Семінарське заняття «Окисно-відновні реакції, їх значення»

Мета. Закріпити поняття «ступінь окиснення», «окиснення», «відновлення», «окисник», «відновник». Ознайомити учнів з найважливішими хімічними виробництвами, в основі яких лежать окисно-відновні процеси.

Вдосконалити вміння учнів складати рівняння окисно-відновних реакцій з електронним балансом. Розвивати в учнів вміння аналізувати, виділяти головне, проявляти самостійність у навчанні, здатність до взаємодопомоги, співпраці, колективізму. Формувати уміння чітко та логічно висловлювати власні думки.

Сприяти розширенню політехнічного світогляду учнів, підвищенню їх екологічної культури, пізнавального інтересу до вивчення хімії.

Тип уроку: узагальнення й систематизації знань, умінь і навичок.

Форми роботи: фронтальне опитування, повідомлення учнів, виконання тренувальних вправ, індивідуальна і групова робота, самостійна робота.

Обладнання: періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва, таблиця розчинності, картки-завдання, картки з алгоритмами складання рівнянь електронного балансу та рівнянь окисно-відновних реакцій (додаток).

Девізи уроку. «Вчись, навчаючи». «Навколо нас постійно відбуваються перетворення речовин, які відображаються за допомогою рівнянь хімічних реакцій».

ХІД УРОКУ

І. Організація класу. Мотивація. Установка на сприйняття навчального матеріалу

Добрий день. Сідайте. Прошу всіх вас налаштуватись на роботу. Скажіть, будь ласка, яку тему ми вивчаємо? (Хімічні реакції).

Сьогодні вам будуть запропоновані завдання, які направлені на те, щоб добре освоїти матеріал про окисно-відновні реакції. Ви отримали пропедевтичні домашні завдання, все повторили, отож до праці.

ІІ. Перевірка домашнього завдання

Перевіряємо домашнє завдання, коментуємо помилки.

ІІІ. Актуалізація опорних знань

Індивідуальні завдання біля дошки

1). Визначте ступені окиснення елементів у сполуках з такими формулами: Na₂O,  Na,  O₂,  NaOH,  CaSO₄,  SO_3,  H₄P₂O_7.

2). Складіть  рівняння електронного балансу:

S⁰           = S^-2,    S ⁺⁶  = S⁺⁴,  S^-2   = S⁺⁶,        S⁺⁶ =S⁰

N⁺⁵      = N^-3,  N^-3  = N⁰.

3). Розставте коефіцієнти в окисно-відновній  реакції, що відбувається за схемою

 Mg(NO₃)₂ = MgO + NO₂ + O_2.

IV. Фронтальна робота з класом

Навколо нас: в природі, в рослинних та тваринних організмах, на промислових підприємствах, в побуті, зрештою, в організмі людини, відбувається безліч хімічних реакцій.

-  Що  ми називаємо хімічною реакцією?

-  Скільки видів речовин відомо на сьогодні? (200 тисяч неорганічних і понад 20 мільйонів органічних).

- Погодьтеся, що хімічних реакцій існує ще більше. Щоб орієнтуватися в їх різноманітності необхідно знати їх класифікації.

-  За якими ознаками класифікують хімічні реакції?

-  Які реакції називають окисно-відновними?

-  Що таке окиснення, відновлення, окисник, відновник?

-  Яке значення мають окисно-відновні реакції? (Окисно-відновні реакції відіграють велику роль в природі та в господарській діяльності людей (фотосинтез, гниття (окиснення) органічних решток, дихання, горіння, обмін та колообіг речовин, виробництво металів, амоніаку, кислот, лугів тощо).

