Государственное учреждение образования «Муринборский учебно-педагогический комплекс ясли-сад – средняя школа Костюковичского района»
Обобщение опыта педагогической деятельности
«Системный подход в обучении решению расчетных задач
по химии (по теме «Смеси веществ»)»
Бирюкова Галина Михайловна
учитель химии
8(029) 9629041
e-mail: galina.biryukowa0806@yandex.ru
1. Информационный блок
1.1. Название темы опыта
Системный подход в обучении решению расчетных задач по химии (по теме «Смеси веществ»)
1.2. Актуальность опыта
Цель изучения химии – формирование системы химических знаний и опыта их применения, обеспечивающего общекультурное развитие личности, понимание химической картины природы как части естественнонаучной картины мира, активная адаптация в социуме и безопасное поведение, готовность к продолжению образования на последующих уровнях и ступенях профессионального образования [1].
Одна из главных задач воспитания подрастающего поколения - формирование самостоятельности мышления, подготовка к творческой деятельности. Это требование времени, социальная задача, которую призвана решать школа. Сейчас нужны не просто знающие люди, а люди творческого склада, инициативные и пытливые, способные активно трудиться, развивать науку, технику, культуру.
Решение расчетных задач является средством получения учащимися глубоких и прочных знаний, средством формирования у них активности и самостоятельности как черт личности, развития их умственных способностей. Чтобы достигнуть эффективности в формировании умения решать расчетные задачи, предусматриваю для этого специальное время на уроках, предлагаю задачи для самостоятельного решения при выполнении домашнего задания. Учащиеся работают над задачами систематически, а не случайно или эпизодически. При таком условии у них вырабатываются устойчивые умения и навыки в решении различных типов расчетных задач и уменьшается время на выполнение данной работы.
Стремление сформировать у учащихся умение строить мыслительный процесс при решении задач привело меня к необходимости создания банка данных расчетных задач по химии. Проанализировав типы расчетных задач, предлагаемые учебной программой, и сборниками задач по химии для 7 – 11 классов [2 – 6], я увидела следующее противоречие.В программе по учебному предмету «Химия» (базовый уровень) не предлагаются расчетные задачи на смеси веществ, за исключением темы «Растворы», 8 класс. Но в сборниках задач предлагаются задачи на смеси веществ, причем в достаточно большом количестве: 7 класс [2] – 67 задач, 8 класс [3] – 37 задач, 9 класс [4] – 57 задач, 10 класс [5] – 94 задачи, 11 класс [6] – 109 задач. При формировании умений решения задач такого типа на практике пришлось столкнуться также с противоречием между слабыми математическими знаниями у большинства учащихся и необходимостью научить решать расчетные задачи всех учащихся.
1.3. Цель моего опыта: содействовать повышению качества знаний учащихся по химии посредством системного подхода к решению расчетных задач.
Как известно, химически чистых веществ в обычной жизни практически не бывает, чаще всего это смеси. В технике, промышленности и сельскохозяйственном производстве часто возникают самые разнообразные практические и теоретические задачи по разделению смесей или по определению их состава. Задачи на смеси отличаются большим разнообразием, что следует из их классификации, в зависимости от качественного состава и количественных характеристик смесей.
Решение задач, связанных с определением состава смеси веществ, является одним из наиболее сложных для учащихся и интересных разделов при обучении химии. Для определения состава смеси веществ можно использовать разные способы и приёмы решения задач.
1.4. Достижение поставленной цели предполагает решение следующих задач:
1. Раскрыть теоретические основы решения расчетных химических задач.
2. Сформировать систему умственных умений и закрепить эти умения в системе действий.
3. Сформировать у учащихся умение решать расчетные задачи по химии (по теме «Смеси веществ») на основе развития химического логического и наглядно-образного мышления.
4. Создать банк задач разного уровня сложности по теме «Смеси веществ».
Предполагаемые результаты работы:
- достаточный уровень умения решения расчетных задач по химии (по теме «Смеси веществ»);
- создание банка расчетных задач по теме «Смеси веществ»;
- повышение интереса у учащихся к учебному предмету «Химия».
2. Описание технологии опыта
2.1. Описание сути опыта
Решение химических задач – важная сторона овладения знаниями основ науки химии. Включение задач в учебный процесс позволяет реализовать следующие дидактические принципы обучения: 1) обеспечение самостоятельности и активности учащихся; 2) достижение прочности знаний и умений; 3) осуществление связи обучения с жизнью; 4) реализация предпрофильного и профильного обучения химии, профессиональной ориентации.
