Кислород. Получение и свойства кислорода

компетентностей.
Задачи урока:
Обучающие:
1) изучить общую характеристикухимического элемента кислорода;
2) расширить  представления учащихся о распространенности  кислорода на Земле, его значении для живыхсуществ;
3) познакомить учащихся с историей открытия кислородаи именами учёных, связанных с этим открытием;
4) обогатить лексический запас учащихся химическимипонятиями: аллотропия, озон, катализаторы, окислительные свойства и др.;
5) познакомить учащихся с физическими и химическими свойствамикислорода;
6) познакомить учащихся со способами получения кислородав лаборатории;
7) закрепить умения и навыки работы схимическим оборудованием и веществом с соблюдением техники безопасности;
8) развивать умение самостоятельноработать с информацией;
9) развивать учебно-исследовательскиекомпетентности;
10) реализовать межпредметные связи:химии, истории, экологии, биологии.
Воспитательные:
1) развивать навыки  самостоятельной работы;
2) воспитывать трудолюбие;
3) развивать коммуникативные качества;
4) воспитывать у учащихсяорганизованность, аккуратность при проведении эксперимента.
Развивающие:  
1) развивать познавательный интерес учащихся к историиоткрытия кислорода
2) развивать логическое мышление (операциианализа, синтеза, сравнения, обобщения, классификации и др.), память, нимание,

речь, эмоции;
3) развивать способность к самостоятельномуприобретению знаний.
Методы обучения: проблемноеобучение, индуктивный, фронтальный опрос, индивидуальный опрос, демонстрация, показ,

рассказ, объяснение, учебная дискуссия, беседа, упражнение, самостоятельная

работа учащихся, поощрение, предъявление требования. 

Формы организации учебной деятельности: фронтальная,индивидуальная, групповая.
Оборудованиеурока: мультимедийная презентация, мультимедиапроектор, компьютер,периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева, лабораторное оборудование:

штатив, прибор для получения газов, спиртовка, перманганат калия, спички,

пробирки, лучинка.Основныепонятия:  Окислительные свойства кислорода, аллотропия. 

I. Организационныймомент.
Учитель: Приветствие, проверка отсутствующих.- Ребята,отгадайте загадку: Найди меня. Я газ. Япрост.

Я рыжий, словно лисий хвост.

Я образуюсь из нитрата, 

А в воздухе - из газа-брата.

А если встречусь я с водой,

То стану сильной кислотой.
Учащиеся: оксид азота NO₂. 
II. Повторениепройденного материала.Учитель (Слайд №2):
1)  Чтотакое оксиды?
2)  Составьтехимические формулы оксидов азота  (I), (II),  (III), (IV), (V).
3) Вычислите,какой из оксидов азота богаче кислородом.
Учащиеся: записывают формулы: N₂O, NO, N₂O₃, NO₂, N₂O_5.Вычисляютсодержание кислорода в данных оксидах. 
III.  Изучение нового учебногоматериала (Слайд № 3):

Учитель: Ребята, сегоднямы с вами начнем знакомиться с особенностями химического элемента кислорода.  На уроке мы изучим особенности строения егоатома, способов получения газообразногокислорода, физических и химических свойств простого вещества кислорода. Цель и

задачи урока на доске (Слайд № 4).
План урока (Слайд № 5):
1. Распространенность кислорода в природе
2. История открытия кислорода.
3. Получение кислорода в лаборатории. Лабораторнаяработа.
4. Свойства кислорода.
5. Круговорот кислорода в природе и его применение.
6. Аллотропные модификации кислорода. 
1. Распространенность кислорода в природе. Доклад ученика о распространении кислорода вприроде (Слайд № 6). Из курсабиологии всем известна роль кислорода. Кислород – составная часть воздуха, в котором на долю кислорода приходится  21% по объёму. Земная кора до глубины 10-15 км на 47 % своей массы состоит из кислорода, который является составной частью различных соединений. Кислород входит в состав почти всех окружающих нас веществ. Так, например, вода, песок, многие горные породы и минералы, составляющие земную кору, содержат кислород. Если накакой-либо планете будут обнаружены вместе с кислородом вода и благоприятная температура, то можно предполагать, что там есть условия для жизни. Кислород является также важной частью многих органических соединений, например белков, жиров и углеводородов, имеющих исключительно большое значение в жизни растений,

