Урок хімії у 9 класі "Окисно-відновні реакції"

Тема уроку: Складання рівнянь окисно-відновних реакцій. Метод електронного балансу

 

Мета уроку:

•                 сформувати вміння складати рівняння окисно-відновних реакцій методом електронного балансу; закріпити знання про процеси окиснення та відновлення, а також вміння визначати процеси окиснення та відновлення, окисник і відновник за рівняннями хімічних реакцій;
•                 розвивати логічне мислення, вміння знаходити зв’язки між поняттями;
•                 виховувати увагу на уроці.

 

Обладнання: періодична система Д.І. Мендєлєєва, таблиця електронегативності хімічних елементів.

 

 

Структура і зміст уроку

 

I. Актуалізація опорних знань

   Сьогодні ми з вами продовжуємо розмову про окисно-відновні реакції. Після опрацювання теми ви зможете класифікувати реакції за ознакою зміни ступенів окиснення, наводити приклади та розрізняти окисно-відновні реакції та реакції без зміни ступеня окиснення; складати рівняння не складних окисно-відновних реакційна основі електронного балансу; характеризувати процеси окиснення та відновлення. На шляху до успіху пригадаємо з вивчених курсів хімії та математики:

•                 за якими ознаками класифікують хімічні реакції;
•                 що таке ступінь окиснення і як його визначають у сполуках за їх формулами;
•                 як за положенням елемента у періодичній системі визначити його мінімальний і максимальний ступінь окиснення;
•                 що таке найменше спільне кратне й у який спосіб його обчислюють.

1. На які групи поділяють реакції за зміною ступеня окиснення? Наведіть приклади.

2. Які реакції називають окисно-відновними?

3. Що таке ступінь окиснення?

4. Які існують правила для визначення ступеня окиснення?

5. Визначте ступінь окиснення елементів в речовинах з такими формулами: AlCl₃, Br₂, KClO₃, Al₂S₃, H₄P₂O₇, Ca₃N₂, I₂O₅, Fe₂(SO₄)₃.

6. Чим пояснити зміну ступенів окиснення елементів в окисно-відновних реакціях?

7. Які процеси пов’язані з переходом електронів?

8. Який процес називається процесом окиснення і процесом відновлення?

9. Індивідуальні завдання

 Виберіть записи процесів окиснення:

 

А Fe⁺³ + 1e → Fe⁺²;  Б Fe⁰ ─ 2e → Fe⁺²;  В Fe⁰ ─ 3e → Fe⁺³;  Г Fe⁺² ─ 1e → Fe⁺³;

Д Fe⁺² + 2e → Fe⁰.

 

10. Установіть відповідність між схемою та окисно-відновним процесом:

 

       Схема:                   Окисно-відновний процес:

А Na⁰ ─ 1e → Na⁺;      1 відновлення;

Б S^─2 ─ 2e → S⁰;          2 окиснення.

В Ca⁺² + 2e → Ca⁰;

Г F₂⁰ + 2e → 2F^─.

 

11. Дайте визначення поняттям «окисник» і «відновник». Як ступінь окиснення пов'язаний з цими поняттями?

Самостійна робота

12. Виберіть записи процесів, у яких Манган – окисник:

 

А Mn⁰ ─ 2e → Mn⁺²;  Б Mn⁺⁴ + 2e → Mn⁺²;  В Mn⁺⁴ + 1e → Mn⁺³;  Г Mn⁺³ ─ 1e → Mn⁺⁴; 

Д Mn ⁺⁶ ─ 1e → Mn⁺⁷ Е Mn⁺⁶ + 2e → Mn⁺⁴.

13. Закінчіть схеми утворення йонів або атомів та встановіть відповідність між схемою та відновником і окисником:

 

       Схема:                   Відновник чи окисник:

А K⁰… e → K⁺;           1 окисник;

Б 2Br^─… e → Br₂⁰;     2 відновник.

В Fe⁺²… e → Fe⁺³;

Г Cu⁺²… e → Cu⁰.

 

14. Оберіть серед наведених схем ті, які відповідають окисно-відновним реакціям і поясніть свій вибір:

 

А Li + H₂ → LiH;                                 В KOH + H₂S → K₂S + H₂O;

Б CaO + CO₂ → CaCO₃;                      Г NaClO₃ → NaCl + O₂.

 

15. Укажіть речовину «окисник» і речовину «відновник» в кожній реакції:

 

А Al + S → Al₂S₃;                        В Fe₂O₃ + CO → Fe + CO₂;

Б Li₂O + Si → Li + SiO₂;             Г NH₃ + CuO → Cu + N₂ + H₂O.