У учащихся в процессе решения воспитывается трудолюбие, целеустремленность, развивается чувство ответственности, упорство и настойчивость в достижении поставленной цели.
Велика развивающая функция решения задач, которая формирует рациональные приемы мышления, устраняет формализм знаний, прививает навыки самоконтроля, развивает самостоятельность.
Образовательная роль задач заключается в том, что расчетные задачи раскрывают перед учащимися количественную сторону химии как точной науки. Через задачи осуществляется связь теории с практикой, в процессе их решения закрепляются и совершенствуются химические понятия о веществах и процессах.
В ходе решения задач идет сложная мыслительная деятельность учащихся, которая определяет развитие, как содержательной стороны мышления (знаний), так и действительной (операций, действий). Теснейшее взаимодействие знаний и действий является основой формирования различных приемов мышления: суждений, умозаключений, доказательств. В свою очередь знания, используемые при решении задач, можно подразделить на два рода: знания, которые ученик приобретает при разборе текста задачи и знания, без привлечения которых процесс решения невозможен. Сюда входят знания основных теорий и законов, разнообразные химические понятия, физические и химические свойства веществ, формулы соединений, уравнения химических реакций, молярные массы веществ и т. п.
Необходимо помнить, что решение химических задач – это не самоцель, а средство обучения, способствующее прочному усвоению знаний.
Окончательно разработанной классификации школьных химических задач не существует. В учебных пособиях по методике преподавания химии, специальных методических пособиях по решению задач приводятся различные варианты классификации задач.
Химические расчетные задачи можно условно разделить на три группы:
1. Задачи, решаемые с использованием химической формулы вещества или на вывод формулы.
2. Задачи, для решения которых используют уравнения химической реакции.
3. Задачи, связанные с растворами веществ.
И каждая из трех групп задач включает в себя задачи на смеси веществ.
При всей важности отдельных задач эффект целостного образовательного процесса обеспечивается всем множеством задач по каждой теме, которое должно образовывать систему. Таким образом, ключевой элемент ресурсного обеспечения учебного процесса – система задач.
Системой задач называется совокупность задач к блоку уроков по изучаемой теме, удовлетворяющая ряду требований.
- Полнота. В системе задач присутствуют задачи на все изучаемые понятия, факты, способы деятельности.
- Наличие ключевых задач. Задачи сгруппированы в узлы вокруг объединяющих центров – задач, в которых рассматриваются факты или способы деятельности, применяемые при решении других задач и имеющие принципиальное значение для усвоения предметного содержания.
- Возрастание трудности. Система состоит из трех подсистем, соответствующих минимальному, базовому и повышенному уровням планируемых результатов обучения. В каждой из подсистем трудность задач непрерывно нарастает. Интересные задачи, составленные по возрастанию трудности, нахожу в тренажере по химии А.И. Врублевского [7]. Эти задачи часто использую для индивидуальной работы и дополнительных занятий.
- Целевая ориентация. Для каждой задачи определено ее место и назначение в блоке уроков.
- Целевая достаточность. В системе достаточно задач для тренажа в классе и дома, аналогичных задач для закрепления методов решения, задач для индивидуальных и групповых заданий разной направленности, для самостоятельной деятельности учащихся, для текучего и итогового контроля.
6. Психологическая комфортность. Система задач учитывает индивидуальные и возрастные особенности учащихся.
Свою систему создаю на основе планирования уроков и домашних заданий, а выполнение учащимися домашних заданий систематически контролирую с обязательным выправлением ошибок.
Решение химической задачи состоит из многих операций, которые должны определенным образом соединяться между собой и применяться в установленной последовательности в соответствии со складывающейся логикой решения. Именно эта последовательность и должна привести к положительному результату.
Важный фактор обучения учащихся решению задач – необходимость отработки некоторой последовательности действий, формирование определенного алгоритма действий, который может быть следующим:
1. Внимательно прочесть текст задачи, стараясь понять ее суть.
2. Выполнить химическую часть задачи.
2.1. Записать условие задачи, используя общепринятые обозначения физико-химических величин.
2.2. Провести запись вспомогательных величин согласно условию задачи.
2.3. Выполнить исследование текста задачи.
2.4. Провести анализ задачи и наметить план ее решения (алгоритм решения).
3. Выполнить математическую часть задачи.
3.1.Подобрать наиболее рациональный способ решения.
3.2. Провести необходимые расчеты.
3.3. Осуществить проверку полученного результата (правильность хода выполненного решения).