животных и человека. Для того чтобыкак-то количественно оценить участие кислорода в образовании живых клеток, достаточно указать, что в состав клеток организма входит около 65 % кислорода. Из атомов мирсоздавала Природа. Два атома легких взяла водорода. Прибавила атом один кислорода Иполучилась частица воды, Море воды, океаны и льды… Стал кислород чуть не всюду начинкой. Скремнием он обернулся песчинкой. Ввоздух попал кислород,  Как ни странно, Из голубой глубины океана. Ина Земле появились растения, Жизнь появилась: дыханье, горение… Первые птицы и первые звери, Первые люди, что жили в пещере… Огонь добывали при помощи трения, Хотя и не знали причины горения… Роль кислорода на нашей Земле Понял великий ЛАВУАЗЬЕ.

2. Историяоткрытия кислорода.Доклад ученика об открытии кислорода.
С глубокойдревности известно, что для горения необходим воздух, однако процесс горения оставался непонятным. Долгое времясуществовала теория флогистона. Горение объяснялось как распад горючего тела с выделением флогистона, при котором каждое горючее вещество превращалось в негорючее. Необходимость воздуха химики объясняли тем, что флогистон соединяется с воздухом при горении, а не просто исчезает. Если воздуха нет, то горение прекращается, т.к. флогистону не с чем соединиться. В 1745-1748 гг.  М. В. Ломоносов экспериментально доказал, чтогорение это реакция соединения веществ с частицами воздуха. Впервые кислородбыл получен английским ученым Джозеф Пристли 1 августа 1774 г. (Слайд№ 7). При накаливанииоксида ртути Пристли получил «воздух». Ученый решил исследовать действие полученного газа на пламя свечи и с удивлением отметил, что под действием этого газа пламя стало ослепительно ярким. Также он отметил, что в струе этого газа сгорает железная проволока. Мыши, помещенные в сосуд с этим газом, дышали легко, но скоро погибали. Сам ученый попробовал вдыхать этот газ и отметил, что он «помогает легким дышать».  Антуан Лавуазье (Слайд № 8), обнаруживгаз, который поддерживал горение и дыхание, показал, что кислород  содержится во многих веществах, в томчисле  в кислотах. Отсюда и дал емуназвание Оксигениум, от греческих слов «оксос» - кислый и «геннас» - рождаю,

т.е. рождающий кислоту. На русский язык название элемента переведено – кислород.

Итак, в 1777 г.была выяснена сущность горения, как химического взаимодействия различных веществ с кислородом. Кислородная теория горения пришла на смену флогистонной.
Учитель: Итак, мы узналичто заслуга открытия кислорода принадлежит двум ученым: Д. Пристли и А. Лавуазье.Химическийэлемент кислород занимает свое место в периодической таблице химических элементов Д. И. Менделеева. Давайте, используя ее, дадим общую характеристику этого элемента по следующему плану (Слайды № 9):
Общаяхарактеристика:
Химический знак– О Относительнаяатомная масса Аr (O)=16 Химическаяформула – О₂Относительнаямолекулярная масса Мr(O₂)=32Степеньокисления -2. 
3.  Получение кислорода в лаборатории. Лабораторнаяработа.

Учитель: Многообразиехимических соединений, содержащих кислород, и их доступность позволяют получать кислород различными способами. Все способы получения можно разделить на физические и химические (Слайд № 10):

- нагревание различных веществ; - пропускание  электрического тока через вещества

Физическийспособоснован на глубоком охлаждении воздуха и использовании различия в температурах

кипения газов, входящих в состав воздуха. Воздух представляет собой смесь различныхгазов; основные компоненты в нем – азот и кислород. Для их разделения

используют многократное испарение (температура кипения азота = -196⁰С, температура кипения кислорода = -183⁰С).Этот способ получил название фракционной перегонки. Химическийспособ получения кислорода в лаборатории,связан с разложением сложных веществ принагревании и при пропускании черезвещества электрического тока.Сначала рассмотрим получение кислородаиз различных веществ при нагревании.1) В школьной лаборатории чаще всего получают кислород из перманганата калия. Реакция протекает при нагревании. Сейчас вы увидите видеофрагмент этого опыта.

