Деятельность учителя

Деятельность ученика

1. Постановка целей урока

Вводная беседа.

 Эпиграфом к сегодняшнему уроку я взяла четверостишье Романа Шмакова:

Я знаю – где-то есть заветная гора.

Я верю, что придет прекрасная пора.

И, может быть, не раз придется отступать –

Я должен там когда-то побывать.

Ребята, на протяжении нескольких уроков мы прилагали усилия и готовили необходимое снаряжение (теоретические и практические знания), чтобы совершить увлекательное путешествие и покорить вершину под названием «Металлы». Для этого вам предстоит выполнить ряд заданий: пройти маршрут, состоящий из трех препятствий, обозначенных на маршрутной карте, выбрать правильный путь к намеченной цели, потом выполнить групповые задания и заполнить предлагаемую вам схему.
Итак, у нас три команды (по числу рядов в классе).Каждой команде задаются вопросы на привале. Если команда не может ответить или отвечает не правильно, имеет право ответить другая команда. За правильный ответ команда получает жетон и поднимается на 100 метров (для этого и предназначены три разноцветные человеческие фигурки) Выберите своего капитана. Капитан будет координировать работу всей команды, отмечать на маршрутной карте найденный путь и называть ключевое слово, которое сложится из букв, соответствующих вашим заданиям. Капитан будет не только помогать, но и оценивать работу членов своей команды в течение всего урока. Каждый из вас должен выполнить свое задание и внести лепту в преодоление трудностей, стоящих на пути вашего отряда. Не забывайте, что вы – команда, где все придут на помощь друг другу. Та команда, которая первой взойдет на вершину или поднимется выше других – выигрывает. У каждого из вас на парте лежит руководство к уроку (см. приложение). Как всегда, оно будет для вас хорошим помощником.
А сейчас возьмите руководство к уроку и прочтите содержание первого этапа урока (интегрирующие дидактические цели). В тетради запишите тему урока: «Металлы главных и побочных подгрупп I -  III групп и побочных подгрупп периодической системы Д.И. Менделеева». И делайте все необходимые рабочие записи на протяжении всего урока. В конце после самоанализа своей работы и заполнения таблицы в руководстве сдадите работу учителю.

2. Интеллектуальная разминка. Активизация мыслительной деятельности учащихся

1. Мозговой штурм.

 За 3 мин сочинить четверостишие из предложенных (запись на доске) слов, используя как можно больше из них. Слова: железо, дом, марганец, хром, элемент, двойка.

Успешное выполнение задания можно сопроводить словами: «Ну если вы справились с таким заданием всего за три минуты, то все, что вам предстоит выполнить сегодня, вы сделаете легко и непринужденно».

2. Дайте общие названия приведенным ниже группам веществ.
а) Известняк, гипс, фосфорит, мрамор.

б) Литий, натрий, калий, рубидий, цезий.

в) СrО, FеО, МnО, Na₂О.

г) Na₂Сr₂О₇, (NН₄)₂Сr₂О₇, K₂СrО₄, Na₂СrО₄.

3. Исключите лишнее слово (оно подчеркнуто); напишите, что объединяет оставшиеся вещества.

а) Железо, марганец, хром, алюминий.

б) Магнетит, пирит, боксит, гематит.

в) Cr(OH)₃, Fe(OH)₃, Al(ОН)₃, Mg(ОН)₂.

г) Хлорная известь, гашеная известь, известковое молоко, известковая вода.

д) CrО₃, FеО, КМnО₄, К₂Сr₂O₇.

4. С какими понятиями или явлениями по теме у вас ассоциируются следующие слова и словосочетания?

а) Кипячение воды в чайнике.

б) Перелом конечности.

в) Покрытие ногтей лаком.

г) Человек с частой сменой настроения.

д) Кровь.

5. В 1843 г. немецкий химик Рудольф Беттгер, который прославился как изобретатель современных спичек и взрывчатого вещества пироксилина, получил оранжево-красное кристаллическое вещество. Как обычно, он решил испытать это вещество на способность воспламеняться от горящей лучины. Насыпав на тарелку горку кристаллов, Беттгер поднес к ней горящую лучину. Перед ним предстала изумительная картина дымящего вулкана с вылетающими искрами, горка увеличивалась в размерах и приобрела зеленый цвет. (Учитель демонстрирует опыт «Вулкан».)

Вопрос. Какое вещество оранжево-красного цвета получил Беттгер и что стало с этим веществом после реакции?