3.4. Записать ответ задачи.
Указанную последовательность можно представить учащимся в виде графического наглядного пособия.
Выполнение химической части задачи начинается с записи ее условия. В условии большинства химических задач заложена программа их решения, так как между неизвестной величиной и величинами, указанными в задаче, существует определенная связь. Решение задачи сводится к поиску этой связи.
Процесс решения задачи идет последовательно и быстро, если она понята и записано ее условие. Сокращенная запись условия задачи необходима для того, чтобы: не обращаться в процессе решения вновь и вновь к ее тексту; видеть, что дано, что нужно найти, в каких величинах и единицах; помочь фиксации внимания учащихся на смысле и цифрах.
Условие задачи нужно записывать с помощью общепринятых обозначений, свертывая информацию задачи в компактную, довольно четкую и легко обозреваемую схему.
Исследование текста химической задачи необходимо начинать с выяснения следующих вопросов: говорится ли в задаче о химическом процессе; если да, то о каком? Или речь идет только о конкретном веществе и по названию нужно привести его формулу? Если в условии называется химический процесс, то необходимо записать уравнение реакции.
Важный момент в решении задачи – ее анализ. Прежде всего, при решении задачи очень важно размышлять, а не выполнять действия шаблонно. Главное – формировать в ходе решения мышление, развивать творческое воображение учащихся. В ходе анализа условия и текста задачи важно научить их составлению плана решения (алгоритма) и его выполнению.
С чего начинать анализ? Нужно сформулировать отношение между неизвестной величиной и данными, которое возможно провести двумя путями. Первый путь – аналитический – предполагает поиск решения от неизвестного к данным величинам, второй, обратный первому, путь – синтетический (от известных величин к неизвестной):
Следует ознакомить учащихся с обоими путями анализа, чтобы они могли использовать наиболее подходящий путь в соответствии со складом их мышления.
Почти каждая химическая задача может быть решена несколькими способами. В практике обучения решению задач очень важно всячески поощрять поиск учащимися вариантов решения одной и той же задачи различными способами. Это необходимо во избежание трафаретного подхода, вырабатывающегося у учащихся. Владение несколькими способами решения задачи облегчает решение задачи нового типа.
Способ математического расчета выбирается в зависимости от типа задачи, ее условия, индивидуальных и возрастных особенностей учащегося, его математической подготовки. Наметив план решения задачи (алгоритм), подбирают рациональный способ ее решения.Если решение получилось длинным и громоздким, всегда должно быть подозрение, что есть другое решение, более короткое, которое надо попытаться отыскать.
В ходе решения задачи важно критически оценить, проанализировать ход поиска ее решения и полученный ответ. В процессе решения не исключены ошибки. Чем тщательнее будет сделан анализ хода решения задачи, тем эффективнее окажется процесс овладения методикой решения.
Когда задача решена, записывают ее ответ в сжатой, но полной форме.
Таким образом, знание путей решения расчетной задачи и соблюдение определенных последовательных действий в процессе ее решения приведут к получению правильного осмысленного результата.
Опираясь на свой опыт работы, разделяю расчетные задачи по теме «Смеси веществ» на следующие типы:
1. Двухкомпонентные смеси, содержание каждого вещества в которых определяется по двум количественным характеристикам данной смеси (Приложение А).
2. Двухкомпонентные смеси, содержание каждого вещества в которых определяется по одной количественной характеристике данной смеси (Приложение Б).
3. Смеси растворов, химических состав которых при смешивании не изменяется, изменяется доля растворенного вещества (Приложение В).
4. Смеси, компоненты которых определяются путем последовательного удаления их из смеси каким-либо реактивом в виде осадка или газа (Приложение Г).
- Смеси, содержащие вещества, реагирующие с каким-либо реактивом с образованием одного и того же соединения (Приложение Д).
На уроках предлагаю учащимся 1-2 способа решения каждого типа задач. На факультативных и стимулирующих занятиях прорабатываем иные возможные способы решения.
2.2. Критерии оценки ожидаемых результатов
В результате использования описанного опыта формирования умений учащихся по решению расчетных задач по химии школьники должны
- знать основные типы расчетных задач по теме «Смеси веществ», логические подходы и алгоритмы решения задач различных типов (когнитивный результат);
- уметь решать расчетные задачи приведенных типов (деятельностный результат);
- формирование устойчивого интереса к изучению учебного предмета (ценностно-смысловой результат).
