Обычный дождь слегка кислотный потому что он поглощает некоторое количество

Кислотные дожди

На фотографии, приведенной ниже, изображены статуи, называемые Кариатидами, которые были возведены в Акрополе в Афинах более 2500 лет назад. Статуи были изваяны из горной породы, которая называется мрамором. Мрамор состоит из карбоната кальция. В 1980 году подлинные статуи были перенесены в музей Акрополя, а их заменили копиями. Подлинные статуи были разъедены кислотными дождями.

Вопрос 1. Обычный дождь слегка кислотный, потому что он поглощает некоторое количество диоксида углерода из воздуха. Кислотный дождь более кислый по сравнению с обычным дождем, потому что он поглощает также такие газы, как оксид серы и оксид азота. Откуда эти оксид серы и оксид азота попадают в воздух?
Решение. 1. Оксиды азота и серы образуются в результате реакций горения при сжигании или обжиге полезных ископаемых на металлургических предприятиях и электростанциях. Соединения серы — сульфиды, самородная сера и др. — содержатся, например, в углях и рудах; особенно много сульфидов в бурых углях. В углях же, и особенно в торфе содержатся различные соединения азота. (Азот, как и сера, входит в состав биологических структур, из которых образовались эти полезные ископаемые.)
2. Азотистые соединения образуется в результате молниевой активности. При высокой температуре, создаваемой молнией, азот образует различные соединения с кислородом и влагой воздуха.
3. Оксиды серы и азота выбрасываются в атмосферу автомобильным транспортом при сгорании бензина и дизельного топлива.
Правильный ответ: в результате действия молний или хозяйственной деятельности человека (см. решение).

Действие кислотных дождей на мрамор может быть смоделировано путем помещения кусочков мрамора в уксус на ночь. Уксус и кислотный дождь обладают примерно одинаковым уровнем кислотности. Когда кусочек мрамора помещают в уксус, то наблюдается процесс образования пузырьков газа. Масса сухого кусочка мрамора определяется до и после эксперимента.

Вопрос 2. До погружения на ночь в уксус кусочек мрамора имел массу 2,0 г. На следующий день этот кусочек вынимают из уксуса и высушивают. Какова будет масса высушенного кусочка мрамора?

Решение. Карбонат кальция, из которого состоит мрамор, взаимодействует с уксусной кислотой, в результате чего образуется ацетат кальция, вода и углекислый газ. Углекислый газ выделяется в виде пузырьков газа, а вода и ацетат кальция переходят в уксусный раствор. Таким образом, из кусочка мрамора вымывается вещество, и он теряет массу. На следующий день масса кусочка станет меньше 2,0 г.
Правильный ответ: A.

Вопрос 3. Учащиеся, которые проводили этот эксперимент, поместили на ночь кусочки мрамора также в чистую (дистиллированную) воду. Объясните, для чего учащиеся включили этот опыт в свой эксперимент.
Решение. Уксус — сложное вещество. Для того чтобы можно было интерпретировать результаты эксперимента с мрамором и уксусом (что именно вызывает разрушение мрамора? вода или уксусная кислота, входящие в состав уксуса? или, может быть, из-за того, что уксус — жидкость?), их нужно сравнить с результаты эксперимента взаимодействия мрамора и с каким-нибудь более простым веществом. Например, с чистой (дистиллированной) водой или с чистой уксусной кислотой. Учащиеся выбрали воду.
Правильный ответ: для сравнения.

Источник

Задачи по функциональной грамотности

«Управление общеобразовательной организацией:
новые тенденции и современные технологии»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

У садовника имеется 32 м провода, которым он хочет обозначить на земле границу клумбы. Форму клумбы ему надо выбрать из следующих вариантов.

6 и 10 м

Обведите слово «Да» или «Нет» около каждой формы клумбы в зависимости от того, хватит или не хватит садовнику 32 м провода, чтобы обозначить ее границу. Хватит ли 32 м провода, чтобы обозначить границу клумбы?

В качестве домашнего задания по окружающей среде учащиеся собирали информацию о времени, необходимом для разложения некоторых видов бытовых отходов, которые выбрасывают люди

Ученик хочет изобразить эти данные на столбчатой диаграмме.

Приведите одну причину, по которой использование столбчатой диаграммы неудачно для изображения этих данных.

Это план квартиры, которую родители Гриши хотят купить в агентстве недвижимости.

Вопрос 1: ПОКУПКА КВАРТИРЫ PM00FQ01 – 0 1 9

Для оценки общей площади пола в квартире (включая террасу и стены) вы можете измерить размеры каждой комнаты, вычислить площадь каждой из них и сложить их.

Однако есть более эффективный метод, при котором для оценки общей площади пола вам нужно измерить только 4 отрезка. Укажите на данном плане четыре отрезка, которые нужны, чтобы оценить общую площадь пола в квартире.

