Урок на тему «Смешивание растворов»

Урок на тему «Смешивание растворов»

Цель урока: вычисление массовой доли растворенного вещества в растворе при смешивании растворов различных концентраций.

Задачи:

обучающие: формирование умения готовить растворы. Совершенствовать умения учащихся рассчитывать массовую долю растворенного вещества в растворе. Показать и раскрыть суть нестандартных способов решения задач на смешивание растворов с помощью таблицы и методом: «Конверт Пирсона»;

развивающие: развивать умения учащихся анализировать, сравнивать, синтезировать, обобщать; развивать качества ума - критичность, глубину, быстроту; способность преодолевать трудности, реализуя межпредметные связи курсов математики и химии;

воспитательные: воспитывать личности с высоким уровнем культуры, формировать потребность в познавательной деятельности.

Тип урока: комбинированный

Формы работы: фронтальная, групповая, индивидуальная

Оборудование урока: компьютер, интерактивная доска; карточки с заданиями для самостоятельной работы, карточки с дифференцированными домашними заданиями Лабораторное оборудование: мерный цилиндр на 25 мл, стакан или колба на 50мл, стеклянная палочка, пробирки (3 шт), сульфат меди (II) безводный, раствор сульфата меди (II) 12%, дистиллированная вода.

Химический эксперимент «Приготовление раствора смешиванием растворов разных концентраций».

1. Организационный момент

Демонстрационный опыт:

"сухой лимонад" - смесь соды, лимонной кислоты, сахара, красителя.

В сухой смеси ничего не происходит, но стоит добавить воды идет бурное выделение газа. Ребята, как вы видите, большинство химических реакций проходят в растворах, иначе они просто не идут (или идут очень медленно).

Итак, сегодня мы будем говорить о растворах, тема нашего урока: «Смешивание растворов».

Цель урока: Вычисление массовой доли растворенного вещества в растворе при смешивании растворов.

Задачи:

1) Формирование умений готовить растворы веществ;

2) Подготовка к ЕГЭ: совершенствование умений рассчитывать массовую долю растворенного вещества;

3) Использование знаний урока в быту.

Запись темы урока

2. Актуализация знаний

Правила техники безопасности

Осторожно обращайтесь с химическим оборудованием!

А) Запрещается пробовать вещества на вкус;

Б) Брать вещества руками;

В) оставлять неубранными рассыпанные или разлитые реактивы;

Г) оставлять открытыми склянки с жидкостями и банки с сухими веществами;

Д) смешивать неизвестные вещества;

Е) сливать или высыпать реактивы в раковину.

1) На столах у каждого ученика стакан или колба с сульфатом меди (II), стакан с водой, мерный цилиндр на 25 мл, пробирки(3шт).

- У вас на столах стакан с дистиллированной водой. Посмотрите, какой объем воды?

Ответ: 50 мл

- Какова плотность воды?

Ответ: 1г/мл

- Значит, какова масса 50 мл воды?

Ответ: 25 г

- Как мы определили массу?

Ответ:

- В колбе у вас соль, налейте туда вашу воду. А сколько соли было в колбе?

Ответ: Не знаем. Не взвешивали.

-Значит, вы высыпали неопределенную массу соли, так?

Ответ: Да.

- Что получили?

Ответ: Раствор.

-Что такое раствор?

Ответ: это однородная система, состоящая из частиц растворенного вещества и растворителя.

- Значит, масса раствора из чего складывается?

Ответ: Из массы воды и массы соли.

- Сделайте рисунок. Запишите формулу массы раствора.

Ученики делают рисунок.

+ =

соль раствор

m H₂O+m соли=m раствора

- Из курса математики знаем, что раствор в целом составляет 100%. А сколько процентов составляет масса соли в растворе?

Ученики: х процентов.

- Как нашли?

Ученики: Масса раствора составляет 100%, масса соли составляет х%,

m_{раствора} ----- 100%

m_соли---------- х

отсюда

- А что такое процент?

Ученики: Сотую часть (долю) числа называют процентом.

- А если мы возьмем массу соли в долях, то получаем массовую долю соли в растворе. Которая обозначается

2) Задача № 1

Задача 1. В 25 г. воды растворили 1 г. сульфата меди (II). Определите массовую долю сульфата меди (II).

