cflbr2020

Музейное занятие внеурочной деятельности по химии. Интеллектуальная игра «Малахитовая шкатулка»

Участник педагогического конкурса ‒ Всероссийский дистанционный конкурс педагогического мастерства на разработку лучшего занятия по внеурочной деятельности

Материал опубликован 2 November 2020 в группе

УРОК.РФ: группа для участников конкурсов

47341

222724

Музейное занятие внеурочной деятельности
по химии в 9 – х классах

Интеллектуальная игра
«Малахитовая шкатулка»

Учитель: Половников Сергей Юрьевич, учитель химии
МАОУ СОШ № 14 им. А.Ф. Лебедева г. Томска

Тема: интеллектуальная игра по химии «Малахитовая шкатулка»
Место проведения: минералогический музей Томского политехнического университета.
Тип занятия: урок систематизации знаний через организацию игровой деятельности.
Продолжительность: 60 минут.

Цель: систематизация знаний по теме «Осадочные породы» (минералы).
Задачи:
Создание условий для:

формирования умений применять знания к решению задач по определению состава молекулы вещества, переводе информации из одной формы в другую;

формирования коллективных навыков в работе;

формирования навыков анализа: отличать домыслы от фактов;

развития самостоятельности учащихся;

развития познавательного интереса к химии у учащихся в музейном пространстве.
Формы организации учебно-познавательной деятельности: групповая, фронтальная.
Основные понятия и законы, используемые на занятии: осадочные породы, минералы, уравнение химической реакции, коэффициент, массовая доля элемента (вещества); закон постоянства состава вещества, закон сохранения массы вещества.
Оборудование и материалы для занятия: компьютер с проектором, печатный раздаточный материал (готовится заранее по числу команд, подавших заявку на участие), калькуляторы (1-3 на команду), чистые листы бумаги, ручки или карандаши на усмотрение.
Экспонаты музея: минералы халькантит, малахит.
Рекомендации по подготовке и проведению игры:
1. Перед началом игры учителю необходимо познакомить ребят с музейными экспонатами в процессе обзорной и тематической экскурсий в музее и договориться с администрацией музея о предоставления возможности провести занятие.

2. Количество заданий в интеллектуальной игре можно менять и отталкиваться необходимо от количества команд (в каждой команде не более 5 человек).

3. Каждой команде предлагается выполнить задания, связанные с расчетными задачами, составлением уравнений реакций, пояснением и обоснованием правильности выбранного решения. (Задания связаны с музейными экспонатами)
4. Продолжительность игры 6о минут. На выполнение заданий отводится определенное время.

5. Игра проходит в один этап.

6. Правильность, глубину и точность ответов определяет жюри, в состав которого могут входить не только учителя, но и сотрудники музея.

7. Выигрывает та команда, которая выполнила правильно максимально количество заданий. Оценивание производится членами жюри и озвучивается после игры.
Награждение. Среди команд-участниц определяется победитель (I место) и два призера (II и III места) с вручением Дипломов. Остальные команды получают Грамоты участников без указания занятого места. Можно ввести различные номинации, например – «Самое быстрое решение задачи (выполнение задания)», «Самое нестандартное решение», «Самый грамотный устный ответ» и т.д.

Содержание заданий

Задания 1, 2 высвечиваются на экране, задания задач и тексты задач высвечиваются на экране и в печатном варианте выдаются командам (по мере их выполнения) помощниками. У жюри есть бланки для оценивания команд и ключи оценивания с правильными ответами. (Время выполнения каждого задания 3 мин.)

Задание 1. Посмотрите на рисунки.

Аквамарины Бериллы

Гелиодоры Изумруд

Эти красивые драгоценные камни – объединяет общий химический состав Al2Be3(Si6O18).
Эту запись химического состава минералов можно расписать на формулы оксидов, если учесть валентность элементов и количественный состав атомов. Переведите формулу минерала в привычные для нас формулы оксидов.

Время работы 3 минуты. По истечение времени помощники собирают листы с ответами (команды указывают свой номер) жюри.

Ответ к заданию

Al2O3 · 3BeO · 6SiO2

Задание 2. . О каком горном хребте написал поэт С. Щипачев эти строки?

Время работы 3 минуты По истечение времени помощники собирают листы с ответами (команды указывают свой номер) жюри.

Задача «Поэты в горах»

Текст задачи

О н азиатскому материку

Пришелся каменным порогом.

Ему известен мамонта скелет

В грунтах промёрзлых. Ливнями, ветрами

Его точили миллионы лет,

Чтобы строкою засверкали грани.

