Конспект урока по теме: «Окислительно – восстановительные реакции.»

             Урок : « Окислительно –   восстановительные        реакции».

                                                                                  Разработан учителем химии

                                                                                   Мельяновской Ириной Сергеевной

                                                                                   МБОУ СОШ №3 г. Суража , Брянской обл

                                                                       2014 г.

ТЕМА УРОКА : ОКИСЛИТЕЛЬНО - ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ.

Цели: 1.0бразовательные:

В ходе исследовательской деятельности учащихся сформировать представление о влиянии различных факторов на процессы окислительно ­восстановительных реакций , совершенствовать умение учащихся с помощью метода электронного баланса расставлять коэффициенты в уравнениях реакций .

2.                 Развивающие:

Развивать умение логически рассуждать, грамотно выражать свои мысли. Способствовать повышению интереса к предмету.

3.                 Воспитательные:

Способствовать личному совершенствованию , формированию навыков творческого подхода к изучению предмета.

Задачи: организовать работу, направленную на формирование исследова­тельских умений учащихся, приобщить школьников к методам научного познания .

Методы обучения: проблемно- поисковый и исследовательский.

Тип урока: Изучение нового материала.

Вид урока: Семинар- практикум.

Оборудование: цинк, железо, магний , медь, раствор соляной кислоты (20%, 10%,5%), р-р хлорида железа(2), р-р хлорида железа(З), р-р иодида калия , р-р пермангоната калия , р-р дихромата калия , р-р сульфита калия ,р-р сер­ной кислоты, р-р гидроксида калия.

ХОД УРОКА

1.ОЦЕНОЧНО - МОТИВАЦИОННЫЙ ЭТАП.

Учитель: Обратите внимание на рожицы , которые выражают эмоциональное состояние человека. Выберите ту , которая выражает ваше эмоциональное состояние .

Что нужно сделать чтобы может быть не до конца понятый материал был полностью осмыслен, понят..?

Цель нашего урока - продолжить знакомство с окислительно- восстанови­тельными реакциями . Выяснить могут ли какие -то факторы оказывать влияние на ход окислительно - восстановительных реакций . Доказать это экспериментальным путем .

2. АКТУАЛИЗАЦИЯ ЗНАНИЙ:

1 .Перед нашей работой вспомним:

-    Какие реакции относятся к группе окислительно - восстановительных ?

-    Дать характеристику окислителям.

-    Дать характеристику процессу восстановления.

-    Дать характеристику восстановителям.

-    Какой процесс называется процессом окисления.

2.Проанализируйте схемы и определите окислители и восстановители:

Fe°—> Fe⁺²                                                    Mn⁺⁷ —> Mn⁺²

S^-2—>--- S°                                                   Cr⁺⁶ —>  Cr⁺³

2N^-3—>  N₂⁰                                                   CI⁺¹ —>    СГ¹

3.ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА

Постановка проблемы урока: Внимательно прослушайте характеристику химической реакции : Известно, что при взаимодействии серной концент­рированной кислоты с металлами может выделяться сернистый газ , серо­водород или выпадать в осадок сера. При взаимодействии раствора сер­ной кислоты с металлами, стоящими в ряду активности до водорода , про­исходит выделение водорода.

Вопрос:- Как вы думаете, что влияет на продукты данных окислительно-­восстановительных реакций?

(учащиеся выдвигают предположения )

- Какие еще еще факторы могут оказывать влияние на ход окисли­тельно -восстановительных реакций ?

Вывод: Итак мы можем с вами предположить ,что на ход окислительно-­восстановительных реакций оказывают влияние различные факторы.

1)Выдвигается гипотеза-факторы оказывающие влияние на протекание окислительно - восстановительных реакций:

             -активность реагентов

  - концентрация реагентов

  - степень окисления реагентов

   -среда растворов

   -температура

Сегодня вы будете работать в группах. Каждая проведет собственное исследование согласно инструкциям , которые лежат на столах. Координаторы групп подготовят отчет о проделанной работе.

