План факультативного занятия по химии "ОВР"

Окислительно-восстановительные реакции

Цели: рассмотреть сущность ОВР; найти взаимосвязь между структурой вещества и его свойствами, познать системный характер химических процессов, их внутреннюю противоречивость; выработать умения по составлению простых уравнений методом электронного баланса, привести в систему накопленные знания о типах химических реакций.

Задачи:

напомнить учащимся правила написания уравнений окислительно-восстановительных реакций и расстановку коэффициентов методом электронного баланса;

познакомить учащихся с особенностями протекания окислительно-восстановительных реакций в различных средах;

научить учащихся писать уравнения окислительно-восстановительных реакций в ионном виде.

Ход занятия:

I. Организационный момент.

II. Объяснение новой темы.

1. Повторение исходных понятий.

·        Что такое окислительно-восстановительные реакции?

·        Что такое степень окисления?

2. Рассказ о спичках.

Привычные всем нам фосфорные спички появились в середине XIX века. Вначале сразу несколько изобретателей – английский химик Джеймс Уолкер, венгерский химик Шандор Ириньи, французский химик Шарль Сориа и немецкий учитель Ян Каммерер – независимо друг от друга предложили наносить на осиновую палочку и затем высушивать смесь белого фосфора, бертолетовой соли и клея. Такие спички воспламенялись при легком трении о любую твердую поверхность, но по той же самой причине были очень опасны, становясь источником многих пожаров. Кроме того, белый фосфор – сильный яд, и спичками, беря их в рот, часто отравлялись маленькие дети. Спичечные головки также были излюбленным ядом самоубийц.

Спички, которые мы с вами сейчас используем, по названию страны, где впервые было организовано из промышленное производство, получили название «шведских». Рудольф Беттгер в 1848 году разделил горючий состав спичек на две части: головку спички и намазку боков коробка (поэтому шведские спички нельзя зажечь трением о любую поверхность). Он же исключил из состава белый фосфор, заменив его красным.

С тех пор главной составляющей частью головки является бертолетова соль KClO₃, а в намазку боков коробка входит красный фосфор. Оба они смешиваются с молотым стеклом и клеем. Это самые важные из более чем двадцати веществ, которые используются в составе.

При трении головки о намазку коробка мельчайшие частички красного фосфора, взаимодействуя с KClO₃, воспламеняются на воздухе и поджигают состав головки спички – таким образом, огонь зарождается в намазке коробка.

Смесь красного фосфора и бертолетовой соли легко вспыхивает при трении:

P + KClO₃ → KCl + P₂O₅

Учащиеся у доски и в тетрадях самостоятельно расставляют коэффициенты методом электронного баланса.

6P + 5KClO3 → 5KCl + 3P2O5

3. Окислительно-восстановительные реакции в различных средах.

Теперь, когда мы вспомнили правила расстановки коэффициентов методом электронного баланса, поговорим о том, что окислительно-восстановительные реакции между одинаковыми веществами могут протекать по-разному в зависимости от среды, в которой происходит процесс.

Среда бывает:

а) кислая (создается в присутствии кислоты в растворе);

б) щелочная (создается щелочью);

в) нейтральная.

а) Кислая среда.

         +7           +4                             +2              +6

2KMnO₄ + 5K₂SO₃ + 3H₂SO₄ → 2MnSO₄ + 6K₂SO₄ + 3H₂O

б) Щелочная среда.

        +7            +4                              +6          +6

2KMnO₄ + K₂SO₃ + 2KOH → 2K₂MnO₄ + K₂SO₄ + H₂O

в) Нейтральная среда.

      +7               +4                       +4               +6

2KMnO₄ + 3K₂SO₃ + H₂O → 2MnO₂ ↓ + 3K₂SO₄ + 2KOH

Вывод: среда, в которой протекает окислительно-восстановительная реакция, влияет на направление реакции.

4. Рассказ о старых картинах.

В свое время художники писали картины, используя в качестве белой краски свинцовые белила. Со временем под действием содержащихся в воздухе следов сероводорода картины темнели, т.к. свинцовые белила превращались в темный (черный) сульфид свинца. Реставраторы, промывая старые картины пероксидом водорода, сульфид переводят в белый сульфат свинца, и потемневшие картины обновляются – становятся вновь яркими.

Учитель демонстрирует опыт взаимодействия PbS и H₂O₂ и предлагает учащимся записать уравнение этой реакции:

+2 -2    +1  -1    +2 +6 -2   +1 -2

PbS + 4H₂O₂ → PbSO₄ + 4H₂O

5. Чем надут теннисный мяч?

Знаете ли вы, что теннисные мячи не надувают, а вводят в них специальные вещества – «вздуватели». Это такие вещества, которые при нагревании разлагаются с образованием газообразных продуктов. В теннисные мячи (заготовки в виде полусфер изготовлены предварительно и намазаны клеем) кладут таблетки, содержащие смесь нитрита натрия и хлорида аммония. Склеенные половинки мяча помещают в формы и нагревают.

+1 +3 -2    -3 +1 -1    +1 -1    +1  -2       0

NaNO₂  +  NH₄Cl → NaCl + 2H₂O + N₂

Выделившийся азот создает в мяче повышенное давление.

6. Как потушить горящий магний?

Во время лабораторной работы загорелся магний. Пытались залить водой – произошел взрыв, пламя усилилось. Тогда стали засыпать чашку с горящим магнием песком, но горение не прекращалось.

Мы с вами тоже попробуем залить горящий магний водой (демонстрация опыта c небольшим количеством магния).

Горящий магний активно взаимодействует с водой.

   0     +1 -2    +2  -2        0 

Mg + H₂O → MgO + H₂ ↑

При этом может загореться водород.

Песок тоже вступает в реакцию с горящим магнием с выделением большого количества энергии.

     0      +4          +2        0

2Mg + SiO₂ → 2MgO + Si

Только асбестовая вата и мелкая железная стружка тушат горящий магний.

7. «Сатанинские огни».

Мальчишки забрались ночью на старое кладбище посмотреть на привидение, о котором давно говорили в деревне. Когда их глаза привыкли к темноте, они увидели, как вспыхнул и погас огонек на одной могиле, затем на другой, на третьей… Мальчики застыли в ужасе…

Появление блуждающих огней на старых кладбищах и болотах вызвано воспламенением на воздухе выделяющегося газа – фосфина PH₃. Газ этот образуется при разложении органических соединений, содержащих фосфор. На воздухе фосфин воспламеняется.

  -3 +1     0       +5 -2    +1  -2

2PH₃ + 4O₂ → P₂O₅ + 3H₂O

Оксид фосфора P₂O₅ при взаимодействии с влагой воздуха образует мельчайшие капельки фосфорной кислоты, дающие неясные, размытые контуры привидения.

8. О паянии

При паянии металлов используют нашатырь. Для чего?

Нашатырь – это хлорид аммония NH₄Cl. Его используют для травления – очистки поверхности паяльника и паяемого изделия от оксидов металлов. При повышенной температуре нашатырь разлагается с образованием аммиака.

Аммиак реагирует с оксидом меди на горячей поверхности медного паяльника.

  +2  -2     -3 +1         0      +1  -2       0

3CuO + 2NH₃ →  3Cu + 3H₂O ↑ + N₂ ↑

III. Итоги и выводы.

·                   Мы познакомились с особенностями протекания окислительно-восстановительных реакций в различных средах.

·                   Узнали много новых фактов из истории химии, связанных с окислительно-восстановительными реакциями.

·                   Вспомнили, как расставлять коэффициенты методом электронного баланса.