Урок по химии "Окислительно-восстановительные реакции. Подготовка к олимпиадам и ЕГЭ"

Урок по химии на тему «Окислительно-восстановительные реакции»

в 11 классе.

Материал подготовила

Дудник Светлана Евгеньевна,

учитель химии первой категории

МАОУ СОШ № 211 г.Новосибирска

Цель: углубление знаний обучающихся и подготовка к олимпиадам и ЕГЭ.
Задачи:
Образовательные задачи:

1. Закрепить знания учащихся об окислительно – восстановительных реакциях; закрепить умения учащихся в составлении уравнений окислительно – восстановительных реакций

2. выработать умения по составлению уравнений окислительно-восстановительных реакций

3. выработать умения по определению окислителя и восстановителя

4. формирование химически грамотной личности, готовой к жизнедеятельности в постоянно меняющейся среде, дальнейшему образованию и самообразованию.

Развивающие задачи:

1. способствовать формированию и развитию познавательного интереса учащихся к предмету

2. формирование умений анализировать, сопоставлять и обобщать знания по теме.

Воспитательные задачи:

1. воспитание осознанной потребности в знаниях;

2. воспитание активности и самостоятельности при изучении данной темы, умения работать в группе, умения слушать своих одноклассников.

Вид урока: урок – упражнение.

Форма организации учебной деятельности: индивидуальная и групповая.

Оборудование:  компьютер, мультимедийный проектор, экран, документ-камера.

Методы обучения:

1. Общий метод (частично – поисковый).

2. Частный метод (словесно – наглядно – практический).

3. Конкретный метод (объяснение с элементами беседы).

Ход урока

1. Организационный момент

2. Сообщение темы, постановка темы и задач урока

   1. Актуализация знаний. Воспроизведение ранее полученных знаний.

Учитель.

• Что такое окислительно-восстановительные реакции?

Любая ОВР представляет собой совокупность процессов отдачи и присоединения электронов.

• Как называется процесс отдачи электронов?

Процесс отдачи электронов называют окислением.

• Как называются частицы, отдающие электроны?

Частицы (атомы, молекулы или ионы), отдающие электроны, называют восстановителями.

Учитель.

В результате окисления степень окисления восстановителя увеличивается. Восстановителями могут быть частицы в низшей или промежуточной степенях окисления. Важнейшими восстановителями являются: все металлы в виде простых веществ, особенно активные; C, CO, NH₃, PH₃, CH₄, SiH₄, H₂S и сульфиды, галогеноводороды и галогениды металлов, гидриды металлов, нитриды и фосфиды металлов.

• Как называется процесс присоединения электронов и частицы, принимающие электроны?

Процесс присоединения электронов называют восстановлением. Частицы, принимающие электроны, называют окислителями.

Учитель.

В результате восстановления степень окисления окислителя уменьшается. Окислителями могут быть частицы в высшей или промежуточной степенях окисления. Важнейшие окислители: простые вещества-неметаллы, обладающие высокой электроотрицательностью (F₂, Cl₂, O₂), перманганат калия, хроматы и дихроматы, азотная кислота и нитраты, концентрированная серная кислота, хлорная кислота и перхлораты.

Вещества, содержащие частицы в промежуточной степени окисления, могут выступать как в роли окислителей, так и в роли восстановителей, т.е. проявляют окислительно-восстановительную двойственность. Это сернистая кислота и сульфиты, хлорноватистая кислота и гипохлориты, пероксиды и др.

1. Оперирование знаниями, овладение способами деятельности в новых условиях

Учащиеся выполняют ТЕСТ «Степени окисления» (Приложение 4.)

1. Обобщение и систематизация знаний и способов действий.

Учитель.

Различают три типа окислительно-восстановительных реакций.

Межмолекулярные ОВР – окислитель и восстановитель входят в состав различных веществ, например:

Внутримолекулярные ОВР – окислитель и восстановитель входят в состав одного вещества. Это могут быть разные элементы, например:

или один химический элемент в разных степенях окисления, например:

 

Диспропорционирование (самоокисление-самовосстановление) – окислителем и восстановителем является один и тот же элемент, находящийся в промежуточной степени окисления, например:

Для составления уравнений ОВР можно использовать метод электронного баланса (электронных схем) или метод электронно-ионного баланса. Рассмотрим один из методов.

Метод электронного баланса:

Задание 1. Составить уравнения ОВР с помощью метода электронного баланса, определить тип ОВР.

1. Цинк + дихромат калия + серная кислота = сульфат цинка + сульфат хрома(III) + сульфат калия + вода.

Решение

Электронный баланс:

2. Сульфат олова(II) + перманганат калия + серная кислота = сульфат олова(IV) + сульфат марганца + сульфат калия + вода.

3. Йодид натрия + перманганат калия + гидроксид калия = йод + манганат калия + гидроксид натрия.

4. Сера + хлорат калия + вода = хлор + сульфат калия + серная кислота.

5. Йодид калия + перманганат калия + серная кислота = сульфат марганца(II) + йод + сульфат калия + вода.

6. Сульфат железа(II) + дихромат калия + серная кислота = сульфат железа(III) + сульфат хрома(III) + сульфат калия + вода.

7. Нитрат аммония = оксид азота(I) + вода.

Ответы на упражнения задания 1

Задание 3. Составить уравнения ОВР.

2. Оксид марганца(IV) + кислород + гидроксид калия = манганат калия +...................... .

3. Сульфат железа(II) + бром + серная кислота = ...................... .

4. Йодид калия + сульфат железа(III) = ....................... .

5. Бромоводород + перманганат калия = ............................. .

6. Хлороводород + оксид хрома(VI) = хлорид хрома(III) + ...................... .

7. Аммиак + бром = ...................... .

8. Оксид меди(I) + азотная кислота = оксид азота(II) + ...................... .

9. Сульфид калия + манганат калия + вода = сера + ...................... .

10. Оксид азота(IV) + перманганат калия + вода = ...................... .

11. Йодид калия + дихромат калия + серная кислота = ............................. .

Ответы на упражнения задания 3

1. Определение и разъяснение домашнего задания.

Приложение 1.

Восстановители:

• Металлы

• водород

• уголь

• Окись углерода (II) (CO)

• Сероводород (H2S)

• оксид серы (IV) (SO2)

• сернистая кислота H2SO3 и ее соли

• Галогеноводородные кислоты и их соли

• Катионы металлов в низших степенях окисления: SnCl2, FeCl2, MnSO4, Cr2(SO4)3

• Азотистая кислота HNO2

• аммиак NH3

• гидразин NH2NH2

• оксид азота(II) (NO)

• Катод при электролизе

Окислители:

• Галогены

• Перманганат калия(KMnO4)

• манганат калия (K2MnO4)

• оксид марганца (IV) (MnO2)

• Дихромат калия (K2Cr2O7)

• хромат калия (K2CrO4)

• Азотная кислота (HNO3)

• Серная кислота (H2SO4) конц.

• Оксид меди(II) (CuO)

• оксид свинца(IV) (PbO2)

• оксид серебра (Ag2O)

• пероксид водорода (H2O2)

• Хлорид железа(III) (FeCl3)

• Бертоллетова соль (KClO3)

• Анод при электролизе.

Приложение 2.

П р а в и л а  д л я  о п р е д е л е н и я  с т е п е н е й  о к и с л е н и я

Степень окисления атомов простых веществ равна нулю.

Сумма степеней окисления атомов в сложном веществе (в молекуле) равна нулю.

Степень окисления атомов щелочных металлов +1.

Степень окисления атомов щелочно-земельных металлов +2.

Степень окисления атомов бора, алюминия +3.

Степень окисления атомов водорода +1 (в гидридах щелочных и щелочно-земельных металлов –1).

Степень окисления атомов кислорода –2 (в пероксидах –1).

 Приложение 3.

Памятка

возможные степени окисления элементов

Марганец: +2, +3, +4, +6, +7.

Хром :      +2, +3, +6.

Железо:    +2, +3, +6.

Азот:        -3, 0, +1, +2, +4, +5.

Сера:        -2, 0, +4, +6.

Фосфор:   -3, 0, +3, +5.

Хлор:        -1, 0, +1, + 3, +5, +7.

Металлы, имеющие высшие степени окисления, образуют кислотные оксиды.

Перманганат калия: КМпО₄.

Это сильный окислитель. Он легко окисляет многие органические вещества, превращает соли железа(2) в соли железа(3), сернистую кислоту в серную, из соляной кислоты выделяет хлор.

Вступая в химические реакции ион МnО₄^- может восстанавливаться в различной степени:

В кислой среде (рН2+

В нейтральной среде (рН=7) до МnО_2.

В щелочной среде (рН7) до МnО₄^2-

Перекись водорода.

Степень окисления элемента кислород в перекиси водорода равна   

-1, т.е. имеет промежуточное значение между степенью окисления элемента кислорода в воде(-2), и в молекулярном кислороде(0). Поэтому перекись водорода проявляет окислительно-восстановительную двойственность.

Если перекись служит окислителем,  то она восстанавливается до воды Н₂О.