Дано:

m_соли=1г

m_воды=25г

Найти: W=?

Решают самостоятельно.

m_р-ра =m_соли+ m_воды=1+25=26г

_{Ответ: W=0,03 или 3%}

3) Человек в повседневной жизни, сам того не ведая, является химиком.

- Какие растворы вам приходилось использовать в своей жизни?

Ответы: Например, раствор уксусной кислоты и т. д.

-Приходилось ли вам самим готовить растворы и для чего?

Ответы: Да, для засолки огурцов и т.д.

Это интересно!

10% раствор аммиака на все случаи жизни (при уборке, стирке, глажке)

- Мойка окон;

- Отбеливание белья;

-Чистка замшевых изделий;

-Чистка подошвы утюга;

- Очистка стекол от следов мух;

- Увеличение цвета ковров, мебельной обивки;

-Нейтрализация укусов насекомых.

3. _{Изучение новой темы}

_{Задача №2}

Задача 2. Смешали 300 г раствора хлорида натрия с массовой долей соли 0,25 и 400 г раствора той же соли с массовой долей 0,4. Определите массовую долю хлорида натрия в полученном растворе.

Сделайте рисунок. Запишите формулу массы раствора.

Ученики делают рисунок.

_m1соли

_m2соли

_{m1соли+ m2соли}

+

=

+

+

р-ра р-ра (раствора)

Решение задачи 2

Дано:

m_р-ра1=300г

W₁=0,25

m_р-ра2 = 400г

W₂= 0,4

-------------------------

Найти: W₃=?

1 способ проведение последовательных расчетов по формуле

Р-р1

+ Р-р2

= Р-р3

m_р-ра, г

300

+400

=700

W= m_соли\ m_р-ра

0,25

0,4

235/700=0,34

m_соли= W· m_р-ра, г

0,25·300=75

+0,4*400=160

=235

m_р-ра3=300+400=700г

m_соли1=0,25·300=75г

m_соли2=0,4*400=160г

m_соли3=75+160=235г

W₃=235/700=0,34 или 34%

Ответ: W₂=0,34 или 34%

2 способ метод линейных уравнений.

₍₁₎

_{Из формулы (1) вытекает:}

m_соли= W* m_р-ра (2)

m_cоли1+m_соли2=m_соли3 (3)

Подставляем формулу (2) и получаем уравнение с одним неизвестным:

W₁* m_р-ра1+ W₂* m_р-ра2= W₃* m_р-ра3 (4)

При решении задачи применяем уравнение (4)

0,25·300+0,4·400=(300+400)·W₃

700· W₃=235

W₃=0,34

Ответ: W₃=0,34 или 34%

Физкультминутка

3 способ по диагональной схеме «правила смешения»

(«конверт Пирсона»)

Решение:

_{0,4 W3-0,25 400}

_{0,25 0,4-W3 300}

(W₃-0,25)·300=(0,4-W₃)·400

300W₃ - 75=160 - 400W₃

300W₃+400W₃=160+75

W₃=235\700

W₃=0,34 или 34%

Ответ: W₃=0,34 или 34%

Задача 3. Экспериментальная часть

Работают в группах

1. Мерным цилиндром отмерить 10 мл приготовленного раствора сульфата меди(II) с массовой долей 0,03 и вылить в первую пробирку. Это контрольный раствор №1;

2. Также отмерить 10 мл раствора сульфата меди(II) c массовой долей 0,12 и вылить в пробирку №2. Это контрольный раствор №2. (Контрольные растворы не трогать!);

3. Мерным цилиндром отмерить 10 мл раствора №1 и 5 мл раствора №2 и вылить в пробирку №3;

3. Отметить цвет растворов №1,2,3;

3. Рассчитать массовую долю соли в растворе №3 одним из трех способов;

4. Сделать вывод.

На слайде представлен порядок проведения опыта по смешиванию растворов с разными массовыми долями ω₁ и ω₂. Отмечаем цвет нового раствора( менее или более окрашен по отношению к данным растворам) сделан теоретический вывод, который подтвержден расчетами.