2)                Проведение        эксперимента: (учащиеся работают в группах согласно инст­рукциям - смотри приложение.Распределение учащихся по группам проводится в зависимости от уровня обученности:1уровень- работа 1 , 2 , 3 групп;  2 уровень- работа 4 группы; 3 уровень – работа 5 и 6 групп.). На работу групп отводится 5-7 минут.

Группа №1 и №2:

Цель: Установить зависимость протекания окислительно-восстановительных реакций от активности реагентов.

Ход работы:

 В четыре пробирки налить  по 2 – 3 мл раствора соляной кислоты одинаковой концентрации.

В пробирке соответственно опустить цинк, железо, магний, медь.

Какие металлы реагируют с кислотой? Расположите металлы в порядке уменьшения их активности взаимодействия с раствором кислоты.

Составьте окислительно - восстановительные реакции, используя метод электронного баланса. Укажите окислитель и восстановитель.       

Вывод: Мы проводили реакцию металлов с раствором  соляной кислотой.Было предложено провести реакции с металлами: Fe, Zn, Mg ,Cu . Использовали раствор кислоты одинаковой концентрации.Взаимодействия металла с кислотымой зависит от активности металла.Медь,как металл стоящий в ряду активности после водорода с соляной кислотой не взаимодействует. Осталиные металлы взаимодействовали с соляной кислотой .Быстрее и более интенсивно выделение водорода наблюдалось в реакции с магнием , так как магний является более активным из данных металлов( стоит левее в ряду активности.

 Fe + HCl —>FeCl₂ + H₂

Zn+ HCl —>ZnCl₂ + H₂

Mg+ HCl —>MgCl_{2 +} H₂

Cu+ HCl —> не взаимодействует

Группа №3:

Цель: : Установить зависимость протекания окислительно-восстановительных реакций от концентрации реагентов.

Ход работы:

 В пробирки прилейте растворы соляной кислоты разной концентрации: 20% ,10% , 5%

В каждую пробирку опустите гранулу цинка. Наблюдайте выделение газа. В какой из пробирок газ выделяется более интенсивно? Почему?

Составьте окислительно-восстановительную реакцию, используя метод электронного баланса. Укажите окислитель и восстановитель .

Zn + HCl  —>

Вывод:Чем больше концентрация кислоты,тем более активно протекает окислительно – восстановительная реакция.Следовательно на протекание окислительно- восстановительной реакции влияет концентрация реагентов.

 Zn + HCl  —> ZnCl₂ + H₂

Группа№4:

Цель работы:Установить зависимость процессов окисления – восстановления от степени окисления реагентов.

 Ход работы:

1.В пробирку налить 2-3 мл раствора сульфата железе(2) FeSO₄ и туда же добавить

1-2 мл раствора иодида калия KI . Изменилась ли окраска раствора? А затем добавьте несколько капель крахмального клейстера. Изменился ли цвет смеси? Идет ли данная реакция?

2.Налить в пробирку «-3 мл. раствора хлорида железа (3) FeCl₃ и добавить 1-2 мл. раствора иодида калия KI .Наблюдайте изменение окраски раствора. Затем  добавьте несколько капель крахмального клейстера. Что наблюдаете? Как изменилась окраска клейстера? Запишите уравнение, используя метод  электронного баланса по схеме:

        FeCl ₃+ KI   —>     FeCl ₂+ I₂ +…..

Вывод:Чем больше степень окисления элемента в соединении, тем лучше выражена его окислительная способность. И  Fe⁺² не окисляет I^-1 . А Fe ⁺³ окисляет I^-1  до I₂₍ выпадает  осадок ),восстановление Fe⁺³ идет до Fe⁺² (образуется FeCl₂ ) .Следовательно на протекание окислительно – восстановительной реакции оказывает  влияние  степень окисления реагентов.