2.3. Диагностический инструментарий для определения сформированности умений учащихся по решению расчетных задач:
- банк задач по теме «Смеси веществ» разного уровня сложности;
- проверочные работы на уроках с включением расчетных задач по теме «Смеси веществ» (Приложение Е).
2.4. Результативность и эффективность опыта
1. Достаточно высокий средний бал успеваемости по химии в 10 классе, где обучение проводилось на основе описанных способов решения задач (7 класс - 6,8 балла, 8 класс – 6,8 балла; 9 класс – 7,3 балла).
2. Возможность использования опыта при проведении факультативных и стимулирующих занятий с высокомотивированными учащимися.
3. Работа с учащимися по решению задач по теме «Смеси веществ» развивает логическое и наглядно-образное мышление учащихся.
4. Накопленные дидактические материалы доступны для использования учащимся учреждения образования.
3. Заключение.
Решение задач – это один из приемов обучения, посредством которого обеспечивается более глубокое и полное усвоение учебного материала по химии и вырабатывается умение самостоятельного применения приобретенных знаний.
В процессе решения задач происходит уточнение и закрепление химических понятий о веществах и процессах, вырабатывается навык в использовании имеющихся знаний. Побуждая учащихся повторять пройденное, углублять и осмысливать его, химические задачи способствуют формированию системы конкретных представлений, что необходимо для осмысленного восприятия последующего материала. Задачи, включающие определенные химические ситуации, становятся стимулом самостоятельной работы учащихся над учебным материалом. Мерой усвоения учебного материала считаю не только и даже не столько знание теории химии, сколько умение использовать полученные знания при решении различных задач.
Таким образом, решение задач – важный компонент процесса обучения химии. Наилучшие результаты были достигнуты при систематическом решении расчетных задач. Поэтому разработка систем задач является важной составляющей в процессе обучения, так как система задач позволяет в наиболее короткий срок и с наименьшей затратой сил достигнуть хороших результатов.
3.2. Перспективы работы над темой опыта я вижу в изучении и возможности реализации методики задачного подхода при обучении химии.
Традиционная система школьного образования приводит к тому, что выпускник средней школы, имея хорошую теоретическую подготовку, не может применить свои знания на практике. Кроме того, постоянно увеличивается объем научной информации, усложняется учебный материал, количество часов на учебный предмет уменьшается. Это приводит к увеличению информационного материала на уроке и, как следствие, снижению качества усвоения учебного материала. Отсюда следует, что учитель должен выступать не только как источник информации, но и как организатор деятельности учащихся. При таком построении учебного процесса важным становится задачный подход в обучении химии. Полученные знания становятся следствием работы над задачами, организованными в систему.
Параллельно с освоением учебного материала при решении задач ученик из пассивного потребителя знаний превращается в активного участника учебно-образовательного процесса. Учитель ставит задачи перед учащимися, организует и направляет их деятельность, анализирует полученные результаты.
Задача учителя состоит в том, чтобы дать возможность учащимся проявить свою индивидуальность, творчество, вселить уверенность в свои силы.
Литература
1. Концепция учебного предмета «Химия».
2. Сборник задач по химии: учебное пособие для 7 класса учреждений общего среднего образования/ В.Н. Хвалюк, В.И. Резяпкин; под ред. В.М. Хвалюка. – Минск: Адукацыя і выхаванне, 2012. – 200 с.
3. Сборник задач по химии: учебное пособие для 8 класса учреждений общего среднего образования/ В.Н. Хвалюк, В.И. Резяпкин; под ред. В.М. Хвалюка. – Минск: Нар. асвета, 2012. – 158 с.
4. Сборник задач по химии: учебное пособие для 9 класса учреждений общего среднего образования/ В.М. Хвалюк [и др.]; под ред. В.М. Хвалюка. – Минск: Нар. асвета, 2012. – 159 с.
5. Сборник задач по химии: учебное пособие для 10 класса учреждений общего среднего образования/ В.М. Хвалюк, В.И. Резяпкин; под ред. В.М. Хвалюка. – Минск: Адукацыя і выхаванне, 2013. – 184 с.
6. Сборник задач по химии: учебное пособие для 11 класса общеобразовательных учреждений/ Е.И Шарапа, А.П. Ельницкий. – Минск: Нар. асвета, 2010. – 191 с.
7. Тренажер по химии/ А.И. Врублевский. – Минск: Красико-Принт, 2009. – 656 с.
Приложение А
№ 498 [2]. Газовая смесь массой 10 г, которая состоит из водорода и кислорода, занимает объем (н.у.) 28 дм3. Рассчитайте объем (н.у.) кислорода и массу водорода в газовой смеси.
