Урок у 9 класі "Окисно-відновні реакції. Значення ОВР у природі та техніці"

9 клас

Якщо запастися терпінням і  виявити  старання,                                                                                                                                    то посіяні насіння знання  неодмінно

дадуть добрі сходи.  Навчання  корінь гіркий,

так плід солодкий.

                                               Леонардо да Вінчі

 

Тема уроку .    Окисно-відновні реакції. Значення  

                    окисно- відновних реакцій у природі

                    та техніці.

                                                      

Цілі уроку:

• навчальна: визначити місце окисно-відновних реакцій серед основних типів хімічних реакцій; відпрацювати уміння визначати ступінь окиснення у формулах речовин, що беруть участь у реакції; удосконалити навички складання електронного балансу для окисно-відновних реакцій; розкрити роль окисно-відновних реакцій у природі та техніці;
• виховна: сприяти розширенню політехнічного світогляду учнів, виховувати організованість, відповідальне ставлення до предмета;
• розвиваюча: розвивати в учнів самостійність у навчанні, творчі здібності, пізнавальну активність учнів, здатність до взаємонавчання; ключові компетентності.

Тип уроку:             закріплення та удосконалення знань, умінь та навичок.

Базові поняття

 та терміни:        ступінь окиснення, окисник, відновник, окиснення,

                                відновлення, метод електронного балансу.                      

                                       

Форми роботи:           робота у парах, самостійна, усні повідомлення учнів.                                      

 

Методи навчання:     словесні ( розповідь, бесіда, пояснення), інтерактивні,  

                                       репродуктивні, випереджуючі завдання.                                                             

Обладнання та

 реактиви:                перелік основних питань теми, наочні таблиці , роздатковий

                                   матеріал, ПРСХЕ Д.І. Менделєєва, алгоритм складання ОВР

                                   методом електронного балансу.

Учні повинні знати:

•          основні типи та класифікаційні ознаки хімічних реакцій;
•          закономірності перебігу хімічних реакцій.

Учні повинні вміти:

• характеризувати хімічні реакції за класифікаційними ознаками;
• наводити приклади основних типів хімічних реакцій;
• розрізняти реакції сполучення, замiщення, обміну, розкладу; окисно-відновні реакції та реакції без змiни ступеня окиснення;
• складати рівняння нескладних окисно-відновних реакцій на основі електронного балансу;
• характеризувати процеси окиснення та відновлення.

 

Девіз уроку:                         Недостатньо лише отримати знання; треба знайти їм

                      застосування. Недостатньо тільки бажати; треба творити.                                                                                             Йоган Гете

Структура уроку.

1. Організаційний етап………………………………………  2 хв
2. Актуалізація опорних знань………………………………10 хв
3. Домашнє завдання………………………………………….2 хв
4. Мотивація навчальної діяльності………………………….4 хв
5. Узагальнення та систематизація…………………………..20хв
6. Підбиття підсумків уроку…………………………………..3 хв
7. Рефлексія…………………………………………………….. 4 хв

Хід уроку.

 

І. Організаційний етап.

Організація класу до уроку. Привітання, налаштування на робочий лад.

Слово вчителя:  Сьогодні у нас на уроці присутні гості – вчителі біології та хімії нашої школи та шкіл нашого міста. Тож, усміхніться один одному,  побажаймо один одному гарного настрою та починаймо наш урок.

ІІ. Перевірка домашнього завдання.

Слово вчителя.

Що було задано на домашнє завдання? Чи були труднощі при виконанні домашнього завдання? Чи все було зрозуміло?

 А)     2Аl + 3H₂SO₄ = Al₂(SO₄)₃ + 3H₂↑

 Б)     2PH₃ + 4O₂ = P₂O₅ + 3 H₂O

 В)     Cu + 4 HNO₃  = Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ +2 H₂O

 

IІІ. Актуалізація опорних знань.

Слово вчителя.