 FeCl₂ +  KCl—> не взаимодействует

FeCl₃ +  KCl—> FeCl₂ + I₂ +KCl

 Группа №5:

Цель работы: Установить зависимость протекания  процессов окислено – восстановительных  реакций  в различных средах на примере соединений марганца.

Ход работы:

1.Налить в пробирку 1-2 мл. раствора перманганата калия KMnO₄ (фиолетовый раствор), подкислить несколькими каплями раствора серной кислоты и добавить сульфита калия K₂SO₃ .Наблюдать исчезновение фиолетовой окраски, характерной для иона MnO₄^-.

Реакция идет по схеме:

         KMnO₄ + K₂SO₃ + H₂SO₄    —>      MnSO₄ +…….+……

2.Налить в пробирку 1-2 мл раствора перманганата  калия  KMnO₄ ,добавить сульфита калия K₂SO₃.Наблюдать через некоторое время выделение из раствора бурых хлопьев

оксида марганца (4) MnO₂. Реакция идет по схеме :

         KMnO₄  + K₂SO₃ +H₂O   —>    MnO₂ +…….+…….

Составьте окислительно – восстановительные реакции, используя метод электронного баланса. Укажите окислитель и восстановитель.

         KMnO₄ + K₂SO₃ + H₂SO₄    —>  MnSO₄ +K₂SO₄ + H₂O

         KMnO₄  + K₂SO₃ +H₂O   —>      MnO₂ + K₂SO₄  + КОН

Вывод: Продукты окислительно – восстановительных реакций зависят от среды растворов в которых проводят реакцию.Если использовать в качестве окислителя  КМп0₄ в кислой среде( H₂S0₄),то восстановление Мп⁺⁷ происходит до Мп⁺²  ,образуется MnS0₄ и раствор^, обесцвечивается.В нейтральной среде восстановление Мп⁺⁷ происходит до Мп⁺⁴ и из раствора выпадает  буро- коричневый осадок МпО₂. KMnO₄ + K₂SO₃ + H₂SO₄    —>  MnSO₄ +K₂SO₄ + H₂O

 KMnO₄  + K₂SO₃ +H₂O   —>      MnO₂ + K₂SO₄  + КОН

Группа №6:

Цель работы: Установить зависимость протекания  процессов окислено – восстановительных  реакций  в различных средах на примере соединений хрома.

 Ход работы :

 1.Налить в пробирку 1-2 мл раствора дихромата калия K₂Cr₂O₇ (оранжевый раствор), подкислить несколькими каплями раствора серной кислоты и добавить сульфита калия. Наблюдать изменение оранжевой окраски раствора, характерной для иона Cr₂O₇^2- на сине-зеленую (характерную для иона Cr³⁺). Реакция идет по схеме:

          K₂Cr₂O₇ + K₂SO₃ + H₂SO₄   —>     Cr₂(SO₄ )₃ +…….+…….

 2.Налить в пробирку 1-2 мл. раствора дихромата калия KOH затем 1-2 мл. концентрированного раствора гидроксида калия. Наблюдать изменение окраски раствора с оранжевой на светло- зеленую, характерную для иона [Cr(OH)₆]^3- (гексагидроксохромат - иона). Реакция идет по схеме:

        K₂Cr₂O₇ + K₂SO₃ + KOH + H₂O  —>    K₃[Cr(OH)₆] + ……

Составьте окислительно – восстановительные реакции, используя метод электронного баланса.                                       

Вывод:Продукты окислительно – восстановительных реакций зависят от среды растворов в которых проводят реакцию.Если использовать в качестве окислителя  K₂Cr₂O₇ в кислой среде (H₂S0₄),то восстановление Cr⁺⁶ происходит до Cr⁺³, раствор становится сине- зеленого цвета за счет образования Cr₂(SO₄)₃ . В щелочной среде восстановление Cr⁺⁶   происходит до Cr⁺³  и  раствор становиться  светло – зеленого цвета , за счет образования K₃[Cr(OH)₆].         

