Урок кхимии в 11

Урок химии в 11-м классе по теме
"Окислительно-восстановительные реакции»
Бударина Наталия Алексеевна, учитель химии
Цель урока:
углубление знаний по составлению уравнений ОВР методом электронного баланса.
Задачи урока:
1) повторить основные понятия об окислении и восстановлении, рассмотреть сущность окислительно-восстановительных реакций;
2) выработать умения по составлению уравнений химических реакций, протекающих в различных средах методом электронного баланса;
3) показать разнообразие и значение ОВР в природе и повседневной жизни.
Оборудование и реактивы:
раствор соляной кислоты и кусочки цинка, железные гвозди и раствор медного купороса, конц. серная кислота, перманганат калия, спирт, дихромат аммония;
инструкция “Алгоритм составления уравнений ОВР методом электронного баланса”;
таблицы: “Окислители и восстановители”, «Разнообразие ОВР».

Тип урока: усвоение новых знаний с применением имеющихся знаний и умений с последующим обобщением и систематизацией.

Методы.
Словесные (беседа, объяснение).
Наглядные (инструкции, таблицы).
Практические (демонстрация и выполнение опытов).

Структура урока:
Организационный момент
Сообщение темы, постановка цели и задач урока
Актуализация знаний
Воспроизведение ранее полученных знаний и способов деятельности
Оперирование знаниями, овладение способами деятельности в новых условиях
Анализ и оценка итогов работы
Определение и разъяснение д.з.
Ход урока
1. Организационный момент
2. Сообщение темы, постановка цели и задач урока
3. Актуализация знаний.
Окислительно-восстановительные реакции представляют собой единство двух противоположных процессов - окисления и восстановления. В этих реакциях число электронов, отдаваемых восстановителями, равно числу электронов, присоединяемых окислителями. При этом независимо от того, переходят ли электроны с одного атома на другой полностью или лишь частично, оттягиваются к одному из атомов, условно говорят только об отдаче или присоединении электронов.
Окислительно-восстановительные процессы принадлежат к числу наиболее распространенных химических реакций и имеют огромное значение в теории и практике. С ними связаны процессы 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 щёлочи, кислоты и другие ценные продукты. Они лежат в основе преобразования энергии взаимодействующих химических веществ в электрическую энергию в гальванических и топливных элементах. Человечество давно пользовалось ОВР, вначале не понимая их сущности. Лишь к началу 20-го века была создана электронная теория окислительно-восстановительных процессов. Таблица «Разнообразие ОВР»
4. Воспроизведение ранее полученных знаний и способов деятельности:
Повторение основных теоретических понятий темы: ОВР, окислители, восстановители, процессы окисления и восстановления.
Вопросы на повторение и закрепление:
1. Определение ОВР
2. Сущность процесса окисления
3. Сущность процесса восстановления
4. Повторите алгоритм нахождения степени окисления и найдите степень окисления в соединениях: серная кислота, перманганат калия, азотная кислота, хромат калия, бихромат калия
Алгоритм составления уравнений ОВР методом электронного баланса. (Приложение 1)
Работа у доски:
Записать схему реакции:
Cu + HNO3 ( Cu(NO3)2 + NO2 + H2O
2. Определить, атомы, каких элементов изменяют степень окисления:
3. Составить электронные уравнения процессов окисления и восстановления:
4. Умножить полученные электронные уравнения на наименьшие множители для установления баланса по электронам:
5. Перенести множители из электронных уравнений в молекулярное уравнение реакции:
6. Проверить выполнение закона сохранения массы (число атомов каждого элемента в левой и правой части уравнения должно быть одинаковым) и, если требуется, ввести новые или изменить полученные коэффициенты:
Вывод: Данным способом расстановки коэффициентов удобно пользоваться, если известны исходные вещества и продукты реакции, т.е. даны полные схемы реакций.
5.Оперирование знаниями, овладение способами деятельности в новых условиях
Расставьте коэффициенты с помощью метода электронного баланса (используйте алгоритм):

KMnO4 + K2SO3 + H2SO4 ( MnSO4 + K2SO4 + H2O
S+4 – 2e ( S+6 5 восстановитель
Окисление
Mn+7 +5e ( Mn+2 2 окислитель
2KMnO4 + 5K2SO3 + 3H2SO4 ( 2MnSO4 + 6K2SO4 + 3H2O

