Учителю
Конспект урока на тему 'Окислительно-восстановительные реакции' (11 класс)

Конспект урока на тему 'Окислительно-восстановительные реакции' (11 класс)

Автор публикации: Александрова А.М.

Дата публикации: 05.10.2015

Краткое описание:

предварительный просмотр материала

Александрова Анфиса Михайловна

Учитель химии

МОУ «Приволжская средняя общеобразовательная школа» Волжского района РМЭ

Класс: 11

Тема: «Окислительно-восстановительные реакции»

Тип урока: урок - обобщение и повторение материала с сочетанием фронтального, парного и индивидуального вида работы учащихся.

Вид урока - объяснительно-иллюстративный.

Методы и методические приемы. Словесно-наглядные и демонстрационно-практические. Самостоятельная работа по нахождению правильных ответов, обсуждение выбранного ответа, лабораторный опыт, с последующим написанием уравнений реакций, обсуждение результатов работы.

Цель: углубление знаний по составлению уравнений ОВР методом электронного баланса.

Задачи урока:

Образовательные: повторить основные понятия о процессах окисления и восстановления, степени окисления, окислителях и восстановителях, рассмотреть сущность окислительно-восстановительных реакций, выработать умения по составлению уравнений химических реакций, протекающих в различных средах методом электронного баланса.

Развивающие: способствовать формированию и развитию познавательного интереса учащихся к предмету, способствовать развитию речи учащихся, формирование умения анализировать, сопоставлять, и обобщать знания по теме.

Воспитательные: воспитание осознанной потребности в знаниях, совершенствовать умение выслушивать мнение каждого члена коллектива.

Реактивы: растворы перманганата калия, серной кислоты, сульфита натрия, вода.

Оборудование: пипетки, пробирки.

План урока:

I. Актуализация знаний.

II. Мотивация и целеполагание.

III. Отработка и расширение знаний.

IV. Закрепление изученного материала.

V. Домашнее задание.

VI. Рефлексия и подведение итогов.

Девиз урока: «Кто-то теряет, а кто-то находит…»

I. Актуализация знаний.

Беседа по ранее изученному материалу.

1) Какие реакции называются окислительно- восстановительными?

Окислительно - восстановительные реакции - это такие реакции, при которых происходит переход электронов от одних атомов, молекул или ионов к другим.

2) Что такое процесс окисления?

Окисление - это процесс отдачи электронов, степень окисления при этом повышается.

3) Какой процесс называется восстановлением?

Восстановление - это процесс присоединения электронов, степень окисления при этом понижается.

4) Как называются частицы, отдающие электроны?

Атомы, молекулы или ионы, отдающие электроны, окисляются; являются восстановителями.

5) Как называются частицы, принимающие электроны?

Атомы, ионы или молекулы, принимающие электроны, восстанавливаются; являются окислителями.

6) Что такое «степень окисления»?

Степень окисления - это условный заряд атома в молекуле, вычисленный в предположении, что молекула состоит из ионов и в целом электронейтральна (условный заряд атома, который мы приписываем ему в случае принятия или отдачи электронов).

7) Какой метод составления уравнения окислительно-восстановительных реакций вы знаете? Какое правило лежит в основе этого метода?

Самостоятельная работа учащихся у доски по карточкам (с дальнейшим обсуждением).

1. Определите валентность и степени окисления элементов в следующих соединениях:

СН₄, Cl₂, СО₂, NH₃, C₂H₄, СН₃СOOH, V₂O₅, Na₂B₄O₇, KClO₄, K₂HPO₄, Na₂Cr₂O₇_.

Ответ: Для выполнения задания можно использовать приложение 1.

IV I I IV II III I IV I IV I IV II II I V II

С^-4Н⁺¹₄, Cl⁰₂, С⁺⁴О^-2₂, N^-3H⁺¹₃, C^-2₂H⁺¹₄, С^-3Н⁺¹₃С⁺³O^-2O^-2H⁺¹, V⁺⁵₂O^-2₅,

I VII II I I V II I VI II

K⁺¹Cl⁺⁷O^-2₄, K⁺¹₂H⁺¹P⁺⁵O^-2₄, Na⁺¹₂Cr⁺⁶₂O^-2₇_.

2. В каких из приведенных ниже уравнений реакций MnО₂ проявляет свойства окислителя, а в каких - восстановителя?

