Дидактические материалы по оценке и формированию ЕНГ школьников

Дидактические материалы по оценке и формированию ЕНГ школьников

Выполнила: Князева А. Г.

Компетенция: Научное объяснение явлений

ОЛОВЯННАЯ ЧУМА

По-видимому, это самый старый и самый известный пример болезни металла.

В 1868 году в мемуарах Петербургской Академии наук появилась статья академика К. Фрицше, в которой сообщалось, что на интендантских складах вдруг разрушились все оловянные пуговицы, твердый белый металл превратился в серую труху. Подобное наблюдалось и на складах таможни: бруски олова рассыпались в порошок.

Статья Фрицше встретила живой отклик: а Академию стали поступать сообщения о загадочных и неприятных превращениях олова. Отклики шли из самых различных мест Европы и Северной Америки. Все сходились на том, что олово словно простуживается: серый порошок во всех случаях образовывался под действием низких температур.

Подобные истории случались и позже. Из поезда, пришедшего в Москву из Голландии, вместо погруженных в пего полновесных брусков олова выгрузили груды серого порошка. На печально известных Нерчинских рудниках за несколько морозных дней рассыпались все оловянные миски и ложки. Во время знаменитого балканского похода у будущих героев Шипки и Плевны рассыпались оловянные пуговицы, и пришлось воинам идти в шинелях нараспашку. А еще позже Оскар Уайльд проявил проницательность, неожиданную для человека, столь далекого от техники. В его сказке «Счастливый принц» раскалывается от мороза именно оловянное сердце...

Сущность «оловянной чумы» выяснена уже давно: она заключается в изменении кристаллической структуры металла при низких температурах. Плотность белого олова — 7,37, а серого—всего 5,76. При перекристаллизации на морозе металл изменяется в объеме и происходит что-то вроде микровзрыва.

Оловянная чума — болезнь инфекционная. Соприкосновение переохлажденных, но еще здоровых брусков олова, с пораженными оловянной чумой приводит к «заражению». Сначала на них появляются «бородавки» — участки пораженного металла. Это то же, что и затравка, введенная в переохлажденный раствор, вызывающая бурную кристаллизацию.

На складах предприятий, где хранятся бруски олова, не допускают понижения температуры ниже определенного уровня — фактор, совершенно безразличный при хранении других металлов. Уже при температуре плюс 13,2 °С начинается превращение белого олова в серое. Но особенно быстро этот процесс идет при температуре ниже минус 39°С.

Присутствие в олове примесей алюминия или цинка ускоряет течение болезни, а добавками, предупреждающими оловянную чуму, служат висмут, сурьма и свинец. Нынешние оловянные припои полностью застрахованы от оловянной чумы благодаря таким «прививкам».

Задание №1 (множественный выбор)

О каком явлении идет речь? Укажите правильный вариант ответа:

1)      Кристаллизация – процесс перехода в кристаллическое состояние.

2)      Разрушение – процесс, а также и следствие процесса нарушения целостности материала конструкции или ее элемента.

3)      Аллотропия – способность атомов одного химического элемента образовывать несколько простых веществ.

4)      Ассоциация – объединение простых молекул или ионов в более сложные, не вызывающие изменения химической природы вещества.

Задание №2 (сопоставление)

1.)Соотнести, присутствие каких примесей ускоряет превращение белого олова в серое, каких – замедляет:

Примеси	Течение болезни
А. Цинк Б. Алюминий В. Свинец Г. Висмут Д. Сурьма	1. Ускоряется 2. Замедляется

2.)Соотнесите, где речь идет об олове как о химическом элементе, а где – как о простом веществе:

Утверждение	Речь идет о:
А. «Оловянная чума» — одна из причин гибели экспедиции Скотта к Южному полюсу в 1912 году Б. Четырёхвалентное олово образует обширный класс оловоорганических соединений В. Олово входит в состав красок, имитирующих позолоту («поталь») Г. При комнатной температуре олово устойчиво к воздействию воздуха или воды Д. При нагревании олово реагирует с большинством неметаллов	1. Химическом элементе 2. Простом веществе