NH3 +O2 ( NO + H2O
N-3 – 5e ( N+2 4 восстановитель
Окисление
O20 +4e ( 2O-2 5 окислитель
Восстановление
4NH3 +5O2 = 4NO + 6H2O

Cr(OH)3 + H2O2 + KOH ( K2CrO4 + H2O
Cr+3 – 3e ( Cr+6 2 восстановитель
Окисление
2O-1 +2e ( 2O-2 3 окислитель
Восстановление
2Cr(OH)3 + 3H2O2 + 4KOH = 2 K2CrO4 + 8H2O



K2Cr2O7 + K2SO3 + H2SO4 ( Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O
S+4– 2e ( S+6 6 3 восстановитель
Окисление
2Cr+6 +6e ( 2Cr+3 2 1 окислитель
Восстановление
K2Cr2O7 + 3K2SO3 + 4H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 4K2SO4 + 4H2O

Метод электронного баланса основан на сравнении степеней окисления в исходных и конечных веществах, когда известны все исходные вещества и продукты реакции. Этот метод хорошо знают и используют все учащиеся при расстановке коэффициентов. И данным методом действительно удобно пользоваться и в неорганической и органической химии, конечно, если даны полные схемы реакций.

Домашнее задание:
Используя метод электронного баланса составьте уравнения реакций.
1) Na + HNO3 ( NaNO3 + N2O + H2O
2) K2FeO4 + H2SO4 ( Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O + O2
3) H2O2 + KMnO4 + HNO3 ( Mn(NO3)2
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
· Cr2(SO4)3 + K2SO4 + CO2+ NO2 + SO2 + H2O

Решение Д/З
8 Na0 + 10 HN+5O3 8 Na+NO3 + N+12O + 5 H2O
Na0 - 1
· Na+1 8 восстановитель
2N+5 + 8
· 2N+1 1 окислитель

4K2Fe+6O-24 + 10 H2SO4 2Fe+32(SO4)3 + 4K2SO4 + 10 H2O + 3O20
2Fe+6 + 6
· 2Fe+3 4 2 окислитель
2O-2 - 4
· O02 6 3 восстановитель.

5H2O-12 + 2KMn+7O4 + 6HNO3 2Mn+2(NO3)2 + 2KNO3 + 8H2O + 5O02
2O-1 - 2
· O02 5 восстановитель
Mn+7 + 5
· Mn+2 2 окислитель.

3Ti+32(SO4)3 + KCl+5O3 + 3H2O 6Ti+4OSO4 + KCl-1 + 3H2SO4
2Ti+3 - 2
· 2Ti+4 6 3 восстановитель
Cl+5 + 6
· Cl-1 2 1 окислитель.

3Mn+8 / 33O4 + 5KCl+5O3 + 9K2CO3 9K2Mn+6O4 + 5KCl-1 + 9CO2
3Mn+8/ 3 - 10
· 3Mn+6 6 3 восстановитель
Cl+5 + 6
· Cl-1 10 5 окислитель.

5Na2S4+10/ 4O6 + 14KMn+7O4 + 42HNO3 5Na2S+6O4 + 15H2SO4 + 14Mn+2(NO3)2 + 14KNO3+ 6H2O
4S+10 / 4 - 14
· 4S+6 5 восстановитель
Mn+7 + 5
· Mn+2 14 окислитель.

Cu+12S-2 + 2O20 + CaCO3 2Cu+2O-2 + CaS+4O3 +CO2
2Cu+1 - 2
· 2Cu+2 -8
· 4 1 восстановители или Cu2S0 - 8
· 2Cu+2 + S+4
S-2 - 6
· S+4
O20 + 4
· 2O-2 8 2 окислитель.

5Fe+2Cl-12 + 3KMn+7O4 + 24HCl 5Fe+3Cl3 + 5Cl20 + 3Mn+2Cl2 3KCl + 12H2O
Fe+2 - 1
· Fe+3 -3
· 5 восстановители или FeCl02 - 3
· Fe+3 + Cl20
2Cl-1 - 2
· Cl20
Mn+7 + 5
· Mn+2 3 окислитель.