Решение:

1 способ проведение последовательных расчетов по формуле

Р-р1

+ Р-р2

= Р-р3

m_р-ра, г

10*1,0296=10,3

+5*1,1304=5,65

=15,95

W= m_соли\ m_р-ра

0,03

0,12

0,99/15,95=0,06

m_соли= W· m_р-ра, г

0,03·10,3=0,31

+0,12*5,65=0,68

=0,99

Ответ: W₃=0,06 или 6%

2 способ метод линейных уравнений

W₁* m_р-ра1+ W₂* m_р-ра2= W₃* m_р-ра3

m_р-ра3 = m_р-ра1+m_р-ра2

m_р-ра1=10*1,0296=10,3г

m_р-ра2=5*1,1304=5,65г

0,03·10,3+0,12*5,65=W₃*(10,3+5,65)

W₃*15,95=0,99

W₃=0,06

Ответ: W₃=0,06 или 6%

+3 способ по диагональной схеме «правило смешения» («конверт Пирсона»)

m_р-ра1=10*1,0296=10,3г

m_р-ра2=5*1,1304=5,65г

_{0,12 W3-0,03 5,65}

_{0,03 0,12-W3 10,3}

(W₃-0,03)·10,3=(0,12-W₃)·5,65

10,3W₃ - 0,31=0,68 - 5,65W₃

5,65W₃+10,3W₃=0,68+0,31

W₃=0,99\15,95

W₃=0,06 или 6%

Ответ: W₃=0,06 или 6%

4. Закрепление

Самостоятельная работа. Предоставляем учащимся выбрать удобный для него способ решения, то есть создать условия для его мышления. Применение теоретических знаний на практике (индивидуальная работа).

Учащиеся получают карточку с условиями нескольких задач (максимально возможное число). Выбирают из предложенного списка задачи по силам и решают их самостоятельно, используя карты алгоритма решения задач. Задача, решить правильно как можно больше задач за ограниченный промежуток времени.

Задача № 1 Смешали 300г раствора с массовой долей сульфата бария 0,2 и 500 г раствора с массовой долей 0,4. Вычислите массовую долю сульфата бария в полученном растворе (W₃=0,26 или 26%)

Задача №2 Смешали 150 г раствора нитрата калия с массовой долей 12% и 300 г раствора этой же соли с массовой долей 7%. Вычислите массовую долю нитрата калия в полученном растворе. Ответ: W₃=0,09 или 9%

Задача№3 Смешали 10 мл раствора с массовой долей азотной кислоты 10%(ρ=1,056г/мл) и 100 мл раствора с массовой долей 30% (ρ = 1,184 г/мл). Вычислите массовую долю азотной кислоты в полученном растворе. Ответ: 0,28 или 28%

Задача №4 Определите массы 10%-ного и 50%-ного (по массе) растворов, необходимые для получения 200 г 20%-ного раствора.

(m_р-ра1=150г., m_р-ра2=50г)

Задача №5 Смешали 250 г гидроксида натрия с массовой долей 16% и 300мл раствора (ρ=1,2г/мл) с массовой долей того же вещества 20%. Рассчитайте массу гидроксида натрия в полученном растворе. Ответ: m_в-ва3=109,8г

Задача №6 В аптеке требовалось приготовить 1 кг нашатырного спирта (10% раствор аммиака) путем разбавления 25% раствора аммиака дистиллированной водой. В каком массовом отношении следует смешать 25% раствор и воду? Ответ: m₁: m₂=2:3

После выполнения задания учащиеся проводят взаимопроверку.

Задача №1 Смешали 300г раствора с массовой долей хлорида натрия 0,2 и 500 г раствора с массовой долей 0,4. Вычислите массовую долю хлорида натрия в полученном растворе.

1 способ проведение последовательных расчетов по формуле:

Р-р1 +

р-р2 =

р-р3

m_р-ра, г

300 +

500 =

800

W= m_соли\ m_р-ра

0,2

0,3

210/800=0,26

m_соли= W· m_р-ра, г

0,2·300=60 +

0,3·500= 150 =

210

Ответ: W₃=0,26 или 26%

Задача №2 Смешали 150 г раствора нитрата калия с массовой долей 12% и 300 г раствора этой же соли с массовой долей 7%. Вычислите массовую долю нитрата калия в полученном растворе.

