Экспериментальное решение задач

Автор: Бадмаева Антонина Борисовна

МБОУ «ЭМГ», г. Элиста

 

Укрупненная дидактическая единица обладает качествами системности и целостности, устойчивостью к сохранению во времени и быстрым проявлением в памяти. Особую актуальность УДЕ приобретает в условиях введения ФГОС. Принципы технологии УДЕ способствуют формированию универсальных учебных действий, ключевых метапредметных компетенций, развитию учебно-познавательных возможностей обучающихся.

Главная особенность укрупнения единицы усвоения – создание условий для постижения богатства связей и переходов между компонентами единого знания.

Одним из средств укрупнения единицы усвоения служит матричная система фиксации учебной информации.  

Перспективная модель ЕГЭ – 2022 по химии предлагается для общественно-профессионального обсуждения. Изменения коснулись задания по теме: «Химические свойства органических соединений» (ч. 1, КИМ 12). Из предложенного  перечня  органических веществ необходимо выбрать все вещества, которые взаимодействуют с данным реактивом. Определите группу веществ расположенных в матрице, дающие одинаковые аналитические признаки. Какие реактивы используют для качественного определения данных органических веществ? Укажите условия протекания и признаки реакций.

1. Определите группу веществ расположенных в матрице, дающие одинаковые аналитические признаки. Какие реактивы используют для качественного определения данных органических веществ? Укажите условия протекания и признаки реакций.

2. Снимите цветные стикеры и при правильном определении вы найдете три буквенных обозначения – это известная в дидактике современная технология обучения. Правильные ответы могут располагаться, как по горизонтали или вертикали, так и по диагонали матрицы.

Решение экспериментальных задач по теме «Углеводороды»

1. В трех пронумерованных пробирках, закрытых пробками, находятся образцы изогексана, циклогексена и гексина-1. При помощи качественных реакций идентифицируйте эти вещества. Напишите уравнения реакций.

2. В трех пронумерованных пробирках, закрытых пробками, находятся образцы изопрена, пентина-1 и гексана. При помощи качественных реакций идентифицируйте эти вещества. Напишите уравнения реакций.

CnH2n + Br2 → CnH2nBr2     CnH2n-2 + 2Br2 → CnH2n-2Br4 

RCH=CH2 → RCООH + СО2↑ (гор. р-р KMnO4 подкисленный серной кислотой)

RCH=CHR→ RCООH (гор. р-р KMnO4 подкисленный серной кислотой)

RCH=C(R)Rʹ→ RCООH + RCОRʹ (р-р KMnO4, серная кислота)

RC≡CH→ RCООH + СО2↑ (гор. р-р KMnO4 подкисленный серной кислотой)

RC≡CR→ RCООH (гор. р-р KMnO4 подкисленный серной кислотой)

RC≡CRʹ→ RCООH + RʹCOOH (гор. р-р KMnO4 подкисленный серной кислотой)

Матрица 1. Качественная реакция на кратную связь

	«А»	«В»	«С»
1	неопентан	циклопентан	изобутен
2	гептин-1	этилацетилен	винилацетилен
3	изогексан	дивинил	изопентан

Матрица 2. Качественная реакция на кратную связь

	«А»	«В»	«С»
1	циклопропан	диметилацетилен	изобутан
2	циклопентен	винилбензол	изопрен
3	неогексан	кумол	аллен

Матрица 1-2 (вариант ответа) 

	«А»	«В»	«С»
1
2	У	Д	Е
3

 

Качественная реакция на концевую тройную связь

1. Определите, какие органические соединения можно обнаружить реактивом Толленса и аммиачным раствором оксида меди (I). Напишите уравнения химических реакций. Укажите признак реакции.

СН≡СН + 2[Ag(NH3)2]OH → AgC≡CAg↓ + 4NH3 + 2H2O 

СН3C≡CH + [Ag(NH3)2]OH → СН3C≡CAg↓ + 2NH3 + H2О С6Н5C≡CH + [Ag(NH3)2]OH → С6Н5C≡CAg↓ + 2NH3 + H2O 

Матрица1. Качественная реакция на концевую тройную связь

	«А»	«В»	«С»
1	диметилацетилен	изобутилен	пропин
2	пропадиен	ацетилен	пентадиен-1,3
3	фенилацетилен	пентин-2	гексин-3

Матрица 2. Качественная реакция на концевую тройную связь

	«А»	«В»	«С»
1	бутин-2	бутанон	этинилбензол
2	бутен-2	винилацетилен	бутен-1
3	бутин-1	бензол	бензиламин

СН3СН2С≡CH + [Cu(NH3)2]OH → СН3СН2≡CCu↓ + 2NH3 + H2O 

СН2=СНC≡СН + [Cu(NH3)2]OH → СН2=СНC≡СCu↓ + 2NH3 +  + H2O  

С6Н5С≡СН + [Cu(NH3)2]OH → С6Н5С≡CCu↓ + 2NH3 + H2O 

RC≡CH + [Cu(NH3)2]OH → RC≡CCu↓ + 2NH3 + H2O 

RС≡СН + [Ag(NH3)2]OH → RC≡CAg↓ + 2NH3 + H2O 

Ацетилениды одновалентной меди (желтого цвета) и ацетилениды серебра (белого цвета) представляют собой неустойчивые кристаллические порошки, разлагающиеся со взрывом.