а) 2MnO₂ + 2H₂SO₄ 2MnSO₄ + O₂ + 2H₂O;

б) 2MnO₂ + O₂ + 4KOH 2K₂MnO₄ + 2H₂O;

в) MnO₂ + H₂ = MnO + H₂O;

г) 2MnO₂ + 3NaBiO₃ + 6HNO₃ = 2HMnO₄ + 3BiONO₃ + 3NaNO₃ + 2H₂O

Ответ:

Окислитель принимает электроны и при этом степень окисления понижается, значит, в случаях а и в MnО₂ является окислителем. Восстановитель отдает электроны и при этом степень окисления повышается, значит, в случаях б и г MnО₂ является восстановителем.

II. Мотивация и целеполагание.

Окислительно-восстановительные реакции чрезвычайно распространены. С ними связаны, например, процессы дыхания и обмена веществ, протекающие в живом организме, гниение и брожение, фотосинтез. Окислительно-восстановительные процессы сопровождают круговороты веществ в природе. Их можно наблюдать при сгорании топлива, в процессах коррозии металлов, при электролизе и выплавке металлов. С их помощью получают щелочи и кислоты, а так же многие другие ценные продукты. Окислительно-восстановительные реакции лежат в основе преобразования химической энергии в электрическую энергию в гальванических и топливных элементах.

Проблема: Я готовила к уроку раствор перманганата калия («марганцовка»), пролила стакан с раствором и испачкала свой любимый химический халат. Предложите (проделав лабораторный опыт) вещество, с помощью которого можно очистить халат.

III. Отработка и расширение знаний.

Реакции окисления - восстановления могут протекать в различных средах. В зависимости от среды может изменяться характер протекания реакции между одними и теми же веществами: среда влияет на изменение степеней окисления атомов.

Обычно для создания кислотной среды добавляют серную кислоту. Соляную и азотную применяют реже, т.к. первая способна окисляться, а вторая сама является сильным окислителем и может вызвать побочные процессы. Для создания щелочной среды применяют гидроксид калия или натрия, нейтральной - воду.

Лабораторный опыт: (правила ТБ)

В четыре пронумерованные пробирки налито по 1-2 мл разбавленного раствора перманганата калия. В первую пробирку добавьте несколько капель раствора серной кислоты, во вторую - воду, в третью - гидроксид калия, четвертую пробирку оставьте в качестве контрольной. Затем в первые три пробирки прилейте, осторожно взбалтывая, раствор сульфита натрия. Отметьте, как изменяется окраска раствора в каждой пробирке.

Результаты лабораторного опыта:

Продукты восстановления KMnO₄ (MnO₄^-):

в кислой среде - Mn⁺² (соль), бесцветный раствор;

в нейтральной среде - MnO₂, бурый осадок;

в щелочной среде - MnO₄^2- , раствор зеленого цвета.

Задание. Даны схемы реакций:

KMnO₄ + Na₂SO₃ + H₂SO₄ → MnSO₄ + Na₂SO₄ + K₂SO₄ + H₂O

KMnO₄ + Na₂SO₃ + H₂O → MnO₂↓ + Na₂SO₄ + KOH

KMnO₄ + Na₂SO₃ + KOH → K₂MnO₄ +Na₂SO₄ + H₂O

Задание разноуровневое: сильные учащиеся записывают продукты реакции самостоятельно:

KMnO₄ + Na₂SO₃ + H₂SO₄ →

KMnO₄ + Na₂SO₃ + H₂O →

KMnO₄ + Na₂SO₃ + КOH →

Подберите коэффициенты методом электронного баланса по алгоритму (Приложение 1). Укажите окислитель и восстановитель.

Ответ:

2KMnO₄ + 5Na₂SO₃ + 3H₂SO₄ → 2MnSO₄ + 5Na₂SO₄ + K₂SO₄ + 3H₂O

2KMnO₄ + 3Na₂SO₃ + H₂O → 2MnO₂↓ + 3Na₂SO₄ + 2KOH

2KMnO₄ + Na₂SO₃ + 2KOH → 2K₂MnO₄ +Na₂SO₄ + H₂O

Вы проделали лабораторный опыт, предложите вещество, с помощью которого можно очистить халат.

В приведённых ниже схемах даны продукты реакций. Укажите реагенты, составьте уравнения реакций, используя метод электронного баланса:

(учащиеся работают в парах)

а) KI + КMnO₄ + . . . ->MnSO₄+ I₂ + K₂SO₄ + H2O

Ответ: т.к в результате реакции получается Mn⁺² , следовательно процесс протекает в кислой среде с участием серной кислоты и образуется сульфат калия.

