Окисно-відновні реакції, їхнє значення. Процеси окиснення, відновлення, окисники, відновники

Міністерство освіти і науки України

Кіровоградський державний педагогічний університет ім. В. Винниченка

Конспект уроку

З хімії

З теми:

"Окисно-відновні реакції, їхнє значення. Процеси окиснення,відновлення,окисники,відновники"

окисний реакція електронний баланс

Кіровоград 2011р.

Тема уроку: "Окисно-відновні реакції, їхнє значення.

Процеси окиснення,відновлення,окисники,відновники"

Попередня тема: "Реакції сполучення,розкладу,заміщення,обміну".

Мета: Познайомити учнів з новою класифікацією хімічних реакцій за ознакою зміни ступенів окиснення елементів – з окисно-відновними реакціями (ОВР); навчити учнів розставляти коефіцієнти методом електронного балансу. Ознайомити учнів з значенням окисно-відновних реакцій. Продовжити розвиток логічного мислення, умінь аналізувати й порівнювати, формування інтересу до предмету. Формувати науковий світогляд учнів; удосконалювати трудові навички.

Обладнання: Репродукція із зображенням Колоса Родоського, алгоритм розміщення коефіцієнтів по методу електронного балансу, таблиця типових окиснювачів і відновників, кросворд; Fе (цвях), розчини NаОН, СuSО₄.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Методи та методичні прийоми: Розповідь, бесіда, демонстрація засобів наочності, самостійна робота учнів.

Хронометраж уроку

1)Організаційний момент……………………………….( 1хв )

2) Мотивація навчальної діяльності……………...( 5хв)

3)Актуалізація опорних знань………………………..( 5хв)

4) Вивчення нового матеріалу………...…………….( 39-42хв )

5)Узагальнення і систематизація нових знань( 3-5хв )

6)Підбиття підсумків уроку…………………………….( 1-2хв )

7) Виставлення оцінок та їх мотивація……………( 5хв )

8)Домашнє завдання………………………………………( 1-2хв )

Хід уроку:

1)Організаційний момент.

Добрий день!!!!Давайте з вами запишемо тему нашого сьогоднішнього уроку,та перевіримо присутніх на уроці.

2) Мотивація навчальної діяльності.

Учитель. В III в. до н.е. на острові Родос був побудований пам'ятник у вигляді величезної статуї Геліоса (у греків – бог Сонця). Грандіозний задум і досконалість виконання Колоса Родоського – одне із чудес світла – вражали всі, хто його бачив. Ми не знаємо точно, як виглядала статуя, але відомо, що вона була зроблена із бронзи й досягала у висоту близько 33 м. Статуя була створена скульптором Харетом, на її будівництво пішло 12 років. Бронзова оболонка кріпилася до залізного каркаса. Порожню статую почали будувати знизу й, у міру того як вона росла, заповнювали каменями, щоб зробити її стійкіше. Приблизно через 50 років після завершення будівництва Колос звалився. Під час землетрусу він переломився на рівні колін. Учені вважають, що дійсною причиною недовговічності цього чуда стала корозія металу. А в основі процесу корозії лежать окисно-відновні реакції. Сьогодні на уроці ви познайомитеся з окисно-відновними реакціями; довідаєтеся про поняття "відновник" і "окисник", про процеси відновлення й окиснення; навчитеся розставляти коефіцієнти в рівняннях окисно-відновних реакцій.

Колос Родоський – статуя із заліза й бронзи

3) Актуалізація опорних знань.

До якого типу реакцій ставиться процес дихання?

Учень. Процес дихання – це окисно-відновна реакція.

Учитель. Вірно. В основному за рахунок цієї реакції ми рухаємося, мислимо, творимо, руйнуємо, любимо й ненавидимо – коротше, живемо. Два найважливіші процеси: подих і фотосинтез – основа життя на Землі. Що ж буде об'єктом нашого вивчення?

Учень. Окисно-відновні реакції.

Учитель. Найважливіші процеси на планеті пов'язані із цим типом хімічних реакцій. Окисно-відновні реакції вимагають до себе особливої уваги.

(На дошці транспарант із темою уроку й емблемою фотосинтезу (малюнок учнів).)

Назвіть головного героя окисно-відновної реакції.

Учень. Головний герой окисно-відновної реакції – електрон.

4) Вивчення нового матеріалу.

Учитель проробляє два демонстраційні досліди: взаємодія сульфату міді(II) з лугом і взаємодія цієї ж солі із залізом.

Учитель. Запишіть молекулярні рівняння пророблених реакцій. У кожнім рівнянні розставте ступеню окиснення елементів у формулах вихідних речовин і продуктів реакції.