3CuFe+2S2-2 + 32HN+5O3 3Cu(NO3)2 + 3Fe+3(NO3)3 + 6H2S+6O4 + 17N+2O + 10H2O
Fe+2 - 1
· Fe+3 -17
· 3 восстановители
2S-2 -16
· 2S+6
N+5 + 3
· N+2 17 окислитель.
Или
3Cu+1Fe+3S2-2 + 32HN+5O3 (3Cu+2(NO3)2 + 3Fe+3(NO3)3 + 6H2S+6O4 + 17N+2O + 10H2O
восстановитель Cu+1 -1
· Cu+2 1 окисление
восстановитель 2S-2 - 16
· 2S+6 окисление
окислитель N+5 +3
· N+2 17 восстановление

Или
CuFeS20- 17
· Cu+2+ Fe+3+ 2S+6
6KS-2CN-3 + 13K2Cr2+6O7 + 55H2SO4 13Cr2+3(SO4)3 + 16K2SO4 + 6CO2 + 6N+4O2 +
+ 6S+4O2+55H2O
S-2 - 6
· S+4 -13
· 6 восстановители
·
N-3 - 7
· N+4
2Cr+6 + 6
· 2Cr+3 13 окислитель.
ИЛИ
KSCN -13
· K+1 + S+4 + C+4 + N+4
ИЛИ
SCN– -13
· S+4 + C+4 + N+4















Приложение №1.
Алгоритм составления химических уравнений методом электронного баланса
Составить схему реакции.
Определить степени окисления элементов в реагентах и продуктах реакции.
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 ОF2.
4. Степень окисления атома водорода в
соединениях обычно равна +1, кроме МеH (гидриды).
5.Алгебраическая сумма степеней окисления
элементов в соединениях равна 0.

Определить, является реакция окислительно-восстановительной или она протекает без изменения степеней окисления элементов.
Подчеркнуть элементы, степени окисления которых изменяются.
Определить, какой элемент окисляется (его степень окисления повышается) и какой элемент восстанавливается (его степень окисления понижается) в процессе реакции.
В левой части схемы обозначить с помощью стрелок процесс окисления (смещение электронов от атома элемента) и процесс восстановления (смещение электронов к атому элемента)
Определить восстановитель и окислитель.
Сбалансировать число электронов между окислителем и восстановителем.
Определить коэффициенты для окислителя и восстановителя, продуктов окисления и восстановления.
Записать коэффициент перед формулой вещества, определяющего среду раствора.
Проверить уравнение реакции.





Приложение №2.
Важнейшие восстановители и окислители

Восстановители
Окислители

Металлы, Н2, уголь,
СО – оксид углерода(II)
H2S, SO2, H2SO3 и её соли
HJ,HBr,HCl
SnCl2 ,FeSO4 ,MnSO4,
Cr2(SO4)3

HNO2-азотистая кислота
NH3 –аммиак
NO- оксид азота (II)

Альдегиды, спирты, муравьиная и щавелевая кислоты, глюкоза
Катод при электролизе

Галогены
KMnO4, K2MnO4, MnO2, K2Cr2O7,
K2CrO4
HNO3-азотная кислота
H2O2 – пероксид водорода
О3 – озон, О2
H2SO4( конц.), H2SеO4
CuO, Ag2O, PbO2
Ионы благородных металлов (Ag+,
Au3+ )
FeCl3
Гипохлориты, хлораты и перхлораты
«Царская водка»
Анод при электролизе


Самостоятельная работа для проверки знаний
Вариант 1
1. Проставьте степень окисления элементов в соединениях, формулы которых IBr, TeCl4, SeFe, NF3, CS2.
2. В следующих схемах реакций укажите степень окисления каждого элемента и расставьте коэффициенты методом электронного баланса:
1) F2 + Хе XeF6 3) Na + Br2 NaBr
2) S + H2 H2S 4) N2 + Mg Mg3N2

Вариант 2.
1.Проставьте степень окисления элементов в соединениях: H2SО4, HCN, HNО2, РС13
2. Допишите уравнения реакций окисления-восстановления:
1) CI2 + Fe 2) F2 + I2 3) Ca + С 4) С + H2
Укажите степени окисления элементов в полученных продуктах.