3. Обобщающее повторение. Металлы главных подгрупп I–III групп

Переходим к третьему этапу урока. Каждый из вас получил задания маршрута вашей команды и маршрутов других команд. У 1-й команды – маршрут А, у 2-й команды – маршрут К, у 3-й команды – маршрут Х. Выполняя задания одно за другим, вы переходите от одной буквы к другой. Из букв составляется слово. Капитаны отмечают путь своего отряда на маршрутной карте.

МАРШРУТ А    

Задание 1. О физических свойствах какого металла идет речь: серебристо-белого цвета, режется ножом, легкоплавкий?
1) Кальций;
2) натрий.

Задание 2. Выберите уравнения, отражающие способы устранения постоянной жесткости воды:

а) СаSO₄ + Na₂СО₃ = СаСО₃ + Na₂SO₄;

б) Ca(НСО₃)₂ + Ca(OH)₂ = 2CaCO₃+ 2Н₂О;

в) Ca(НСО₃)₂ + Nа₂СO₃ = СаСО₃ + 2NаНСО₃;

г) MgSO₄ + Na₂CO₃ = MgСО₃ + Na₂SO₄.

1) а, г;
2) в, г.

Задание 3. Какую степень окисления проявляет алюминий в соединениях?

1) +1, +3;
2) +3;
3) –3.

Ключевое слово – АТОМ.

МАРШРУТ К

Задание 1. Какие свойства проявляют щелочные металлы в химических реакциях?

1) Восстановительные
2) окислительные и восстановительные.

Задание 2. Какие из уравнений химических реакций доказывают свойства алюминия как промежуточного элемента между металлами и неметаллами:

1) а, в;
2) б.

Задание 3. К какому типу элементов относится кальций?

1) р-элемент;
2) s-элемент;
3) d-элемент.

МАРШРУТ Х

Задание 1. Какую степень окисления проявляет в соединениях натрий?

1) Постоянную;
2) переменную.

Задание 2. Какие из указанных реакций характеризуют восстановительные свойства кальция:

1) а, б, в, г;
2) только а и г.

Задание 3. Какая схема строения последнего энергетического уровня соответствует атому алюминия?

1) 3s¹;
2) 3s²3p¹;
3) 4s².

А сейчас охарактеризуем элементов-металлов I–III
групп главных подгрупп.

Характеристика элементов-металлов I–III
групп главных подгрупп

• Семейство (тип элемента) – s или р.

• Число электронов на последнем энергетическом уровне (валентные электроны) – соответствует номеру группы.

• Степени окисления в соединениях – постоянные.

• Свойства простого вещества – металлические.

• Свойства соединений элементов с позиций теории окислительно-восстановительных реакций – восстановительные.

• Характер оксидов и гидроксидов – основный, у Аl – амфотерный.

4. Обобщающее повторение. Металлы побочных подгрупп периодической системы

Повторение проводится в форме групповой работы. Капитаны становятся координаторами, организующими работу своей группы, а также отвечающими за заполнение таблицы по итогам работы. Таблицы для характеристики конкретных элементов раздаются трем капитанам. Эти таблицы аналогичны той схеме, которую заполнял учитель на доске. Капитаны также принимают участие в оценке деятельности членов своей команды и всей группы в целом.

Задания 1-й команде

Задание 1. Составьте схему распределения электронов по орбиталям в атоме железа. Определите количество валентных электронов.

Задание 2. Охарактеризуйте свойства простого вещества железа (тип кристаллической решетки, характер связи, физические свойства).

Задание 3. Какая степень окисления железа в следующих соединениях:

Fе(ОН)₂, FeСl₃, К₂FеO₄, Fе₂О₃, Fe(ОН)₃?

Задание 4. Проделайте качественные реакции на ионы Fе²⁺ и Fe³⁺. К раствору Fе(ОН)₂ добавьте пероксид водорода. Объясните наблюдаемые явления. Какими свойствами обладают оксиды и гидроксиды железа(II и III)?

Задание 5. Сделайте вывод об окислительно-восстановительных свойствах соединений железа на основании следующих химических уравнений:

Задания 2-й команде

Задание 1. Составьте схему распределения электронов по орбиталям в атоме марганца. Определите количество валентных электронов.

Задание 2. Охарактеризуйте свойства простого вещества марганца (тип кристаллической решетки, характер связи, физические свойства).