Железо, никель, хромовые руды

Я строну словом, рифму им найду.

Недаром в копях камень изумрудный

Зеленым глазом смотрит в темноту.

Хребет запутает тропою лосьей,

Черникой спелой потчевать начнет,

Блеснёт меж сосен речкой Сосьвой,

В теснине речкой Вишерой блеснёт,

До светлой тучки ледником достанет,

В озера глянет, в стих войдет таким,

Он весь пропах лесами и цветами

И горьковатым дымом заводским.

С. Щипачев

Ответ к заданию

Уральский хребет.

Жюри оценивают ответы команд, суммирую баллы. В это время проводится короткая экспресс-игра «ДА-НЕТКИ». 1-2 члена жюри оцениваю ответы команд. Учитывается, кто первый подготовил ответ. (1 балл – правильный ответ). Общее время игры 5-7 минут. Жюри объявляет итоги выполнения заданий и экспресс-игры.

На каждый вопрос можно отвечать только «да» или «нет».

Время на обдумывание — двадцать секунд.

Правда ли, что...

1. ...Аргентина названа в честь серебра? (Да.)

2. ...платина считалась когда-то не слишком ценным металлом, ее пренебрежительно называли «серебришком», «гнилым золотом», «лягушачьим золотом»? (Да.)

3. ...гривна — это слиток серебра массой 200 г. (Да).

4. ...если этот слиток рубили пополам, то получали гривенники? (Нет, рубли.)

5. ...по легенде, имя царя, который получил в дар от Бога способность превращать все предметы в золото, было Дионис? (Нет, Мидас.)

6. ...Эйфелеву башню в Париже называют «железная мадам»? (Да.)

7. ...Эйфелева башня летом на 15 см выше, чем зимой. (Да.)

Следующие две задачи содержат по три задания. Командам готовится соответственно по три распечатки и выдаются только после сдачи ответов.

Задача «Знакомый минерал»

Текст задачи

В зоне окисления сульфидных руд встречаются синие кристаллики минерала халькантита. Навеска халькантита 0,8546 г была растворена в воде. К полученному раствору был добавлен избыток раствора гидроксида натрия, при этом образовался синий осадок. После отделения осадка фильтрованием и последующим прокаливанием его на воздухе был получен черный порошок массой 0,3065 г. При нагревании черного остатка прокаливанием в токе водорода был получен красный порошок массой 0,2243 г. К фильтрату, полученному при отделении синего осадка, был добавлен избыток раствора хлорида бария, при этом образовался синий осадок массой 0,7988 г, нерастворимый в разбавленной соляной кислоте.

Задания

Задание1. Определите качественный и количественный состав халькантита (формула), ответ подтвердите расчетами. Время работы 5 минут.

Задание 2. Напишите уравнения реакций, которые использовались для проведения его анализа. Опишите процессы, протекающие при определении состава минерала. Время работы 5 минут.

Задание 3. Какие цветовые изменения могут наблюдаться при нагревании халькантита до 9000С? Каким химическим процессам эти изменения могут соответствовать? (уравнения реакций). Время работы 5 минут.

Ответы к заданиям

Задание 1. Количество меди в навеске составляет 0,2243:65,546 = 3,422х10-3 моль. Количество сульфат-ионов – 0,7988:233,39 = 3,423х10-3 моль. Таким образом, халькантит – сульфат меди. Но сумма масс меди и сульфат-ионов 0,2243+03286 = 0,5529 г не соответствует исходной навеске минерала. Можно полагать, что в состав минерала входит вода ( об этом свидетельствует синяя окраска минерала, т.к. безводный сульфат меди не окрашен). Тогда 0,8546 – 0,5529 = 0,3017 г. 0,3017:0,003423:18 = 4,9 ≈ 5, т.е. состав минерала – CuSO4∙ 5H2O (пентагидрат меди (II), медный купорос.

Задание 2. Уравнения реакций:

CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + Na2SO4

Cu(OH)2 = CuO + H2O↑

CuO + H2 = Cu + H2O

Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2NaCl

Синий осадок, образующийся при добавлении гидроксида натрия – гиратированный оксид (гидроксид); черный порошок, образующийся при его прокаливании – оксид; красный порошок, образующийся при восстановлении оксида, - металл дает возможность предположить, что в состав минерала входит медь. Белый осадок, выпадающий при добавлении к фильтрату соли бария, нерастворимый в соляной кислоте – сульфат бария. (наличие сульфат-ионов в составе минерала вполне логично предполагать, учитывая, что данный минерал образуется в зоне окисления сульфидных руд).