На рынке помидоры можно купить килограммами по цене 2,75 зеда за килограмм или ящиками по цене 22 зеда за ящик 10 кг.

Вопрос 1:выгоднее купить ящик помидоров, чем отдельные помидоры на вес. Запишите обоснование, поддерживающее данное утверждение.

Вопрос 2: Для некоторых людей покупка ящика помидоров может быть плохим финансовым решением. Объясните почему?

КАК ВЫ ЧИСТИТЕ ЗУБЫ

Становятся ли ваши зубы чище оттого, что вы чистите их все дольше и тщательней?

Британские исследователи говорят, что нет. Испытав на практике множество разных способов чистки зубов, они в конце концов определили, что наилучший результат дает двухминутная чистка обычной щеткой без излишних усилий. Если сильно налегать на щетку, можно повредить эмаль и десны, так и не освободив зубы от остатков пищи и зубного налета.

Бенте Хансен, специалист по чистке зубов, говорит, что разумно держать зубную щетку так, как вы держите карандаш. «Начните в одном углу и пройдитесь щеткой по всему ряду зубов, – советует она. – Не забудьте почистить и свой язык! На нем может находиться множество бактерий, вызывающих дурной запах изо рта».

Выделить в тексте главную мысль.

Описать (словами из текста), как нужно правильно чистить зубы.

Проиллюстрировать (описать), как вы чистите зубы (опираясь на свой жизненный опыт).

Сравнить, как нужно чистить зубы (по прочитанному тексту) и как чистите зубы вы.

Составить алгоритм действий «Как правильно чистить зубы».

Представить аргументы, доказывающие, почему чистить зубы нужно правильно.

На фотографии, приведенной ниже, изображены статуи, называемые

Кариатидами, которые были возведены в Акрополе в Афинах более 2500 лет

назад. Статуи были изваяны из горной породы, которая называется мрамором.

Мрамор состоит из карбоната кальция.

В 1980 году подлинные статуи были перенесены в музей Акрополя, а их

заменили копиями. Подлинные статуи были разъедены кислотными дождями.

Обычный дождь слегка кислотный, потому что он поглощает некоторое

количество диоксида углерода из воздуха. Кислотный дождь более кислый по

сравнению с обычным дождем, потому что он поглощает также такие газы, как

оксид серы и оксид азота.

Откуда эти оксид серы и оксид азота попадают в воздух?

Вопрос 2 : Найдите ошибку в определении:

-Питание – это процесс переваривания пищи.

-Пищеварение – это процесс механической переработки пищи.

-Ферменты – это особые белки, способствующие выделению.

-Производители – организмы, потребляющие произведенное.

До погружения на ночь в уксус кусочек мрамора имел массу 2,0 г. На следующий день этот кусочек вынимают из уксуса и высушивают. Какова будет

масса высушенного кусочка мрамора?

C Между 2,0 г и 2,4 г

Учащиеся, которые проводили этот эксперимент, поместили на ночь

кусочки мрамора также в чистую (дистиллированную) воду.

Объясните, для чего учащиеся включили этот опыт в свой эксперимент.

Обоснуйте с научной точки зрения:

1.Почему опасна примесь угарного газа в воздухе?

2.Почему вредно находиться в прокуренной комнате?

3.У альпинистов на большой высоте начинается головокружение, слабость, иногда потеря сознания – наступает «горная болезнь». Почему?

4.Почему при появлении насморка изменяется голос?

5.При травме от электрошока или молнии у пострадавшего прекратилось дыхание и работа сердца. Что и как нужно сделать до прибытия «скорой помощи».

Источник

Педагогическая практика «Ситуационные задачи как средство формирования естественнонаучной грамотности обучающихся» (стр. 2 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6

1.2. Предложите, с помощью, каких реакций можно определить наличие хлорид-ионов, катионов водорода в данном растворе. Подтвердите уравнением реакции

1.3. Сделайте предположение об изменении состава воздуха в зоне активности вулкана на Восточном хребте Камчатки

Тема «Кислоты» химия 8 класс

На фотографии, приведенной ниже, изображены статуи, называемые Кариатидами, которые были возведены в Акрополе в Афинах более 2500 лет назад. Статуи были изваяны из горной породы, которая называется мрамором. Мрамор состоит из карбоната кальция. В 1980 году подлинные статуи были перенесены в музей Акрополя, а их

заменили копиями. Подлинные статуи были разъедены кислотными дождями.

2.1. Обычный дождь слегка кислотный, потому, что он поглощает некоторое количество диоксида углерода из воздуха. Кислотный дождь более кислый по сравнению с обычным дождем, потому что он поглощает также такие газы, как оксид серы и оксид азота.

Откуда эти оксид серы и оксид азота попадают в воздух?

