Окислительно-восстановительные реакции. Урок обобщения и систематизации в 11-м классе

Цель:

• обобщить и систематизировать знания учащихся об окислительно-восстановительных реакциях, важнейших окислителях и продуктах их восстановления;
• выявить зависимость протекания процессов окислительно-восстановительных реакций в различных средах.

Задачи:

• Обобщить и систематизировать информацию о протекании окислительно-восстановительных процессов.
• Совершенствовать умение определять окислительно-восстановительные свойства веществ.
• Экспериментально изучить влияние среды на продукты реакции при взаимодействии перманганата калия, бихромата калия с восстановителями.
• Сопоставить и проанализировать данные полученные экспериментальным путём.
• Совершенствовать умения по составлению уравнений химических реакций и уравнивать методом электронного баланса.

Ход урока

1. Организационный момент

2. Актуализация знаний

Демонстрационный эксперимент «Взаимодействие дихромата калия с водородом». Эксперимент выполняет ученик 11-го класса. Раствор дихромата калия имеет оранжевую окраску, добавляем к нему насыщенный раствор серной кислоты и гранулы цинка. Начинается выделение газа – водорода.

Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂↑

Дихромат калия реагирует с водородом и образуется гидратированный ион хрома (III). В данном случае, сульфат хрома (III) имеет окраску зелёного цвета.

K₂Cr₂O₇ + 3H₂ + 4H₂SO₄ → K₂SO₄ + Cr₂(SO₄)₃ +7H₂O

Если продолжать реакцию, то водород будет взаимодействовать с сульфатом хрома (III). Образуется сульфат хрома (II).

Cr₂(SO₄)₃ + H₂ → 2CrSO₄ + H₂SO₄

Раствор приобретает голубую окраску. Однако, соли хрома (II) нестойкие, они быстро окисляются до соединений хрома (III). Голубой раствор опять позеленеет.

4CrSO₄ + O₂ + 2H₂SO₄ → 2Cr₂(SO₄)₃ +2H₂O

3. Постановка целей и задач урока

К какому типу относят все химические реакции, проделанные в эксперименте? (Окислительно-восстановительные реакции.) Какие реакции называются окислительно-восстановительными? (Это реакции протекающие с изменением степени окисления одного или нескольких элементов.)

4. Обобщение и систематизация знаний

Фронтальный опрос. Повторим основные понятия данной темы.

1. Что называется степенью окисления?
2. Что такое окислитель?
3. Что такое восстановитель?
4. Какой процесс называется восстановлением?
5. Какой процесс называется окислением?
6. Какие вещества могут быть только окислителями? Приведите примеры.
7. Какие вещества могут быть только восстановителями? Приведите примеры.
8. Какие вещества могут быть и окислителями, и восстановителями? Приведите примеры.
9. Какой метод составления уравнения окислительно-восстановительных реакций вы знаете?

* С.О. – степень окисления

5. Применение знаний и умений в новой ситуации

Лабораторный опыт. Выполнить в парах одну окисительно-восстановительную реакцию, записать соответствующее уравнение химической реакции, уравнять методом электронного баланса. Записать уравнения на доске.

Примеры лабораторных опытов:

1. В пробирку внести несколько капель перманганата калия, добавить несколько капель раствора серной кислоты и свежеприготовленный раствор сульфита натрия.

5Na₂SO₃ + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ → 5Na₂SO₄ + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 3H₂O

2. В пробирку внести несколько капель перманганата калия, добавить несколько капель раствора гидроксида калия и свежеприготовленный раствор сульфита натрия, нагреть смесь в пламени спиртовки.

Na₂SO₃ + 2KMnO₄ + 2KOH → 2K₂MnO₄ + Na₂SO₄ + H₂O

3. В пробирку внести несколько капель перманганата калия, добавить несколько капель дистиллированной воды и свежеприготовленный раствор сульфита натрия.

5Na₂SO₃ + 2KMnO₄ + H₂O → 3Na₂SO₄ + 2MnO₂ + 2KOH

4. В пробирку с раствором дихроматом калия добавить несколько капель раствора серной кислоты, затем внести несколько кристалликов сульфита натрия.

3Na₂SO₃ + K₂Cr₂O₇ + 4H₂SO₄ → 3Na₂SO₄ + Cr2(SO₄)3 + K₂SO₄ + 4H₂O

5. В пробирку с раствором дихроматом калия добавить несколько капель раствора гидроксида калия, затем внести несколько кристалликов сульфита натрия. Что наблюдаете? Что произойдёт если к полученной смеси прилить избыток щёлочи.

3Na₂SO₃ + K₂Cr₂O₇ + 4KOH + 4H₂O → 3Na₂SO₄ + 2K₃[Cr(OH)₆]

* При выборе лабораторных опытов необходимо исходить из оснащения кабинета химии. Можно провести опыты с йодидом калия, бромидом натрия или солями железа (II). Главное, выявить в опытах зависимость изменения степеней окисления основных окислителей от среды.

6. Обобщение результатов лабораторных опытов

Учащиеся выявляют закономерности проведённых реакций, составляют схему – таблицу «Продукты восстановления окислителей в разных средах».

7. Итоги урока

При сдаче единого государственного экзамена по окончании 11-го класса, ребята встретятся с окислительно-восстановительными реакциями в заданиях 21, 30, 32, 34 и не только. Поэтому в конце урока предлагаем закрепить материал упражнениями из сборников КИМ. Например, из сборника Д.Ю.Добротина «ЕГЭ. Химия: типовые экзаменационные материалы» под редакцией ФИПИ.

Задание 30. Для выполнения заданий используйте следующий перечень веществ: перманганат калия, йодид калия, фторид аммония, гидроксид цинка, сульфат магния, гидрокарбонат кальция. Допустимо использование водных растворов веществ. Из предложенного перечня выберете вещества, между которыми может протекать окислительно-восстановительная реакция. В ответе запишите уравнение окислительно-восстановительной реакции с участием выбранных веществ. Составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель.

Задание 32. Нитрат меди (II) прокалили, образовавшееся твёрдое вещество растворили в разбавленной серной кислоте. Раствор полученной соли подвергли электролизу. Выделившееся на катоде вещество растворили в концентрированной азотной кислоте. Растворение протекало с выделением бурого газа. Напишите уравнения описанных реакций.

Список литературы

1. Глинка Н.Л. Общая химия. / М.: Химия, 1985.
2. Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Учебники по химии 8, 9, 11 классов – М.: Просвещение 2012 – 2016
3. http://www.mylaboratory.ru/fun/experiments/bichromatreborn
4. ЕГЭ. Химия: типовые экзаменационные материалы: 30 вариантов/ под ред. Д.Ю.Добротина. – М.: Издательство «Национальное образование, 2020.