Матрица 1-2 (вариант ответа)

	«А»	«В»	«С»
1			Е
2		Д
3	У

 

Решение экспериментальных задач по теме «Спирты»

Реактивом на многоатомные спирты, содержащие две и более гидроксильные группы у соседних атомов углерода, является свежеприготовленный раствор гидроксида меди (II) или никеля. Осадок растворяется с образованием ярко-синего раствора гликолята (глицерата) меди или ярко-зеленого раствора гликолята (глицерата) никеля – комплекса никеля (II) с депротонированным гликолем.

1. В трех пронумерованных пробирках находятся образцы пропандиола-1,3, пропанола-1, и пропантриола-1,2,3. При помощи качественных реакций идентифицируйте эти вещества. Напишите уравнения реакций.

2. В трех пронумерованных пробирках находятся образцы этандиола-1,2, бутандиола-1,3 и этанола. При помощи качественных реакций идентифицируйте эти вещества. Напишите уравнения реакций.

Матрица 1. Качественная реакция на многоатомные спирты

	«А»	«В»	«С»
1	пропандиол-1,3	бутандиол-1,2	бутантриол-1,2,3
2	бутандиол-2,3	бутандиол-1,3	бутандиол-1,4
3	этандиол-1,2	пропандиол-1,2	пропантриол-1,2,3

Матрица 1 (вариант ответа)

	«А»	«В»	«С»
1
2
3	У	Д	Е

 

Решение экспериментальных задач по теме «Фенолы»

Качественной реакцией на фенолы является появление яркой окраски при действии раствором хлорида железа (III). Фенол дает фиолетовое окрашивание, крезолы – СН3С6Н4ОН синее окрашивание, многоатомные фенолы – окрашивание различных оттенков. Реактивом на фенолы является также бромная вода. Качественным признаком реакции является образование белого осадка. Объясните протекание реакции.

1. В трех пронумерованных пробирках, закрытых пробками, находятся растворы фенола, этанола и уксусной кислоты. При помощи качественных реакций определите эти вещества. Напишите уравнения химических реакций.

о-крезол + 2Br2 → 4,6-дибром-2-метилфенол + 2НВr 

м-крезол + 3Br2 → 2,4,6-трибром-3-метилфенол + 3НВr 

п-крезол + 2Br2 → 2,6-дибром-4-метилфенол + 2НВr 

Матрица 1. Качественная реакция на фенолы (крезолы)

	«А»	«В»	«С»
1	о-крезол	бензол	п-ксилол
2	м-ксилол	м-крезол	кумол
3	толуол	о-ксилол	п-крезол

Матрица 2. Качественная реакция на фенолы (ксиленолы)

	«А»	«В»	«С»
1	2,3-диметилфенол	фенол	фенетол
2	о-метилфенол	2,5-диметилфенол	п-метилфенол
3	бензофенон	ацетофенон	3,4-диметилфенол

2,3-диметилфенол + 2Br2 → 4,6-дибром-2,3-диметилфенол +   +2НВr 

2,5-диметилфенол + 2Br2 → 4,6-дибром-2,5-диметилфенол + +2НВr 

3,4-диметилфенол + 2Br2 → 2,6-дибром-3,4-диметилфенол + +2НВr 

Матрица 3. Качественная реакция на фенолы (ксиленолы)

	«А»	«В»	«С»
1	2,4-диметилфенол	фенилбензоат	о-бромфенол
2	п-бромфенол	2,6-диметилфенол	фенолят калия
3	фенолят натрия	м-метилфенол	3,5-диметилфенол

 

2,4-диметилфенол + Br2 → 6-бром-2,4-диметилфенол + НВr 

2,6-диметилфенол + Br2 → 4-бром-2,6-диметилфенол + НВr 

3,5-диметилфенол + 3Br2 → 2,4,6-трибром-3,5-диметилфенол + +3НВr 

Матрица 4. Качественная реакция на фенолы

	«А»	«В»	«С»
1	о-бромфенол	о-бромтолуол	метилбензоат
2	п-бромтолуол	м-бромфенол	фенолят калия
3	толуол	м-бромтолуол	п-бромфенол

 

о-бромфенол + 2Br2 → 2,4,6-трибромфенол + 2НВr 

м-бромфенол +3Br2 → 2,3,4,6-тетрабромфенол + 3НВr 

п-бромфенол + 2Br2 → 2,4,6-трибромфенол + 2НВr

Матрица 1 (вариант ответа)

	«А»	«В»	«С»
1	У
2		Д
3			Е

 

Решение экспериментальных задач по теме «Карбонильные соединения»

Для обнаружения альдегидов используют реактив Толленса. Реактив Толленса – аммиачный раствор оксида серебра, содержащий гидроксид диамминсеребра (I). В результате окислительно-восстановительной реакции происходит восстановление серебра в виде черного осадка или серебряного зеркального налета. Поэтому и название качественной реакции – реакция «серебряного зеркала». Продуктом окисления является карбоновая кислота, при взаимодействии с аммиаком образующая соль.