Задание 3. Каким степеням окисления марганца соответствуют следующие соединения: Mn₂О₇, Mn(ОH)₂, Мn(ОH)₃, HМnО₄, МnO₂, H₂MnO₄, Mn₂О₃? Какие химические свойства проявляют данные соединения?

Задание 4. Осуществите практически окислительно-восстановительные реакции между КМnО₄ и Na₂SО₃ в различных средах (кислой, нейтральной, щелочной). Объясните свои наблюдения. Чем определяется состав продуктов восстановления?

Задание 5. Расставьте коэффициенты в следующих ниже уравнениях реакций методом электронного баланса. Укажите, какие свойства (окислительные или восстановительные) проявляет марганец в данных реакциях:

MnO₂ + HCl MnCl₂ + Cl₂ + H₂O,

MnO₂ + KClO₃ + KOH K₂MnO₄ + KCl + H₂O.

Задания 3-й команде

Задание 1. Составьте схему распределения электронов по орбиталям в атоме хрома. Определите количество валентных электронов.

Задание 2. Охарактеризуйте свойства простого вещества хрома (тип кристаллической решетки, характер связи, физические свойства).

Задание 3. Каким степеням окисления хрома соответствуют следующие соединения: Сr(ОН)₃, CrО₃, H₂Cr₂O₇, Cr(OH)₂, H₂CrO₄, CrO, Cr₂О₃. Какие химические свойства проявляют данные соединения?

Задание 4. Практически докажите амфотерный характер Сr(ОН)₃. Осуществите взаимопревращения хромата K₂CrO₄ в дихромат K₂Cr₂O₇. Дайте соответствующие объяснения.

Задание 5. Расставьте коэффициенты в следующих ниже уравнениях реакций методом электронного баланса. Охарактеризуйте свойства соединений хрома в данных реакциях:

Cr₂(SO₄)₃ + KMnO₄ + H₂O K₂Cr₂O₇ + MnO₂ + H₂SO₄,

SO₂ + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ K₂SO₄ + Cr₂(SO₄)₃ + H₂O.

Учитель составляет на доске схему, ключевые слова в которой называют ученики

5. Итоговое тестирование

Чтобы проверить ваши знания проведем небольшую проверочную работу, выберите из ниже приведенных верные утверждения:

Вариант 1.

1. Щелочные металлы являются сильными восстановителями.
2. Действием соды можно устранить временную и постоянную жесткости воды.
3. Соли алюминия гидролизу не подвергаются.
4. Оксид и гидроксид алюминия обладают амфотерными свойствами.
5. Железу в степени окисления +3 соответствует железная кислота.
6. Соли железа(III) получают при сжигании железа в хлоре и при взаимодействии железа с разбавленными соляной и серной кислотами.
7. Соединения хрома с промежуточной степенью окисления проявляют и окислительные, и восстановительные свойства.
8. В кислой среде дихроматы переходят в хроматы.
9. Валентные электроны марганца – это 2 электрона внешнего и 5 электронов предвнешнего энергетического уровня.
10. Перманганат калия является сильным окислителем.

Вариант 2.

1. Натрий и калий получают путем электролиза растворов хлоридов и гидроксидов.
2. Составной частью негашеной извести является Са(ОН)₂.
3. На поверхности алюминия имеется тонкая оксидная пленка, предохраняющая его от дальнейшего окисления.
4. При сплавлении алюминия со щелочами образуются метаалюминаты.
5. При сгорании железа в кислороде и на воздухе в основном образуется смешанный оксид Fe₃О₄.
6. При долгом нахождении на воздухе гидроксид железа(III) превращается в гидроксид железа(II).
7. В азотной и концентрированной серной кислотах хром пассивируется.
8. Хроматы и дихроматы являются сильными восстановителями.
9. На воздухе на поверхности марганца образуется тонкая оксидная пленка, предохраняющая его от дальнейшего окисления.
10. В химических реакциях наиболее полное восстановление марганца в степени окисления +7 происходит в кислой среде.

6. Рефлексия

А теперь сравним свойства элементов главных и побочных групп.

На доске записаны верные утверждения.

1 вариант – 1, 2, 4, 7, 9, 10;
2 вариант – 3, 4, 5, 7, 9, 10.