Учень записує на дошці рівняння реакцій і розставляє ступеню окиснення:

Учитель. чи Змінилися ступені окиснення елементів у цих реакціях?

Учень. У першім рівнянні ступеня окиснення елементів не змінилися, а в другому змінилися – у міді й заліза.

Учитель. Друга реакція ставиться до окисно-відновних. Спробуйте дати визначення окисно-відновних реакцій.

Учень. Реакції, у результаті яких змінюються ступені окиснення елементів, що входять до складу реагуючих речовин і продуктів реакції, називають окисно-відновними реакціями.

Учні записують у зошиті під диктування вчителя визначення окисно-відновних реакцій.

Учитель. Що ж відбулося в результаті окисно-відновної реакції? До реакції в заліза був ступінь окиснення 0, після реакції стала +2. Як бачимо, ступінь окиснення підвищився, отже, залізо віддає 2 електрона.

У міді до реакції ступінь окиснення +2, після реакції – 0. Як бачимо, ступінь окиснення понизився. Отже, мідь ухвалює 2 електрона.

Залізо віддає електрони, воно є відновником, а процес передачі електронів називається окисненням.

Мідь ухвалює електрони, вона – окиснювач, а процес приєднання електронів називається відновленням.

Запишемо схеми цих процесів:

Отже, дайте визначення понять "відновник" і "окисник".

Учень. Атоми, молекули або іони, які віддають електрони, називають відновниками.

Атоми, молекули або іони, які приєднують електрони, називають окисниками.

Учитель. Яке визначення можна дати процесам відновлення й окиснення?

Учень. Відновленням називають процес приєднання електронів атомом, молекулою або іоном.

Окисненням називають процес передачі електронів атомом, молекулою або іоном.

Учні записують під диктування визначення в зошит і замальовують малюнок.

Запам'ятаєте!

Віддати електрони – окиснити.

Придбати електрони – відновитися.

Учитель. Окиснення завжди супроводжується відновленням, і навпаки, відновлення завжди пов'язане з окисненням. Число електронів, що віддаються відновником, дорівнює числу електронів, що приєднуються окиснювачем.

Для добору коефіцієнтів у рівняннях окисно-відновних реакцій використовують два методи – електронного балансу й електронно-іонного балансу (метод напівреакцій).

Ми розглянемо тільки метод електронного балансу. Для цього використовуємо алгоритм розміщення коефіцієнтів методом електронного балансу (оформлений на аркуші ватману).

Алгоритм розміщення коефіцієнтів у рівняннях ОВР методом електронного балансу 1. Визначите ступень окиснення елементів. 2. Підкресліть символи елементів, ступені окиснення яких змінюються. 3. Випишіть елементи, що змінюють ступені окиснення. 4. Складіть електронні рівняння, визначаючи число відданих і прийнятих електронів. 5. Зрівняйте число відданих і прийнятих електронів, підібравши найменше загальне кратне й додаткові множники. 6. Допишіть рівняння реакції, розставивши коефіцієнти.

Приклад. Розставте коефіцієнти в даній схемі реакції методом електронного балансу, визначите окисник і відновник, укажіть процеси окиснення й відновлення:

Fe₂O₃ + CO Fe + CO₂.

Рішення

Скористаємося алгоритмом розміщення коефіцієнтів методом електронного балансу.

1. Визначимо ступеню окиснення елементів:

2. Підкреслимо символи елементів, ступені окиснення яких змінюються:

3. Випишемо елементи, що змінюють ступені окиснення:

4. Складемо електронні рівняння, визначаючи число відданих і прийнятих електронів:

5. Число відданих і прийнятих електронів повинне бути однаково, тому що не заряджені ні вихідні речовини, ні продукти реакції. Зрівнюємо число відданих і прийнятих електронів, підібравши найменше загальне кратне (НОК) і додаткові множники:

6. Отримані множники є коефіцієнтами. Перенесемо коефіцієнти в схему реакції:

Fе₂ ПРО₃ + 3З = 2Fе + 3З₂.

Речовини, що є окисниками або відновниками в багатьох реакціях, називаються типовими. Вивішується таблиця, виконана на аркуші ватману.

Типові окиснювачі: F2, Cl2, Br2, I2, O2, H2SO4, HNO3, Mno2, Kmno4, K2Cro4, Naclo. Типові відновники: Н2, C, метали, Н2S, CO, SO2, HI, Feso4.

Учитель. Окисно-відновні реакції дуже поширені. З ними зв'язані не тільки процеси корозії, але й шумування, гниття, фотосинтез, процеси обміну речовин, що протікають у живому організмі. Їх можна спостерігати при згорянні палива. Окисно-відновні процеси супроводжують коло обіг речовин в природі.