1-й способ: составление уравнения с одним неизвестным.
1.1.
n(смеси) = V(смеси) / Vm = 28 / 22,4 = 1,25 моль;
n(H2) = x моль; n(O2) = (1,25 – x) моль;
M(H2) = 2 г/моль; M(O2) = 32 г/моль;
m(H2) = 2x г; m(O2) = 32 ∙ (1,25 – x) г;
m(смеси) = 2x + 32 ∙ (1,25 – x) = 10
x = 1; n(H2) = 1моль; n(O2) = 0,25 моль;
m(H2) = M ∙ n = 2 ∙ 1 = 2 г; V(O2) = Vm ∙ n = 22,4 ∙ 0,25 = 5,6 дм3.
1.2.
m(H2) = x г; m(O2) = (10 – x) г;
m(H2) / M(H2) + m(O2) / M(O2) = n(смеси);
x / 2 + (10 – x) / 32 = 28 / 22,4;
x = 2;
m(H2) = 2 г; m(O2) = 10 – 2 = 8 г;
n(O2) = 8 / 32 = 0,25 моль; V(O2) = 22,4 ∙ 0,25 = 5,6 дм3.
1.3.
М(смеси) = m / n = m ∙ Vm / V = 10 ∙ 22,4 / 28 = 8 г/моль;
М(смеси) = χ(Н2) ∙ М(Н2) + χ(О2) ∙ М(О2) = 2χ + (1 – χ) ∙ 32 = 8;
χ = 0,8
m(H2) = (V(смеси) / Vm) ∙ χ(Н2)) ∙ М(Н2) = 28 / 22,4 ∙ 0,8 ∙ 2 = 2 г;
V(O2) = V(смеси) ∙ χ(О2) = 28 ∙ 0,2 = 5,6 дм3.
1.4.
ω – массовая доля Н2 в смеси; (1 – ω) – массовая доля О2 в смеси;
ω ∙ m(смеси) / M(H2) + ((1 – ω) ∙ m(смеси)) / M(О2) = V(смеси) / Vm;
ω ∙ 10 / 2 + (1 – ω) ∙ 10 / 32 = 28 / 22,4;
ω = 0,2;
m(H2) = 0,2 ∙ 10 = 2 г; m(О2) = 10 – 2 = 8 г;
V(O2) = Vm ∙ n = Vm ∙ m(O2) / M(O2) = 5,6 дм3.
2-й способ:составление двух уравнений с двумя неизвестными.
n(H2) = x моль; n(O2) = y моль; n(смеси) = 28 /22,4 = 1,25 моль;
M(H2) = 2 г/моль; M(O2) = 32 г/моль; m = M ∙ n;
x + y = 1,25; x = 1,25 – y;
2x + 32y = 10; 2 ∙ (1,25 – y) + 32y = 10;
x = 1; y = 0,25;
n(H2) = 1 моль; n(O2) = 0,25 моль;
m(H2) = 2 ∙ 1 = 2 г; V(O2) = 22,4 ∙ 0,25 = 5,6 дм3.
3-й способ: решение без введения неизвестных величин.
3.1. способ: графический
Состав бинарной смеси можно представить графически в виде отрезка прямой. Начало этого отрезка (точка А) соответствует содержанию в смеси одного компонента в чистом виде (например 10 г О2). Тогда точка В соответствует содержанию в смеси второго компонента – Н2 массой 10 г. В этом случае любая точка на данном отрезке будет представлять смесь той же массы (10 г) с определенным содержанием каждого компонента. В направлении от точки А к точке В содержание Н2 возрастает от 0 до 10 г, а масса О2 убывает от 10 до 0 г.
В ходе решения задачи в точках А и В строят перпендикуляры к прямой АВ и откладывают на них отрезки, соответствующие объемам газов О2 и Н2 массой 10 г каждого, расчет которых равен:
V(O2) = Vm ∙ n = Vm ∙ m / M = 22,4 ∙ 10 / 32 = 7 дм3;
V(Н2) = Vm ∙ n = Vm ∙ m / M = 22,4 ∙ 10 / 2 = 112 дм3.
Полученные точки (7 дм3 и 112 дм3) соединяем прямой, которая отражает функциональную зависимость величины объема соответствующего газа от соотношения их в 10 г смеси.
