Первая страница
Наша команда
Контакты
О нас

    Головна сторінка



О. В. Головань всеукраїнська хмічна очно-заочна школа

О. В. Головань всеукраїнська хмічна очно-заочна школа




Сторінка1/4
Дата конвертації25.03.2017
Розмір0.57 Mb.
  1   2   3   4

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Національна академія наук України

Національний центр «Мала академія наук України»

О. В.

Націона́льна акаде́мія нау́к Украї́ни (НАН України) - вища наукова самоврядна організація України, що є найбільшим центром наукових досліджень в Україні. У складі НАН України станом на початок 2016 року діють 168 наукових установ та 46 організацій дослідно-виробничої бази, в яких працюють 37447 співробітників, в тому числі 18346 наукових працівників, серед яких 2530 докторів наук та 7603 кандидатів наук. На 23.02.2016 до складу НАН України входять 197 дійсних членів (академіків), 379 членів-кореспондентів та 104 іноземні члени. Керівні органи НАН України перебувають у Києві.
ГОЛОВАНЬ

ВСЕУКРАЇНСЬКА
ХМІЧНА ОЧНО-ЗАОЧНА ШКОЛА


(2012–2013 навчальний рік)


Збірник навчально-методичних матеріалів

Київ
2013

Редакційна колегія:

О. В.

Матеріа́л - речовина, або суміш речовин, первинний предмет праці, який використовують для виготовлення виробу (основний матеріал), або які сприяють якимось діям. У останньому випадку уточнюють, що це допоміжний, чи витратний матеріал.
 Лісовий, О. В. Головань (методист лабораторії хіміко-біологічних наук


Національного центру «Мала академія наук України»),

Т. В. Пещеріна, С. І. Кічайкіна, Є. Д. Омельченко


Рекомендовано науково-методичною радою
Національного центру «Мала академія наук України»
(протокол № 1 від 22.01.
Оме́льченко - українське прізвище, походить від імені Омелян, зменшуване Омелько. Кількість носіїв прізвища в Україні - 26 273 особи (за даними Вся Украина - жители) (рос.)
2013)
Головань О. В.

Всеукраїнська хімічна очно-заочна школа Малої академії наук України (2012–2013 н. р.) : збірн. навч.-метод. матеріалів ; за ред. О. В. Лісового. — К., 2013. — 44 с.

Збірник підготовлений відповідно до навчальної програми Всеукраїнської хімічної очно-заочної школи.

Видання містить:



  • контрольні завдання;

  • методичні рекомендації та розв’язки різних типів задач з хімії;

  • приклад уроку-лабораторію із застосуванням сучасних електронних комплексів з датчиками рН на базі лабораторії NOVA 5000.

Збірник адресований учасникам Всеукраїнської хімічної очно-заочної школи, а також на допомогу іншим учням для підготовки до контрольних робіт з хімії.

© Міністерство освіти і науки,

молоді та спорту України, 2013

© Національний центр

«Мала академія наук України», 2013



Шановні старшокласники!
Дава́ч (у багатьох джерелах - да́тчик, се́нсор) (рос.датчик, англ. sensing element, detector, transducer sensor; нім. Meßgeber m, Geber m, Fühler m) - вимірювальний пристрій у вигляді конструктивної сукупності одного або декількох вимірювальних перетворювачів величини, що вимірюється і контролюється, та котрий виробляє вихідний сигнал, зручний для дистанційного передавання, зберігання та використання у системах керування і має нормовані метрологічні характеристики.
Електро́н (грец. Ηλεκτρόνιο, англ. electron, нім. Elektron) - стабільна, негативно заряджена елементарна частинка, що входить до складу всіх атомів. Має електричний заряд (-е= −1,6021892(46)×10−19 Кл) і масу (9,109554(906)×10−31 кг).
Міні́стр - член уряду і голова міністерства. Голову уряду іноді називають прем'єр-міністром, залежно від країни - формально чи неформально.