V. Перевірка індивідуальних завдань біля дошки

VІ. Повідомлення учнів (пропедевтичні завдання, виконані групами учнів)

- Ви підготували ілюстрації про окисно-відновні реакції. Давайте складемо квітку-семицвітку: «Окисно-відновні реакції навколо нас». Будь ласка, представте підібрані вами такі реакції та коротко охарактеризуйте їх (фото, рівняння реакції, її тип, ознаки, значення тощо).(Додатки)

VIІ. Фронтальна робота з класом (фізкультхвилинка)

Я демонструватиму вам на картках різні записи, а ви, будь ласка, правою рукою в повітрі малюйте цифру «8», якщо це рівняння окисно-відновної реакції, лівою рукою, якщо рівняння без зміни ступеня окиснення, якщо запис не можна назвати рівнянням реакції, то робіть повороти головою вліво-вправо. Розпочинаємо.

2Ca + O₂ = 2CaO

N₂ + 3H₂ = 2NH₃

CaO + H₂O = Ca(OH)₂

H₂O₂,   OF₂,  O₃

4HNO₃ = 4NO₂ + 2H₂O + O₂

Na₂S₂O_3,  Fe,  SiH₄

K₂O + 2HI = 2KI + H₂O

H₂S + 8HNO₃ = H₂SO₄ + 8NO₂ + 4H₂O

VIIІ.  Робота в групах (міні-карусель)

IX.  Контролююча частина семінару

Експрес-контроль. Тема «Хімічні реакції» ( відповіді записувати згідно номеру запитань)

І варіант

 Експрес-контроль. Тема «Хімічні реакції» ( відповіді записувати згідно номеру запитань)

ІІ варіант

X.  Підведення підсумків заняття

XІ. Домашнє завдання

Опрацювати матеріал параграфа, відповісти на запитання до нього, виконати вправи.

Додатки

Алгоритм складання рівняння окисно-відновної реакції з електронним балансом

1. Визначити ступені окиснення всіх елементів в рівнянні реакції.
2. Підкреслити елементи, які під час реакції змінили ступені окиснення.
3. Скласти рівняння електронного балансу для цих атомів.
4. Для числа відданих і приєднаних електронів підібрати найменше спільне кратне.
5. Знайдені частки, як правило, є коефіцієнтами до формул, що містять елемент зі зміненим ступенем окиснення. Решту елементів урівнюємо в такій послідовності: метали, неметали, Гідроген. Оксиген.
6. Вказати процеси окиснення, відновлення, окисник, відновник.

Повідомлення учнів про окисно-відновні реакції (пропедевтичні завдання)

І. Амоніак – цінна продукція хімічної промисловості. Це-безбарвний газ з різким запахом, який добре розчиняється у воді. В одному літрі води при 20 С розчиняється 700 літрів амоніаку.

Амоніак утворюється при взаємодії азоту з воднем. Водень отримують з природного газу, а азот беруть з повітря. Це – окисно-відновна реакція. Здійснюють її при температурі 450-500⁰С, підвищеному тиску  і при наявності каталізатора. Дана реакція є оборотною і за вказаних умов лише 20-25% реагентів перетворюються на амоніак. Суміш азоту, водню, амоніаку охолоджують. Амоніак зріджується, а гази азот і водень повертають у технологічний процес.

Запишіть в зошити це рівняння реакції:  N₂ + 3 H₂ = 2 NH₃

Амоніак широко використовується у різних галузях: для виробництва азотних добрив, вибухових речовин, синтетичних та штучних волокон, соди, нітратної кислоти, розчину амоніаку, так званого нашатирного спирту (лікарський засіб). Амоніак добре горить. Вибухонебезпечний. Димить при виході з балонів, цистерн, холодильних агрегатів. У холодильних компресорах промислових харчових підприємств містяться тонни амоніаку. Це отруйна речовина. Амоніак уражає в першу чергу нервову систему, знижує спроможність клітин нервової системи засвоювати кисень. Амоніак подразнює слизові оболонки очей, дихальних шляхів.

В Україні заводи по виробництву амоніаку працюють в Черкасах, в Горлівці Донецької області, в місті Південне Одеської області, в місті Сєвєродонецьк Луганської області, в місті Рівне, в Дніпродзержинську  Дніпропетровської області.