Світ, який нас оточує, надзвичайно різноманітний і може бути визначений поняттям «матерія» в різних формах існування. Так, речовина – предмет вивчення науки хімії і є одним з видів «матерії», яка існує тільки в русі.

Атоми, молекули, кристали також перебувають у постійному русі. Це вам відомо з курсу фізики. Тому хімічну реакцію необхідно розглядати як одну з форм руху матерії. Як стверджували стародавні філософи « все тече, все змінюється». А всі зміни, які відбуваються у світі, в природі називаються явищами. На уроках фізики ви вивчаєте фізичні явища, на уроках біології – біологічні, на уроках історії – суспільні. На уроках хімії ми розглядаємо з вами хімічні явища або хімічні реакції – особливий вид змін, які відбуваються в природі. Це вам відомо з курсу хімії 7 класу.

 

 

 

Фронтальне опитування.

 

1. Що таке хімічна реакція?

Хімічна реакція або хімічне перетворення – це процес, внаслідок якого з одних речовин утворюються інші речовини. Перетворення атомів хімічних елементів, з яких складається речовина не відбувається.     

2. За якими ознаками класифікують хімічні реакції?
3. Які типи хімічних реакцій вам відомі за ознакою – зміна числа реагентів та продуктів реакції?
4. Які реакції називаються окисно-відновними?
5. Дайте визначення ступеня окиснення.

Це умовний заряд атома в сполуці, якщо припустити, що вона складається тільки з йонів.

6. Які процеси називаються окисненням, відновленням?

Окиснення – це процес, під час якого елемент віддає електрони і ступінь окиснення його підвищується.

Відновлення – це процес, під час якого елемент приєднує електрони і ступінь окиснення його знижується.

7. Які речовини називаються окисниками, відновниками?

Атом або йон, що віддає електрони називається відновником.

Атом або йон, що приєднує електрони називається окисником.

8. Який існує алгоритм складання окисно-відновних реакцій  методом електронного балансу? ( Алгоритм всі учні мають на партах)

 

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності.

На минулому уроці ми з вами вивчали класифікацію хімічних реакцій за ознакою зміни ступеня окиснення атомів елементів, що входять до складу сполук, тобто окисно-відновні. Сьогодні ми продовжуємо вивчати цю тему.

Отже, тема сьогоднішнього уроку « Окисно-відновні реакції. Значення окисно-відновних реакцій у природі та техніці»

Завдання уроку:

• повторити класифікацію хімічних реакцій;
• удосконалити вміння визначати ступінь окиснення елементів за формулою речовини;
• закріпити навички складання електронного балансу для окисно-відновних реакцій;
• розкрити роль окисно-відновних реакцій у природі, житті людини та техніці.

     Знання цієї теми необхідне для розуміння і пояснення тих процесів, що в подальшому вивчатимуться в неорганічній, органічній хімії, біології, екології.

 ІV. Запишіть домашнє завдання. 

1) Вивчити матеріал конспекту.

2) Творче завдання. Твір-мініатюра «Окисно-відновні реакції у моєму житті»

 

V. Узагальнення та систематизація.

Виконання учнями тренувальних вправ.

 А) Робота в парах.

Завдання 1. Визначте ступені окиснення атомів елементів у сполуках:

Варіант І.  SO₂, H₂S, H₂, CuCl₂, Cr(NO₃)₂, CaH₂.

Варіант ІІ. Сu, Na₂O, SO₃, SiH₄, Mg₃(PO₄)₂, OF₂.

(Взаємоперевірка)

Завдання 2. 

Рівень А. ( ІІ рівень складності) – зелені карточки.

Укажіть схеми рівнянь окисно-відновних реакцій. Визначте ступені окиснення елементів, що входять до складу реагуючих речовин. Підберіть коефіцієнти методом електронного балансу. Вкажіть окисник та відновник, процеси окиснення та відновлення. ( Наголосити – уважно читати завдання)!