Задание № 3 (исключение неправильных утверждений)

Оловянная чума сейчас не опасна, благодаря применению ряда мер (исключите неправильные утверждения):

А.) использованию сплава на основе 95 % олова, 2% меди и 5% сурьмы

Б.) Введению в состав олова примесей цинка

В.) Введению в состав олова примесей висмута

Г.) Ограничение срока хранения компонентов с покрытием из чистого олова при пониженных температурах.

Компетенция: Интерпретация научной информации

Растворимость веществ

Мы знаем, что одни вещества хорошо растворяются, другие — плохо. При растворении веществ образуются насыщенные и ненасыщенные растворы.

Насыщенный раствор — это раствор, который содержит максимальное количество растворяемого вещества при данной температуре.

Ненасыщенный раствор — это раствор, который содержит меньше растворяемого вещества, чем насыщенный при данной температуре.

Именно к насыщенным растворам относится количественная характеристика способности вещества к растворению, или растворимость. Растворимость измеряют, определяя содержание растворённого вещества в его насыщенном растворе при заданной температуре.

Наиболее часто используют численную характеристику — растворимость (s). Растворимость численно равна максимальной массе вещества, способного при данной температуре раствориться в 100 г растворителя. Так, s¹⁰(KNO₃) равна 21 г/100 г воды при 10 °С.

Растворимость газа определяют как максимальный объём газа (V, см³), растворяющегося в 100 г растворителя при заданных температуре и давлении. Часто используют такую единицу измерения, как количество объёмов растворённого газа на один объём воды.

Как вам уже известно, вещества по растворимости в воде условно делят на три группы. Вещество считают растворимым, если при 20 °С растворяется более 1 г вещества в 100 г воды или 100 см³ в 100 г воды в случае газов. Вещество малорастворимо, если его растворимость находится в пределах от 0,01 до 1 г в 100 г воды, и практически нерастворимо при растворимости менее 0,01 г в 100 г воды.

Растворимость твёрдых и жидких веществ зависит от их природы и температуры раствора. С увеличением температуры растворимость большинства твёрдых веществ и жидкостей заметно возрастает. При охлаждении, соответственно, растворимость уменьшается и часть вещества выпадает в виде осадка — кристаллизуется.

Рис. 1. Зависимость растворимости твёрдых веществ от температуры

Растворимость газов в воде зависит от их природы, температуры и давления:

Рис. 2. Зависимость растворимости газообразных веществ в воде от температуры

Рис. 3. Зависимость растворимости углекислого газа  в воде от давления

При растворении газов выделяется теплота. При повышении температуры их растворимость понижается. При увеличении давления растворимость газа повышается. Поэтому, указывая растворимость газа в воде при заданной температуре, имеют в виду растворимость при его давлении 1 атм или 101,325 кПа.

Некоторые жидкости, такие как H₂SO₄, HNO₃, HF (t_кип. = 19,5 °C), CH₃COOH, HCOOH, CH₃OH, C₂H₅OH, этиленгликоль, глицерин, ацетон, смешиваются с водой в любых соотношениях, поэтому говорят об их неограниченной растворимости.

Задание №1 (множественный выбор)

Верны ли следующие утверждения о процессах растворения:

А.) С увеличением температуры растворимость большинства твёрдых веществ и жидкостей заметно возрастает.

