Альтернативная водородная энергетика как элемент школьного раздела химии: "Физико-химические свойства водорода"
+ C2 H5
KMnO4 →кислород→оксид железа (III)
↓ ↓
оксид лития железо
3. а) дописать уравнения реакции: H2SO4+ Fe → FeSO4+ ?
б) составить реакцию взаимодействия водорода с серой. Дать название продукта.
3. Составить и решить задачу по приведённым данным: V(Ca) = 3 моль ; m (СаН2) - ?
Тестовая контрольная работа.
Вариант 1.
1. Водород реагирует с обоими веществами пары:
а) Н2О и Са б) Na и NH3 в) Fe2O3 и О2 г) WO3 и СH4
2. В уравнении реакции горения алюминия запись его правой части:
а) ЗА12О3 б) А12О3 в) 2А12О3 г) 4А12О3
3. Составить уравнение реакции и указать коэффициент перед формулой восстановителя. Реакция оксида вольфрама с водородом:
а) 1; б) 2; в) 6; г) 3.
4. Объём кислорода, необходимый для окисления 2 моль цинка, составляет (н.у.):
а) 22.4 л; б) 11.2 л; в) 44.8 л; г) 5.6 л;
Вариант 2.
1. Водород реагирует с обоими веществами пары:
а) С12 и РbО б) О2 и HCI в) СuО и Н2О г) С H4 и Na
2. В уравнении реакции горения этана верная запись его правой части:
а) 2СО2 + ЗН2О б) 4СО2 + 6Н2 в) 2СО2 + ЗН2 г) 4СО2 + 6Н2О
3. Составить уравнение реакции и указать коэффициент перед формулой восстановителя. Реакция оксида олова с водородом:
а) 1; б) 2; в) 3; г) 4.
4. Объём кислорода, необходимый для окисления 1 моля алюминия, составляет (н.у.): а) 22.4 л; б) 16.8 л; в) 11.2 л; г) 5.6 л.
Вариант 3.
1. Водород реагирует со всеми веществами группы:
а) оксид вольфрама, вода, кальций; б) оксид железа (III), азот, кислород;в) метан СН4, калий, углерод; г) оксид меди (II), фтор, хлороводород.
2. В уравнении реакции горения аммиака NH3 верная запись его правой части:a) 2N2+ 6Н2О; б) 3N2 + Н2О; в) 4N2 + 6Н2О; г) N2 + ЗН2О.
3. Составить уравнение реакции и указать коэффициент перед формулой восстановителя. Реакция оксида молибдена (VI) с водородом:
а) 2; 6)3; в) 4; г) 6.
4. Составить и решить задачу по приведённым данным:
V(Р) = 2моль; m(Р2О5)-?
а) 284 г; б) 142 г; в) 14.2 г; г) 28.4 г. [1]
Для реализации целей школьного экологического образования можно использовать ролевые уроки. Достоинством этих уроков является то, что учащиеся в игровой форме закрепляют и обобщают полученные знания по химии, а также понимают актуальность экологических особенностей связанных с изучаемой темой.
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА
В эксперименте принимали участие ученики 9 классов МОУ СОШ-гимназии № 1 г. Нальчик (выборочная совокупность составляла 45 школьников).
В экспериментальных классах при раскрытии темы «Альтернативная водородная энергетика» были проведены разработанные уроки, приведенные в главе 3. Занятия проводились с акцентом на прикладные и экологические аспекты.
Для констатации результата после проведения разработанных занятий были проведены контрольные работы, состоящие из тестов, которые приведены в главе III. Результаты эксперимента в школе приведены в диаграммах, отражающих изменения качества знаний и успеваемости в контрольном (9 г) и экспериментальном (9 в) классах.
Диаграмма 1. Изменение успеваемости учащихся
Диаграмма 2. Динамика успеваемости и качества обучения
Таким образом, избранная тематика способствовала повышению качества знаний, научного и экологического мировоззрения, а главное вызвала интерес учащихся к более глубокому изучению химии.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В настоящее время школьный курс химии немыслим без экологической стороны. В течение своей длительной жизни на Земле человечество в значительной степени зависело от солнца как источника энергии. Его потребность в энергии, в основном в пище, прямо или косвенно удовлетворялась фотосинтезом [21].