Смотрите внимательно, так как далее вам предстоит самим получить кислород этим

способом (демонстрируется видео с сайта http://www.youtube.com/watch?v=m_4hLiJso-Y).Запишите уравнение реакции.
Учащиеся: в тетрадях записывают самостоятельноуравнение реакции:2KMnO₄ = K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂
Учитель: Ребята,посмотрите на доску и проверьте себя на правильность записи реакции (Слайд№ 11).
Кислород,получающийся в результате реакции можно собрать методом вытеснения воздуха или

над водой. Ребята,подумайте, как мы можем проверить, получили ли кислород?
Учащиеся: О заполнении сосуда кислородом можносудить по вспыхиванию тлеющей лучинки, опущенной в него.

Учитель: Ребята, вытолько что посмотрели видеофрагмент получения кислорода из перманганата калия.

Теперь вы выполните лабораторную работу, целью которой является самостоятельное получение кислорода изперманганата калия. При выполнении лабораторного опыта необходимо соблюдать правила техники безопасности. Давайте повторим их.

Учащиеся: перечисляют правила обращения с лабораторнымоборудованием и реактивами. Ход выполнения лабораторной  работы учащиеся определяют самостоятельно наоснове просмотренного видеофрагмента опыта. Учитель: Для получениякислорода кроме перманганата калия можно использовать и другие вещества. Например,

пероксид водорода: 2) Разложениепероксида водорода H₂O₂. Запишите уравнение реакции.
Учащиеся: в тетрадях записывают самостоятельно уравнениереакции.
Учитель: Ребята,посмотрите на доску и проверьте себя направильность записи реакции (Слайд № 12):2H₂O₂ = 2H₂O + O₂  
Учитель: Если в этусистему поместить немного оксида марганца (IV),то даже без нагревания начинается бурная реакция с выделением кислорода.

Следовательно, оксид марганца ускоряет реакцию разложения пероксида водорода. Вспомните, какназываются вещества, которые ускоряют химические реакции.
Учащиеся: Вещества,которые ускоряют химическую реакцию, но сами при этом не расходуются,

называются катализаторами.
Учитель: 3) Также для получения кислородаиспользуют бертолетову соль КClO_3, нагревая её.Запишите уравнение реакции.
Учащиеся: в тетрадях записывают самостоятельноуравнение реакции.
Учитель: Ребята,посмотрите на доску и проверьте себя на правильность записи реакции (Слайд№ 12): 2КClO₃ = 2KCl + 3O₂4) Следующеевещество, при нагревании которого выделяется кислород, это оксид ртути.Запишите уравнение реакции.Учащиеся: втетрадях записывают самостоятельно уравнение реакции.
Учитель: Ребята, посмотритена доску и проверьте  себя на правильностьзаписи реакции (Слайд № 12): 2HgO = 2Hg + O₂ Теперьрассмотрим получение кислорода путём пропускания электрического токачерез воду.5) Ребята, запишите самостоятельнореакцию разложения воды.
Учащиеся: в тетрадях записывают самостоятельноуравнение реакции.
Учитель: Ребята,посмотрите на доску и проверьте себя на правильность записи реакции (Слайд№ 12): 2H₂O = 2H₂ + O₂
Учитель: Итак, ребята, мы изучили несколькоспособов получения кислорода. Перечислите, какие вещества могут быть

использованы для получения кислорода.
Учащиеся: перманганат калия, пероксид водорода,хлорат калия, оксид ртути, вода.
4. Свойства кислорода. 
Учитель: Следующим этапомнашего урока  является рассмотрениесвойств простого вещества кислорода (Слайд № 13).
Физические свойства. О₂ –газообразное вещество, не имеет цвета, вкуса, запаха, малорастворим в воде (1 объеме  H₂Oрастворяется 3,1 объемов О₂ , но лучше чем N₂ , поэтомувода всегда обогащена кислородом. О₂ – сжижается при очень низкойтемпературе: - 183 °С, а при температуре -219 °С он затвердевает. Интересно, что жидкий и твердый кислород голубого цвета.Химические свойства кислородаКислород взаимодействует с простымивеществами (металлами и неметаллами) и сложными веществами при нагревании при этом выделяется теплота и свет. Такие реакции называют реакциями горения.Рассмотрим какреагирует кислород с простыми веществами. Демонстрируется видео  - взаимодействиекислорода с железом (видео с сайта http://www.youtube.com/watch?v=ePFd70GeqCk), серой (видео с сайта