І варіант                                              ІІ варіант

А) Na + Cl₂  →  NaCl ;                                  А) Zn + O₂ →   ZnO;   

Б) Ca + O₂  →   CaO ;                                    Б) Fe + Cl₂ →  FeCl₃;  

В) Na₂O + H₂O →  NaOH.                            В) K₂O + H₂O →  KOH.

 

Рівень Б. ( ІІІ – IV рівень складності)

 

Завдання 1.Допишіть рівняння реакцій і класифікуйте на окисно-відновні і такі, під час яких ступені окиснення елементів не змінюються. Доберіть коефіцієнти у схемах окисно-відновних реакцій методом електронного балансу, вкажіть окисник та відновник, процеси окиснення та відновлення.

 

І варіант                                                        ІІ варіант

а) Fe + Cl₂ →  ;                                            а) Li + H₂O → ;

б) BaO + H₂O → ;                                       б) Ca + N₂→ ;                                     

в) Na + H₂O → ;                                          в) FeCl₃ + NaOH → ;                                

 

( Додаткове завдання, якщо залишиться час)

Завдання 2. Доберіть коефіцієнти у схемах окисно-відновних реакцій методом електронного балансу, вкажіть окисник та відновник, процеси окиснення та відновлення.

Варіант І.                                                       Варіант ІІ                                                  

KMnO₄  →   K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑;         AgNO₃ →   Ag + NO₂↑ + O₂↑;

Перевірити та підвести підсумок виконання вправ.

Слово вчителя.

З окисно-відновними перетвореннями ( процесом горіння) людина ознайомилася ще в сиву давнину. В епоху бронзи та міді « хімічний» вогонь використовували не тільки для обігріву житла, а й для виплавлення металів з руд. Тоді ж люди дізналися й про корозію. Чималим був і внесок алхіміків у вивченні цих процесів.  Як вже вам відомо, у будь-якій окисно-відновній реакції є речовини, які віддають електрони та які  приймають електрони, тобто процеси окиснення та відновлення завжди супроводжують один одного. Суть процесів окиснення і відновлення як втрату та риєднання електронів було визначено українським вченим академіком Левом Володимировичем Писаржевським. У 1914 р. Писаржевський одним з перших сформулював визначення окисно-відновних реакцій як процесу переносу електронів. Він і запропонував електронну теорію окисно-відновних процесів.

( коротка довідка)

 

ОВР мають велике значення у живій та неживій природі, а також у практичні діяльності людини. Вони лежать в основі багатьох процесів життєдіяльності, за їх допомогою живі організми запасають енергію, переробляють речовини, що надходять з навколишнього середовища. У сучасній хімії ОВР – один із головних методів добування нових речовин. За допомогою цих реакцій добувають метали, кислоти, ліки, барвники.

 

проблемне питання. Що було б у світі без окисно-відновних реакцій?

 

 В міру повідомлення учнів, клас заповнює таблицю:

 Значення окисно-відновних реакцій

 

У природі	У техніці	У побуті	Негативний вплив ОВР
1.Фотосинтез у рослин; 2. Процеси дихання у людей, тварин; 3. Обмін речовин та енергії в живих організмах.	1. Горіння палива у двигунах внутрішнього згоряння і топках теплових електростанцій; 2. Одержання металів, галогенів, солей, лугів, кислот; 3. Добування органічних речовин. 4. Очищення різних речовин ( природних і стічних вод, газових викидів підприємств.	1. Горіння газу у плиті та твердого палива у печах; 2.Прання і чищення одягу; 3.Відбілювання різних предметів ( унітазів, раковин); 4 Використання калій перманганату та гідроген пероксиду. 5.Реставрування старовинних картин.	1. Забруднення атмосфери вуглекислим газом ( парниковий ефект); 2. Попадання Хлору в питну воду. 3. Корозія металів; 4. Порушення обміну речовин та енергії при хворобах у нашому організмі.

 

 

 

 

 

Б) повідомлення учнів

 

І учень. Значення ОВР у промисловості зокрема у металургії.

