«Окислительно-восстановительные реакции»
план-конспект урока по химии (8 класс) на тему

Бурбело Ирина Александровна

учитель химии и биологии 1  категории

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

Средняя общеобразовательная школа № 42

г. Владимир,  Владимирская область

Аннотация: Урок химии по теме «Окислительно-восстановительные реакции» предназначен для учащихся 8-х  классов. На уроке раскрываются основные понятия об окислительно-восстановительных реакциях: степень окисления, окислитель, восстановитель, окисление, восстановление: формируется умение составлять записи ОВР методом электронного баланса.

Урок химии в 8-м классе по теме

«Окислительно-восстановительные реакции»

ЦЕЛЬ УРОКА:  формировать систему знаний об окислительно-восстановительных реакциях,   научить составлять   записи ОВР методом электронного баланса.

ЗАДАЧИ УРОКА: 

Обучающие: рассмотреть сущность окислительно-восстановительных процессов, научить применять «степени окисления» для определения процессов окисления и восстановления; научить учащихся уравнивать записи окислительно-восстановительной реакции методом электронного баланса.

Развивающие: Совершенствовать умения высказывать суждение о типе химической реакции, анализируя степень окисления атомов в веществах; делать выводы, работать с алгоритмами, формировать интерес к предмету.

Воспитывающие: формировать потребность в познавательной деятельности и ценностное отношение к знаниям; анализировать ответы товарищей, прогнозировать результат работы, оценивать свою работу; воспитать культуру общения через работу в парах «ученик – ученик», «учитель – ученик».

Тип урока: Урок изучения нового материала.

Методы, используемые на уроке: Объяснительно-иллюстративный.

Понятия,  вводимые на уроке: окислительно-восстановительные реакции; окислитель; восстановитель; процесс окисления; процесс восстановления.

Используемое оборудование и реактивы: таблица растворимости, периодическая система Д. И. Менделеева, соляная кислота, серная кислота, цинк в гранулах, магниевая стружка, раствор сульфата меди, железный гвоздь.

Форма работы: индивидуальная, фронтальная.

 Время  урока: (90 минут, 2 урока).

Ход урока

I. Организационный момент

II. Повторение  пройденного материала

      УЧИТЕЛЬ: Ребята, давайте  вспомним с вами ранее изученный материал о степени окисления, который будет необходим нам на уроке.

         Устный фронтальный опрос:

•  Что такое электроотрицательность?
•  Что такое степень окисления?
• Может ли степень окисления элемента быть равной нулю? В каких случаях?
• Какую степень окисления чаще всего проявляет кислород в соединениях?

Вспомните исключения.

• Какую степень окисления проявляют металлы в полярных и ионных соединениях?
• Как рассчитывается степень окисления по формулам соединений?

         УЧАЩИЕСЯ: Для того,  чтобы рассчитать степень окисления, нужно воспользоваться несложными правилами:

• Степень окисления кислорода почти всегда равна  -2.
• Степень окисления водорода почти всегда равна +1.
• Степень окисления металлов всегда положительна и в максимальном значении почти всегда равна номеру группы.
• Степень окисления свободных атомов и атомов в простых веществах всегда равна 0.
• Суммарная степень окисления атомов всех элементов в соединении равна 0.

УЧИТЕЛЬ предлагает ученикам  для закрепления сформулированных правил посчитать - найти степень окисления элементов в простых веществах и соединениях:

S , Н2, H3PO4, NaHSO3, HNO3, Cu(NO2)2, NO2 , Ва, Al.      

           Например: Какая будет степень окисления серы в серной кислоте?

В молекулах алгебраическая сумма степеней окисления элементов с учётом числа их атомов равна 0.

H2+1SxO4-2                                                            

(+1) * 2 +X*1  + (-2) . 4 = 0

X = + 6

H2+1S+6O4-2

           III. Изучение нового материала

УЧИТЕЛЬ: Многообразие классификаций химических реакций по различным признакам (направлению, числу и составу реагирующих и образующих веществ, использованию катализатора, тепловому эффекту) можно дополнить еще одним признаком. Это признак – изменение степени окисления атомов химических элементов, образующих реагирующие вещества.

По этому признаку различают реакции

Химические реакции

Реакции, протекающие с изменением          реакции, протекающие  без изменения                                                                           степени окисления элементов                             степени окисления элементов                                                                            

Например, в реакции

   +1 +5 -2             +1 -1                    +1 -1                +1 +5 -2

 AgNO3   +   HCl             AgCl    +    HNO3     (у доски пишет учащийся)

Степени окисления атомов химических элементов после реакции не изменились. А вот в другой реакции – взаимодействие соляной кислоты с цинком

    +1 -1              0                       +2 -1                   0

  2HCl   +  Zn               ZnCl2    +    H2                       (у доски пишет учащийся)

атомы двух элементов, водорода и цинка, изменили свои степени окисления: водород  с +1 на 0, а цинк – с 0 на +2. Следовательно, в этой реакции каждый атом водорода получил по одному электрону

    +1                                         0

2H   + 2e                   H2

а  каждый атом цинка – отдал два электрона

    0                                           +2

Zn   -  2е                     Zn

УЧИТЕЛЬ: Какие типы химических реакций вы знаете?