2.2. Действие кислотных дождей на мрамор может быть смоделировано. Путем помещения кусочков мрамора в уксус на ночь. Уксус и кислотный дождь обладают примерно одинаковым уровнем кислотности. Когда кусочек мрамора помещают в уксус, то наблюдается процесс образования пузырьков газа. Масса сухого кусочка мрамора определяется до и после эксперимента.

До погружения на ночь в уксус кусочек мрамора имел массу 2,0 г. На следующий день этот кусочек вынимают из уксуса и высушивают. Какова будет масса высушенного кусочка мрамора?

В) Между 2,0 г и 2,4 г

2.3. Учащиеся, которые проводили этот эксперимент, поместили на ночь кусочки мрамора также в чистую (дистиллированную) воду. Объясните, для чего учащиеся включили этот опыт в свой эксперимент.

В-третьих, использовать ситуационные задачи можно и на этапе осмысления нового материала в процессе работы над ним.

В этом случае целесообразно применять групповые формы работы. При коллективном обсуждении выводов, к которым пришли учащиеся можно проводить спор-диалог, перекрестную дискуссию, дебаты.

Тема: «Кислород» химия 8 класс

Самый распространенный элемент на Земле

1. Прочитайте следующий текст: Кислород самый распространенный элемент на Земле. Он входит в состав всех окружающих нас веществ. Так, например вода, песок, многие горные породы и минералы, составляющие зеленую кору, содержат кислород. Кислород является важной частью многих органических соединений, например белков, жиров и углеводов, имеющих исключительно большое значение в жизни человека.

В 1772 году шведский химик Шееле установил, что воздух состоит из кислорода и азота, В 1774 году английский химик Д. Пристли, разложением оксида ртути получил кислород и изучил его свойства. В 1777 году француз А. Лавуазье объяснил процессы дыхания и горения, как взаимодействие веществ с окислителем кислородом. Название элемента – оксигениум (рождающий кислоты) – дал Лавуазье.

Кислород – бесцветный газ, без вкуса, запаха, мало растворим в воде, тяжелее воздуха.

Кислород энергично реагирует со многими веществами, при этом выделяется теплота и свет. Такие реакции называются горением. Для того, чтобы горение началось необходимы два условия: 1) нагревание горючего вещества до температуры воспламенения; 2) доступ кислорода. Для прекращения горения необходимо исключить хотя бы одно из условий.

Применение кислорода основано на его химических свойствах. В больших количествах кислород используют в разных отраслях химической промышленности, в металлургии, в ракетных двигателях, в медицине и т. д.

Пополняют запас кислорода в атмосфере зеленые растения.

Кислород в природе %.

Морская вода Воздух Организм человека

В-четвертых, использовать ситуационные задачи можно и на этапе рефлексии. Этот этап урока необходим, чтобы помочь учащимся самостоятельно обобщить изучаемый материал и определить направления в дальнейшем его изучении.

Тема «Непредельные углеводороды» химия 10 класс

Во многих странах Востока бытовала легенда, согласно которой один властелин приказал своему садовнику заставить зеленые груши вызревать за одну ночь. Если же садовник посмеет ослушаться, не сносить ему головы. Садовник поставил корзину с грушами в угол своей каморки, зажег ладан и стал молиться. И произошло чудо! К утру груши созрели! Можно ли это чудо объяснить с точки зрения химии и физиологии растений? (Ладан – смолистое вещество растительного происхождения)

1. Знание. Напишите формулу этилена.
2.Понимание. Напишите уравнение реакции получения этилена?
3. Применение. Предложите способ ускорения созревания всех экзотических фруктов, которые снимают и везут в Европу недозрелыми.

4. Анализ. Объясните, каков состав соединений.

5. Синтез. Какие еще соединения могут образовываться при горении смол природного происхождения?

6. Оценка. Назовите сферы жизни человека, где можно использовать этилен.

Тема: «Способы изменения внутренней энергии путем теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение». Физика 8 класс

Источник: А., В, изд-во: Москва «Просвещение» 2020, название: «Естественно-научная грамотность. Физические системы. Тренажёр. 7-9 классы»

Семья Фёдора приехала встречать Новый год в фамильный деревенский дом. Первым делом решили растопить печь. Оказалось, это совсем не простая задача. Перед растопкой печи отец открыл все имеющиеся задвижки и дверцы полностью и проверил тягу.

— А как ты понял, что тяга плохая? – спросил Фёдор.

Задание 1. Какой из рисунков ниже отражает ситуацию, которую наблюдал Фёдор?

Начали растапливать печь. Когда дрова разгорелись, тяга улучшилась. Постепенно дом начал наполняться приятным теплом.

Задание 2. Объясните, почему в начале растопки печи тяга была плохая, а когда дрова разгорелись, тяга улучшилась?

Отец объяснил мальчику, что при топке печек есть много «премудростей». Например, после того как прогорают дрова или угли необходимо закрыть заслонку на трубе, которая отделяет воздух в печке от воздуха в трубе. Фёдор высказал несколько предположений, зачем это нужно сделать.

Задание 3. Выберите верные утверждения из списка.

После прогорания дров и углей тяга оказывается вредна, поскольку поток воздуха через печку и трубу начинает охлаждать печку.

После прогорания дров и углей образуется обратная тяга, поскольку в трубе воздух охлаждается и вновь поступает в печь.

Заслонку закрывают, чтобы не пропала тяга и сохранялось тепло.

Заслонку закрывают для уменьшения тяги и сохранения тепла.

Характеристика заданий и ответы.

Научное объяснение явлений

Знание содержания \ Физические системы

Личностный \ Окружающая среда

Низкий (распознавание фактов, принципов)

Конвекция. Тепловое движение.

0ценивание: Ответ 2 – 1 балл, другое – 0 баллов.

Источник

Поддержка программы PISA в Киргизии. 1. Общественно-политическая газета МСН (Киргизия). Наталья Тимирбаева. Пациент скорее мертв, чем жив. 1.1. Комментарий к статье. 1.2. О газете. 2. Приложение: Анатолий Краснянский. Anti-PISA. Безграмотные задания программы PISA-2006. Группа заданий «Кислотные дожди».

Анатолий Краснянский: Чтобы правильно понять то, о чем говорится в статье Натальи Тимирбаевой, необходимо посмотреть раздел: «Anti-PISA. Системный анализ заданий программы PISA»: http://avkrasn.ru/category-2.html

Наталья Тимирбаева

Пациент скорее мертв, чем жив

15 февраля 2008 года. URL: http://www.msn.kg/ru/news/21810/

Хорошую вещь PISA не назовут

Для сравнения. В Финляндии, которая стала абсолютным и несомненным победителем в последнем тестировании PISA, только 3 процента детей показали знания ниже продуктивного уровня. Тех, кто недотянул до первого уровня, там менее одного процента. При этом более 20 процентов пятнадцатилетних финнов могут показывать высокие результаты.

Получается, что большинство наших детей в будущем смогут выполнять только работу, которая основана на простых правилах и требует конкретной последовательности действий. К нерутинной интерактивной деятельности способны только один процент наших сегодняшних школьников.

Это же не наши методы

Моя столица

«Будем лечить или дешевле пристрелить?»

Заслушав доклад Инны Вальковой о результатах PISA и НООДУ, стороны приступили к поиску выхода из кризиса. Чиновники в который раз указали на проблемы, о которых говорится последние 15 лет: недостаток кадров вообще, недостаток квалифицированных кадров, отсутствие необходимой учебной литературы, лабораторных инструментов и так далее.

Вывод напрашивается сам собой: прежде всего необходимо достаточное финансирование системы образования. Все остальные проблемы можно решить только тогда, когда начнем решать эту.

Впрочем, сотруднику КАО Сабыру Интарову удалось найти оригинальное решение проблемы.

Куда именно перенести, чиновник не уточнил. Наверное, в Австралию. Ведь там, как известно, лето, когда у нас зима.

К счастью, в министерстве понимают, что такими методами систему не реанимировать.

Проверь себя

Известно, что мрамор постепенно разрушается под действием кислотных дождей. Также известно, что действие уксуса и кислотных дождей примерно одинаково.

Вопрос: если кусочек мрамора весом 2 грамма поместить на ночь в уксус, затем достать, высушить его и взвесить, то мрамор будет весить

А) меньше 2 граммов;

Правильный ответ А. Если вы сумели ответить на этот вопрос, значит, ваши мыслительные способности соответствуют второму продуктивному уровню.

А теперь попытайтесь ответить, зачем дети поместили кусочек мрамора также и в дистиллированную воду? (Вариантов ответа нет.)

Комментарий к статье

Безграмотные задания программы PISA-2006

Группа заданий «Кислотные дожди» PISA-2006

1. Введение (статья не закончена)

На фотографии, приведенной ниже, изображены статуи, называемые Кариатидами, которые были возведены в Акрополе в Афинах более 2500 лет назад. Статуи были изваяны из горной породы, которая называется мрамором. Мрамор состоит из карбоната кальция.

В 1980 году подлинные статуи были перенесены в музей Акрополя, а их заменили копиями. Подлинные статуи были разъедены кислотными дождями.

Обычный дождь слегка кислотный, потому что он поглощает некоторое количество диоксида углерода из воздуха. Кислотный дождь более кислый по сравнению с обычным дождем, потому что он поглощает также такие газы, как оксид серы и оксид азота. Откуда эти оксид серы и оксид азота попадают в воздух?

ОЦЕНКА ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ
Ответ принимается полностью (трудность – 506) – 1 балл.

Код 1: Из газов, которые попадают в воздух вследствие выхлопов автомобильного транспорта, выбросов фабрик, сжигания ископаемого топлива, такого как нефть и уголь, из газов вулканов и другими подобными способами.
№ 1: Сжигание угля и газа.
№ 2: Оксиды в воздухе появляются из-за загрязнения окружающей среды от заводов и других промышленных предприятий.
№ 3: От вулканов.
№ 4: Из дыма электростанций. [“Электростанции” включены в ответ, т.к. они включают тепловые электростанции, на которых сжигается ископаемое топливо.]
№ 5: Они берутся от сгорания материалов, которые содержат серу и азот.

Учащиеся дают неправильный источник загрязнения окружающей среды наряду с правильным.
№ 6: Ископаемое топливо и атомные электростанции. [Атомные электростанции не являются источником кислотных дождей.]
№ 7: Оксиды берутся из озона атмосферы и метеоритов, которые падают на Землю. А также от сгорания топлива.
Загрязнение окружающей среды. Учащиеся указывают на загрязнение окружающей среды, но фактически не называют его источник.
№ 8: Загрязнение окружающей среды.
№ 9: Окружающая среда в целом, атмосфера, в которой мы живем, – например, загрязнение.
№ 10: Загазованность, загрязнение, пожары, сигареты. [Не ясно, что имеется в виду под «загазованностью»; ответ «пожары» – недостаточно
определенный; дым сигарет не является значительной причиной кислотных дождей.]
№ 11: Загрязнение, такое как от атомных электростанций.

Ответ не принимается
Код 0: Другие ответы.
№ 12: Они выделяются из пластмасс.
№ 13: Они являются естественными составляющими воздуха.
№ 14: Уголь и нефть. [Ответ недостаточный, т.к. не говорится о «сгорании».]
№ 15: Атомные электростанции.
№ 16: Промышленные отходы. [Ответ недостаточный.]
Код 9: Ответ отсутствует.

Тип вопроса: со свободно-конструируемым ответом
Компетенция: научное объяснение явлений
Содержание: физические системы (естественнонаучные знания)
Область применения: источники опасности и риски
Контекст: социальный

3. Анализ первого задания

3.1. Анализ фрагмента: «В 1980 году подлинные статуи были перенесены в музей Акрополя, а их заменили копиями. Подлинные статуи были разъедены кислотными дождями». Авторы задания утверждают, что мраморные статуи были разъедены кислотными (pH Ca(HCO₃)₂ (водный раствор)

3.2. Анализ фрагмента: «Откуда эти оксид серы и оксид азота попадают в воздух?»

Во-первых, предпосылкой этого вопроса является ложное суждение: «В воздух попадают только один оксид серы и только один оксид азота». На самом деле в атмосферу попадают два оксида серы: оксид серы(IV) и оксид серы(VI). Так, доля оксида серы(VI) может достигать 3 %. Техногенные выбросы содержат в основном оксид азота(II), который затем окисляется до азота(IV) и азотной кислоты. Следовательно, вопрос: «Откуда эти оксид серы и оксид азота попадают в воздух?» является логически некорректным вопросом.

4. Анализ ответов на первое задание

4.1. Первое задание: «Обычный дождь слегка кислотный, потому что он поглощает некоторое количество диоксида углерода из воздуха. Кислотный дождь более кислый по сравнению с обычным дождем, потому что он поглощает также такие газы, как оксид серы и оксид азота. Откуда эти оксид серы и оксид азота попадают в воздух?»

4.2. Анализ правильных (по мнению авторов задания) ответов на первое задание.

4.2.1 Анализ «правильного» ответа № 2. Ответ № 2: «Оксиды в воздухе появляются из-за загрязнения окружающей среды от заводов и других промышленных предприятий». Как известно, по степени точности ответы могут быть определенными и неопределенными. Этот ответ – неопределенный, поскольку не указано, какие именно предприятия выбрасывают в атмосферу оксиды серы и азота. Хорошо известно, что большинство промышленных предприятий не являются источниками ни оксидов серы, ни оксидов азота.

4.2.2. Анализ «правильного» ответа № 4. Ответ № 4: «Из дыма электростанций». Что такое дым? Дым – устойчивая дисперсная система, состоящая из мелких твёрдых частиц, находящихся во взвешенном состоянии в газах. Дым — типичный аэрозоль с размерами твёрдых частиц от 10-7 до 10-5 м. Дым образуется, в частности, при сгорании горючих веществ, например в топках тепловых электростанций, различных промышленных установок, при пожарах, особенно лесных. Такие дымы могут содержать крупные частицы несгоревшего топлива и золы, оксидов металлов, сажи, смолы [8]. Правильно: «Из дымовых газов тепловых электростанций». Термин «дымовые газы» используется в учебной ([8А], стр.103) и технической [9] литературе.

4.2.3. Анализ «правильного» ответа № 6. Ответ № 6: «Ископаемое топливо и атомные электростанции». [Комментарий авторов задания: «Атомные электростанции не являются источником кислотных дождей».] Ответ, полностью устраняющий познавательную неопределенность, называется сильным, не полностью – слабым. Из двух слабых ответов один может быть более сильным, чем другой ([10], стр. 66). Слабый ответ: «Оксиды серы азота попадают в воздух из ископаемого топлива». Более сильный: «Оксиды серы и азота попадают в воздух при сжигании ископаемого топлива». Ответ: «Ископаемое топливо и атомные электростанции» состоит из слабого ответа – «ископаемое топливо» и ложного – «атомные электростанции».

4.2.4. Анализ «правильного ответа № 8. Ответ № 8: «Загрязнение окружающей среды». В логике такой ответ называют нерелевантным – ответом не на поставленный вопрос, а ответом на какой-то другой вопрос [10]. Ответ: «Загрязнение окружающей среды» – это ответ на вопрос: «Что происходит при попадании оксидов серы и азота в атмосферу?» Следовательно, ответ: «Загрязнение окружающей среды» никак нельзя признать правильным ответом на вопрос: «Откуда эти оксид серы и оксид азота попадают в воздух?».

4.2.5. Анализ «правильного» ответа № 9. Ответ № 9: «Окружающая среда в целом, атмосфера, в которой мы живем, – например, загрязнение». Учащегося спрашивают: «Откуда оксиды серы и азота попадают в воздух (в атмосферу)?», а он отвечает: «Атмосфера, в которой мы живем, например, – загрязнение». Неясно, что хотел сказать учащийся. Предположим, что он хотел сказать, что эти оксиды попадают в атмосферу из окружающей среды, из атмосферы. В этом случае это тавтологичный ответ. Такой ответ не несет фактической информации и в силу этого не снижает познавательную неопределенность ([10], стр. 66).

4.4. Что такое «научное объяснение явлений»?

Научное объяснение – раскрытие связей между какими-либо фактами, явлениями и процессами – объектами научного объяснения – и другими, уже известными и объясненными или же более общими и фундаментальными фактами, явлениями и процессами. В некоторых случаях объяснить явление – это значит указать его причину, при этом явление становится ясным и понятным. Объяснение – одна из важнейших функций науки. В настоящее время именно наука делает понятными факты, явления и процессы, поэтому научное объяснение служит образцом для всех сфер человеческой деятельности, в которых возникает потребность объяснения [11, 11А].

4.6. О «правильных» ответах и научном объяснении явлений.
Авторы первого задания задают учащимся вопрос: «Откуда оксиды серы и азота попадают в воздух?» И принимают в качестве «научного объяснения», например, такой ответ: «Оксиды в воздухе появляются из-за загрязнения окружающей среды от заводов и других промышленных предприятий» (см. ответ № 2). В сущности, ответ учащегося сводится к следующему суждению: «Источником оксидов являются какие-то промышленные предприятия». Этот ответ ничего не объясняет и, следовательно, не имеет никакого отношения к научному объяснению. Остальные ответы тоже не являются научными объяснениями.

Действие кислотных дождей на мрамор может быть смоделировано путем помещения кусочков мрамора в уксус на ночь. Уксус и кислотный дождь обладают примерно одинаковым уровнем кислотности. Когда кусочек мрамора помещают в уксус, то наблюдается процесс образования пузырьков газа. Масса сухого кусочка мрамора определяется до и после эксперимента.

Вопрос 2
До погружения на ночь в уксус кусочек мрамора имел массу 2,0 г. На следующий день этот кусочек вынимают из уксуса и высушивают. Какова будет масса высушенного кусочка мрамора?

A Меньше, чем 2,0 г
B Точно 2,0 г
C Между 2,0 г и 2,4 г
D Больше, чем 2,4 г

ОЦЕНКА ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ
Ответ принимается полностью (трудность – 460) – 1 балл.

Код 1: А. Меньше, чем 2,0 г
Ответ не принимается
Код 0: Другие ответы.
Код 9: Ответ отсутствует.
Тип вопроса: с выбором ответа
Компетенция: использование научных доказательств
Содержание: физические системы (естественнонаучные знания)
Область применения: источники опасности и риски
Контекст: личностный

6. Анализ второго задания

Внимание!

Правильный ответ: «Кусочек мрамора (карбоната кальция), всю ночь находившийся в растворе уксусной кислоты, взятой в избытке (осталась после реакции!) полностью растворится, то есть масса мрамора будет равна нулю».

Пизовцы утверждают, что кусочек мрамора, всю ночь пролежавший в растворе уксусной кислоты, взятой в избытке, полностью не растворился.

Среди ответов, предложенных пизовцами, нет правильного ответа!

6.1. Фрагмент № 1 второго задания : «Действие кислотных дождей на мрамор может быть смоделировано путем помещения кусочков мрамора в уксус на ночь; уксус и кислотный дождь обладают примерно одинаковым уровнем кислотности».