 

 

II. Вивчення нового матеріалу

   Будь-який окисно-відновний процес умовно можна поділити на дві напівреакції, одна з яких є реакцією окиснення, а друга – реакцією відновлення. В цих реакціях кількість електронів, які віддає відновник або приймає окисник, може бути різною, а для складання рівнянь ця кількість повинна бути однаковою. Тому при складанні окисно-відновних рівнянь застосовується метод електронного балансу: для числа відданих і приєднаних електронів у напівреакціях знаходять найменше спільне кратне окисника і відновника, які брали участь у реакції, і розставити коефіцієнти і рівнянні. Розглянемо метод електронного балансу на прикладах, використовуючи певний алгоритм:

 

1.  Запишіть схему реакції;

2. Визначте ступіть окиснення всіх хімічних елементів, які входять до складу вихідних речовин і продуктів реакції. Знайдіть елементи, що змінюють ступінь окиснення;

3. Складіть електронне рівняння, зазначивши елемент, що окислюється та елемент, що відновлюється, а також число електронів, втрачених відновником та приєднаних окисником;

4. Обчисліть найменше спільне кратне для кількості відданих та приєднаних електронів і запишіть за вертикальною рискою праворуч;

5. За другою вертикальною рискою поставте числа, що отримуємо від ділення найменшого спільного кратного на кількості відданих і приєднаних електронів;

6. Зазначені числа є основними коефіцієнтами, що необхідно поставити перед формулами, в яких містяться елементи, що змінили ступінь окиснення після реакції;

7. Після встановлення основних коефіцієнтів, знайдіть коефіцієнти перед формулами сполук, у яких елементи не змінюють ступеня окиснення.

 

Приклад 1. Методом електронного балансу скласти рівняння реакції:

                    Zn + O₂ → ZnO

Розязання. Визначаємо ступені окиснення елементів:

                    Zn⁰ + O₂⁰ → Zn⁺²O^─2

З цього видно, що ступені окиснення змінили Цинк і Оксиген. Складаємо електронні рівняння, визначаємо, який елемент – окисник, а який – відновник, а також число електронів, втрачених відновником та приєднаних окисником:

                    Zn⁰ ─ 2e → Zn⁺²    2

                    O₂⁰ + 4e → 2O^─2    2

Найменше спільне кратне для числа відданих і прийнятих електронів буде 4:

                    Zn⁰ ─ 2e → Zn⁺²    2   

                                                          4

                    O₂⁰ + 4e → 2O^─2    2

За другою вертикальною рискою поставимо числа, що отримуємо від ділення найменшого спільного кратного на кількості відданих і приєднаних електронів, зазначені числа є основними коефіцієнтами, які підставляємо в рівняння реакції:

                    Zn⁰ ─ 2e → Zn⁺²    2          2

                                                          4 

                    O₂⁰ + 4e → 2O^─2    2          2

 

                    2Zn + O₂ → 2ZnO.

 

III. Узагальнення і систематизація знань

   Окисно-відновні реакції відбуваються й тоді, коли ми запалюємо сірник. До складу головки сірника входить сірка, а на бічну стінку коробки нанесено суміш червоного фосфору з калій хлоратом. Теплової енергії, яка виділяється внаслідок тертя головки сірника об стінку коробки, достатньо, аби в результаті сублімації червоного фосфору утворився білий фосфор - легкозаймиста речовина. Він взаємодіє з киснем повітря з виділенням великої кількості теплоти, необхідної для подальшого перебігу низки окисно-відновних реакцій.

Завдання
Перетворіть схеми реакцій на хімічні рівняння, використовуючи метод електронного балансу:

Р + O₂ → Р₂O₅;     Р + КСlOз → Р₂O₅ + KCl;     S + КСlO₃ → KCl + SO₂↑

ЗБЕРІГАЙТЕ СІРНИКИ поза полем зору малих дітей та в недосяжних для них місцях. Діти віком від двох років здатні самостійно їх запалити. НІКОЛИ НЕ ЗАОХОЧУЙТЕ дітей бавитися із сірниками!

Окисно-відновні реакції відбуваються й під час виверження вулканів Це руйнівне явище супроводжується виділенням отруйних газів, зокрема гідроген сульфіду.

Завдання

Перетворіть, використовуючи метод електронного балансу, схему реакції  на  хімічне рівняння: Н₂S + O₂ → SO₂ + Н₂O.

Під час грози також відбуваються окисно-відновні процеси. Внаслідок цього ґрунт збагачується солями нітратної кислоти, яка утворюється з нітроген(ІV) оксиду.

Завдання

Перетворіть, використовуючи метод електронного балансу, схеми реакцій ні хімічні рівняння:

а) N₂ + O₂ → NO:    б) NO + O₂ → NO₂:    в)* NO₂ + Н₂O → НNO₂ + НNO₃.

 

IV. Висновки

1. Що було головним на уроці?

2. Про що нового ви дізнались?

3. Чого навчились?

 

V. Домашнє завдання

   Опрацювати §17, виконати завдання 198, 199(а-к) на стор. 106, підготувати повідомлення про значення окисно-відновних реакцій у життєдіяльності людини.