http://www.youtube.com/watch?v=QKDS39c8UF4), фосфором (видео с сайта
http://www.youtube.com/watch?v=s3V8SPy0ip0).А как реагируеткислород со сложными вещества мы рассмотрим на примере природного газа СН₄.  Запишите  уравнения реакций взаимодействия кислорода сжелезом, серой, фосфором и природным газом в тетрадь. (Слайд № 14).
Учащиеся: записывают уравнения в тетрадях. Один ученикзаписывает уравнения у доски.2О₂ + 3Fe = Fe₃O₄ O₂ + S = SO₂5O₂ + 4P= 2P₂O₅СН₄ +2О₂ = СО₂ + 2Н₂О.
Учитель: проверяет правильность записи уравнений. 
5. Круговорот кислорода в природе и его применение.
Учитель: Применениекислорода основано на его свойствах. В больших количествах кислород используется в различных отраслях химической промышленности и в металлургии. Жидкий кислород используется в ракетных двигателях. В медицине кислород служит

для облегчения дыхания. В этом случае кислородом заполняют специальные подушки. Кислородные маски необходимы в высотных полетах, в космосе и при работе под водой. Отсюда видно, что очень  многокислорода расходуется на разнообразную деятельность человека, также кислород необходим для дыхания всех живых организмов. Еще Лавуазье отмечал, что кислород поддерживаетгорение и дыхание. Значит, мы с вами, используя кислород воздуха, уменьшаем его количество. Человекпри дыхании в течение 1 мин. в среднем употребляет 0,5 дм³кислорода, в течение суток – 720 дм³, а в год – 262 м³. Как же поддерживается необходимоенам постоянное содержание кислорода в воздухе?Это объясняетсяпроцессом фотосинтеза, происходящим в зеленых растениях на свету. В результате этого процесса выделяется кислород. Упрощенно процесс фотосинтеза изображают так (Слайд№ 15): 6CO₂ + 6H₂O = C₆H₁₂O₆ + 6O₂Так в природе происходит непрерывныйкруговорот кислорода. Поэтому общая масса кислорода в воздухе, заметно не изменяется. Но в настоящее время существуетмножество экологических проблем, одной из которых является вырубка лесов. Сейчас вырубка ведется очень быстрыми темпами, причём подвергаются этому тропические леса, которые являются легкими планеты. Считают, что при ускоренных темпах технического прогресса сокращение запасов кислорода на 1/3 произойдет через 150-170 лет. Организм человека чувствует снижение концентрации кислорода более чем на 1 %. Вспомните! Каково процентное содержаниекислорода в воздухе по объему?
Учащиеся: 21%.
6. Аллотропные модификации кислорода (Слайд № 16).
Учитель: Химическийэлемент кислород, кроме двухатомной молекулы, образует еще одно простое вещество, состоящее из трех атомов - озон.

Аллотропия — образование одним элементомнескольких простых веществ. (Запишите определениев тетрадь)Озон — газ, образуется в природе во времягрозы и при окислении смолы хвойных деревьев. Придает воздуху запах свежести.