Для определения состава смеси по массе на одном из перпендикуляров откладывает объем, равный объему смеси, – 28 дм3 и находим соответствующую этому объему точку на прямой. Проектируя полученную точку на прямую АВ, определяем соотношение газов по массе – 2 г Н2 и 8 г О2.
Затем определяем объем О2: V(O2) = Vm ∙ m / M = 22,4 ∙ 8 / 32 = 5,6 дм3.
3.2. способ
n(смеси) = V(смеси) / Vm = 28 / 22,4 = 1,25 моль;
М(смеси) = m / n = m ∙ Vm / V = 10 ∙ 22,4 / 28 = 8 г/моль;
M(H2) = 2 г/моль; M(O2) = 32 г/моль;
Составляем квадрат Пирсона (правило креста):
М(газов смеси) М(смеси) Диагональная разность
Н2 2 24
8
О2 32 6
Сократив полученные значения диагональной разности на наибольшее общее кратное, получим химическое количество каждого вещества в смеси:
n(H2) = 1 моль; n(O2) = 0,25 моль;
m(H2) = M ∙ n = 2 ∙ 1= 2 г; V(O2) = Vm ∙ n = 22,4 ∙ 0,25 = 5,6 дм3.
Приложение Б
№ 15[5]. Массовая доля кислорода в смеси оксида цинка и сульфата цинка составляет 28,35 %. Чему равна массовая доля оксида цинка в смеси этих веществ?
1-й способ.
1) n(смеси) = 1 моль; n(ZnO) = xмоль; n(ZnSO4) = (1 – x) моль;
2) смеси = х + 4 ∙ (1 – х) = (4 – 3х) моль;
3) М(ZnO) = 81 г/моль; М(ZnSO4) = 161 г/моль; М(О) = 16 г/моль;
4) ω(О) = m(O) / m(ZnO) + m(ZnSO4);
0,2835 = 16 ∙ (4 – 3x) / 81x + 161 ∙ (1 – x);
x = 0,72; n(ZnO) = 0,72 моль; n(ZnSO4) = 0,28 моль;
5) m(ZnO) = M ∙ n = 81 ∙ 0,72 = 58,32 г; m(ZnSO4) = 161 ∙ 0,28 = 45,08 г;
6) ω(ZnО) = m(ZnO) / m(смеси) = 58,32 / 58,32 + 45,08 = 0,57 (57 %).
2-й способ:
1) m(смеси) = 1 г; ω(ZnО) = х; ω(ZnSO4) = (1 – х);
2) в ZnО ω(О) = (16 : 81) ∙ х; в ZnSO4 ω(О) = (4 ∙16 / 161) ∙ (1 – х);
2) = (16 : 81) ∙ х + (4 ∙16 / 161) ∙ (1 – х) = 0,2835;
х = 0,57; ω(ZnО) = 0,57 (57 %).
3-й способ:
1) m(смеси) = 100 г; m(О) = 100 ∙ 0,2835 = 28,35 г;
2) m(ZnO) = х г; m(ZnSO4) = (100 – х) г;
3) х г а г (100 – х) г bг
ZnO → О; ZnSO4 → 4О;
81 г 16 г 161 г 64 г
4) а = 16 ∙ х / 81; b = 64 ∙ (100 – х) / 161;
5) 16 ∙ х / 81 + 64 ∙ (100 – х) / 161 = 28,35;
х = 57; m(ZnO) = 57 г; ω(ZnО) = 57 / 100 = 0,57 (57 %).
Приложение В
№ 550 [3]. К раствору серной кислоты массой 250 г с массовой долей H2SO4, равной 0,12, добавили еще раствор этой же кислоты массой 150 г с массовой долей H2SO4, равной 18 %. Определите массовую долю кислоты в полученном растворе.
Решать такие задачи можно различными способами. На мой взгляд, наиболее наглядный из всех – это метод «стаканов». Предлагаю свою интерпретацию этого метода. Данные для каждого раствора записываем внутри соответствующего «стакана». Расчеты для каждого из растворов записываем под соответствующим «стаканом». Расчеты производим по формуле для определения массовой доли вещества в растворе:
ω(вещества) = m(вещества) / m(раствора).
|
m1(р-ра) = 250г
ω1(H2SO4) =0,12
|
|
m3(р-ра) = m1(р-ра) + m2(р-ра)
m3(H2SO4) = m1(H2SO4) + m2(H2SO4)
ω3(H2SO4) = m3(H2SO4)/m3(р-ра) = ?
|
|
m2(р-ра) = 150г
ω2(H2SO4) =0,18
|
+ =
№ 1 № 2 № 3
m1(H2SO4)=250∙0,12= m2(H2SO4)=150∙0,18= m3(р-ра)=250+150=400 г;
= 30 г; = 27 г; m3(H2SO4) =30+27=57 г;
ω3(H2SO4)= 57/ 400 =0,1425
(14,25 %)
Приложение Г
№ 860 [5]. Смесь хлорида натрия и сульфата натрия массой 2 г растворили в воде. К раствору добавили избыток хлорида бария, в результате чего выпал осадок массой 2,33 г. Определите массовую долю хлорида натрия в исходной смеси.
