соберите полученный кислород в две колбы для проведения следующих опытов. Колбы закройте пробками.
7. Оформите отчет, пользуясь табл. 1, которую разместите на развороте тетради.

Получение кислорода
методом вытеснения воды

(10 мин)

1. Пробирку заполните водой. Закройте пробирку большим пальцем и переверните ее вверх дном. В таком положении опустите руку с пробиркой в кристаллизатор с водой. Подведите к концу газоотводной трубки пробирку, не вынимая ее из воды (рис. 3).

2. Когда кислород вытеснит воду из пробирки, закройте ее большим пальцем и выньте из воды. Почему кислород можно собирать способом вытеснения воды?
Внимание ! Выньте газоотводную трубку из кристаллизатора, не прекращая нагревать пробирку с КMnО 4 . Если этого не сделать, то воду перебросит в горячую пробирку. Почему?

Горение угля в кислороде

(5 мин)

1. Закрепите уголек на металлической проволоке (препаровальной игле) и внесите в пламя спиртовки.
2. Раскаленный уголек опустите в колбу с кислородом. Что наблюдаете? Дайте объяснение (рис. 4).

3. После извлечения несгоревшего угля из колбы, прилейте в нее 5–6 капель известковой воды
Са(ОН) 2 . Что наблюдаете? Дайте объяснение.
4. Оформите отчет о работе в табл. 1.

Горение стальной (железной) проволоки
в кислороде

(5 мин)

1. Прикрепите к одному концу стальной проволоки кусочек спички. Зажгите спичку. Проволоку с горящей спичкой опустите в колбу с кислородом. Что наблюдаете? Дайте объяснение (рис. 5).

2. Оформите отчет о работе в табл. 1.

Таблица 1

Выполняемые операции (что делали)	Рисунки с обозначениями исходных и полученных веществ	Наблюдения. Условия проведения реакций. Уравнения реакций	Объяснения наблюдений. Выводы
Сборка прибора для получения кислорода. Проверка прибора на герметичность
Получение кислорода из KMnО 4 при нагревании
Доказательство получения кислорода c помощью тлеющей лучинки
Характеристика физических свойств О 2 . Собирание О 2 двумя методами: вытеснением воздуха, вытеснением воды
Характеристика химических свойств О 2 . Взаимодействие с простыми веществами: горение угля, горение железа (стальная проволока, скрепка)

Сделайте письменный общий вывод о проделанной работе (5 мин).

ВЫВОД . Один из способов получения кислорода в лаборатории – разложение КMnO 4 . Кислород – газ без цвета и запаха, тяжелее воздуха в 1,103 раза (M r (O 2) = 32, M r (возд.) = 29, из чего следует 32/29 1,103), малорастворим в воде. Вступает в реакции с простыми веществами, образуя оксиды.

Приведите рабочее место в порядок (3 мин): разберите прибор, расставьте посуду и принадлежности на свои места.

Сдайте тетради на проверку.

Домашнее задание.

Задача . Определите, какое из соединений железа – Fe 2 О 3 или Fe 3 О 4 – богаче железом?

Дано :	Найти :
Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 .	(Fe) в Fe 2 O 3 , " (Fe) в Fe 3 O 4

Решение

(Х) = n A r (X)/M r , где n – число атомов элемента Х в формуле вещества.

M r (Fe 2 O 3) = 56 2 + 16 3 = 160,

(Fe) = 56 2/160 = 0,7,
(Fe) = 70%,

M r (Fe 3 O 4) = 56 3 + 16 4 = 232,
" (Fe) = 56 3/232 = 0,724,
" (Fe) = 72,4%.

Ответ . Fe 3 O 4 богаче железом, чем Fe 2 O 3 .

Учитель во время практической работы наблюдает за правильностью выполнения приемов и операций учащимися и отмечает в карточке учета умений (табл. 2).

Таблица 2

Карточка учета умений

Операции практической работы	Фамилии учащихся
	А	Б	В	Г	Д	Е
Сборка прибора для получения кислорода
Проверка прибора на герметичность
Укрепление пробирки в лапке штатива
Обращение со спиртовкой
Нагревание пробирки с KМnО 4
Проверка выделения О 2
Собирание О 2 в сосуд двумя методами: вытеснением воздуха, вытеснением воды
Сжигание угля
Сжигание Fe (стальной проволоки)
Kультура выполнения опытов
Оформление работы в тетради

Образец отчета о проделанной практической работе (табл. 1)

О 2 получают в лаборатории разложением KMnO 4 при нагревании Доказательство получения кислорода при помощи
тлеющей лучинки Тлеющая лучинка
(уголь) ярко загорается
в О 2 Полученный газ О 2 поддерживает горение Характеристика
физических свойств О 2 . Собирание О 2 двумя методами:
вытеснением воздуха (а),
вытеснением воды (б)

Kислород вытесняет воздух и воду из сосудов Kислород – газ без цвета и запаха,
немного тяжелее воздуха, поэтому
его собирают в сосуд, поставленный на дно. Kислород малорастворим в воде Характеристика химических свойств О 2 . Взаимодействие с простыми веществами: горение угля (a), горение железа (стальная проволока, скрепка, стружка) (б)

Раскаленный уголек ярко горит в О 2:

Известковая вода мутнеет, т. к. образуется нерастворимый в воде осадок СaСО 3:
СО 2 + Са(ОН) 2 СaСО 3 + H 2 O. Железо горит ярким пламенем в кислороде:

О 2 взаимодействует
с простыми
веществами – металлами и неметаллами. Образование осадка белого цвета подтверждает наличие в колбе СО 2