Wiązka zadań
Otrzymywanie kwasu siarkowego(VI)
Zadanie
Na rysunku poniżej przedstawiono unowocześniony zestaw do otrzymywania kwasu siarkowego(VI) metodą znaną już alchemikom.
Siarczan(VI) żelaza(II) umieszcza się w probówce z trudno topliwego szkła i podgrzewa. Powstałe gazy są doprowadzane za pomocą rurki szklanej do kolby z wodą.
Podczas doświadczenia zachodzą następujące reakcje:
2 FeSO4 → Fe2O3 + SO2 + SO3
SO3 + H2O → H2SO4
SO2 + H2O →H2SO3
W tabeli wypisano trzy właściwości SO3, czyli tlenku siarki(VI).
Które z nich wykorzystano do przeprowadzenia doświadczenia za pomocą zestawu opisanego powyżej?
| Właściwość tlenku SO3 | Czy tę właściwość SO3 wykorzystano w doświadczeniu? | |
| 1. | Ulega reakcji z wodą. | `square` Tak / `square` Nie |
| 2. | Jest bezbarwny. | `square` Tak / `square` Nie |
| 3. | Reaguje z tlenkami metali. | `square` Tak / `square` Nie |
Poprawna odpowiedź
I. Tak,
II. Nie,
III. Nie
Wymaganie ogólne
1.1 Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie informacji. Uczeń pozyskuje i przetwarza informacje z różnorodnych źródeł z wykorzystaniem technologii informacyjno – komunikacyjnych.
2.1 Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów. Uczeń opisuje właściwości substancji i wyjaśnia przebieg prostych procesów chemicznych;
2.2 Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów. Uczeń zna związek właściwości różnorodnych substancji z ich zastosowaniami i ich wpływ na środowisko naturalne;
Wymaganie szczegółowe
6.3 Kwasy i zasady. Uczeń planuje i/lub wykonuje doświadczenia, w wyniku których można otrzymać wodorotlenek, kwas beztlenowy i tlenowy (np. NaOH, Ca(OH)2, Al(OH)3, HCl, H2SO3)/ zapisuje odpowiednie równania reakcji.
Komentarz
Zadanie różni się od klasycznych zadań dotyczących właściwości substancji, gdyż nie wymaga od ucznia wiedzy na temat charakterystycznych cech substancji, ale zmusza go do dokonania selekcji wymienionych jej właściwości. Uczeń ma wybrać, spośród podanych, te cechy tlenku siarki(VI), dzięki którym możliwe jest przeprowadzenie jednej z przemian chemicznych opisanych w zadaniu. Rozpatrywana substancja powstaje w pierwszym etapie procesu, a następnie bierze udział w kolejnej jego fazie. Do zadania dołączono równania wszystkich reakcji zachodzących podczas doświadczenia, które mają ułatwić wyciąganie właściwych wniosków. Żeby dobrze rozwiązać to zadanie, uczeń musi znać wzory związków chemicznych i posiadać umiejętność interpretowania równań reakcji.
Jak odpowiadali uczniowie
Badanie zadania przeprowadzono na grupie 203 uczniów z III klas gimnazjum. Zadanie okazało się dla uczniów trudne, gdyż właściwej odpowiedzi udzieliło tylko 23,7% badanych. Nie różnicowało ono uczniów, ponieważ odsetek prawidłowych odpowiedzi nie rósł wyraźnie w grupach od najsłabszej do najlepszej, w której uczniowie uzyskali najwyższą liczbę punktów w całym teście.
W poniższej tabeli przedstawiono rozkład procentowy odpowiedzi uczniów (czarnymi kwadracikami oznaczono odpowiedź poprawną).
| Właściwość tlenku SO3 | Czy tę właściwość SO3 wykorzystano w doświadczeniu? | |
| 1. | Ulega reakcji z wodą. | `square` Tak (78,8%) / `square` Nie (20,2%) |
| 2. | Jest bezbarwny. | `square` Tak (41,9%) / `square` Nie (57,6%) |
| 3. | Reaguje z tlenkami metali. | `square` Tak (54,2%) / `square` Nie (45,8%) |
Ocena sformułowania 1 sprawiła uczniom najmniej kłopotów – poprawną odpowiedź wskazało prawie 79% uczniów. Do udzielenia prawidłowej odpowiedzi w punkcie 1 wystarczyła analiza jednego z równań reakcji i wyciągnięcie właściwego wniosku – w tym doświadczeniu tlenek siarki(VI) reaguje z wodą. Jednak uczeń, który nie znał wzorów chemicznych związków oraz nie potrafił odczytywać równań chemicznych mógł mieć problemy z poprawnym wykonaniem tej czynności.
W punkcie 2 uczniowie musieli ocenić, czy barwa tlenku siarki(VI) ma wpływ na przebieg jego reakcji z wodą. Możliwe, że uczniowie uznali, że aby dobrze odpowiedzieć w tym punkcie zadania muszą znać barwę tego gazu. Przypuszczalnie większość z nich nie widziała tego gazu, gdyż podstawa programowa nie przewiduje doświadczeń chemicznych z udziałem tlenku siarki(VI). Jeśli nawet o właściwościach fizycznych tego gazu słyszeli od nauczyciela lub przeczytali w podręczniku, to w chwili rozwiązywania testu mogli nie pamiętać jego barwy, dlatego też dokonywali przypadkowych wyborów. Uczniowie ci nie zauważyli, że to nie barwa substancji, a jej właściwości chemiczne decydują o tym, czy reakcja zajdzie czy też nie.
Ocena właściwości tlenku siarki(VI) w punkcie 3 była dla uczniów najtrudniejsza. Aby dobrze odpowiedzieć, uczniowie powinni przeanalizować równania reakcji zachodzące podczas opisanego doświadczenia i zauważyć, że na żadnym z etapów przemian chemicznych nie zachodzi reakcja tlenku siarki(VI) z tlenkami metali. Natomiast w jednym z równań reakcji po stronie produktów występowały razem: tlenek metalu oraz tlenek siarki(VI). Fakt ten mógłby zostać mylnie zinterpretowany przez część uczniów, w efekcie czego udzielili oni niepoprawnej odpowiedzi.
Zadanie można wykorzystać na lekcji do wspólnego rozwiązywania podczas realizowania działu „Kwasy” (otrzymywanie kwasów) lub na lekcji podsumowującej dział sole (z uwagi na pojawiający się wzór soli w zadaniu) bądź na zakończenie omawiania zagadnień chemii ogólnej i nieorganicznej (najważniejszych grup związków).
Utwór jest chroniony prawem autorskim. Zasady i warunki korzystania z niego określa Regulamin Serwisu Bazy Dobrych Praktyk.
"Masz uwagi do treści? Uważasz, że zawiera błąd? Napisz na bnd@ibe.edu.pl