По результатам тестирования рассчитайте коэффициент усвоения темы:

К_усв = (х – y)/х•100%,

где х – общее количество утверждений (х = 10), y – количество ошибок (все неверные ответы).
Коэффициент К_усв = 91–100% свидетельствует об отличном усвоении темы (оценка «5»), 80–90% – о хорошем (оценка «4»), 60–79% – об удовлетворительных знаниях (оценка «3»), менее 60% свидетельствует о том, что тема не усвоена (оценка «2»).

 Подсчитайте количество баллов, занесите их в сводную таблицу и оцените себя. Сравните вашу оценку с коэффициентом усвоения темы.

Домашнее задание: стр. 202 №7;  №6; №5.

Ребята внимательно слушают.

Ознакомление с руководством к уроку.

Запись темы урока в тетради

Работа в командах.

 1. (Пример четверостишия:
Марганец, железо, хром –
Из них каждый вхож в наш дом.
Кто не знает марганцовки,
Заслужил не больше двойки.)

2.

а) (Ответ. Природные соединения кальция.)

б) (Ответ. Щелочные металлы, металлы
главной подгруппы I группы.)

в) (Ответ. Основные оксиды.)

г) (Ответ. Cоли хромовых кислот.)

3.

а) (Ответ. d-Элементы.)

б) (Ответ. Природные соединения железа.)

в) (Ответ. Амфотерные гидроксиды.)

г) (Ответ. Различные виды Са(ОН)₂.)

д) (Ответ. Сильные окислители,
соединения элементов
в высшей степени
окисления.)

4.  а) (Ответ. Устранение карбонатной
жесткости воды.)

б) (Ответ. Гипс, используется в медицине.)

в) (Ответ. Защитная оксидная пленка
на поверхности Аl, Мn, Сr;
хромирование, алитирование.)

(Ответ. Элемент с переменной
степенью окисления.)

д) (Ответ. Железо – составная часть гемоглобина,
на его окислительно-восстановительных
свойствах основан перенос эритроцитами кислорода.)

5. Ребята внимательно смотрят демонстрацию.

(Ответ. Дихромат аммония
при горении образует зеленый
оксид хрома(III), азот и воду.)

Повторение проводится в форме прохождения маршрута. На работу в парах отводится 4 мин, а каждой команде – по 3 мин.

1.

(Ответ. 2, буква «Т».)

2.

(Ответ. 1, буква «О».)

3.(Ответ. 2, буква «М».)

Составление ключевого слова.

Ключевое слово – АТОМ.

1.(Ответ. 1, буква «Р».)

2.(Ответ. 2, буква «Е».)

3.(Ответ. 2, буква «М».)

Ключевое слово – КРЕМ.

1.(Ответ. 1, буква «Р».)

2.(Ответ. 1, буква «О».)

3.(Ответ. 2, буква «М».)

Ключевое слово – ХРОМ.

Учитель составляет на доске схему, ключевые слова в которой называют ученики

На выполнение индивидуального задания отводится 5 мин. Затем учащиеся совместно заполняют таблицу, учитель обобщает результаты работы всех групп.

Выполнение заданий и предоставление правильных ответов 1-ой командой

1.

(Ответ. ₂₆Fe 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²,
8 валентных электронов.)

2.

(Ответ. Металлическая кристаллическая решетка,
металлическая связь, = 7,87 г/см³, t_пл = 1539 °С.)

3.(Ответ. +2, +3, +6, +3, +3.)

4.(Ответ.

Оксид и гидроксид железа(II) обладают основными свойствами,
оксид и гидроксид железа(III) – амфотерными.)

5. (Ответ. а) Восстановительные свойства ;
б) окислительные свойства ;
в) восстановительные свойства ;
г) окислительные свойства .

Вывод.

В низших степенях окисления железо проявляет восстановительные свойства, в высших – окислительные, в промежуточных степенях окисления проявляет двойственную реакционную способность.)

Выполнение заданий и предоставление правильных ответов 2-ой командой

1.

(Ответ. ₂₅Mn 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²,
7 валентных электронов.)

2.

(Ответ. Металлическая кристаллическая решетка,
металлическая связь, = 7,44 г/см³, t_пл = 1245 С.)

3.

(Ответ. +7 (кислотный оксид), +2 (основный гидроксид),
+3 (основный гидроксид), +7 (кислота), +4 (амфотерный оксид),
+6 (кислота), +3 (основный оксид).)

4.

