Подготовка к заданию 36 ЕГЭ по химии на примере соединений марганцв, или "Химический хамелеон"

Цели урока:

• повторить алгоритм по составлению ОВР методом электронного баланса и раскрыть сущность метода полу реакций МПР.
• показать преимущества в формировании умений прогнозирования направления протекания ОВР в растворах на примере соединений марганца.
• закрепить умения по составлению уравнений ОВР, протекающих в различных средах.
• научить применять полученные знания для решения конкретных задач.

Задачи урока.

• Подготовить учащихся к выполнению задания 36 из ЕГЭ по химии
• Планируемый результат

Предметные:

• знать ОВР, правила составления ОВР;
• уметь Определять характер среды, условия протекания ОВР, исходные и продукты образования, окислителя и восстановителя, составить электронный баланс и пользоваться методом полу реакций, проводить эксперимент и на основе эксперимента сделать вывод.

Метапредметные:

• уметь Организовывать свою деятельность, определять ее цели и задачи, выбирать средства реализации цели и применять их на практике, оценивать результаты; устанавливать причинно-следственные связи, строить логические рассуждения, делать выводы; умение создавать модели и схемы; умение организовывать учебное сотрудничество и совместную деятельность с учителем и сверстниками, работать индивидуально и в группе.

Личностные: Формирование ответственного отношения к учению, готовности и способности обучающихся к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к обучению и познанию; формирование коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве со сверстниками в процессе учебной деятельности.

Оборудование и реактивы:

• персональный компьютер, проектор, презентация
• Раствор перманганата калия, кристаллический перманганат калия, раствор серной кислоты, раствор щелочи, раствор иодида калия, сульфит натрия, 5—10%-ный раствор пероксида водорода
• Большие пробирки, помещенных в демонстрационный штатив с белым фоном, прибор для получения газов, колба-приемник, железный штатив, спиртовка, лучинка, спички, пробирки в универсальном штативе на каждом столе, стеклянная палочка
• Приложение 1 “Соединения элемента марганца: окислители и восстановители, расчет степеней окисления”
• Приложение 2 “Алгоритм составления уравнений ОВР методом электронного баланса”
• Приложение 3 “Алгоритм составления уравнений ОВР ионно-электронным методом”
• Приложение 4 “Окислительные и восстановительные свойства пероксида водорода в зависимости от характера среды. Инструкция по выполнению лабораторного опыта”.

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

Формы, применяемые на уроке

• Разъяснение (объяснительно-иллюстративный)
• рассуждение (частично-поисковый)
• общая характеристика (проблемный)

Методы, применяемые на уроке

• словесные (беседа, объяснение)
• наглядные (опыты, компьютерная презентация, информационные приложения)
• практические (демонстрация и самостоятельное выполнение опытов).

План урока.

1. Актуализация знаний.
2. Повторение основных теоретических понятий темы.
3. Определение, среды (кислой, нейтральной или щелочной), в которой протекает реакция.
4. Электронный и ионно-электронный метод составления уравнений ОВР
5. Закрепление полученных знаний

Ход урока

1. Актуализация знаний.

Подготовка к выполнению задания 36 состоит из нескольких элементов:

Изучение теоретического материала, индивидуальные консультации с преподавателем и выполнение заданий, основываясь на данном методическому материале.

Прежде чем приступить к выполнению работы необходимо освоить основные термины, определения, понятия и овладеть техникой химических расчетов.

В задании предложена схема реакции, причем формулы одного-двух веществ заменены многоточиями.

Все задания 36 можно условно разделить на три типа:

Учитель проецирует с помощью видеопроектора схемы на экран Слайд 2

2. Повторение пройденного материала

В программе основной школы вы уже затрагивали основные вопросы, необходимые для выполнения задания 36.

Знаете, какие химические реакции относятся к окислительно -восстановительным и что в ОВР один из участников окисляется. Это восстановитель, т.е. он отдает электроны и повышает свою степень окисления. Другой – восстанавливается. Это окислитель, т.е. он оттягивает на себя валентную пару электронов, понижает свою степень окисления.

Слайд 3 Учитель проецирует с помощью видеопроектора схемы на экран

Выполняем задание. Учащиеся имеют приложение на партах Приложение 1

Выполняем упражнение:

1. определение степени окисления элементов по формуле
2. строение атома марганца, определяют возможные степени окисления элемента, его окислительную и восстановительную способность.
3. заполняют таблицу по типам химических реакций
4. формируют вывод

Учащиеся заполняют таблицу. Делают вывод: все реакции замещения и реакции, в которых присутствуют простые вещества относятся к ОВР. Рассматривают строение атома марганца. Делают  вывод.

3. Определение, среды (кислой, нейтральной или щелочной), в которой протекает реакция.

Приступая к выполнению данного задания, вы, логически рассуждая, должны определить пропущенные вещества. Для этого необходимо знать основные окислители и восстановители, а также продукты их восстановления или окисления.

Кроме того, для того, чтобы дописать пропущенные вещества, следует учитывать, в какой среде протекает окислительно - восстановительная реакция.