Значення окисно-відновних реакцій у промисловості.

Найважливіші галузі сучасної світової промисловості базуються на використанні процесів окиснення-відновлення.

За  допомогою цього процесу  у металургії одержують не лише чисте залізо, а й сплави на його основі – чавун та сталь.

Практично весь хімізм доменного процесу – це окисно-відновні реакції. Деякі метали також відновлюються воднем з їх оксидів н-д,

МоО₃ + Н₂ = Мо + Н₂О

WO₃  + Н₂ = W + Н₂О

Крім цього, часто застосовують відновлення металів з їхніх сполук іншими металами. Як відновники використовують алюміній, магній, кальцій, натрій. Також окисно-відновні процеси використовують для одержання  та очищення кольорових та рідкісних металів.

Широко використовують окисно-відновні процеси у текстильній промисловості, а також для вироблення парфумерії.

В основі виробництва найважливіших неорганічних сполук, таких як амоніак, сульфатна, нітратна, хлоридна кислоти, покладені процеси окиснення та відновлення. Окисно-відновні процеси мають місце також і в органічній хімії. Н-д, у промисловості шляхом спалювання вуглеводнів ( природних газів: метану, ацетилену та інших) за обмеженого доступу повітря одержують сажу, що використовують як наповнювач у виробництві гуми, фарб, кремів для взуття.

На заводах труять поверхню скла за допомогою плавикової кислоти  ( HF).

 

ІІ учень. Значення ОВР у побуті.

Окисно-відновні реакції супроводжують людину у різних сферах побуту: горіння газу у газовій плиті, прання і чищення одягу, відбілювання різних предметів, під час реставрації старовинних картин, при знезаражуванні води та очищенні стічних вод та багатьох інших. Людина здавна використовує окисно-відновні реакції у повсякденному житті, не замислюючись над природою цих процесів. Ще із сивої давнини людина навчилася використовувати ці процеси для обігрівання житла, приготування їжі, для виплавлення металів з руд та їх обробки. Людині були відомі процеси корозії ( іржавіння ) металів. Для того, щоб окиснити з поверхні виробу яку-небудь речовину, що руйнується, застосовують гідроген пероксид ( Н₂О₂). Він є сильним окисником, тому що виділяє атомарний кисень:

 

Н₂О₂ = Н₂О + О

Відомо, що розведені розчини гідроген пероксиду використовують для промивання ран, відбілювання шовку. Крім того, з його допомогою реставрують старовинні картини, якщо як білу фарбу художники використовували свинцеві білила.

 

 

ІІІ учень.

Дезинфікуючі якості калійперманганату також ґрунтуються на окисних властивостях. Крім того, його використовують для одержання кисню.

KMnO₄ = K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑

Хлор як сильний окисник використовують для очищення води та знезаражування стічних вод. Хлор також має відбілюючи властивості. Для відбілювання різних предметів ( унітазів, раковин) використовують хлорне вапно.Ca(ClO)₂

Так, крок за кроком, накопичувався практичний дослід використання окисно-відновних реакцій. Чимало їх було відкрито ще й алхіміками. Вивчення окисно-відновних процесів продовжується ще і у наш час.

 

ІV учень.  Значення ОВР у природі.

Значення окисно-відновних реакцій у природі та життєдіяльності живих організмів.   Найважливішу роль у нашому житті відіграють процеси, які супроводжуються перетворенням енергії, її переходами з однієї форми в іншу. Під час одних процесів живі організми запасають енергію, під час інших -  витрачають її. Основне джерело енергії на Землі – сонячне проміння. Під дією світла в зелених рослинах відбувається перетворення вуглекислого газу  і води на глюкозу й кисень ( процес фотосинтезу). Він включає десятки хімічних реакцій, однак сумарне рівняння просте: 6СО₂ + 6Н₂О = С₆Н₁₂О₆ + 6 О₂↑ У результаті фотосинтезу світлова енергій перетворюється на хімічну – енергію зв’язків у молекулах глюкози. Глюкоза надходить у наш організм та організми тварин з їжею, де окислюється до вуглекислого газу та води, і запасена в ній енергія виділяється, що дає нам можливість нормально функціонувати. Формально ця реакція є оборотною до процесу фотосинтезу. Окисником тут є кисень, а відновником – Карбон.