Вариант 3.
1. Проставьте степень окисления в соединениях, формулы которых XeF4, CC14, РС1б, SnS2.
2. Напишите уравнения реакций: а) растворения магния в растворе серной кислоты; б) взаимодействия раствора бромида натрия с хлором. Какой элемент окисляется и какой восстанавливается?

Вариант 4.
1. Составьте формулы следующих соединений: а) нитрида лития (соединения лития с азотом); б) сульфида алюминия (соединения алюминия с серой); в) фторида фосфора, в которых электроположительный элемент проявляет максимальную степень окисления.
2. Напишите уравнения реакций: а) иодида магния с бромом; б) растворения магния в растворе бромоводородной кислоты. Укажите, что в каждом случае является окислителем и что восстановителем.

Вариант 5.
1.Составьте формулы следующих соединений: а) фтора с ксеноном; б) бериллия с углеродом, в которых электроположительный элемент проявляет максимальную степень окисления.
2. Расставьте коэффициенты методом электронного баланса в следующих схемах:
1) KI + Cu(NО3)2 CuI + I2 + KNО3
2) MnS + HNО3 (конц.) MnSО4 + NО2 + H2О

Вариант 6.
1. Проставьте степени окисления каждого элемента в соединениях, формулы которых Na2SО3, КСЮ3, NaCIO, Na2CrО4, NН4СlO4, BaMnО4.
2. Напишите уравнения реакций: а) иодида лития с хлором; б) лития с соляной кислотой. Проставьте степени окисления всех элементов и коэффициенты по методу электронного баланса.

Вариант 7.
1. Вычислите степени окисления марганца, хрома и азота в соединениях, формулы которых КMnO4, Na2Cr2О7, NH4NО3.
2. Проставьте степени окисления каждого элемента и расставьте коэффициенты, используя метод электронного баланса в следующих схемах:
1) Fe + FeВr3 FeBr2
2) H2SО3 + I2 + H2О H2SО4 + HI

Вариант 8.
1. Какова степень окисления углерода в оксиде углерода (IV) и изменяется ли она при взаимодействии углекислого газа с водой с образованием угольной кислоты?
2. Расставьте коэффициенты методом электронного баланса в следующих схемах:
1) NH3 + SO2 N2 + S + H2О
2) H2S + H2О2 H2SО4 + H2О










Приложение 3

Важнейшие восстановители и окислители

Восстановители
Окислители

Металлы, Н2, уголь,
СО – оксид углерода(II)
H2S, SO2, H2SO3 и её соли
HJ,HBr,HCl
SnCl2 ,FeSO4 ,MnSO4,
Cr2(SO4)3

HNO2-азотистая кислота
NH3 –аммиак
NO- оксид азота (II)

Альдегиды, спирты, муравьиная и щавелевая кислоты, глюкоза
Катод при электролизе

Галогены
KMnO4, K2MnO4, MnO2, K2Cr2O7,
K2CrO4
HNO3-азотная кислота
H2O2 – пероксид водорода
О3 – озон, О2
H2SO4( конц.), H2SеO4
CuO, Ag2O, PbO2
Ионы благородных металлов (Ag+,
Au3+ )
FeCl3
Гипохлориты, хлораты и перхлораты
«Царская водка»
Анод при электролизе



Восстановленные формы некоторых окислителей:

KMnO4 (перманганат-ион) Na2Cr2O7 (дихромат-ион)
MnO4-Mn+2 (среда кислотная) Cr2O72- Cr+3 (среда кислотная)
MnO4- MnO2 (среда нейтральная) Na2CrO4 (дихромат-ион)
MnO4- MnO42- (среда щелочная) CrO42- [Cr(ОН)6]3- (среда щелочная)

Окислительно-восстановительные свойства пероксида водорода:

как окислитель:
как восстановитель:

Н2О2 + 2Н+ + 2е = 2 Н2О,
1) в кислотной среде: Н2О2 – 2e = O2 + 2H+;


2) щелочной среде: Н2О2 + 2ОН- – 2e = O2 + 2 Н2О


Используемые информационные источники:
Л.С. Гузей. Материалы курса “Фундаментальные понятия общей химии в школьном курсе”. Лекции 1-8. М.: Педагогический университет “Первое сентября”, 2006.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]












13 PAGE \* MERGEFORMAT 14415




15

Приложенные файлы


Добавить комментарий