Только совсем недавно человек попал в сильную зависимость от ископаемого топлива. Поэтому рассмотрение каждой темы должно, так или иначе, иметь точки соприкосновение с экологией. Экологическое воспитание детей становится глобальной проблемой методики обучения химии. В погоне за избытком энергии человек все глубже погружался в стихийный мир природных явлений и до какой-то поры не очень задумывался о последствиях своих дел и поступков. Но времена изменились. Сейчас, в начале 21 века, начинается новый, значительный этап земной энергетики. Появилась энергетика «щадящая», построенная так, чтобы человек не рубил сук, на котором он сидит, заботился об охране уже сильно поврежденной биосферы. Несомненно, в будущем параллельно с линией интенсивного развития энергетики получат широкие права гражданства и линия экстенсивная: рассредоточенные источники энергии не слишком большой мощности, но зато с высоким КПД, экологически чистые, удобные в обращении. Яркий пример тому - быстрый старт электрохимической энергетики, которую позднее, видимо, дополнит энергетика солнечная. Энергетика очень быстро аккумулирует, ассимилирует, вбирает в себя все самые новейшие идей, изобретения, достижения науки. Это и понятно: энергетика, связана буквально со Всем, и Все тянется к энергетике, зависит от нее. Поэтому энергохимия, водородная энергетика, космические электростанции, энергия, запечатанная в антивеществе, кварках, «черных дырах», вакууме, - это всего лишь наиболее яркие вехи, штрихи, отдельные черточки тою сценария, который пишется на наших глазах и который можно назвать Завтрашним Днем Энергетики.
Таинственные переходы, узкие, извилистые тропки. Полные загадок,
препятствий, неожиданных озарений, воплей печали и поражений, кликов радости и побед.
В выбранной нами теме рассматривается решение энергетической проблемы человечества путем внедрение водородной энергетике. Рассказ об энергии может быть бесконечен, как и бесконечны альтернативные формы ее использования, но при условии, что мы должны разработать для этого эффективные и экономичные методы. Не так важно, каково ваше мнение о нуждах энергетики, об источниках энергии, ее качестве, и себестоимости. Нам, по-видимому, следует лишь согласиться с тем, что сказал ученый мудрец, имя которого осталось неизвестным.
«Нет простых решений, есть только разумный выбор»
Конечно, практически ученикам невозможно продемонстрировать весь процесс получение энергии из водорода. Но схематично, с использованием методов сравнения с другими источниками энергии, интересными сообщениями на эту тему можно вполне доступно объяснить суть водородной энергетики. При прохождении темы «Водород» параллельно с изучением способов производства, химических свойств и применения рассматриваются и связь водорода с энергетикой. И конечно выявление таких важных связей химии с промышленностью, с энергетикой заинтересовывает учеников.
Кроме того, на факультативных занятиях по экологии при рассмотрении проблем энергетики важно подчеркнуть актуальность данного вида источника энергии.
ВЫВОДЫ
Можно сделать несколько выводов из рассмотрения проблемы
1. Проблемы экологии. В частности, проблемы энергетики, требуют срочного решения. Остроту этого вопроса необходимо довести до сознания школьников и озадачить их поиском путей решения.
2. При рассмотрении темы «Водород» необходимо подвести учеников к пониманию водородной энергетики как одного из наиболее перспективных методов решения энергетической проблемы.
3. На факультативных занятиях можно рассмотреть основные проблемы, которые возникают при использовании водорода как источника энергии.
ЛИТЕРАТУРА
1. Реймерс Н. Ф. Экология (теория, законы, правила, принципы и гипотезы). // Россия Молодая. 1994. 367 с.
2. Верховский В. Н., Смирнов А. С. Техника химического эксперимента. – М., 1973, 683 с.
3. Кузьменок Н. М., Стрельцов Е. А., Кумачев А. И. Экология на уроках химии. Минск. 1996. 208 с.
4. Экологическая химия. Под. Ред. Ф. Корте. М.: Мир. 1997. 396 с.
5. Багов М. С. Концепции естествознания и основы экологии. Нальчик: «Эльбрус». 1997. 287 с.
6. Нифанов Э. Е. Прикладная направленность изучения химии в средней школе // Ж..Химия в школе, 1994, №4, ст. 18.
7. Назаренко В. М. Экология восхождение к разуму // Ж..Химия в школе, 1995, №4, ст. 10.
8. Экологизированный курс химии от темы к теме // Ж.. Химия в школе, 1996, № 1 ст. 29; 1996, №2 ст. 31; 1996, №4 ст. 36; 1996, №6 ст. 18.
9. Глобальное потепление: Доклад Гринпис / Под. ред. Дж. Леггетта. Пер. с англ. – М.: Изд-во МГУ, 1993. – 272 с.
10. Варшавский И. Л. Энергоаккумулирующие вещества и некоторые принципы их использования для транспорта, энергетики и промышленности. – М.: Наука, 1970. – 51 с.
11. Гринпис / Под. ред. Дж. Леггетта. Пер. с англ. – М.: Изд-во МГУ, 1993. – 272 с.
12. Володин В., П. Хазановский «Энергия, век двадцать первый». А. Голдин «Океаны энергии». Л.С. Юдасин «Энергетика: проблемы и надежды».
13. Буркова И.И. Основы общей экологии и охрана окружающей среды. – Ч. 1. – Норильск, 1977.
14. Охрана окружающей среды. Под ред. С. В. Белова. – М., 1991.
15. Богдановский Г. А. Химическая экология: Учеб. Пособие. – М.: Изд-во МГУ. 1994. – С. 136-137.
16. Малышенко С. П., Институт высоких температур РАН, Журнал «Энергия», №1, 2003.
17. Пехота Ф. Н., Минпромнауки РФ, Журнал «Энергия», №1, 2003, С. 2-8.
18. Химия и жизнь. Часть II. Под. ред. Тарасовой Н. П., РХТУ им. Менделеева. 1997. 351 с.
19. Суровцева Р. П. Химия. 8-9 классы: Методическое пособие. – 5 – е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2001. – 80 с.
20. Алексашина И. К., Л. А. Гольденберг. Из опыта подготовки учащихся к коллективной деятельности на уроке химии. // Химия в школе. 1991. №4, с. 31-34.
21. Планирование по химии // Вечерняя школа. 1989. №4.
22. Кузнецова Н. Е. Формирование систем понятий в обучении химии. – М.: Просвещение, 1989. – 144 с., с. 3-4, 17-22, 25-30.
23. Блонский Л. Л. Избранные педагогические и психологические сочинения: В 2 т. – М.: Педагогика, 1979. – Т. 2. – с. 300.
24. Шаповаленко С. Г. Методика обучения химии. – М.: Учпедгиз, 1963.
25. Архипова В. В. и др. Теоретические основы и практика коллективных занятий. Л., 1991.
26. Зуев А. В. Обучение химии в 9 классе. Пособие для учителя.
27. Общая методика обучения химии. Под. ред. Л. А. Цветкова, М. – Просвещение, 1981, 223 с.
28. Солдатенков И. С. Использование традиционных и технических средств на уроках химии, Минск, 1973, с. 69.
29. J. O.M Bockris, A Solar – Hydrogen Economy, A. N. Z. Book Co., Brook – vale, New South Wales, 1975, Ch. 8.
30. Lawaczek (1930), quoted by R. O. Lingstrom, ASEA Journal, 37 (1): (1964); also quoted by E. W. Justy, Leitungsmechanismus und Energieumwanlung in Felskorpen, Vandehoeck and Ruprecht, gottingen, 1965.
31. J. O.M Bockris, A Solar – Hydrogen Economy, A. N. Z. Book Co., Brook – vale, New South Wales, 1975, Ch. 14.
32. D. P. Greodgy, D. Y. C. Ng, and G. M. Long, in Electrochemistry of Cleaner Environments, J, O. V. Bockris, ed., Plenum Press, New York, 1972.