УАЩИЕСЯ: К ОВР относятся все реакции замещения, а также те  реакции соединения и разложения, в которых участвует хотя бы одно простое вещество.

УЧИТЕЛЬ: Дать определение ОВР.

Химические реакции, в результате которых происходит изменение степеней окисления атомов химических элементов или ионов, образующих реагирующие вещества, называют окислительно – восстановительными реакциями.

УЧИТЕЛЬ: Ребята, определите устно,  какая из предложенных реакций окислительно-восстановительной не является:

1) 2Na + Cl2 = 2NaCl
           2) NaСL + AgNO3= NaNO3+AgCl↓
           3) Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2­

4) S+O2=SO2

УЧАЩИЕСЯ: выполняют задание

УЧИТЕЛЬ: В качестве примеров ОВР продемонстрируем  следующий опыт.

H2SO4 + Mg           MgSO4  +  H2

Обозначим степень окисления всех элементов в формулах веществ – реагентов и продуктов этой реакции:

Как видно из  уравнения реакции, атомы двух элементов магния и водорода, изменили свои степени окисления.

Что с ними произошло?

Магний из нейтрального атома превратился в условный ион в степени окисления +2, то есть отдал 2е:

Mg 0 – 2е               Mg +2

Запишите в свой конспект:

Элементы или вещества, отдающие электроны называются восстановителями; в ходе реакции они окисляются.

Условный ион Н в степени окисления +1 превратился в нейтральный атом, то есть каждый атом водорода получил по одному электрону.

2Н+1 +2е               Н2

Элементы или вещества, принимающие электроны, называются окислителями; в ходе реакции они восстанавливаются. <Приложение 1>

Эти процессы можно представить в виде схемы:

Соляная кислота + магний            сульфат магния + водород

CuSO4  + Fe (железный гвоздь)   =  Fe SO4  +  Cu (красивый красный гвоздь)

Fe 0 – 2е             Fe +2

Cu+2 +2е             Cu0

Процесс отдачи электронов называется окислением, а принятия –    восстановлением.

В процессе окисления степень окисления повышается, в процессе восстановления – понижается.

Эти процессы неразрывно связаны между собой.

УЧИТЕЛЬ: Давайте выполним задание по вышеописанному образцу.

Задание: Для окислительно – восстановительных реакций укажите окислитель и восстановитель, процессы окисления и восстановления, составьте электронные уравнения:

1) BaO + SO2 =BaSO3 

2) CuCl2 + Fe = FeCl2 + Cu

3) Li + O2  =  Li2O3

4) CuSO4 + 2KOH = Cu(OH)2↓ + K2SO4 

II часть урока (2-ой урок)

Метод электронного баланса как способ составления уравнений ОВР

Далее рассмотрим составление уравнений окислительно-восстановительных реакций методом электронного баланса. В основе метода электронного баланса лежит правило: общее число электронов, которые отдаёт восстановитель, всегда равно общему числу электронов, которые присоединяет окислитель.

После объяснения учащиеся под руководством учителя составляют уравнения ОВР по планам, которые составил учитель к этому уроку <Приложение 2>. 

Памятки находятся у каждого ученика на парте.

УЧИТЕЛЬ: Среди изученных нами реакций к окислительно – восстановительным  реакциям относятся:

1. Взаимодействие металлов с неметаллами

                             2Mg + O2 =2MgO

Восстановитель           Mg0 -2e            Mg+2              2      окисление

Окислитель                   O2 +4e             2O-2           1       восстановление  

      2. Взаимодействие металлов с кислотой.

                                 H2SO4 + Mg =MgSO4+H2

Восстановитель     Mg0 -2e                  Mg+2            2      окисление

Окислитель             2O-2 +4e                O20           1       восстановление  

3. Взаимодействие металлов с солью.

                                 CuSO4 + Mg =MgSO4+Cu

Восстановитель     Mg0 -2e                 Mg+2              2      окисление

Окислитель             Cu+2 +2e                 Cu0            1       восстановление  

Диктуется реакция, один учащийся самостоятельно составляет схему реакции у доски:

H2 + O2 → H2O

Определим, атомы каких элементов изменяют степень окисления.

( H2° + O2° → H2O2).

Составим электронные уравнения процессов окисления и восстановления.

(H2° -2e → 2H+ – процесс окисления,

O2°  +4e → 2O-²  - процесс восстановления,

Н2 – восстановитель, О2  - окислитель)

Подберём общее делимое для отданных и принятых е и коэффициенты для электронных уравнений.