Одним із пріоритетів діяльності Малої академії наук України є розвиток наукових напрямів природничого, фізико-математичного і технічного профілів, який потребує повноцінного забезпечення ефективним і сучасним лабораторним та навчально-методичним інструментарієм.
Пріоритет (рос. приоритет, англ. priority, нім. Priorität f) -
З цією метою Мала академія наук України активно працює над створенням лабораторно-дослідницького комплексу «МАНЛаб», на базі якого послідовно здійснює реалізацію ряду науково-освітніх проектів, серед яких — Всеукраїнські профільні очно-заочні школи Малої академії наук України.

Одним із головних завдань проекту є формування інтерактивного освітнього середовища, забезпечення умов для проведення досліджень, в тому числі в дистанційному режимі, що сприяє розширенню цільової учнівської аудиторії.

Дослі́дження, до́сліди - (широко розуміючи) пошук нових знань або систематичне розслідування з метою встановлення фактів; (вузько розуміючи) науковий метод (процес) вивчення чого-небудь.
Ство́рення (англ. Creation, нім. Schöpfung, івр. בריאת העולם‎) - доктринальна позиція у багатьох релігіях та філософських системах вірувань, яка твердить, що за створенням всесвіту стоїть Божество. Богословські пояснення створення всесвіту можуть мати різноманітні форми, однією з основних є релігійна догма створення.
Аудитóрія або авдито́рія (лат. auditorium, від лат. auditor - «слухач») - у збірному сенсі: це публіка, соціальна спільність людей, об’єднана взаємодією з комунікатором (індивідом або групою), які володіють інформацією та доводять її до цієї спільності.
Осві́та - цілеспрямована пізнавальна діяльність людей з отримання знань, умінь та навичок або щодо їх вдосконалення. Процес і результат засвоєння особистістю певної системи наукових знань, практичних умінь та навичок і пов'язаного з ними того чи іншого рівня розвитку її розумово-пізнавальної і творчої діяльності, а також морально-естетичної культури, які у своїй сукупності визначають соціальне обличчя та індивідуальну своєрідність цієї особистості.

Навчально-виховний процес у профільних школах здійснюється за спеціально розробленими програмами і навчальними планами, які органічно поєднують колективну та індивідуальну форми роботи і містять такі змістовні модулі: «Основи дослідницької роботи», «Профільний навчальний курс», «Організація індивідуальної дослідницької діяльності слухачів».

Застосунок, застосовна програма, прикладна програма (англ. application, application software; пол. aplikacja; рос. приложение, прикладная программа) - користувацька комп'ютерна програма, що дає змогу вирішувати конкретні прикладні задачі користувача.
Індиві́д, Індиві́дуум (лат. individuum - неподільний) - окремий організм, який існує самостійно, зокрема людина, особа, одиничний представник роду людського.

На сьогодні для формування науково-дослідницьких завдань у профільних очно-заочних школах використовуються навчальне та наукове цифрове обладнання українських виробників та світових брендів, а саме: німецької компанії «PHYWE», ізраїльської компанії «Fourier», американської компанії «Celestron», японської компанії «Tokyo Boeki Technology Ltd».

Виробни́цтво - процес створення матеріальних і суспільних благ, необхідних для існування і розвитку. Створюючи певні блага люди вступають у зв'язки і взаємодію – виробничі відносини. Тому виробництво є завжди суспільним.
Япо́нська мо́ва (яп. 日本語, にほんご, にっぽんご, ніхон-ґо, ніппон-ґоопис файлу) - мова, якою розмовляють японці, мешканці Японського архіпелагу, а також японці в еміграції. Належить до японо-рюкюської групи мов.
Аме́рика - частина світу в західній півкулі Землі, що поділяється на два континенти або материки - Північну і Південну Америку, часто з Північної Америки виділяється і Центральна Америка.

Креативність змісту навчання передбачає також навчально-розвивальні програми, що спрямовані на формування і розвиток інтелектуальних умінь, комунікативних здібностей, навичок самоуправління й самоорганізації, необхідних для творчої самореалізації учнів.

До викладання в школах залучаються науковці НАН України, науково-педагогічні працівники вищих навчальних закладів, педагогічні працівники МАН України, відомі діячі науки, техніки та культури держави.

Комунікативність - сукупність істотних, відносно стійких властивостей особистості, що сприяють успішному прийому, розумінню, засвоєнню, використанню й передаванню інформації.
Самоуправління - стан, при якому суб'єкт і об'єкт управління збігаються; такий характер процесів об'єкта, що є умовно-замкнутою системою, при яких не відбувається безпосереднього контролю над ними - цілепокладання здійснюється самим об'єктом відповідно до своїх властивостей, що можуть бути запрограмовані певним чином при його створенні.
Здібності - індивідуально стійкі психічні властивості людини, що визначають її успіхи в різних видах діяльності. Задатки - це потенційні можливості, що виявляються в діяльності, яка не може існувати без них.
Інтелектуал - людина розумової праці[Джерело?]. «Інтелектуалом» також називають[Хто?] освічену, начитану людину з високо розвиненим інтелектом[Джерело?].
Самоактуалізація (від лат. actualis - дійсний, справжній), самореалізація - прагнення людини до якомога повнішого виявлення і розвитку своїх особистісних можливостей. У деяких напрямках сучасної західної психології самоактуалізація висувається на роль головного мотиваційного фактора, на противагу біхевіоризму і фрейдизму, за якими поведінкою особистості рухають біологічні сили.
Самоорганіза́ція - термін, який вживається для визначення процесів виникнення складних структур при відсутності нав'язаного зовнішньою дією порядку.
Робітники́, також працівники́, трудівники́ - наймані особи, зайняті в безпосередньому виробництві, рідше у сфері послуг; виконавці найнижчої ланки технологічного чи управлінського ланцюга. В правовому суспільстві права й інтереси робітників захищено трудовим правом[Джерело?].
Педаго́гіка (грец. παιδαγωγική - майстерність виховання) - наука про спеціально організовану цілеспрямовану і систематичну діяльність з формування людини - про зміст, форми і методи виховання, освіту та навчання.
Навча́льний заклад (осві́тній заклад) - організація, що на постійній і безперервній основі здійснює освітній процес з метою навчання, виховання, розвитку і самовдосконалення особистості.

Узагальнюючи досвід роботи Всеукраїнської хімічної очно-заочної школи, Олексій Головань, методист хіміко-біологічної лабораторії Національного центру «Мала академія наук України» підготував цей збірник, у якому представлені завдання, методичні рекомендації та розв’язки різних типів задач з хімії, а також приклад уроку-лабораторію із застосуванням сучасних електронних комплексів з датчиками рН на базі лабораторії NOVA 5000 для слухачів хімічної школи на 2012–2013 н. р.

За допомогою збірника ви маєте змогу самостійно вирішити завдання з хімії, перевірити свій рівень знань і долучитися до науково-дослідницької діяльності.



Пещеріна Тетяна Вікторівна,

заступник директора з навчально-виховної роботи

Національного центру «Мала академія наук України»

Завдання, методичні вказівки та розв’язки

до заочної контрольної роботи з хімії

Всеукраїнської хімічної очно-заочної школи

на 20122013 н. р.
10 клас
1. Результати експерименту. Взаємодія металу з розчином солі часто використовується в промисловості для нанесення металічних покриттів. Проте ця проста реакція є не завжди такою тривіальною і прогнозованою. Уявіть собі експеримент: опускаємо невеликий шматочок металічного натрію у склянку з розчином Купрум (ІІ) сульфату. Опишіть візуальні ефекти, що спостерігаються у хімічному стакані. Які хімічні реакції (в тому числі і побічні) відбуваються?
Експериме́нт (англ. experiment) - сукупність дослідів, об’єднаних однією системою їх постановки, взаємозв’язком результатів і способом їх обробки. В результаті експерименту отримують сукупність результатів, які допускають їхню сумісну обробку і зіставлення.
Хімі́чна реа́кція - це перетворення речовин, при якому молекули одних речовин руйнуються і на їхньому місці утворюються молекули інших речовин з іншим атомним складом. Усі хімічні реакції зображують хімічними рівняннями.
Наведіть рівняння цих реакцій.
Рівняння - аналітичний запис задачі знаходження аргументів, при яких дві задані функції рівні між собою.


Вказівка. При розв’язанні задачі слід ураховувати особливості лужних металів. Натрій – активний метал і бурхливо взаємодіє з водою. Отож кількість речовин, які можуть прореагувати між собою в розчині, значно зростає. Необхідно розглянути всі варіанти.