У живій природі окисно-відновні реакції є основою всіх процесів обміну речовин, які є джерелом енергії ( це дихання, бродіння, гниття), також діяльності нервової системи людей та тварин

V учень.

Завдяки окисно-відновним процесам на ранніх стадіях існування нашої планети утворилися гірські породи та мінерали. Під час виверження вулканів відбуваються такі окисно-відновні процеси:                        

                            H₂S + O₂ = H₂O + 2S

                            2H₂S +  SO₂ = 2H₂O + 3S

 Грозові розряди в атмосфері завжди супроводжуються окисно-відновними реакціями, під час яких відбувається зв’язування атмосферного азоту: 

                                                N₂ + O₂ = 2NO

                                               2NO + O₂ = 2 NO₂

                                               2NO₂ + H₂O = HNO₃ + HNO₂

Згоряння метеоритних тіл – це також окисно-відновний процес.

 

 

 

Слово вчителя. 

Отже, з цих коротких повідомлень можна зробити висновок, що увесь світ можна розглядати як гігантську хімічну лабораторію, в якій постійно протікають хімічні реакції, в основному – окисно-відновні.

Негативний вплив ОВР. ( Обговорення рівнянь реакцій, записаних на дошці) Заповнення таблиці.

Отже, ми розглянули, наскільки важливими та корисними є ОВР. А давайте подумаємо, чи лише користь приносять ОВР, а чи може ще й шкоду?

Під час виверження вулканів в атмосферу, крім вуглекислого газу , який збільшує парниковий ефект, що призводить до глобального потепління на землі, потрапляють ще й сульфур (ІV) оксид, сірководень, сірка.  Чи це добре ?

Під час грозових розрядів зв’язується азот, утворюється нітроген (ІІ) оксид, який сполучається з киснем повітря, утворюється нітроген (ІV) оксид, який сполучається з водяною парою і утворюється нітратна та нітритна кислоти. Згоряння твердого палива, згоряння палива у двигунах внутрішнього згоряння забруднюють нашу атмосферу шкідливими газами та викидають велику кількість СО₂. Порушення обміну речовин та енергії призводять до хвороб нашого організму.

VI. Узагальнення та систематизація.

Слово вчителя.

1.Чи можемо ми тепер дати відповідь на наше проблемне питання:

Що було б у світі без окисно-відновних реакцій?

VII. Підсумок уроку.

(Зробити короткий підсумок. Оцінити роботу активних учнів)

Рефлексія.

1. Що я знаю ?

2. Що я вмію?

 

Ми сьогодні говорили про ОВР. А я хочу закінчити урок притчею про реакцію добра. Австрійський відомий педагог Герман Гмайнер багато років тому відкрив так звану ланцюгову реакцію добра. Саме вона показала всьому світу, що відносно невеликі зворушення призвели до багатьох звершень, що окремі люди, об’єднані не державою, не партіями, а лише єдиним почуттям відповідальності за себе, за своє життя та здоров’я, здоров’я своїх дітей, близьких та друзів, у змозі побудувати новий здоровий світ. Тож побажаймо один одному здоров’я та знань, що допоможуть нам не тільки зберегти  здоров’я, а й віднайти свою власну стежину та своїми знаннями творити позитивні звершення.

                            Сказав мудрець:

Живи, добро звершай!

Та нагород за це не вимагай.

Лише в добро та вищу правду віра

Людину відрізняє від мавпи і від звіра.

Хай оживає істина стара:

Людина починається з добра!  

                                  ( Любов Забашта «Людина починається з добра».

Дякую усім за працю на уроці.

 

Картинки до уроку: