Урок по теме: Классификация химических реакций. Окислительно-восстановительные реакции. (8 класс)

Тема:

«Классификация химических реакций.

Окислительно-восстановительные реакции»

Цели:

А) Повторить классификацию химических реакций по различным признакам, познакомить учащихся с новой классификацией по признаку изменения степени окисления элементов, образующих реагирующие вещества и продукты реакции, - сформировать понятия: «окислительно-восстановительная реакция, «окислитель», «восстановитель», «окисление», «восстановление»:

Б) Начать формирование умений по расстановке коэффициентов методом электронного баланса, продолжить формирование навыков по проведению опытов, повторить правила техники безопасности при работе с реактивами.

В) Осуществить экологическое воспитание учащихся на примере влияния окислительно-восстановительных реакций на окружающую среду, воспитание бережного отношения к школьному оборудованию.

Планируемые результаты обучения:

А) обучающиеся должны знать классификацию химических реакций по различным признакам; определения понятий: окислительно-восстановительная реакция, окислитель, восстановитель, окисление, восстановление;

Б) уметь определять окислительно-восстановительную реакцию, прогнозировать окислительно-восстановительные свойства на примере различных элементов;

В) уметь расставлять коэффициенты методом электронного баланса;

Г) знать о роли окислительно-восстановительных реакций в круговороте веществ, влиянии на экологическую обстановку.

Тип урока: урок изучения нового материала

Методы: демонстрация таблиц, опытов, демонстрация электронных презентаций, химический диктант, самостоятельная работа учащихся со справочными материалами, работа с учебником, лабораторные опыты с элементами проблемного обучения.

Средства обучения: таблица «Растворимость кислот, солей, оснований», ПСХЭ Д.И.Менделеева, таблицы «Типы химических реакций», «Степень окисления», дидактические материалы по теме «Окислительно-восстановительные реакции», карточки для химического диктанта, химическая копилка, электронный диск с презентацией, тесты, учебно-электронное пособие по курсу «Биотехнология».

Реактивы на столе учащихся: растворы медного купороса, гидроксида натрия, железные скрепки или гвозди.

Хронокарта урока:

I. Организационный момент - 1 мин.

II. Мотивация урока - 2 мин.

III. Контроль исходного уровня - 5 мин.

IY. Изучение нового материала - 20 мин.

Y. Обобщение - 5 мин.

YI. Закрепление нового материала - 5 мин.

YII. Домашнее задание - 2 мин.

Ход урока:

I. Организационный момент

Учитель проверяет готовность класса к занятию. Акцентирует внимание на то, что нельзя трогать руками реактивы, стоящие на столах без разрешения учителя.

II. Мотивация урока

Эпиграф:

«Есть просто газ мельчайший - водород ,

Есть просто кислород, а вместе это -

Июньский дождь от всех своих щедрот,

Сентябрьские туманы на рассветах……»

Учитель: О каких превращениях, происходящих в природе, идет речь?

( о химических реакциях)

Вспомните, какой самый отличительный признак определяет химическое явление или химическую реакцию? (образование новых веществ, отличающихся от старых свойствами, строением, составом)

Давайте повторим признаки, а поэтому и разные классификации химических реакций, которые мы уже изучили.

Для этого поработаем с нашей химической копилкой.

III. Контроль исходного уровня

Учащийся выступает в роли хранителя химической лаборатории и проводит химический диктант:

В карточках с определениями типов химических реакций даны только формулировки понятий, необходимо записать в тетради ответы в виде типов химических реакций (задания хранятся в виде карточек в химической копилке) см. Приложение № 1.

Затем идет взаимопроверка: ученики обмениваются тетрадями, ставят себе оценки.

Итог: работа с таблицей у доски «Классификация химических реакций»

- по числу и составу реагирующих и образующихся веществ:

а) соединения, б) разложения, в) замещения, г) обмена

- по агрегатному состоянию веществ (фазе):

а) гомогенные, б) гетерогенные

- по тепловому эффекту:

а) экзотермические, б) эндотермические

- по использованию катализатора:

а) каталитические, б) некаталитические

- по обратимости: а) обратимые, б) необратимые

IY. Изучение нового материала

1. Актуализация знаний. Учитель предлагает проделать два лабораторных опыта (внимание, техника безопасности).

А) раствор сульфата меди (II) с гидроксидом натрия

CuSO₄ + 2NaOH = Na₂SO₄ + Cu (OH) ₂

Б) раствор сульфата меди (II) с железными гвоздями или скрепками (опыт заложить заранее)

CuSO₄ + Fe = Cu + FeSO₄

Затем учитель предлагает в каждом уравнении расставить степень окисления каждого элемента исходных веществ и продуктов реакции.