ІІ. Сульфатну кислоту називають фундаментом або хлібом хімічної промисловості. Якщо в тій чи іншій країні виробляється багато сульфатної кислоти, то можна сказати, що це промислово розвинена  країна. Сульфатну кислоту використовують у виробництві мінеральних добрив, барвників, лікарських препаратів, свинцевих акумуляторів, у металургії, при синтезі миючих засобів, пластмас тощо.

В основі виробництва сульфатної кислоти лежать такі реакції:

S + O₂ = SO₂      або   4FeS₂ + 11O₂ = 2Fe₂O₃ + 8SO₂

2SO₂ + O₂ = 2SO₃ + Q

SO₃ + H₂O = H₂SO₄

Кислоти – їдкі речовини. Вони роз’їдають папір, деревину, тканини. Бризки кислот, що потрапили на шкіру, можуть спричинити хімічний опік. Тому поводитися з кислотами треба обережно. Особливо слід берегти очі. В хімічних лабораторіях під час роботи з кислотами очі захищають окулярами. Якщо бризки кислоти потрапили на шкіру або в очі, їх треба змити великою кількістю води, потім розчином питної соди і звернутися до медпункту.

Особливо обережними треба бути під час виготовлення розчинів кислот. Кислоту слід лити у воду тоненькою цівкою, розмішуючи розчин скляною паличкою, а не навпаки. «Сначала вода, потом кислота, иначе случится большая беда». Кислота може нагрітись у воді до температури кипіння і її бризки можуть потрапити в очі, на шкіру обличчя.

ІІІ. Металургія. Чавун – це сплав заліза з вуглецем, сіркою та іншими домішками. Домішки в чавуні складають приблизно 2%. В основі виробництва чавуну лежить одна із декількох окисно-відновних реакцій:

Fe₂O₃ + 3CO = 2Fe + 3CO₂

Плавку чавуну здійснюють в доменних печах, які мають висоту  60 м, а в діаметрі – понад 10 м. Домна безперервно працює до 10 років.

Чавун – крихкий матеріал, в основному його переробляють на сталь, яку на відміну від чавуну можна кувати, штампувати, свердлити, витягувати в проволоку, прокатувати в листи тощо.

Чавун виплавляють на металургійних комбінатах в Кривому Розі, Маріуполі, Запоріжжі, Донецьку тощо. В нашому місті Бердичеві на заводі «Прогрес» теж є ливарне виробництво, спеціалістів для якого готують в місцевому коледжі.

Ми хочемо розповісти про професії, пов’язані з виробництвом та переробкою металів та випуском іншої хімічної продукції.

В місцевому коледжі готують спеціалістів по обробці металів на різних верстатах з числовим програмним керуванням. Випускники коледжу мають можливість продовжити навчання в Житомирському, Вінницькому, Київському технічних університетах.

На  заводі «Прогрес» в Бердичеві є лабораторія, яка досліджує якість сталі, вміст домішок в ній і видає рекомендації для виготовлення якої продукції підходить та чи інша партія сталі.

Металургійне виробництво – один із найбільших забруднювачів довкілля. Багато оксидів Нітрогену та Сульфуру можуть потрапляти в атмосферу і бути причиною кислотних дощів, які шкодять рослинному світу, руйнують архітектурні споруди тощо. При збагаченні руд, що є сировиною для виплавки металів, утворюються так звані «хвости», які займають величезні площі. При цьому підтоплюються прилеглі території, забруднюються підземні води. Останнім часом «хвости» почали використовувати як вторинну сировину для виробництва різних будівельних матеріалів.

Щоб зберегти нашу Землю зеленою і голубою, придатною для проживання людства, слід вчитися у природи. Усі сфери Землі (літосфера, гідросфера, атмосфера, біосфера) в процесі біогеохімічної еволюції пристосувались до гармонійної взаємодії. Майбутнє належить новим безпечним, маловідходним і, де, можливо, безвідходним технологічним процесам.