  K₂Cr₂O₇ + K₂SO₃ + H₂SO₄     —>     Cr₂(SO₄ )₃ + K₂SO₄ + H₂O

K₂Cr₂O₇ + K₂SO₃ + KOH + H₂O      —>   K₃[Cr(OH)₆] + K₂SO₄

3.Отчет о результатах эксперимента. Координаторы групп дают отчет о проделанной работе. Одновременно один из учащихся группы записывает уравнения реакций на доске.

4.Рефлексионно -   оценочный этап:

Удалось ли нам доказать выдвинутые предположения?

Учитель: Проведя эксперимент ,мы с вами доказали выдвинутые предполо­жения о факторах влияющих на протекание окислительно - восстановитель­ных реакций .Наша гипотеза становится теорией. Цели урока выполнены.

-                     Изменилось ли ваше эмоциональное состояние ?

3.                 Итоги урока.

4.                 Домашнее задание: по трем уровням ( смотри приложение )

5.                 Закрепление:

1)                 При взаимодействии в сернокислой среде 17,4 г. диоксида марганца с 58 г. бромида калия при 77% выходе выделился бром. Какой объем (н. у.) пропена может провзаимодействовать с полученным количеством брома ?

2)                 Закончить уравнения реакций , уравнять методом баланса :

1)КМп0₄ + K₂S0₃ + КОН —> ……..                  2) K₂Cr₂0₇ +K₂S0₃ + H₂O  —>………

                                        Домашнее задание

1   уровень:

1. Mg + HN0_3(P) —>  Mg(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + H₂0

2. Al  +NaOH + H₂0 —> Na[Al(OH)₄] + H₂

3.Fe(OH)₂+ O₂+ H₂O —>  Fe(OH)₃

2.уровень: Подберете коэффициенты в уравнение следующих окислительно -

восстановительных реaкций:

1. NaHSO₃ + КМп0₄+ H₂S0₄ —>Na₂SO₄ + MnS0₄ + K₂S0₄ + Н₂

2.Cr₂O₃+KNO₃+KOH —>  K₂CrO₄ + KNO₂+ Н₂0

3.NaCIO + KI +K₂SO₄ —>K₂SO₄+ NaCl + Н₂0

3. уровень:

Закончите составление уравнений еледующих окислительно - восстановительных реакций, расставьте коэффициенты, используя метод электронного баланса:

1.           Zn+ KCl0₃ + K0H+H₂0—> K₂[Zn(OH)₄]    + ....

2.           Na₂Cr₂0₇ +NaNO₂+H₂SO₄—>  …….

3.    КМnO₄ + KNO₂ + KOH—> …….

Задачи:

1   уровень:

Определите массу алюминия, которую необходимо растворить в 182,5 г 10% раствора НС1 Какой объем газа будет получен, если его выход составил 95% от теоретического.

2   уровень:

В раствор сульфата меди (2) массой 120 г с массовой долей соли 20% опустили пластинку алюминия массой 10 г. Определите массу пластинки после окончания реакции.

3   уровень:

Вычислите массу 15 % раствора гидроксида натрия, необходимую для нейтрализации реакционной смеси, образовавшейся при окислении 11,5 мл этанола (плотность 0,8 г/мл)

смесью 39,2 г дихромата калия к 140 г. 50% раствора серной кислоты.

Инструкция группе 1 и 2

Цель: установить зависимость протекания окислительно – восстановительных реакций от активности реагентов.

Ход работы:

В четыре пробирки налить  по 2 – 3 мл раствора соляной кислоты одинаковой концентрации.

В пробирке соответственно опустить цинк, железо, магний, медь.

Какие металлы реагируют с кислотой? Расположите металлы в порядке уменьшения их активности взаимодействия с раствором кислоты.Составьте окислительно - восстановительные реакции, используя метод электронного баланса. Укажите окислитель и восстановитель.