Растворяется в воде гораздо лучше кислорода. Сильный окислитель. Спирт и некоторые другие вещества в озоне самовоспламеняются. Это связано с самопроизвольным распадом озона на молекулу кислорода и атоммарный кислород, обладающий большой окислительной активностью (Слайд № 17): O₃ =  O₂  + O Озон можно получить пропусканием черезвоздух электрических разрядов (демонстрируется видео  с сайта http://cor.edu.27.ru/dlrstore/c66409b1-ef76-1ad6-b8b0-6e8a5570ffd9/index.htm): 3O₂ = 2O₃Применяется озонв озонаторах для уменьшения содержания в воздухе болезнетворных бактерий, для обеззараживания водопроводной воды на станциях водоочистки. Озоновый слой вверхних слоях атмосферы (так называемый, озоновый экран) задерживает жесткое ультрафиолетовое излучение, без чего жизнь на поверхности суши была бы невозможна. Увеличение интенсивности ультрафиолетового излучения, достигшего Земли, могло бы привести к возрастанию заболеваемости раком кожи, катарактой глаз. Толщина озонового слоя очень мала. Если собрать весь озон. Находящийся в атмосфере, и опустить его на поверхность Земли при обычных условиях то получился бы слой всего 3 мм. Поэтому очень важно сохранять этот весьма
чувствительный к действию различных химических веществ озоновый «щит» планеты от разрушения. 
IV. Закрепление.
1. Напишитеуравнения взаимодействия  кислорода с серой,натрием, углеродом (Слайд № 18).
Учащиеся: один из учеников выходит к доске и записываетуравнение реакции.
2. Решениезадач на нахождение массы и объема кислорода с использованиемспособов получения и свойств кислорода (слайды № 19, 20, 21).
Учащиеся: трое учеников выходят к доске и записывают решениезадач. 
V. Выводы по уроку.
Учитель: Итак, наш урок подходит к концу. Сегодня мыузнали о распространенности кислорода в природе, о способах его получения,

физических и химических свойствах кислорода, аллотропных модификациях, а также об учёных, которые совершили открытие кислорода. А сейчас мыпроведем викторину. 

1. Задание «Волшебный цветок» (Слайд № 22)
Нас с вами ждет еще одно испытание: чтобы продолжить свой путь, вы должны разгадать тайну "Магических колец". Впишите в кольца отсутствующие формулы веществ с необходимыми индексами и коэффициентами (один ученик вызывается кдоске). 

2. Задание«Океан химических вопросов» (Слайд№ 23)Я думаю, что с этим заданием вы справитесьтакже успешно, как и с предыдущим.
1) Влажное зерно нельзя хранить в большихкучах: может произойти обугливание и даже самовозгорание. Объясните, почему это происходит.Ответ:В данном случае мы сталкиваемся с медленным окислением. Зерно медленно реагирует с кислородом и теплота выделяется постепенно. Когда зерно лежит в больших кучах, то теплота выделяется в количестве, достаточном для обугливания или даже самовозгорания. Чтобы этого не произошло, зерно перелопачивают, то есть перебрасывают с места на место.2) Почему перед уходом со стоянки туристызасыпают землей угли костра?Ответ:Туристы засыпают угли костра, чтобы прекратить доступ кислорода, чтобы костер не смог снова загореться и не возник пожар.3) Какую ошибку допустил ученик, сказав: "Фосфор пригорении, соединяется с воздухом"?Ответ: Фосфор пригорении соединяется не с воздухом, а с кислородом, который содержится в воздухе.4) Тигель с горящим скипидаром опустили всосуд с холодной водой. Горение скипидара при этом прекращается. Почему? 
Ответ: Горение скипидара прекращается, так как при опускании тигля в холодную воду, скипидар охлаждается ниже температуры горения.5) Почему горение веществ на воздухепроисходит медленнее, чем в кислороде?Ответ:Кроме кислорода, который составляет 1/5 часть воздуха, в состав воздуха входят другие компоненты, которые не поддерживают горение. Поэтому горение на воздухе

происходит медленнее. 
VI.  Оценка работы учащихся.VII.
Домашнее задание. ξ18, задачи 4,5 (стр. 99) (Слайд№ 24). 

1. Бучок С. В., Лелекова Л.Г. Весело и просто о сложном и простом. - Братск, 2008.
2. Кузнецова Н. Е., ЛевкинА. Н. Задачник по химии. 9 класс. ФГОС. – М.: Вентана-Граф, 2010.
3. Рудзитис Г. Е., ФельдманФ. Г. Химия 9 класс. – М.: Просвещение, 2010.
4. Электронноеприложение к учебнику «Химия 9 класс» Г. Е. Рудзитиса, Ф. Г. Фельдмана. [Электронныйресурс]. – ЗАО «Образование-Медиа», ОАО «Издательство«Просвещение»», 2011. – 1 электрон. опт. диск (1 DVD). – Загл.с диска.
5. ШиршинаН. В. Неорганическая химия. [Электронныйресурс]:  Серия «Демонстрационноепоурочное планирование». –Волгоград: Издательство «Учитель», 2009. – 1 электрон. опт. диск (CD). – Загл. с вкладыша контейнера.