Розв’язок:

Якщо розглядати класичну взаємодію металів з розчинами солей, то реакція між металічним натрієм та сульфатом міді (II) могла б протікати, оскільки натрій перебуває лівіше від Купруму в електрохімічному ряді напруг металів:


CuSO4 2Na = Cu Na2SO4.
Розчи́нення (рос. растворение, англ. dissolution; нім. Lösen n) - процес взаємодії речовин з переходом їх у йонну або колоїдну форми та утворенням гомогенних систем, нових сполук. Розчинення супроводжується руйнуванням взаємодій між молекулами індивідуальних речовин і утворенням міжмолекулярних зв'язків між компонентами розчину.
Електрохі́мія - галузь науки, яка вивчає властивості систем, що містять іонні провідники, та перетворення речовин на межі поділу фаз за участю заряджених часток (іонів, електронів). Зокрема, електрохімія вивчає закони взаємного перетворення електричної і хімічної форм руху матерії, будову і властивості розчинів електролітів, процеси електролізу, роботу електрохімічних елементів, електрохімічну корозію, електросинтез речовин, тощо.
Необхідність - система зв'язків і відносин, що зумовлює зміну, поступальний рух, розвиток у жорстко визначеному напрямку з жорстко визначеними результатами. Іншими словами, необхідність - це такий зв'язок, що обов'язково призводить до певної події.
Лу́жні мета́ли - елементи 1 групи періодичної системи за винятком водню. За старою класифікацією елементи головної підгрупи I групи. Назва пов'язана з тим, що при взаємодії лужних металів з водою утворюється їдкий луг.
Еле́ктрохімі́чний ряд напру́г, ряд акти́вності (мета́лів) - послідовність елементів в порядку зменшення їхніх стандартних потенціалів окиснення (тобто ступеня легкості віддачі електронів у хімічних реакціях).

Проте в розчині, де присутня вода, натрій активно реагуватиме з нею:
2Na 2H2O = 2NaOH H2, ΔH < 0.
Розчин Купрум (II) сульфату взаємодіятиме з лугом з утворенням блакитного осаду – Купрум (II) гідроксиду:
CuSO4 2NaOH = Cu(OH)2 Na2SO4.

Далі Купрум (II) гідроксид під впливом високої температури розкладатиметься (оскільки реакція натрію з водою екзотермічна):


Cu(OH)2 = CuO H2O.
Гідрокси́ди - один із основних класів неорганічних сполук, до якого належать сполуки, що складаються з катіону металу і гідроксид-аніонів. Часто до них застосовують термін основи, який має дещо ширше значення.
Температу́ра (від лат. temperatura - належне змішування, нормальний стан) - фізична величина, яка описує стан термодинамічної системи.

Оскільки у попередній реакції виділяється водень, то, теоретично, він може відновлювати отриманий Купрум (II) оксид до чистого металу або просто спалахне і згорятиме з утворенням води:
CuO H2 = Cu H2O

H2 O2 = H2O.

Вóдень або гідроге́н (хімічний символ - H, лат. Hydrogenium) - хімічний елемент з атомним номером 1, який належить до 1-ої групи (за старою класифікацією - головної підгрупи 1-ої групи), 1-го періоду періодичної системи хімічних елементів, та є першим і найпростішим представником усіх хімічних елементів взагалі.
Тео́рія (від грец. θεωρία - розгляд, дослідження) - сукупність висновків, що відображає відносини і зв'язки між явищами реальності у вигляді інформаційноі моделі. Теорією стає гіпотеза, що має відтворюване підтвердження явищ та механізмів і дозволяє спостерігачу прогнозувати наслідки дій чи зміни стану об'єкта спостережень.

Візуальні ефекти, що спостерігатимемо: розплавлення шматочка лужного металу і активна взаємодія з водою (можливе його загоряння і вибух), появу синього, а згодом і чорного осаду, сліди металічної міді.

Пла́влення (топлення) - перехід тіла з твердого стану в рідкий. Зворотний процес - тверднення (кристалізація). Плавлення відбувається з поглинанням теплоти і є фазовим переходом першого роду.