Если перекись служит восстановителем, то она окисляется до молекулярного кислорода-О₂.

Соли хроматы и дихроматы.

 Хроматы (окрашенные в ярко-жёлтый цвет) в кислой среде переходят в дихроматы (оранжевого цвета), дихроматы в щелочной среде переходят в хроматы.

Хроматы и дихроматы-сильные окислители и в уравнениях окислительно-восстановительных реакций они меняют степень окисления с +6 до +3.

Соединения хлора.

НСlО-хлорноватистая кислота( соли-гипохлориты)

НСlО₂-хлористая (соли-хлориты)

НСlО₃-хлоноватая (соли-хлораты)

НСlО₄-хлорная (соли-перхлораты)

При взаимодействии галогенов со щелочами в холодном растворе образуются гипохлориты, а в горячем-хлораты ( например хлорат калия или бертолетова соль-КСlО₃).

Концентрированная азотная кислота

Если в качестве исходного вещества для проведения ОВР с другими веществами берут концентрированную азотную кислоту, в результате реакции она восстанавливается до оксида азота NO₂

Приложение 4.

ТЕСТ «Степени окисления»

Вариант 1.

1 . Ион, в составе которого 16 протонов и 18 электронов, имеет заряд
1) +4       2) -2               3) +2                     4) -4

2. Восьмиэлектронную внешнюю оболочку имеет ион

1) Р³⁺                      2) S^2-                     3) С1⁵⁺                    4) Fe²⁺

3. Одинаковую электронную конфигурацию внешнего уровня имеют Са²⁺ и

1) К⁺                     2)   Ne⁰                  3) Ва²⁺                     4) F^-

4. Электронная конфигурация Is²2s²2p⁶ соответствует иону

1) А1³⁺                     2) Fe³⁺                     3) Zn²⁺                     4)  Cr³⁺

 

Вариант 2.

1. Двухэлектронную внешнюю оболочку имеет ион

1) S⁶⁺                      2) S^2-                      3) Вг⁵⁺                    4) Sn⁴⁺

2. Электронная конфигурация Is²2s²2p⁶3s²3p⁶ соответствует иону

1)  Сl^-­                      2) N^3-                    3) Br ^-                       4) О^2-

3. Одинаковое электронное строение имеют частицы

1) Na⁰ и Na⁺         2) Na⁰ и  K⁰          3) Na⁺ и F^-             4) Cr²⁺ и Сr³⁺

4. Иону Al³⁺ отвечает электронная конфигурация:

1) 1s²2s²2p⁶        2) 1s²2s²2p⁶3s¹       3) 1s²2s²2p⁶3s²3p¹     4) Is²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹  

Ответы: 

Вариант 1.

Вариант2.

Приложение 5.

Домашнее задание

Задача. Сплавы на основе меди называет бронзами. Кольца из бериллиевой бронзы – точная копия золотых. Они не отличаются от золотых ни по цвету, ни по весу и, подвешенные на нитку, при ударе о стекло издают мелодичный звук. Короче говоря, подделку не обнаружить ни на глаз, ни на слух, ни на зуб. Предложите способы определения подделки: на собственной кухне, в химической лаборатории (2 способа). Запишите уравнения реакций, назовите их признаки.
Ответ.

1. На кухне. Нагреть «золотое» кольцо на газовой плите, медь окисляется на воздухе до черного оксида меди (II) CuO (то есть кольцо из бронзы при нагревании темнеет).

2. В лаборатории. Растворить кольцо в азотной кислоте. Золото высокой пробы в азотной кислоте не растворяется, а вот медь, входящая в состав бронзы, взаимодействует с HNO_3. Признаки: раствор голубого цвета, выделение бурого газа «лисий хвост».
   Cu + 4HNO₃ конц. = Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O
   Золото не растворяется и в конц. H₂SO₄, а вот медь при нагревании растворяется:
   Сu + 2H₂SO₄ конц. = CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O
   Признаки: раствор голубого цвета, выделение газа.
   
   

Анализ проведенного занятия

Урок проведен в 11 классе. Поставленной цели - углубление знаний обучающихся и подготовка к олимпиадам и ЕГЭ, достичь удалось. Учащимся выданы памятки, необходимые для более полного усвоения темы и используемые при выполнении домашнего задания.

Основные проблемы, возникшие у учащихся в усвоении содержания учебного материала по теме «Окислительно-восстановительные реакции», связаны с составлением ОВР методом электронного баланса.

Используя алгоритм, составленный учителем совместно с учащимися, удалось откорректировать основные действия по написанию ОВР и избежать основных ошибок.