Задание 3. При нагревании происходит дегидратация пентагидрата, образуется безводный сульфат меди (белый). Дальнейшее нагревание приводит к разложению сульфата, с образованием черного оксида меди (II):

CuSO4∙ 5H2O = CuSO4 + 5H2O

CuSO4 = СuO + SO3

При высокой температуре оксид серы (VI) разлагается на оксид серы (IV) и кислород.

Ключ к оценке ответов

Задание 1. 0 баллов – расчеты количественного и качественного состава отсутствуют;

1 балл – за каждый правильный расчет, приведена формула минерала. Всего 4 балла.

Задание 2. 0 баллов – уравнения реакций отсутствуют;

1 балл – за каждое правильно составленное уравнение реакции. Всего 4 балла.

Задание 3. 0 баллов – уравнения реакций отсутствуют;

1 балл – за каждое приведенное уравнение реакции. Всего 2 балла

ДОПОЛНИТЕЛЬНО: 2 балла за подробное объяснение решения в задании 1, 1 балл – за объяснение в задании 3.

Всего: 10 + 3 = 13 баллов.

Жюри оценивают ответы команд, суммирую баллы. В это время проводится продолжение короткая экспресс-игры «ДА-НЕТКИ». 1-2 члена жюри оцениваю ответы команд. Учитывается, кто первый подготовил ответ. (1 балл – правильный ответ). Общее время игры 5-7 минут. Жюри объявляет итоги выполнения заданий и экспресс-игры.

На каждый вопрос можно отвечать только «да» или «нет».

Время на обдумывание — двадцать секунд.

1. ...первый исторически известный паспорт был бронзовый? (Да.)

2. ...при золочении купола Исаакиевского собора погибло 60 человек? (Да.)

3. ...статуя Колосс Родосский после разрушения была продана как металлолом? (Да).

4. ...существовала дорога, вымощенная «брусчаткой из серебра»?

(Да, в Перу, Но недолго. Местная знать так встречала вице-короля Испании. Затем дорогу демонтировали и преподнесли ему в дар.)

5. ...посылка писем во время войн осуществлялась при помощи ядер?

(Да.)

6. ...есть завод, выпускающий лезвия для бритв, на который работающие там мужчины должны приходить небритыми для проверки качества лезвий?

(Да, этот завод находится в Польше.)

7. ...первая пластинка, изобретенная Эдисоном, была из олова? (Да.)

Задача «Малахитовая шкатулка»

Т екст задачи:

Змеиную горку Данилушко хорошо знал. Тут же она была, недалеко от Гумешек. Теперь ее нет, давно всю срыли, а раньше камень поверху брали.

В от на другой день и пошел туда Данилушко. Горка хоть небольшая, а крутенькая. С одной стороны и вовсе как срезано. Глядельце тут первосортное. Все пласты видно, лучше некуда.

Подошел Данилушко к этому глядельцу, а тут малахитина выворочена. Большой камень - на руках не унести, и будто обделан вроде кустика. Стал оглядывать Данилушко эту находку. Все, как ему надо: цвет снизу погуще, прожилки на тех самых местах, где требуется... Ну, все как есть... Обрадовался Данилушко, скорей за лошадью побежал, привез камень домой, говорит Прокопьичу:

- Гляди-ко, камень какой! Ровно нарочно для моей работы. Теперь живо сделаю.

Задания:

Задание 1. К какой группе пород можно отнести малахит: магматическая, осадочная, метаморфическая? Почему вы так считаете? Время обсуждения 1 минута. Ответ устный.
Задание 2.Малахит образуется исключительно в зонах окисления медных сульфидных месторождений, особенно если они залегают в известняках или первичные руды содержат много карбонатов. Является самым распространенным минералом меди в окисленных медных рудах. Он развивается как путем замещения карбонатов, так и путем выполнения пустот с образованием в них типичных колломорфных (натечных) форм. Так как в растворах у поверхности известняков или карбонатов Са и Mg создается явно щелочная среда, то достигающие их растворы сульфатов меди, очевидно, подвергаются гидролизу, реагируя с бикарбонатными растворами.

Кроме того, карбонаты меди, вероятно, могут возникать также в результате медленной реакции сульфата или гидрата меди с раствором, насыщенным углекислотой воздуха.

Малахит часто образует псевдоморфозы по азуриту, куприту, самородной меди, а иногда также по таким минералам, как атакамит, кальцит, халькопирит и др. Напишите возможные уравнения реакций процессов образования малахита (не менее 5). Время работы 8 минут.