(∙2| Н2°-2е → 2Н+  - процесс окисления, элемент – восстановитель;

 ∙1| O2°  +4e → 2O-²  - процесс восстановления, элемент – окислитель).

Перенесём эти коэффициенты в уравнение ОВР и подберём коэффициенты перед формулами других веществ.

2H2 + O2 → 2H2O.

IV. Закрепление изученного материала

Упражнения для закрепления материала:

1. Какая схема превращения азота соответствует данному уравнению реакции

4NH3 +5O 2 → 4NO + 6H2O

                       1) N+3 → N+2                            3) N+3 → N-3 

                       2) N-3 → N-2                             4) N-3 → N+2 

      2) Установите соответствие между изменением степени окисления атома серы и схемой превращения вещества. Запишите цифры без пробелов и запятых.

СХЕМА ПРЕВРАЩЕНИЙ

A) H2S + O2 → SO2 + H2O                                 

Б) H2SO4 + Na → Na2SO4 + H2S + H2O          

В) SO2 + Br2 + H2O → H2SO4 + HBr                 

ИЗМЕНЕНИЕ СТЕПЕНИ ОКИСЛЕНИЯ

1) Э+4 → Э+6

2) Э+6 → Э-2

3) Э+6 → Э+4

4) Э-2 →  Э+6

5) Э-2 →  Э+4  ответ (521)

      3)Установите соответствие между схемой превращения и изменением степени окисления окислителя в ней.

СХЕМА ПРЕВРАЩЕНИЙ

A) Cl2 + K2MnO4 → KMnO4 + KCl

Б) NH4Cl + KNO3 → KCl + N2O + H2O

В) HI + FeCl3 → FeCl2 + HCl + I2 

ИЗМЕНЕНИЕ СТЕПЕНИ

ОКИСЛЕНИЯ ОКИСЛИТЕЛЯ

1) Э+6 → Э+7 

2) Э+5 → Э+1 

3) Э+3 → Э+2 

4) Э0 →  Э-1 

5) Э-1 →  Э0 ответ (423)

V. Заключительное слово учителя

Окислительно-восстановительные реакции представляют собой единство двух противоположных процессов: окисления и восстановления. В этих реакциях число электронов, отдаваемых восстановителями, равно числу электронов, присоединяемых окислителями. Весь окружающий нас мир можно рассматривать как гигантскую химическую лабораторию, в которой ежесекундно протекают химические реакции, в основном окислительно-восстановительные.

  VI. Рефлексия.  

              VIII. Домашнее задание: § 43, упр.1, 3, 7  стр.234-235.

Используемая литература:

1. 1.Габриелян О.С. «Химия. 8 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений. –М. : Дрофа, 2010.
2. Окислительно – восстановительные реакции. Хомченко Г.П., Севастьянова К.И. - Из-во Просвещение, 1985.
3. Электронный учебник: http://www.alhimikov.net/elektronbuch/Page-28.html
4. Ресурсы интернет:

 http://www.chem.msu.su/rus/school/zhukov/18.html

 http://cor.edu.27.ru/dlrstore/0000002e-1000-4ddd-97d5-460046642032/2109440o2.pdf 

 http://e-ypok.ru/ege_chemistries_c1 

ПАМЯТКА ДЛЯ УЧАЩИХСЯ

Приложение №1

Важнейшие восстановители и окислители

      Приложение №2

Алгоритм составления химических уравнений методом электронного баланса:

1.Составить схему реакции.

2.Определить степени окисления элементов в реагентах и продуктах реакции.

Помните!       

• Степень окисления простых веществ равна  0;
• Степень окисления металлов в соединениях равна  

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

• Степень окисления атома кислорода  в

соединениях обычно равна   - 2, кроме H2O2 -1  и ОF2.

• Степень окисления атома водорода  в

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

• Алгебраическая сумма степеней окисления  

элементов  в соединениях  равна  0.  

3.Определить, является реакция окислительно-восстановительной или она протекает без изменения степеней окисления элементов.

4.Подчеркнуть элементы, степени окисления которых изменяются.

5.Составить электронные уравнения процессов окисления и восстановления.

6.Определить, какой элемент окисляется (его степень окисления повышается) и какой элемент восстанавливается (его степень окисления понижается) в процессе реакции.

7.В левой части схемы обозначить с помощью стрелок процесс окисления (смещение электронов от атома элемента) и процесс восстановления (смещение электронов к атому элемента)

8.Определить восстановитель и окислитель.

9.Сбалансировать число электронов между окислителем и восстановителем.

10.Определить коэффициенты для окислителя и восстановителя, продуктов окисления и восстановления.

11.Записать коэффициент перед формулой вещества, определяющего среду раствора.

12.Проверить уравнение реакции.

       Приложение 3

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