10KI + 2КMnO₄ + 8H₂SO₄ = 2MnSO₄+ 5I₂ + 6K₂SO₄ +8H₂O

2I^-1 -2e -> I₂⁰ 5 - окисление, восстановитель

Mn⁺⁷ + 5e -> Mn⁺² 2- восстановление, окислитель

б) NaI + КMnO₄ + . . . -> I₂ + K₂MnO₄ + NaOH

Ответ: т.к в результате реакции получается K₂MnO₄ , следовательно процесс протекает в щелочной среде с участием гидроксида калия

2NaI + 2КMnO₄ + 2KOH = I₂ + 2K₂MnO₄ + 2NaOH

2I^-1 -2e -> I₂⁰ 1- окисление, восстановитель

Mn⁺⁷ + 1e -> Mn⁺⁶ 2- восстановление, окислитель

в) . . . + КMnO₄ + H₂O -> NaNO₃ + MnO₂ + KOH

Ответ: в этой реакции окислитель КMnO₄ известен, легко предположить, что восстанавливается нитрит натрия, где N⁺³, до нитрата:

3 NaNO₂ + 2 КMnO₄ + H₂O = 3NaNO₃ + 2MnO₂ + 2KOH,

N⁺³ - 2e -> N⁺⁵ 3 - окисление, восстановитель

Mn⁺⁷ + 3e -> Mn⁺⁴ 2 - восстановление, окислитель

Кроме перманганата калия окислительной способностью обладают и другие вещества. Можно с ними познакомиться в приложении 2.

1) H₂SO₄ (разбавленная), окислитель Н⁺¹

Продукт восстановления металлом, стоящим в ряду напряжения до водорода, - Н₂.

Например,

H₂SO₄ (разб.) + Zn -> ZnSO₄ + H₂,

H₂SO₄ (разб.) + Cu не реагирует.

2) H₂SO₄ (концентрированная), окислитель S⁺⁶

В зависимости от активности металла продукты восстановления концентрированной H₂SO₄разные: H₂S; S; SO₂. Продукт восстановления зависит также и от концентрации кислоты (таблица 18 стр.250 учебника).

3) HNO₃, окислитель N⁺⁵ (таблица 18 стр.250 учебника).

Концентрированная HNO₃пассивирует такие металлы, как Fe, Cr, Al, что связано c образованием на поверхности этих металлов тонкой, но очень плотной оксидной пленки.

Au и Pt не реагируют с HNO₃, но эти металлы растворяются в «царской водке» - смеси концентрированных соляной и азотной кислот в соотношении 3 : 1.

Например:

Au + 3HCl (конц.)+ HNO₃(конц.) = AuCl₃ + NO + 2H₂O.

4) К₂Сr₂O₇ в кислой среде восстанавливается до Cr³⁺

в нейтральной среде до Сr₂O₃

в щелочной среде до CrO₄^2-

Окислительно-восстановительные реакции в органической химии связано либо с образованием связей по кислороду, либо с отщеплением водорода.

Правило образование связей: - ОН → -1е

=О → -2е

отщепление 1атома Н → -1е

IV. Закрепление изученного материала.

В качестве закрепления пройденного материала предлагаю тестовые задания.

Вариант 1

1. Какой из неметаллов является сильным окислителем?

1)фтор 2)сера 3)озон 4)кремний

2. Степень окисления серы в сульфате калия равна

1)+6 2)+4 3)0 4)-2

3. В каком из приведенных реакций атом хлора выступает в роли восстановителя

1) Cu + Cl₂ = CuCl₂

2) HCl + NaOH = NaCl + H₂O

3) HCl + MnO₂= MnCl₂ + Cl₂ + H₂O

4) Cl₂ + H₂= HCl

4. Установите соответствие между уравнением реакции и изменением степени окисления окислителя в данной реакции:

Уравнение реакции Изменение степени окисления окислителя

A) SО₂ + NО₂ = SО₃+NO 1) -1 → 0
Б) 2NH₃ + 2Na = 2NaNH₂ + H₂ 2) 0 → -2
В) 4NО₂ + О₂ + 2H₂О = 4HNО₃ 3) +4 → +2
Г) 4NH₃ + 6NO = 5N₂ + 6Н₂О 4) +1 → 0
5) +2 → 0
6) 0 → - 1

5. Используя метод электронного баланса составить уравнение реакции:

PbS + H₂O₂ → PbSO₄ + H₂O

Определите окислитель и восстановитель.