Отметим, что в задании указана масса мрамора, но не указан объем (масса) уксуса и массовая доля уксусной кислоты в уксусе. Опыт в задании 2 повторить невозможно. Опыты должны описываться таким образом, чтобы другие исследователи могли его повторить. Конечно, при проведении опытов учащимися младших классов это требование выполнить невозможно. Однако нельзя описывать опыты для девятиклассников и десятиклассников на уровне 3 класса.

Например, в учебнике для 3 класса обсуждаются свойства известняка и мрамора ([12А], стр. 99 – 100). Задание на стр. 99: «Капни из пипетки на образцы гранита, известняка, мрамора несколько капель пищевого уксуса. Что ты увидел?» Текст на стр. 100: «Известняк – плотная горная порода. Известняки бывают чаще всего белого, встречаются серого и желтоватого цвета. Эту горную породу легко отличить от других. Если на нее налить немного кислоты (например, уксусной), то послышится шипение и на поверхности камня появятся пузырьки углекислого газа (такой ли результат ты получил в практической работе?).

6.2. Фрагмент № 2 второго задания: «До погружения на ночь в уксус кусочек мрамора имел массу 2,0 г. На следующий день этот кусочек вынимают из уксуса и высушивают».

В-третьих, выражение «этот кусочек вынимают из уксуса» содержит логическую ошибку: «отождествление разных понятий» [14]. На ночь кусочек мрамора погрузили в уксус, но утром вынули уже не из уксуса, а из водного раствора ацетата кальция. В задании подразумевается, что реакция прошла до полного израсходования кислоты: ведь кусочек мрамора был в контакте с «уксусом» целую ночь:

Уксус (водный раствор уксусной кислоты) и водный раствор ацетата кальция – разные понятия. Ошибка «отождествление разных понятий» в химии (а также в любой отрасли науки и техники) может привести к тяжелым последствиям. Предположим, что вместо кусочка мрамора (кальцита) в опыте использовали кусочек минерала церуссита PbCO ₃ (карбоната свинца):

Необходимо еще раз обратить внимание на то, что пизовцы сделали «эпохальное открытие»: днем мрамор (карбонат кальция) реагирует с уксусом (раствором уксусной кислоты), а ночью реакция не идет.

Следует отметить, что опыты по «моделированию» кислотных дождей 3 – 15 % уксусом некорректны не только из-за высокой концентрации уксусной кислоты в уксусе. Ацетат кальция хорошо растворим в воде и поэтому при растворении мрамора масса образца действительно будет непрерывно уменьшаться. Однако при взаимодействии мрамора с разбавленной серной кислотой на поверхности мрамора может образоваться слой («корочка»), состоящая из малорастворимого дигидрата сульфата кальция. В этом случае масса образца при протекании реакции может сначала уменьшиться, а затем увеличиться вследствие образования гирса на поверхности мрамора. Дело в том, что из 1 моля карбоната кальция образуется 1 моль дигидрата сульфата кальция, но масса 1 моля дигидрата сульфата кальция больше массы 1 моля карбоната кальция.

Вопрос 3
Учащиеся, которые проводили этот эксперимент, поместили на ночь кусочки мрамора также в чистую (дистиллированную) воду. Объясните, для чего учащиеся включили этот опыт в свой эксперимент.

ОЦЕНКА ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ
Ответ принимается полностью (трудность – 717) – 2 балла.

Код 1: Сравнить с опытом между уксусом и мрамором, но из ответа не ясно, что это сделано для того, чтобы показать что кислота (уксус) является обязательным условием для протекания реакции.
№ 4: Сравнить с результатом в другой колбе.
№ 5: Посмотреть, изменятся ли кусочки мрамора в чистой воде.
№ 6: Учащиеся включили этот опыт, чтобы показать, что происходит, если нормальный дождь попадает на мрамор.
№ 7: Потому что дистиллированная вода не является кислотой.
№ 8: Для контроля.
№ 9: Чтобы посмотреть на разницу между обычной водой и водой, содержащей кислоту (уксус).
Ответ не принимается
Код 0: Другие ответы.
№ 10: Показать, что дистиллированная вода не является кислотой.
Код 9: Ответ отсутствует.
Тип вопроса: со свободно-конструируемым ответом
Компетенция: распознавание и постановка науч ных вопросов
Содержание: естественнонаучные исследования (знание о науке)
Область применения: источники опасности и риски
Контекст: личностный

8. Анализ третьего задания

8.1. Дополнительная информация, необходимая для анализа третьего задания.

При 25 о С pH дистиллированной воды, находящейся в газовом равновесии с воздухом, равен 5,63 [19] Водный раствор углекислого газа обладает буферными свойствами (карбонатная буферная система) [19,20].