Задание 3.Побывав на Урале у деда – малахитовых дел мастера, Никита привез красивый зелено-голубой порошок (малахитовую пыль). На занятиях в кружке по химии все решили попробовать получить из него оксид меди. В процессе нагревания мальчик случайно чихнул, и из выпарной чашки вылетела половина содержимого. Однако черный порошок оксида меди Никита все же получил в количестве 2 г.Какую массу малахита (СuOH)2CO3 взял Никита изначально, если в нем содержится 5% примесей? Время работы 5 минут.

Ответы к заданиям:

Задание 1.Малахит относится к осадочным породам, т. к. образуется в результате последовательного окисления медных руд и дальнейшего растворения продуктов. Эти растворы тысячелетиями проникая вглубь почвы, вступают в химические реакции с карбонатами с образованием малахита.

Задание 2. Возможные уравнения реакций

2CuS + 3O2 =2CuO + 2SO2

CuO + SO3 = CuSO4

CuSO4 + NaOH = Na2SO4 + Cu(OH)2

Ca(HCO3)2 + 2Cu(OH)2 + OH- = (CuOH)2CO3 + Ca(OH)2 + H2O

2Cu(OH)2 + CO2 = (CuOH)2CO3 + H2O

Возможна запись других уравнений реакций.

Задание 3.

Дано:
m(СuO) = 2 г,
ω(примесей) = 5%.
Найти:
m(малахита).

Решение

х/222 = 2/160, х = 2,8 г 100%-го (СuOH)2CO3;

m(малахита) = 2,8•100(%)/95(%) = 2,9 г.

Поскольку Никита половину малахита высыпал, то результат нужно увеличить в два раза.
Изначальная масса малахита: 2,9•2 = 5,8 г.
Ответ. 5,8 г малахита взял изначально Никита.

Ключ к оценке ответов:

За выполнение заданий ученик может получить оценку:

Задание 1. 0 баллов – ответа нет или ответ неправильный.
1 балл – правильно указана группа пород – осадочная.
Нет объяснения или оно не правильное.
2 балла – правильно названа группа пород (осадочная),

дано правильное объяснение.
Задание 2. 0баллов – ответа нет.
1 балл за каждое правильно составленное уравнение реакции

(всего 5 баллов)
Задание 3. 0 баллов – нет решения задачи.
1 балл – задача решена правильно, но есть нарушение правил

оформления задачи (нет уравнения реакции, не указаны единицы измерения);
2 балла – задача решена правильно, соблюдены правила оформления задачи.

Жюри оценивает ответы команд, готовится к подведению итогов. (5-6 минут) В это время для команд- участников проводится игра «Загадки из шкатулки»

(без оценивания правильных ответов).

Глина
Если встретишь на дороге,
То увязнут сильно ноги.
Чтоб сделать миску или вазу —
Она понадобится сразу.

Песок
Он очень нужен детворе,
Он на дорожках во дворе,
Он на стройке и на пляже,
И в стекле расплавлен даже.

Соль
Одну её не едят,
А без неё мало что едят. ***

Белый камень в воде тает. ***

Одну меня — не съешь никогда,
А без меня — не вкусна еда. ***

В воде она родится,
Но странная судьба:
Воды она боится
И гибнет в ней всегда. ***

В воде родится,
На огне вырастает.
С матерью встретится —
Опять умирает. ***

В серых скалах её вырубали,
Из морей и озёр добывали,
Чтоб потом положить по щепотке
В миски, плошки, горшки, сковородки.
Рис и рыба, фасоль и салат
Сразу стали вкусней во сто крат! ***

Известняк
Покрывают им дороги,
Улицы в селеньях,
А ещё он есть в цементе.
Сам он — удобрение. ***

Алмаз
Туп конец,
Востёр резец.
Режет листы,
Летят куски. ***

Бриллиант
Во мне есть вода, но не мокрая,
Огонь, но не жгучий;
Моё твердое тело бесцветное
И в то же время разноцветное. ***

Заключение.
Рефлексия: Что было нового, познавательного в игре, чему научились? В чем были трудности и почему? Что необходимо еще сделать? Ваши впечатления об игре в целом: понравилась, не очень, не понравилась. Пожелания организаторам. (Ответы на последние два вопроса командам лучше всего написать на заготовленных листах).
Объявление итогов игры. Оформление Дипломов и Грамот. Учителям, подготовившим команды, оформляются Благодарственные Письма. Награждение.