Наводимо фотографії взаємодії:







2.
Світло́пис або Фотогра́фія (від грецького φώς (φωτός) - світло та γράφω - пишу) - сукупність різноманітних науково-технічних засобів і технологій, які мають на меті реєстрацію одиничних довготривалих зображень об'єктів за допомогою світла.
Невідомі гази
X2, Y2, Z2.

Деякий газ X2 пропустили за н.у. через 100 мл розчину КОН із концентрацією 3 моль/л. При цьому поглинулося 3,36 л газу. Утворений розчин нагріли до 60 °С, після чого охолодили. У результаті добули трохи кристалів солі А, що містять 31,90% металічного елементу, 28,93% елементу Х і ще один елемент У. Нагрівання солі А за наявності каталізатора (МnO2) приводить до отримання газоподібної простої речовини У2 і солі В, а нагрівання солі А без каталізатора – до утворення солей В та С.

Результат, пі́дсумок, (заст. ску́ток, вислід) - кінцевий наслідок послідовності дій. Можливі результати містять перевагу, незручність, вигоду, збитки, цінність і перемогу. Результат є етапом діяльності, коли визначено наявність переходу якості в кількість і кількості в якість.
Криста́л (англ. crystal, нім. Kristall m) - тверде тіло з упорядкованою внутрішньою будовою, що має вигляд багатогранника з природними плоскими гранями: впорядкованість будови полягає у певній повторюваності у просторі елементів кристала (атомів, молекул, йонів), що зумовлює виникнення т.зв.
Каталіза́тор - речовина, яка змінює швидкість хімічних реакцій (найчастіше знижуючи її енергію активації), а сама після реакції залишається хімічно незмінною і в тій же кількості, що й до реакції.
Простá речови́на - хімічна речовина, структурні одиниці якої: або є представниками; або складаються з атомів, тільки одного хімічного елементу.
Сіль С при нагріванні до більш високої температури розкладається на сіль В і газ У2. Газ Х2 реагує з газом Z2, причому утворюється газ D (його водний розчин є сильною неорганічною кислотою, а об’єм під час реакції не змінюється).
Найвища температура, досягнута за участі людини, ~ 10 трлн К (що є порівнянним з температурою Всесвіту у перші секунди його існування) була досягнута у 2010 році під час зіткнення іонів свинцю, прискорених до світлових швидкостей. Експеримент було проведено на Великому адронному колайдері.
Газ Х2 можна добути дією кислоти на сіль А або дією сульфатної кислоти на розчин, що утворився при поглинанні Х2 розчином КОН.
Водний розчин - розчин, який складається з води, розчиненої речовини та продуктів їхньої взаємодії - гідратованих (сполучених з молекулами води) йонів.
Сульфа́тна кислота́ (сірчана кислота, IUPAC - дигідрогенсульфат, застаріла назва - купоросне масло) - сполука сірки з формулою H2SO4. Безбарвна масляниста, дуже в'язка і гігроскопічна рідина. Сірчана кислота - одна з найсильніших неорганічних кислот і є дуже їдкою та небезпечною.

Розшифруйте всі невідомі речовини та напишіть рівняння реакцій, що відбуваються.

Речовина́ - вид матерії, яка характеризується масою та складається з елементарних частинок (електронів, протонів, нейтронів, мезонів тощо). Характерною властивістю таких частинок є відмінні від нуля баріонний заряд або лептонний заряд.


Вказівка. У задачах такого типу треба шукати певний «хімічний» факт, за який можна зачепитись. Спрогнозувавши або відгадавши (навіть інтуїтивно) хоча б одну речовину, можна «розкрутити» увесь ланцюжок. У поданій задачі маємо сіль (А), термічно нестійку, що має два варіанти термічного розкладу, один з яких – каталітичний. Така сіль (за шкільною програмою) тільки одна. Здогадку варто перевірити за даними масових часток елементів.

  1   2   3   4



  • ВСЕУКРАЇНСЬКА ХМІЧНА ОЧНО-ЗАОЧНА ШКОЛА (2012–2013 навчальний рік) Збірник навчально-методичних матеріалів
  • Пещеріна Тетяна Вікторівна
  • Завдання, методичні вказівки та розв’язки до заочної контрольної роботи з хімії Всеукраїнської хімічної очно-заочної школи на 2012
  • 2013 н. р. 10 клас 1. Результати експерименту