3 способ по диагональной схеме «правило смешения» («конверт Пирсона»)

_{0,12 W3-0,07 150}

_{0,07 0,12-W3 300}

(W₃-0,07)·300=(0,12-W₃)·150

300W₃ - 21=18 - 150W₃

300W₃+150W₃=18+21

W₃=39\450

W₃=0,09 или 9%

Ответ: W₃=0,09 или 9%

Задача № 3 Смешали 10 мл раствора с массовой долей азотной кислоты 10%(ρ=1,056г/мл) и 100 мл раствора с массовой долей 30% (ρ = 1,184 г/мл). Вычислите массовую долю азотной кислоты в полученном растворе.

1 способ проведение последовательных расчетов по формуле:

Р-р1 +

р-р2 =

р-р3

m_р-ра, г

10*1,056=10,56

100*1,184=118,4

=128,96

W= m_соли\ m_р-ра

0,1

0,3

0,28

m_соли= W· m_р-ра, г

0,1*10,56=1,06

0,3*118,4=35,52

=36,58

Ответ: 0,28 или 28%

Задача №4 Определите массы 10%-ного и 50%-ного (по массе) растворов, необходимые для получения 200 г 20%-ного раствора.

3 способ. Алгебраический метод.

0,1 m_р-ра1 +0,5(200- m_р-ра1 )=40

0,1 m_р-ра1 -0,5 m_р-ра1 =40-100

0,4 m_р-ра1 =60

m_р-ра1 =150

m_р-ра2= 200-150=50г.

Ответ: m_р-ра1=150г., m_р-ра2=50г.

Задача № 5 Смешали 250 г гидроксида натрия с массовой долей 16% и 300мл раствора (ρ=1,2г/мл) с массовой долей того же вещества 20%. Рассчитайте массу гидроксида натрия в полученном растворе. (5 баллов)

2 способ . Алгебраический метод

0,16·250+0,2*360=610W₃

610 W₃=40+72

W₃=112/610

W₃=0,18

m_в-ва3=610* W₃=610*0,18=109,8г

Ответ: m_в-ва3=109,8г

Задача № 6 В аптеке требовалось приготовить 1 кг нашатырного спирта (10% раствор аммиака) путем разбавления 25% раствора аммиака дистиллированной водой. В каком массовом отношении следует смешать 25% раствор и воду? (6 баллов)

3 способ по диагональной схеме «правило смешения» («конверт Пирсона»)

0,25 0,1 m₁

0,1

0 0,15 m₂

m₁: m₂=0,1:0,15=2:3

Ответ: m₁: m₂=2:3

V. Выставление оценок

VI. Домашнее задание

Раздаются карточки с заданиями для самостоятельного решения на дом: (задание дифференцированное, учащиеся сами выбирают, первые 3 задачи легкие, последние 3 - посложнее).

1. В воде растворили 15 г хлорида натрия. Вычислите массу полученного раствора, если массовая доля соли в нем равна 5% (2 балла);

2. К 180 г 15%-ного раствора гидроксида натрия добавили 11г NaOH. Определите массовую долю гидроксида натрия в полученном растворе (3 балла);

3. К 405,4 мл раствора нитрата калия (ρ=1,036г/мл) с массовой долей соли 20% добавили 80мл воды. Какова массовая доля соли в полученном растворе? (3 балла);

4. Смешали 100 грамм 20%-ного раствора и 50 грамм 32%-ного раствора

некоторого вещества. Какова массовая доля растворенного вещества в полученном растворе? (4 балла);

5. К 80 г 15%-ного раствора хлорида железа(II) добавили 70г 10%-ного раствора того же вещества. Какова массовая доля соли в полученном растворе? (4 балла);

6. В каком массовом соотношении нужно смешивать 5% и 60% растворы, чтобы приготовить 200 г. 20% раствора (5 баллов).

7. Подведение итогов урока. Рефлексия

Обсуждаются сложности, встретившиеся при решении задач. Учащиеся проводят самоанализ (успехи и неудачи).