Fe + HCl —>       

Zn+ HCl —>       

Mg+ HCl —>      

Cu+ HCl —>

Инструкция  группе 3

Цель: установить зависимость протекания окислительно- восстановительных реакций

от концентрации реагентов.

Ход работы:

В пробирки прилейте растворы соляной кислоты разной концентрации: 20% ,10% , 5% .

В каждую пробирку опустите гранулу цинка. Наблюдайте выделение газа. В какой из пробирок газ выделяется более интенсивно? Почему?

Составьте окислительно-восстановительную реакцию, используя метод электронного баланса. Укажите окислитель и восстановитель .

Zn + HCl  —>

Инструкция  группе 4

Цель: установить зависимость процессов окисления и восстановления от степени окисления реагентов.

Ход работы:

 1.В пробирку налить 2-3 мл раствора сульфата железе(2) FeSO₄ и туда же добавить

1-2 мл раствора иодида калия KI . Изменилась ли окраска раствора? А затем добавьте несколько капель крахмального клейстера. Изменился ли цвет смеси? Идет ли данная реакция?

2.Налить в пробирку «-3 мл. раствора хлорида железа (3) FeCl₃ и добавить 1-2 мл. раствора иодида калия KI .Наблюдайте изменение окраски раствора. Затем  добавьте несколько капель крахмального клейстера. Что наблюдаете? Как изменилась окраска клейстера? Запишите уравнение, используя метод  электронного баланса по схеме:

        FeCl ₃+ KI   —>     FeCl ₂+ I₂ +KCl

                                                   Инструкция группе 5

Цель: установить зависимость протекания процессов окислительно- восстановительных реакций в различных средах на примере соединений марганца.

Ход работы:

1.Налить в пробирку 1-2 мл. раствора перманганата калия KMnO₄ (фиолетовый раствор), подкислить несколькими каплями раствора серной кислоты и добавить сульфита калия K₂SO₃ .Наблюдать исчезновение фиолетовой окраски, характерной для иона MnO₄^-.

Реакция идет по схеме:

         KMnO₄ + K₂SO₃ + H₂SO₄   —>       MnSO₄ +…….+……

2.Налить в пробирку 1-2 мл раствора перманганата  калия  KMnO₄ ,добавить сульфита калия K₂SO₃.Наблюдать через некоторое время выделение из раствора бурых хлопьев

оксида марганца (4) MnO₂. Реакция идет по схеме :

         KMnO₄  + K₂SO₃ +H₂O —>      MnO₂ +…….+…….

Составьте окислительно – восстановительные реакции, используя метод электронного баланса. Укажите окислитель и восстановитель.

Инструкция группе 6

Цель: установить зависимость протекания  процессов окислительно-восстановительных реакций в различных средах (на примере соединений хрома)

Ход работы:

1.Налить в пробирку 1-2 мл раствора дихромата калия K₂Cr₂O₇ (оранжевый раствор), подкислить несколькими каплями раствора серной кислоты и добавить сульфита калия. Наблюдать изменение оранжевой окраски раствора, характерной для иона Cr₂O₇^2- на сине-зеленую (характерную для иона Cr³⁺). Реакция идет по схеме:

          K₂Cr₂O₇ + K₂SO₃ + H₂SO₄     —>      Cr₂(SO₄ )₃ +…….+…….

2.Налить в пробирку 1-2 мл. раствора дихромата калия KOH затем 1-2 мл. концентрированного раствора гидроксида калия. Наблюдать изменение окраски раствора с оранжевой на светло- зеленую, характерную для иона [Cr(OH)₆]^3- (гексагидроксохромат - иона). Реакция идет по схеме:

        K₂Cr₂O₇ + K₂SO₃ + KOH + H₂O  —>     K₃[Cr(OH)₆] + ……

Составьте окислительно – восстановительные реакции, используя метод электронного баланса.