(Решение. В три пробирки наливаем розовый раствор перманганата калия,
в первую добавляем серную кислоту, во вторую – дистиллированную воду,
в третью – раствор гидроксида натрия. Затем в каждую пробирку вносим несколько кристаллов сульфита натрия. Розовый раствор в первой пробирке становится бесцветным
(ионы восстанавливаются в кислой среде до ионов Mn²⁺); во второй пробирке выпадает бурый осадок (ионы восстанавливаются в нейтральной среде до МnО₂); в третьей пробирке цвет раствора становится зеленым (ионы в щелочной среде восстанавливаются до ионов ). Следовательно, состав продуктов восстановления определяется реакцией среды. Наиболее полное восстановление перманганата происходит в кислой среде, наименьшее – в щелочной.)

5.

(Решение.

Марганец в степени окисления +4 в зависимости
от партнера в реакции проявляет либо окислительные,
либо восстановительные свойства.)

Выполнение заданий и предоставление правильных ответов 3-ей командой

1.

(Ответ. ₂₄Cr 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹,
6 валентных электронов.)

2.

(Ответ. Металлическая кристаллическая решетка,
металлическая связь, = 7,19 г/см³, t_пл = 1890 °С,
самый твердый металл.)

3.

(Ответ. +3 (амфотерный гидроксид),
+6 (кислотный оксид), +6 (кислота),
+2 (основный гидроксид), +6 (кислота)

+2 (основный оксид), +3 (амфотерный оксид).)

4.

(Решение. При осторожном добавлении раствора NaOH
к раствору соли CrCl₃ выпадает серо-зеленый осадок Cr(ОН)₃:

CrCl₃ + 3NaOH = Cr(ОН)₃ + 3NaCl.

Этот осадок растворяется как в кислоте (зеленый раствор),
так и в избытке щелочи (фиолетовый раствор):

Cr(ОН)₃ + 3НCl = СrCl₃ + 3H₂O,
Cr(ОН)₃ + NaOН + 2H₂O = Na[Сr(OH)₄(H₂O)₂].

К оранжевому раствору дихромата калия приливаем немного раствора щелочи.
Раствор приобретает желтую окраску (образуется хромат калия). В этот же раствор приливаем соляную кислоту, раствор снова становится оранжевым (образуется дихромат калия). Следовательно, хроматы в кислой среде ревращаются в дихроматы, а последние в щелочной среде превращаются в хроматы.)

5.

(Решение.

В зависимости от степени окисления
хром проявляет восстановительные
или окислительные свойства.)

Характеристика элементов-металлов побочных подгрупп

• Семейство (тип элемента) – d.

• Число электронов на последнем энергетическом уровне – 1–2.

• Число валентных электронов – как правило, соответствует номеру группы (кроме VIII).

• Степени окисления в соединениях – переменные.

• Свойства простого вещества – металлические.

• Свойства соединений элементов – окислительные и восстановительные.

• Характер оксидов и гидроксидов – основный, амфотерный и кислотный.

Выполнение самостоятельной работы

Время выполнения 10 минут.

Характерной особенностью d-элементов является то, что валентные электроны у них находятся на s-орбитали внешнего и d-орбиталях предвнешнего слоя. Напротив, у элементов-металлов главных подгрупп валентные электроны занимают только внешний энергетический уровень. Эти отличия определяют переменные степени окисления d-элементов и постоянные – элементов главных подгрупп (s- и p-элементов). Строение внешнего электронного слоя атомов d-элементов примерно одинаково (1 или 2 электрона), поэтому в периоде слева направо свойства d-элементов изменяются менее резко, чем в ряду s- и р-элементов, где количество электронов на последнем слое увеличивается с ростом порядкового номера элемента.
Вместе с тем атомы элементов-металлов главных и побочных подгрупп имеют относительно невысокие энергии ионизации. Это связано с небольшим числом электронов на последнем энергетическом уровне и наличием свободных орбиталей. Иными словами, структура внешнего электронного слоя у них подобна. Поэтому и те, и другие обладают металлическими свойствами.
Следовательно, строение атомов элементов определяет их характерные свойства. Во взаимосвязи строение–свойства проявляется универсальная в природе связь. Например, в биологии существует взаимосвязь строения и функций различных органов и тканей.

Учащиеся обмениваются попарно работами и сверяют их с ответами на доске, рассчитывают коэффициент усвоения темы.

Учащиеся работают по руководству к уроку, оценивают свою работу. Учитель комментирует оценки с помощью капитанов команд. Учащиеся сдают заполненные таблицы по самооценке эффективности работы на уроке.

Запись домашнего задания.