Водород
I. Водородное топливо
Водородное топливо одно из перспективных направлений в современной энергетике. Так, при сгорании водорода образуется только вода (H₂O). В продуктах сгорания водорода нет углекислого газа (CO₂) и других вредных веществ, но это при условии, что используется «зелёный» водород. Этот факт позволяет снизить парниковый эффект и загрязнение воздуха в городах.

Водородное топливо универсально: можно использовать в транспорте (автомобили, поезда, корабли, самолёты), промышленности (замена угля в металлургии, производство удобрений) и энергетике (хранение энергии, резервные генераторы).

Водород решает проблему сезонного накопления энергии от солнечных и ветровых станций. Если заменить бензин на водород в автобусах мегаполиса, выбросы CO₂ сократятся на 100%, а шум уменьшится (топливные элементы работают почти бесшумно). Однако часто говорят о проблемах взрывоопасности водорода, вспоминая катастрофу дирижабля «Гиндербург» (1937 г.).
Блок заданий №1
1) Решите задачи:

а) Сколько литров воды (H₂O) образуется при сгорании 1 кг водорода (H₂).
Ответ: _______________________________________________________________________________________________

б) Сравните энерговыделение: при сгорании 1 кг водорода выделяется 120МДж энергии, а 1 кг бензина – 45 МДж. На сколько процентов (%) водород эффективнее?
Ответ: _______________________________________________________________________________________________
2) Объясните, почему водород считается экологичным топливом несмотря на то, что его производство (например, из метана) может давать CO₂.
3) Как можно минимизировать риски взрыва водорода? Составьте краткий диалог (5-6 реплик) между учителем и учеником, который развеет миф о «сверхопасности» водорода, используя сравнения (например, с бензином или природным газом).
4) Опишите эксперимент, демонстрирующий взрывоопасность водорода.
II. Вода
Дом введен в эксплуатацию. Жильцы заселились, но показатели воды (цвет, запах) им не нравятся. Жильцы обеспокоены, можно ли данную воду использовать для питьевых и бытовых нужд, например, использовать данную воду в дорогостоящих посудомоечных и стиральных машинах, а также для санитарно-гигиенических целей. Они передали воду в химическую лабораторию и получили протокол исследования качества воды.
Таблица 1. – Показатели качества воды

Показатель

ПДК

Концентрация в пробе воды

Железо


0,1 мг/дм3

Мутность


0,17 мг/дм3

Хлор


0,18 мг/дм3

Жесткость


6,4 ммоль·экв/л

Водородный показатель (pH)


7,2

Блок заданий №2
1) Найдите значения ПДК из литературных источников и внесите данные в таблицу.
2) Сделайте заключение о качестве питьевой воды и возможности ее использования для бытовых нужд.
3) Какие уникальные свойства имеет вода? Предложите, как можно их использовать при организации научно-исследовательской деятельности учащихся.
4)Ответьте на вопросы и трансформируйте вопросы так, чтобы они позволяли развивать функциональную грамотность (проблемные вопросы):

Чем отличается дистиллированная вода от водопроводной?
Ответ: _______________________________________________________________________________________________

Как получают дистиллированную воду?
Ответ: _______________________________________________________________________________________________

Можно ли употреблять в пищу дистиллированную воду?
Ответ: _______________________________________________________________________________________________
III. Водородный показатель
Водородный показатель (pH) – величина, характеризующая меру активности ионов водорода в растворе, количественно показывающая его кислотность. Это понятие было введено более ста лет назад, в 1908 году, датским химиком С. П. Сёренсеном.

рН показывает, насколько кислым или щелочным является раствор вещества. Обычно pH изменяется в интервале от 0 до 14 (хотя при некоторых концентрациях может и выходить за эти пределы). Значение 7 — нейтральная реакция — соответствует чистой дистиллированной воде. Если рН менее 7 — это кислая реакция, если более 7 — то реакция щелочная.
Блок заданий №3
1) . Приведены значения pH некоторых бытовых веществ:
Лимонный сок (рН=2)
Уксус (рН=3)
Кофе (рН=5)
Чистая вода (рН=7)
Мыльный раствор (рН=9)
Отбеливатель (рН=12).

Ответьте на вопросы:
А) Какие из перечисленных веществ являются кислыми, а какие — щелочными?
Б) Почему отбеливатель нельзя смешивать с уксусом? (Объясните с точки зрения pH и химической реакции.)
В) Как изменится pH воды, если добавить в неё лимонный сок?

На основе собственных ответов составьте междисциплинарную практико-ориентированную задачу, направленную на развитие функциональной грамотности обучающихся.
2) Агроном исследовал pH почвы на трёх участках и получил такие результаты:
Участок A: pH = 4,5
Участок B: pH = 6,5
Участок C: pH = 8,0

Известно, что
— голубика хорошо растёт при pH = 4,0–5,5;
— пшеница предпочитает pH = 6,0–7,5;
— люцерна лучше всего растёт при pH = 7,0–8,0.

Продумайте, какие культуры лучше всего посадить на каждом участке.
Ответ: ________________________________________________________________________________________________

Предложите вариант, как можно искусственно изменить pH почвы, если нужно вырастить пшеницу на участке A?
Ответ: ________________________________________________________________________________________________
3) Создайте инфографику для школьников, объясняющую:
А) Что такое pH и шкала pH.
Б) Примеры веществ с разным pH.
В) Почему важно знать pH (медицина, экология, сельское хозяйство).
Критерии оценки:
- научная достоверность;
- наглядность и простота;
- практическая польза.
This site was made on Tilda — a website builder that helps to create a website without any code
Create a website