8.1.2. Взаимодействие дистиллированной воды, содержащей CO ₂ , с карбонатами кальция и магния. При длительном контакте карбонатов кальция и магния с водой, содержащей углекислый газ, наступает равновесие:

Процессы (3) – (7) имеют огромное значение в круговороте кальция, магния и углерода и вообще для жизни на Земле. Расчет реакции среды для системы Н₂О – СО₂ (0,034%) – СаСО₃ дает значение рН 8,4 (Латыпова, [19]). Благодаря присутствию углекислого газа в воздухе и в воде, ионов кальция в воде (карбонатно-кальциевая система) действует буферный механизм, обеспечивающий стабильность pH океанической (и не только океанической) воды и, следовательно, устойчивость условий жизни морских организмов ([19, 20] и [21], стр. 77). Буферные свойства почвенных растворов также обусловлены в значительной степени карбонатно-кальциевой системой. В природных водах кальций присутствует основном в виде гидрокарбоната кальция и в этой форме поступает в моря и океаны. Ежегодный вынос кальция в океан равен 480 млн. тонн. [21]. Образование пещер в карбонатных породах и другие карстовые явления также обусловлены растворением карбонатов кальция и магния в воде, насыщенной углекислым газом.

8.2. Третье задание: «Учащиеся, которые проводили этот эксперимент, поместили на ночь кусочки мрамора также в чистую (дистиллированную) воду. Объясните, для чего учащиеся включили этот опыт в свой эксперимент».

8.3. Характеристика третьего задания. Из ответов на второе задание: «Меньше, чем 2,0 г, точно 2,0 г, между 2,0 г и 2,4 г, больше, чем, 2,4 г» следует, что учащиеся использовали весы с ценой деления 0,1 г. В случае однократного измерения в качестве приборной погрешности (в данном случае погрешности весов) берется половина наименьшего деления шкалы [22]. Следовательно, можно ожидать, что массы кусочков мрамора были измерены с погрешность плюс-минус 0,05 г. Рассмотрим пример. Ученик взвесил кусочек мрамора (масса его составила, например, 1,8 г плюс-минус 0,05 г), поместил в дистиллированную воду на ночь, вынул, высушил и снова взвесил. Предположим, что после этих операций масса кусочка мрамора снова оказалась равной 1,8 г (плюс-минус 0,5 г). Значит ли это, что мрамор не взаимодействует с дистиллированной водой? Нет, не значит. Во-первых, одно измерение не имеет никакой научной ценности. Во-вторых, на основании одного опыта можно предполагать, что если мрамор реагирует с дистиллированной водой или растворяется (без химической реакции), то эффект этого взаимодействия меньше, чем 0,05 г. Следует отметить, что при определении растворимости вещества в каком-либо растворителе необходимо указывать объем (массу) растворителя и его температуру. Авторы задания этого не сделали. В третьих, «научные» эксперименты» деятелей программы PISA со взвешиванием кусочков мрамора до и после контакта с дистиллированной водой напоминают анекдот о том, как определяли вес капитана: взвешивали пароход с капитаном на борту и пароход без капитана. Можно ли доказать, без сложных экспериментов, что мрамор взаимодействует с дистиллированной водой, находящейся в равновесии (речь идет, конечно, о газах) с атмосферой? Можно. Достаточно использовать универсальную индикаторную бумагу, по окраске которой можно оценить pH раствора. До реакции с мрамором pH такой воды должен быть в интервале 5 – 6, а после наступления равновесия в системе CO ₂ – H ₂ O – Са CO ₃ pH будет в интервале 8 – 9.

8.4. Анализ правильных (по мнению авторов задания) ответов.

Ответ № 1 («правильный»): Убедиться в том, что для этой реакции дождевая вода должна быть кислотной (как в кислотном дожде), и что с обычной водой реакции не будет.

Конечно, известняк и мрамор в этой реакции не разрушается так быстро, как в случае «модели» кислотных дождей – уксуса (3 % – 15 % водного раствора уксусной кислоты), но ведь и концентрация кислоты в этой «модели» кислотного дождя как минимум в 100 раз больше, чем в самом кислом кислотном дожде.

Ответ № 2 («правильный»): «Посмотреть, есть ли другие причины для образования изъянов в кусочках мрамора.

По мнению авторы задания, это правильный ответ – то есть мрамор (кальцит) разрушается только кислотными дождями ( pH pH = 5,6 мрамор не разрушают.

Ответ № 3 («правильный»): «Потому что он показывает, что кусочки мрамора не реагируют с любой жидкостью, т.к. вода является нейтральной».

Как уже указывалось, в задании не сказано, что дистиллированная вода была изолирована от воздуха. Дистиллированная вода, если ее специально не изолировать от воздуха, имеет слабокислую реакцию, то есть не является «нейтральной» средой, pH этой воды около 5,6.

Вода не является «нейтральной жидкостью» (по отношению к карбонату кальция) даже при отсутствии углекислого газа).

Источник