6. Используя метод электронного баланса составить уравнение реакции:

KBr + KMnO₄ + H₂SO₄ → …….. + Br₂ + K₂SO₄ + H₂O

Определите окислитель и восстановитель.

Ответ: 1-1; 2-1; 3-3; 4-А3, Б4, В2, Г5.

Вариант 2

1. В каком из перечисленных соединений атом серы находится в степени окисления +6

1) FeSO₃ 2) S 3) SO₂ 4) К₂SO₄

2. Какой элемент восстанавливается в реакции Fe₂O₃ + CO = Fe + СО₂

1)железо 2)кислород 3)углерод

3. Выберите уравнение реакции, в котором элемент углерод является окислителем.

1)2С + O₂ = 2CO

2) CO₂ + 2Mg = 2MgO + C

3) CH₄ + 2O₂ = CO₂ + 2H₂O

4) C + 2H₂SO₄ = CO₂ + 2H₂O + 2SO₂

Уравнение реакции Изменение степени окисления окислителя

5. Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакции:

NaNO₂ + NH₄Cl → NaCl + 2H₂O + N₂

Определите окислитель и восстановитель.

6. Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакции:

KI + H₂SO₄ + NaNO₂ → …… + K₂SO₄ + Na₂SO₄ + NO + H₂O

Определите окислитель и восстановитель.

Ответ: 1-4; 2-1; 3-2; 4-А3, Б4, В2, Г5.

V. Домашнее задание.

1. Допишите уравнения реакций и расставьте коэффициенты с помощью метода электронного баланса:

1. K₂Cr₂O₇ + KNO₂ + …….→ KNO₃ + Cr₂(SO₄)₃ + …..+H₂O

2. C₆H₅-CH₃ + KMnO₄ + H₂SO₄ → C₆H₅COOH +….+….+…..

3. С₂Н₅ОН + К₂Сr₂O₇ + H₂SO₄ → CH₃COOH +….+….+…..

4.Na₂SO₃ + К₂Сr₂O₇ + H₂SO₄ → ….+….+….+…..

2. Составьте уравнение окисления формальдегида раствором перманганата калия, подкисленным серной кислотой с учётом того, что формальдегид окисляется до СО₂, коэффициенты подберите методом электронного баланса.

VI. Рефлексия и подведение итогов. Выставление оценок.

Что нового узнали?

Чему научились на уроке?

Приложение №1.

Алгоритм составления химических уравнений методом электронного баланса

1.Записывают схему реакции.

KMnO₄ + HCl KCl + MnCl₂ + Cl₂ + H₂O

2. Проставляют степени окисления над знаками элементов, которые меняются.

KMn⁺⁷O₄ + HCl^-1 KCl + Mn⁺²Cl₂ + Cl₂⁰ + H₂O

3. Выделяют элементы, изменяющие степени окисления и определяют число электронов, приобретенных окислителем и отдаваемых восстановителем.

Mn⁺⁷+ 5ē Mn⁺²

2Cl^-1- 2ē Cl₂⁰

4. Уравнивают число приобретенных и отдаваемых электронов, устанавливая тем самым коэффициенты для соединений, в которых присутствуют элементы, изменяющие степень окисления.

Mn⁺⁷+ 5ē Mn⁺²

2Cl^-1- 2ē Cl₂⁰

------------------------

2Mn⁺⁷+ 10Cl^-1 2Mn⁺²+ 5Cl₂⁰

5. Подбирают коэффициенты для всех остальных участников реакции.

2KMn⁺⁷O₄ +16HCl^-1 2KCl + 2Mn⁺²Cl₂ + 5Cl₂⁰+ 8H₂O

Помните! 1.Степень окисления простых веществ равна 0;

2.Степень окисления металлов в соединениях равна

номеру группы этих металлов (для I-III группы).

3.Степень окисления атома кислорода в

соединениях обычно равна - 2, кроме H₂O₂^-1 и ОF_2.

4. Степень окисления атома водорода в

соединениях обычно равна +1, кроме МеH (гидриды).

5.Алгебраическая сумма степеней окисления

элементов в соединениях равна 0.

⇧

⇩

скачать материал