Определить среду можно

А) по продуктам восстановления окислителя (например, марганца)

Перманганаты – сильные окислители, при чём, в зависимости от рН среды:

Учитель проецирует с помощью видеопроектора схемы на экран, проводит опыт

Слайд 4, 5, 6 Демонстрационный опыт “Химический хамелеон”

Восстановление перманганата калия сульфитом натрия в различных средах.

4. Процедуры подбора коэффициентов в уравнениях

Что касается собственно процедуры подбора коэффициентов в уравнениях, то можно использовать метод электронного баланса, а для реакций в растворах удобен так называемый метод полу реакций, или электронно-ионный.

Учитель проецирует с помощью видеопроектора схемы на экран Слайд 7,8,9

Составление уравнений ОВР методом электронного баланса

Метод электронного баланса основан на сравнении степеней окисления в исходных и конечных веществах, когда известны все исходные вещества и продукты реакции. Этим методом вы уже пользовались при работе на уроках в 8-9 классах.

Учитель проецирует с помощью видеопроектора схемы на экран, учащиеся для удобства имеют схемы на партах Приложение 2.

Работа у доски: Уровнять реакции, используя метод электронного баланса, определить окислитель и восстановитель. Слайд 7,8,9

Делают вывод: Методом электронного баланса расставлять коэффициенты удобно, если известны исходные вещества и продукты реакции, т.е. даны полные схемы реакций.

Метод полу реакций, или электронно-ионный.

При использовании метода полу реакций (электронно-ионный баланс) следует иметь в виду, что в водных растворах связывание избыточного кислорода и присоединение кислорода восстановителем происходит по-разному в кислой, нейтральной и щелочной средах.

Учащиеся имеют приложения на партах. Приложение 3. Слайд 10,11

Демонстрационный опыт. Восстановление перманганата калия йодидом калия в различных средах. “Химический хамелеон”

Учитель проецирует с помощью видеопроектора схемы на экран, учащиеся для удобства имеют схемы на партах

Работа у доски: Уровнять реакции, используя МПР, определить окислитель и восстановитель.

Одну реакцию выполняет учитель, две оставляет на самостоятельную работу учащихся.

Слайд 12,13,14

Делаем вывод:

Рассмотрев метод электронно-ионного баланса или метод полу реакций можно выделить следующие   достоинства данного метода:

• что в нем применяются не гипотетические ионы, а реально существующие. 
• нет необходимости использовать степени окисления, отчетливо видна роль среды и учитывается реальное состояние частиц в растворе. Однако данный метод применим для составления уравнений окислительно-восстановительных процессов, происходящих лишь в растворах. 

5. Закрепление полученных знаний

Реакции – диспропорционирования.

Учитель проецирует с помощью видеопроектора схемы на экран. Выполняет опыт.

Демонстрационный опыт “Химический хамелеон” Слайд 15, 16

Описание:

Для опыта нужна пробирка с газоотводной трубкой. В пробирку насыпали кристаллический перманганат калия (марганцовку). При нагревании перманганат калия разлагается, выделяющийся кислород поступает по газоотводной трубке в колбу-приемник. Кислород тяжелее воздуха, поэтому не покидает колбу и постепенно заполняет ее. Если опустить тлеющую лучину в колбу с собранным кислородом, то она ярко вспыхнет, т.к. кислород поддерживает горение.

Уравнение проведенной реакции:

2KMnO₄ = K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

После окончания опыта и охлаждения пробирки в нее наливают несколько миллилитров воды, тщательно взбалтывают содержимое и наблюдают цвет образовавшихся веществ (К₂МnO₄ - зеленого цвета и МnO₂ темно-бурого).

K₂Mn⁺⁶O₄ + H₂O —> KMn⁺⁷O₄ + Mn⁺⁴O₂ + KOH

При сильном разбавлении водой происходит реакция самоокисления-самовосстановления. Окраска изменится с зеленой на красно-фиолетовую и выпадет бурый осадок.

Самостоятельная работа в тетрадях: Уровнять реакции, используя МПР, определить окислитель и восстановитель. Слайд 15,16

Формируют вывод: Это реакции, где окислитель и восстановитель – один и тот же элемент, входящий в состав одной молекулы.

Самостоятельно проводим опыт и пишем уравнение методом полуреакций

Учитель объясняет, что пероксид водорода может проявлять окислительные и восстановительные свойства, как в кислотной, так и в щелочной среде.

(перекиси могут быть как окислителями, так и восстановителями, электроны перекисей могут переходить от одной молекулы к другой:

Н₂O₂ + Н₂O₂ = O₂ + 2Н₂O.)

Учащиеся выполняют лабораторный опыт и делают вывод о проявлении перекиси водорода окислительных и восстановительных свойств в зависимости от среды.

Примечание. Для эксперимента используют 3%-й раствор перекиси водорода, который можно приобрести в аптеке, как и раствор марганцовки.

Техника эксперимента проста и не требует большой затраты времени.

Учитель проецирует с помощью видеопроектора схемы на экран. Для удобства учащиеся имеют приложение на партах. Приложение 4. Слайд 17

Лабораторная работа: “Восстановление перманганата пероксидом водорода” “Химический хамелеон” - Превращение малинового раствора в бесцветный”

Делают вывод: В этом случае пероксид водорода проявляет восстановительные свойства, а перманганат калия — окислительные.

6. Домашнее задание: Слайд 18