Учитель предлагает сравнить обе реакции и найти отличие по степени окисления элементов. Учащиеся показывают, что в первом случае степени окисления элементов не изменились, а во втором случае изменилась у меди и железа. (Работа с приложением № 3)

Учитель сообщает: «Такие реакции, в результате которых изменяются степени окисления элементов, образующих реагирующие вещества, называются окислительно-восстановительными реакциями (ОВР).

Учащиеся записывают тему урока в тетради.

Учитель предлагает разобраться, что же произошло с элементами, изменившими степень окисления:

Cu⁺² + 2e Cu⁰ окислитель, восстановление

Fe⁰ - 2e Fe⁺² восстановитель, окисление

Из записи видно, что оба процесса: отдачи электронов - процесс окисления и процесс восстановления тесно взаимосвязаны.

2. Упражнения по прогнозированию окислительно-восстановительных свойств соединений.

(Самостоятельная работа учащихся с алгоритмом прогнозирования окислительно-восстановительных свойств соединений) Приложение № 2

Вставить недостающие знаки:

_

Сl₂ 2CL , Cr⁰ Cr⁺³ , 2O^-2 O₂ , Fe ⁺² Fe⁺³ , S ^-2 S⁺⁶

2. Упражнения по составлению уравнений окислительно-восстановительных реакций

Учитель: Используя алгоритм по расстановке коэффициентов в окислительно-восстановительных реакциях методом электронного баланса, расставьте коэффициенты. (Смотреть приложение № 4)

Задание № 1

Порошок серы защищает виноградную лозу и зреющий виноград от вредителей и болезней на плантациях, а хранение нежных гроздьев винограда осуществляют в атмосфере, содержащей оксид серы (II). При этом происходят следующие реакции:

S + O₂ = SO₂ H₂S + O₂ = S + H₂O

Задание №2

Ниже приведены уравнения реакций получения фумигаторов (веществ, истребляющих насекомых и микроорганизмы при перевозке и хранении сельскохозяйственных продуктов), укажите окислительно-восстановительные процессы.

CH₄ + Cl₂ = CCl₄ + HCl

4. Значение окислительно-восстановительных реакций

А) Литературная гостиная:

(два ученика читают стихотворения и рассказывают об окислительно-восстановительных реакциях, происходящих в окружающей среде)

1 ученик: …На рукомойнике моем позеленела медь.

Но так играет луч на нем, что весело глядеть…

(А.Ахматова из сборника «Вечер»)

Медь взаимодействует сначала с кислородом, а затем продукты реакции взаимодействуют с углекислым газом и с водой, постепенно превращаясь в основной карбонат меди - малахит:

2Cu + O₂ =2 CuO 2CuO + CO₂ + H₂O = (CuOH)₂CO₃ (малахит)

…От медленных лобзаний влаги

Нежнеет грубый свод гробниц,

Где зеленеют саркофаги

Святых монахов и девиц……

( А.Блок Итальянские стихи )

2 ученик …Трясся Крым двадцать восьмого года,

И восстало море на дыбы,

Испуская к ужасу народа,

Огненные серные столбы.

Все прошло. Опять гуляет пена,

Но с тех пор все выше и плотней

Сумрачная серная гиена

Подступает к днищам кораблей…..

(Ю. Кузнецов, Тайна черного моря)

Сероводород постоянно образуется на дне черного моря при взаимодействии растворенных в морской воде сульфатов с органическими веществами. Этот процесс связан с жизнедеятельностью сульфатвосстанавливающих микроорганизмов. До верхних слоев воды сероводород не доходит, так как на глубине 150 м он встречается с проникающим сверху кислородом. На этой же глубине обитают серобактерии, которые способствуют окислению сероводорода до серы:

2Н₂S + O₂ = 2H₂O + 2S

Б) Показ слайдов из учебного электронного издания по курсу «Биогеотехнология»

Объяснение учащегося:

Окислительно-восстановительные реакции широко используются для получения металлов из руд. Например биогидрометаллургия - это наука о получении металлов с помощью микроорганизмов. Это современное направление в химической промышленности.

Огромное количество бактерий может окислять неорганические субстраты (минеральные горные породы) и получать при этом энергию. Такими способами можно выделять из руд железо, цинк и другие цветные металлы.

Окисление цинка бактериями прямой окислительный процесс, при этом окисляются сульфидные минералы с образованием сернокислого цинка. Активность бактериального выщелачивания цинка из сульфидных минералов возрастает в присутствии минерала пирита и трехвалентного железа.

Бактерии окисляют сульфиды цинка прямым окислением, то есть независимо от присутствия железа.

Схема окисления: ZnS + 2O₂ ZnSO₄

Бактериальное окисление - это совокупность реакций окисления, осуществляемых бактериями. Три четверти запасов золота сосредоточено в виде вкраплений внутри кристаллических решеток сульфидных минералов. Для извлечения золота окисляют сульфидные минералы, разрушая их кристаллические решетки.

