Кейс – технологии в формировании экологической грамотности учащихся. Кейс "Первый металл"

Кейс «Первый металл»

Автор: учитель химии В.И. Титова.

Кейс «Первый металл» можно использовать на уроке химии  по теме «Металлы» (9, 11 класс).

«  ...  Это  первый  металл,  с  которым  познакомился человек, еще во времена нового каменного века (около 6 тыс. лет назад на Древнем Востоке и около 4 тыс. лет назад в Европе). Встречается в природе в самородном состоянии в виде  пластинок,  губчатых  и  сплошных  масс,  а  также кристаллов.    Самородки   этого   металла  гораздо   больше распространены  в природе, чем самородки других металлов. Самый крупный из  найденных  самородков имел  массу 420  тонн.  Человек  быстро  оценил преимущества этого  металла.  Возраст  предметов,  изготовленных  из  ..., достигает 6 тыс. лет...».

Вопросы кейса:

1.      О каком металле говорится в тексте?

2.      Какие минералы, содержащие этот металл, вы  знаете? Напишите названия  и  формулы  шести  важнейших минералов,  в  состав которых  входит этот  металл. 

3.      Карабаш — город в Челябинской области с населением 15 000 человек, самый грязный в мире.  В начале 20 века в Карабаше начали добывать медь. После нескольких десятилетий добычи медной руды и выплавки меди, город стал зоной чрезвычайной экологической ситуации. Изначально на комбинате не было очистных сооружений. За 100 лет комбинат успел выжечь и засыпать шлаком огромную территорию вокруг себя. За год работы комбинат выкидывает в атмосферу более 180 тонн газов, которые выпадают в виде кислотных дождей на прилегающую территорию.

Как появляются кислотные дожди, которые содержат HNO₃ и H₂SO₃ и H₂SO₄?

Напишите соответствующие уравнения реакций.

4.      Рассчитайте,  в  каком  из минералов содержание этого металла наибольшее?

Задание: ответить на вопросы кейса. Записать уравнения реакции и рассчитать содержание металла в минералах.

ПРИМЕРНЫЙ ХОД РАССУЖДЕНИЙ:

1 вопрос        О каком металле говорится в тексте?

Ответ: этот металл – медь.

2 вопрос        Какие минералы, содержащие этот металл, вы  знаете?

Ответ: в настоящее время известно более 170 медьсодержащих минералов, только 10-15 из них имеют практическое значение. К важнейшим минералам относятся:

халькопирит                                     CuFeS₂

халькозин – «медный блеск»          Cu₂S

ковелин                                             CuS

малахит                                             CuCO₃ × Cu(OH)₂

азурит                                                2CuCO₃ × Cu(OH)₂

куприт                                               Cu₂O

3 вопрос        Как появляются кислотные дожди, которые содержат HNO₃ и H₂SO₃ и H₂SO₄?

Ответ:  расхожее выражение «кислотные дожди» обозначает осадки с показателем рН меньше, чем 5,7. Виной таким изменениям — оксиды серы и азота, в промышленных масштабах выбрасываемые в атмосферу автомобилями, электростанциями, металлургическими заводами. В воздушной среде на частицах сульфатов и нитратов конденсируются молекулы воды, образуются облачные капельки, которые при определенных погодных условиях становятся частью дождевых капель или снежинок. Если концентрация сульфатов и нитратов в атмосфере велика, то дождь или снег получается значительно закисленным.

Записать уравнения реакции

SO₂ + H₂O = H₂SO₃ — образуется сернистая кислота
SO₃ + H₂O = H₂SO₄ — образуется серная кислота
2NO₂ + H₂O = HNO₃ + HNO₂ — образуются азотная и азотистая кислоты
Эти кислоты и обуславливают понижение pH выпадающих дождей, которые поэтому называют кислотными.

Рассчитать содержание металла в минералах.

 Расчеты по формуле W(Э) =

халькопирит                                     CuFeS₂                                   64/184 = 0,3478 (34,78% меди)

халькозин – «медный блеск»          Cu₂S                                       128/160 = 0,8 (80% меди)

ковелин                                             CuS                                         64/96 = 0,6667 (66,67% меди)

малахит                                             CuCO₃ × Cu(OH)₂                        128/222 = 0,5766 (57,66% меди)

азурит                                                2CuCO₃ × Cu(OH)₂                     192/346 = 0,5549 (55,49% меди)

куприт                                               Cu₂O                                      128/144 = 0,8889 (88,89% меди)