 Чи Знаєте ви, що в атмосфері щодня утворюється приблизно 2 млн т азотної кислоти, або 700 млн т у рік, і у вигляді слабкого розчину випадають на землю з дощами (людей робить азотної кислоти лише 30 млн т у рік).

Що ж відбувається в атмосфері?

Повітря містить 78% за обсягом азоту, 21% кисню й 1% інших газів. Під дією грозових розрядів, а на Землі щомиті спалахують у середньому 100 блискавок, відбувається взаємодія молекул азоту з молекулами кисню з утвором оксиду азоту(II):

N₂ + O₂NO.

Оксид азоту(II) легко окиснить атмосферним киснем в оксид азоту(IV):

NO + O₂NO₂.

оксид, що утворювався, азоту(IV) взаємодіє з атмосферною вологою в присутності кисню, перетворюючись в азотну кислоту:

NO₂ + Н₂ ПРО + O₂HNO₃.

Усі ці реакції – окисно-відновні.

• Завдання. Розставте в наведених схемах реакцій коефіцієнти методом електронного балансу, укажіть окиснювач, відновні, процеси окиснення й відновлення.

Рішення

1. Визначимо ступеню окиснення елементів:

2. Підкреслимо символи елементів, ступені окиснення яких змінюються:

3. Випишемо елементи, що змінили ступені окиснення:

4. Зіставимо електронні рівняння (визначимо число відданих і прийнятих електронів):

5. Число відданих і прийнятих електронів однаково.

6. Перенесемо коефіцієнти з електронних схем у схему реакції:

Далі учнем пропонується самостійно розставити коефіцієнти методом електронного балансу, визначити окиснювач, відновник, указати процеси окиснення й відновлення в інших процесах, що відбуваються в природі.

Два інших рівняння реакцій (з коефіцієнтами) мають вигляд:

5)Узагальнення і систематизація нових знань

Учитель пропонує учням розгадати кросворд по вивченому матеріалу. Результат роботи здається на перевірку.

Розгадавши кросворд, ви довідаєтеся, що речовини КМnО₄, ДО₂Сr₂O₇, ПРО₃ – cильные … (по вертикалі (2)).

 

По горизонталі:

1. Який процес відбиває схема:

3. Реакція

N₂ (г.) + 3Н₂ (г.) 2NН₃ (г.) + Q

є окисно-відновної, оборотної, гомогенної, … .

4. … вуглецю(II) – типовий відновник.

5. Який процес відбиває схема:

6. Для добору коефіцієнтів у рівняннях окисно-відновних реакцій використовують метод електронного … .

7. Згідно зі схемою алюміній віддав … електрона.

8. У реакції:

Н₂ + Сl₂ = 2НCl

водень Н₂ – … .

9. Реакції якого типу завжди тільки окисно-відновні?

10. Ступінь окиснення в простих речовин – … .

11. У реакції:

Zn + S = Zns

восстановитель – … .

ВІДПОВІДІ НА КРОСВОРД По горизонталі: 1. Відновлення. 3. Екзотермічної. 4. Оксид. 5. Окиснення. 6. Балансу. 7. Три. 8. Відновник. 9. Заміщення. 10. Нуль. 11. Цинк. По вертикалі: 2. Окиснювачі.

6) Підбиття підсумків уроку.

На сьогоднішньому уроці ми з вами дізнались……………..

На сьогоднішньому уроці вам сподобалось…………………

На сьогоднішньому уроці вам не сподобалось……………..

На наступному уроці ви б хотіли…………………………….

7)Виставлення оцінок та їх мотивація.

8)Домашнє завдання..

• Задача (додому). Конструктори перших космічних кораблів і підводних човнів зіштовхнулися із проблемою: як підтримати постійна сполука повітря на судні й космічних станціях? Позбутися надлишку вуглекислого газу й поповнити запас кисню? Рішення було знайдено.

Надпероксид калію KO₂ у результаті взаємодії з вуглекислим газом утворює кисень:

Як бачите, це окисно-відновна реакція. Кисень у цій реакції є й окиснювачем, і відновником. У космічній експедиції на рахунку кожний грам вантажу. Розрахуйте запас надпероксида калію, який необхідно взяти в космічний політ, якщо поле розрахований на 10 днів і якщо екіпаж складається із двох людей. Відомо, що людей за добу видихає 1 кг вуглекислого газу. (Відповідь. 64,5 кг KO₂.)

• Задание (підвищений рівень складності). Запишіть рівняння окисно-відновних реакцій, які могли привести до руйнування Колоса Родоського. Майте на увазі, що ця гігантська статуя стояла в портовім місті на острові в Егейськім морі, у берегів сучасної Туреччини, де вологе середземноморське повітря насичене солями. Вона була зроблена із бронзи (сплав міді й олова) і змонтована на залізному каркасі.