Y. Обобщение (Демонстрация презентации по теме «Окислительно-восстановительные реакции»).

YI. Закрепление нового материала:

1.Самостоятельная работа учащихся:

Игра «Кто лишний?»

А) Выберите из предложенных реакций уравнения окислительно-восстановительных реакций.

Б) К какому типу относятся другие реакции.

В) Дайте характеристику реакциям по числу и составу исходных веществ и образующихся в результате реакции. (См. Приложение № 5)

YII. Домашнее задание. Параграф 49, упр. 1, упр. 7 индивидуально для сильных учащихся.

Приложение № 1

Задания химической копилки

Реакции, в результате которых из двух или нескольких простых или сложных веществ образуется одно более сложное, называются……..

Реакции, в результате которых одно сложное вещество разлагается на два или несколько более простых веществ называются………………….

Реакции, при которых взаимодействуют простое и сложное вещество, и атомы простого вещества замещают атомы в сложном, называются……..

Реакции между двумя сложными веществами, при которых они обмениваются своими составными частями, называются………………

Реакции, в результате которых выделяется теплота, называются………..

Реакции, в результате которых поглощается теплота, называются………

Реакции, которые протекают во взаимнопротивоположных направлениях, называются………………………………………………..

Реакции, которые протекают в одном направлении, до полного израсходования реагирующих веществ, называются…………………………

Вещества, которые ускоряют химическую реакцию, но сами при этом не расходуются, называются……………………………………………………….

Реакции, идущие с участием катализатора, называются……………………….

Реакции, протекающие без участия катализатора, называются………………..

Приложение №2

Алгоритм прогнозирования

окислительно-восстановительных

свойств соединений

1. Запишите формулу соединения, укажите в нем степень окисления элемента, по которому прогнозируются свойства

0

N₂ ( простое вещество)

2.Определите высшую (положительную) степень окисления (см. «Справку»)

+5

V Группа = N

3.Определите низшую (отрицательную) степень окисления (см. «Справку»

-3

5 - 8 = - 3 = N

4. Сделайте выход и обоснуйте его.

0

N₂ 0 (нуль) - промежуточная степень окисления.

Вывод: N₂ - окислитель или восстановитель, так как степень может:

понижаться повышаться

до -3 до +5

N₂

Справка

Степень окисления (с.о.)

Высшая

(с.о.)= +№_группы

Промежуточная

Низшая

(с.о.)=№_группы -8

только

окислитель

Окислитель и

восстановитель

только восстановитель

Приложение № 3

Алгоритм определения типа химической реакции

по изменению степеней окисления элемента

1. Запишите схему (уравнение) химии-

ческой реакции

H₂S + O₂ = SO₂ + H₂O

2. Определите и сравните степени окисления элементов до и после химической реакции.

До После

Н +1 +1

S -2 +4

O 0 - 2

3. Подчеркните знаки элементов, степени окисления которых, изменились (степень окисления атомов и простых веществ равна нулю!)

-2 0 +4 -2

H₂S + O₂ = SO₂ + H₂O

4. Сделайте вывод (см. «Справку»)

Реакция окислительно-восстановительная

Cправка

Реакции, проходящие с изменением степеней окисления элементов, - окислительно-восстановительные.

Приложение № 4

Алгоритм расстановки коэффициентов в уравнениях окислительно-восстановительных реакций методом электронного баланса

1. Запишите схему реакции (формулы исходных веществ и продуктов реакции).

2. Определите и сравните степени окисления элементов до и после реакции.

3. Подчеркните знаки элементов, степень окисления которых изменилась.

4. Определите окислитель и восстановитель.

5. Составьте электронные уравнения.

6. Расставьте коэффициенты перед формулами восстановителя и окислителя методом электронного баланса (см. Справку).

7. Подберите коэффициенты в правую часть схемы реакции.

8. Устно проверьте правильность составленного уравнения.

(число атомов каждого элемента каждого химического элемента в его правой и левой частях одинаково).

Справка

Восстановитель - вещество, в состав которого входит элемент, повышающий степень окисления.

Окислитель - вещество, в состав которого входит элемент, понижающий степень окисления.

Восстановитель - окисляется. Окислитель - восстанавливается.

Окисление - процесс отдачи электронов.

Восстановление - процесс присоединения электронов.

Метод электронного баланса

Число электронов, отданных восстановителем, равно числу электронов, принятых окислителем.

Приложение № 5

Игра «Кто лишний?

Найти уравнения окислительно-восстановительных реакций»

CaO + CO₂ = CaCO₃

C + O₂ = CO₂

СuSO₄ + Fe = FeSO₄ + Cu

2H₂ + O₂ = 2H₂O

NaCl + AgNO₃= AgCl +NaNO₃

NaOH + HCl = NaCl + H₂O