1. В трех пронумерованных пробирках, закрытых пробками, находятся растворы формальдегида, муравьиной кислоты и изобутилового спирта. При помощи качественных реакций идентифицируйте данные вещества. Напишите уравнения реакций.

2. В трех пронумерованных пробирках, закрытых пробками, находятся растворы формальдегида, ацетона и этилового спирта. При помощи качественных реакций идентифицируйте данные вещества. Напишите уравнения реакций.

Матрица 1. Реакция «серебряного зеркала»

	«А»	«В»	«С»
1	СН3СОСН3	СН3СН2СОСН3	С6Н5СНО
2	СН3ОСН3	СН3СН2СНО	СН3СН2СООСН3
3	СН3СНО	СН3СН(СН3)СНО	СН3СН2СН2ОН

СН3CHO + 2[Ag(NH3)2]OH → 2Ag↓ + CH3COONH4 + 3NH3 + H2O

СН3СН2CHO + 2[Ag(NH3)2]OH → 2Ag↓ + CH3CH2COONH4 +  3NH3 + H2O

С6Н5СНО + 2[Ag(NH3)2]OH → 2Ag↓ + C6H5COONH4 + 3NH3  + H2O

RCHO + 2[Ag(NH3)2]OH → 2Ag↓ + RCOONH4 + 3NH3 + H2O

Матрица 2. Реактив Толленса

	«А»	«В»	«С»
1	пропанон	этаналь	метаналь
2	пропен	метановая кислота	бензальдегид
3	пропеналь	бензойная кислота	этановая кислота

CH2=CHСНО + 2[Ag(NH3)2]OH → 2Ag↓ + CH2=CHСООNH4 + 3NH3 + H2O 

НСООН + 2[Ag(NH3)2]OH → (NH4)2CO3 + 2Ag↓ + 2NH3 + H2O  

HCHO + 4[Ag(NH3)2]OH → (NH4)2CO3 + 4Ag↓ + 6NH3 + 2H2O

Матрица 1-2 (вариант ответа)

	«А»	«В»	«С»
1			Е
2		Д
3	У

1. Гидроксид меди (II) свежеосажденный служит также реактивом на альдегидную группу. В результате окислительно-восстановительной реакции гидроксид меди (II) восстанавливается до оксида меди (I) желтого цвета, а при медленном нагревании образуется налет оранжево-красного цвета. Поэтому и название качественной реакции – реакция «медного зеркала». Продуктом окисления является карбоновая кислота, при взаимодействии с гидроксидом натрия образующая соль.

RCHO + 2Cu(OH)2 + NaOH → RCOONa + Cu2O↓ + 3H2O

Матрица 1. Реакция «медного зеркала»

	«А»	«В»	«С»
1	СН3СНО	СН3СООСН3	HCOOH
2	СН3СООС2Н5	СН3СН2СНО	СН3СОСН3
3	СН3СОСН2СН3	СН3СН2СН2ОН	С6Н5СНО

СН3CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH → CH3COONa + Cu2O↓+ 3H2O

СН3СН2CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH → CH3CH2COONa + Cu2O↓ + + 3H2O

С6Н5СНО + 2Cu(OH)2 + NaOH → C6H5COONa + Cu2O↓ + 3H2O

Матрица 1 (вариант ответа)

	«А»	«В»	«С»
1	У
2		Д
3			Е

Матрица способствует обобщению и систематизации химических знаний. Систематическое сопоставление сходных или противоположных по составу веществ, химических свойств, способов получения органических веществ – приводит к развитию способности одновременно охватывать несколько дидактических единиц взаимосвязи, что способствует самостоятельному извлечению новой информации.

Технология УДЕ – технология создания действенных и эффективных условий для развития познавательных способностей обучающихся, их интеллекта и творческого начала, расширения химического кругозора.

 

Литература:

1. Кузьменко Н.Е., Еремин В.В. 2500 задач по химии для школьников и поступающих       в вуз. – М.: Оникс 21 век. Мир и образование, 2002.

2. Лидин Р.А., Аликберова Л.Ю. Химия. Справочник для старшеклассников и поступающих в вузы. – М.:Аст-Пресс школа, 2007.

3. Пузаков С.А., Попков В.А. Пособие по химии для поступающих в вузы. – М.: 2001.

4. Эрдниев П.М., Эрдниев Б.П. Укрупнение дидактических единиц в обучении математике. – М.: «Просвещение», 1986.

5. Эрдниев Б.П. Матрицы в обучении. – Элиста: Калмыцкий университет, 1990 .

6. Эрдниев П.М. Укрупнение дидактических единиц как технология обучения (часть І,II). – М.: «Просвещение», 1992.