1-й способ решения. Исходя из условия задачи видно, что при добавлении хлорида бария к смеси протекает только одна реакция.
Примем в исходной смеси m(NaCI) = x г, тогда m(Na2SO4) = (2 – x) г.
М(Na2SO4) = 142 г/моль; М(ВaSO4) = 233 г/моль.
(2 – x) г 2,33 г
Na2SO4 + ВaCI2 = ВaSO4↓ + 2NaCI
142 г 233 г
(2 – x) / 142 = 2,33 / 233;
х = 0,58; m(NaCI) = 0,58 г;
ω(NaCI) = m(NaCI) / m(смеси) = 0,58 / 2 = 0,29 (29%).
2-й способ. Исходя из уравнения реакции Na2SO4 + ВaCI2 = ВaSO4↓ + 2NaCI, видим, что в осадок выпадает только одно вещество ВaSO4. Определяем его количество: n(ВaSO4) = m / M = 2,33 / 233 = 0,01 моль.
Далее по уравнению реакции определяем химическое количество Na2SO4 в смеси:
х моль 0,01 моль
Na2SO4 + ВaCI2 = ВaSO4↓ + 2NaCI; n(Na2SO4) = 0,01 моль.
1 моль 1 моль
Определяем массу сульфата натрия в смеси:
m(Na2SO4) = M ∙ n = 142 ∙ 0,01 = 1,42 г.
Определяем массу хлорида натрия в смеси:
m(NaCI) = 2 – 1,42 = 0,58 г.
Определяем массовую долю хлорида натрия в смеси:
ω(NaCI) = m(NaCI) / m(смеси) = 0,58 / 2 = 0,29 (29%).
Приложение Д
№ 485 [5]. В результате взаимодействия смеси массой 8,97 г, которая состоит из магния и цинка, с избытком соляной кислоты выделился газ объёмом (н. у.) 4,48 дм3. Рассчитайте массовую долю цинка в исходной смеси.
Такие задачи обычно решаем через систему уравнений с двумя неизвестными.
1-й способ. Составляем уравнений реакций:
x г у дм3
Zn + 2HCI = ZnCI2 + H2↑
1моль 1моль
65 г 22,4 дм3
(8,97-х) г (4,48-у) дм3
Mg + 2HCI = MgCI2 + H2↑
1моль 1моль
24 г 22,4 дм3
Составляем систему уравнений с двумя неизвестными:
х /65 = у / 22,4 (1)
(8,97–х) / 24 = (4,48–у) / 22,4 (2)
Из первого уравнения выражаем у через х и подставляем полученное значение во второе уравнение:
у = 22,4х / 65; (3)
22,4 ∙ (8,97 – х) = 24 ∙ (4,48 – 22,4х / 65) (4)
Решаем уравнение (4) относительно х.
х = 6,5; m(Zn) = 6,5 г.
Массовую долю цинка находим по формуле:
w = (mкомпонента/mобщая) ∙ 100%
w(Zn)=(6,5 / 8,97) ∙ 100% = 72,46%.
2-й способ. Определяем химическое количество выделившегося водорода: n(H2) = V / Vm = 4,48 / 22,4 = 0,2 моль. Состав исходной смеси также определяем через химические количества.
x моль xмоль
Zn + 2HCI = ZnCI2 + H2↑
1моль 1моль
yмоль у моль
Mg + 2HCI = MgCI2 + H2↑
1моль 1моль
24 г 22,4 дм3
Составляем систему уравнений с двумя неизвестными:
х + у = 0,2; (1)
65х + 24y = 8,97; (2)
Из первого уравнения выражаем у через х и подставляем полученное значение во второе уравнение:
у = 0,2 – х; (3)
65х + 24 ∙ (0,2 – x) = 8,97; (4)
Решаем уравнение (4) относительно х.
х = 0,1; n(Zn) = 0,1моль; m(Zn) = M∙ n = 65 ∙ 0,1 = 6,5 г.
w(Zn)=(6,5 / 8,97) ∙ 100 % = 72,46 %
Ответ: массовая доля цинка равна 72,46 %.