Б.) При повышении температуры растворимость кислорода в воде понижается

1.)               Верно только А

2.)               Верно только Б

3.)               Верны оба суждения

4.)               Оба суждения неверны

Задание №2 (сопоставление)

1.)    Выберете верные утверждения

Утверждение	Да или нет
А.  При растворении газов выделяется теплота Б. При увеличении давления растворимость газа повышается  В. Растворимость нитрата натрия при 100 ºС равна 20г / 100 г воды Г. Растворимость жидких веществ при повышении температуры повышается Д.  Уксусная кислота неограниченно растворяется в воде за счет наличия  в ней водородных связей	1. Да 2. Нет

2.) Соотнесите изменение растворимости углекислого газа при различных условиях.

Изменение условий	Растворимость углекислого газа
А) при повышении температуры  Б) при повышении давления          В) при понижении температуры                                                   Г) при понижении давления	1) увеличится 2) уменьшится 3) не изменится

Задание № 3 (исключение неправильных утверждений)

 Выберите неправильное утверждение:

1.)               Растворимость кислорода в воде при повышении температуры уменьшается, поэтому рыбы особо чувствительные к содержанию кислорода  в воде населяются холодные горные реки.

2.)               Аквариумы нельзя заполнять быстро охлажденной прокипяченной водой (она должна постоять несколько дней).

3.)               Кусочек сахара лучше растворяется в горячем чае, чем в холодном.

4.)               Растворимость серной кислоты при повышении температуры понижается.

Компетенция: Проведение учебного исследования

Обнаружение продуктов фотосинтеза

Ученики проверили эксперимент по обнаружению продуктов фотосинтеза. Комнатное растение (пеларгонию) хорошо полили водой и поставили в темное место на 2-3 дня. Через 2—3 дня несколько листьев на растении закрыли с двух сторон черной бумагой так, чтобы часть поверхности листа оставалась открытой. Растение выставили на свет.

Через сутки бумагу убирали, лист сорвали, опустили его на одну минуту в кипяток, затем перенесли в посуду с горячим спиртом, который в целях предосторожности подогрели на водяной бане. Обесцвеченный лист ополоснули холодной водой и поместили в плоский сосуд. Расправленный лист залили слабым раствором йода. Через 2—3 мин они увидели, что закрытая часть листа не изменила своего цвета, а та часть листа, на которую попадал свет, окрасилась в синий цвет.

Задание №1 (множественный выбор)

1.) Прочитав описание опыта, укажите верные утверждения:

А.) Лист пеларгонии после помещения в горячий спирт обесцветился, т.к. хлорофилл растворился в спирте.

Б.) Крахмал образовался только в той части листа, на которую попадал свет, т. к. именно эта часть окрасилась йодом в синий цвет.

1.)               Верно только А

2.)               Верно только Б

3.)               Верны оба суждения

4.)               Оба суждения неверны

2.)    Какое вещество пропущено в уравнении реакции фотосинтеза

6СO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + ?

1.)    Кислород

2.)    Крахмал

3.)    Спирт

4.)    Молочная кислота

Задание № 3 (исключение неправильных утверждений)

Исключите неправильное утверждение:

1.)    Лист пеларгонии обесцветился за счет растворение хлорофилла в воде

2.)    Крахмал дает синее окрашивание с йодом

3.)    Закрытая часть листа не изменила своего окрашивания, т. к. в ней образовался крахмал

4.)    Растения следует полить, т. к. органические вещества в растениях образуются из углекислого газа и воды

Собирание газов

Учащимся требуется получить водород из цинка и 10%-го растовора соляной кислоты.

Задания №1 (множественный выбор)

Какую установку целесообразнее им выбрать, чтобы собрать продукт реакции:

1.)    Прибор № 1

2.)    Прибор № 2

3.)    Прибор № 3

4.)    Прибор № 4

5.)    Прибор № 5

Задание №2 (сопоставление)

Соотнесите изменение условия осуществления реакции между цинком и соляной кислотой и изменение скорости реакции.

Изменение условий	Скорость реакции
А) измельчение цинка Б) нагревание смеси        В) использование более концентрированного раствора соляной кислоты                                                    Г) повышение давления	1) увеличится 2) уменьшится 3) не изменится