Приложение Е
Пятый урок по теме «Растворы», 8 класс
Тема урока: Количественные характеристики состава растворов. Массовая доля растворенного вещества.
Тип урока: урок решения задач.
Цели урока:
• формировать у учащихся умения решать расчетные задачи с использованием понятия «массовая доля вещества в растворе»;
• развивать логическое мышление, умение сравнивать, обобщать, делать выводы, презентовать результаты своей работы;
• воспитывать чувство коллективизма, взаимопомощи, умения работать в группе.
|
Этапы
урока
|
Задачи этапа
|
Деятельность учителя
|
Деятельность учащихся
|
Методическое обеспечение
|
|
Организа-ционный
|
Создание добро-желательной обстановки
|
Приветствует учащихся
|
Записывают тему урока
|
|
|
Ориентиро-вочно-моти-вационный
|
Актуализация опорных знаний и умений
|
Объясняет правила выполнения задания. Координирует работу учащихся.
|
Выполнение входного задания.
Самопроверка выполнения входного задания.
Предъявление результатов учителю.
|
Входное задание (Приложение Е1)
|
|
Операцион-но-познава-тельный
|
Формирование умений решения и корректного оформления расчетных задач
|
При необходимости объясняет решение задачи 3 из входного задания.
При необходимости корректирует устные высказывания учащихся.
Координирует работу групп.
Акцентирует внимание на оформлении задачи.
Участвует в обсуждении результатов работы групп.
|
При необходимости задача 3 из входного задания выводится на экран, обсуждается.
Фронтальное обсуждение задания 4 из входного контроля.
Работа в группах по выполнению задания.
Решения задачи 1 (приложение Е2) на доске.
Презентация работы групп по выполнению заданий 2 и 3.
|
Слайды с выполнением заданий 3 и 4.
Задание для групп (Приложение Е2)
|
|
Контрольно- коррекцион-ный этап
|
Отработка и контроль основных умений в решении задач
|
Предлагает задания выходного контроля.
Предлагает учащимся на слайде эталон для проверки задания.
Участвует в обсуждении результатов.
|
Выполнение выходного контроля.
Взаимопроверка. Сравнение результатов с эталоном на экране.
Фронтальное обсуждение результатов выходного задания.
|
Задания для выходного контроля (Приложение Е3)
|
|
Рефлексивный этап
|
Формирование самооценки и взаимооценки
|
Предлагает учащимся оценить работу на уроке
|
Отвечают на вопросы: чему вы научились при решении задач? Что обязательно необходимо учитывать при решении подобных задач?
|
|
|
Домашнее задание
|
Работа над основными ощибками
|
Предлагает учащимся дифференцированные задания.
|
Выбирают задания в соответствии с пробелами в своих знаниях
|
№ 544, 546, 557 [3]
|
Приложение Е1
Входное задание
1. Допишите определение термина: раствор – это ________ система, состоящая из __________ и _________ вещества.
2. Масса растворенного вещества в растворе рассчитывается по формуле: ____________ .
3. Рассчитайте массовую долю хлорида натрия в растворе, полеченном при растворении 15 г соли в 185 г воды.
4. Массовая доля вещества в растворе увеличится в случае:
а) ↓+ вещество б) ↓+ вода в) ↑ - вода
Приложение Е2
Задания для работы групп
Группа I.
1. Чему равны массы воды и соли, которые следует взять для приготовления 300 г раствора с массовой долей растворенного вещества 5 %?
2. Как изменится массовая доля вещества, если к исходному раствору добавить 10 г вещества? Ответ подтвердите расчетами.
- Вывод: при добавлении ______ в исходный раствор масса растворенного вещества ______, следовательно, массовая доля вещества в растворе _______.
Группа II.
1. Чему равны массы воды и соли, которые следует взять для приготовления 300 г раствора с массовой долей растворенного вещества 5 %?
2. Как изменится массовая доля вещества, если к исходному раствору добавить 50 г воды? Ответ подтвердите расчетами.
3. Вывод: при добавлении ______ в исходный раствор масса воды в растворе ______, а масса растворенного вещества _____, следовательно, массовая доля вещества в растворе _______.
Приложение Е3
Как изменится массовая доля вещества в растворе, если к 150 г 10%-ного раствора соды добавить: а) 5 г соды; б) 150 г воды? Ответ подтвердите расчетами.
разгарнуць » / « згарнуць