Сценарий урока по химии в 11 классе "Окислительно-восстановительные реакции пероксида водорода»

VI Всероссийский конкурс профессионального мастерства педагогов
«Мой лучший урок»
Сценарий урока по химии в 11 классе
"Окислительно-восстановительные реакции
пероксида водорода»
Подготовила Колобова Елена Никалаевна
учитель химии и биологии высшей квалификационной категории
МБОУ «Уруссинская средняя общеобразовательная школа №3»
Ютазинского муниципального района Республики Татарстан
г. Москва, 2012год
Сценарий урока по химии в 11 классе
"Окислительно-восстановительные реакции пероксида водорода"
Место занятия в теме: Данное занятие является вторым в теме «Окислительновосстановительные реакции». На предшествующем занятии рассмотрены: основные понятия
теории окислительно - восстановительных реакций; определение потенциальных степеней
окисления атомов на основе их строения; составление уравнений реакций методом электронного
баланса.
Цель урока: Систематизировать и обобщить знания об окислительно-восстановительной реакции
на примере свойств пероксида водорода.
Задачи урока:
1.
Образовательные: Уметь находить зависимость окислительно-восстановительной
способности вещества от его строения; Выработать умение составлять уравнения химических
реакций, протекающих в различных средах на примере пероксида водорода; показать разнообразие
и значение ОВР в природе и повседневной жизни; продолжить подготовку к ЕГЭ.
2.
Развивающие: развитие у учащихся химического мышления - навыков анализа, сравнения,
устанавливать логические связи, умение обобщать, систематизировать полученные знания,
формирование у учащихся умения пользоваться тем объемом знаний, который оказался им
доступным, знакомым из жизни.
3.
Воспитывающие: воспитание осознанной потребности в знаниях, совершенствование
учебных умений, формирование научного мировоззрения.
Тип урока: урок – обобщение и углубление материала с сочетанием фронтального, парного и
индивидуального вида работы учащихся.
Оборудование и реактивы: персональный компьютер, медиапроектор, диск с презентацией
“Окислительно-восстановительные реакции» «Пероксид водорода» (при разработке презентации
использовались материалы и видео из Интернета);
инструктивная карта, карточки для выполнения самостоятельной работы;
опорные схемы по ТБ; таблицы: «важнейшие окислители и восстановители»; периодическая
система Д.И.Менделеева.
для демонстрационного опыта: раствор пероксида водорода, перманганат калия
(кристаллический), индикатор универсальный, сульфид свинца, деревянная палочка, спички,
пробирки, колба.
Этапы работы:
1.
Организационный момент.(1 мин)
Учитель: Добрый день! Тема нашего урока: «Окислительно – восстановительные реакции».
Девиз урока: «Кто-то теряет, а кто-то находит…».
Мы продолжаем знакомство с разными окислительно-восстановительными реакциями.
Окислительно-восстановительные реакции принадлежат к числу наиболее распространенных
химических реакций и имеют огромное значение в теории и практике. Важнейшие процессы на
планете связаны с этим типом химических реакций. Человечество давно пользовалось ОВР,
вначале не понимая их сущности. Лишь к началу XX века была создана электронная теория
окислительно – восстановительных процессов. На уроке предстоит вспомнить основные
положения этой теории, метод электронного баланса, научиться составлять уравнения химических
реакций, протекающих в растворах, и выяснить от чего зависит механизм таких реакций.
2. Актуализация знаний: Фронтальная беседа (речевое повторение) (3 мин)
Учитель: Как определяется степень окисления атома и как она может меняться? От чего это
зависит?
Ученик: Степень окисления – это условный заряд атома химического элемента в соединении,
вычисленный на основе предположения, что все соединения состоят только из ионов. Степень
окисления может быть положительной, отрицательной или равняться нулю, что зависит от
природы соответствующих соединений. Одни элементы имеют постоянные степени окисления,
другие — переменные.
Учитель: Что же представляют собой окислительно – восстановительные реакции с точки зрения
понятия «степень окисления химических элементов»?
Ученик: Окислительно – восстановительные реакции – это такие реакции, в которых
одновременно протекают процессы окисления и восстановления и, как правило, изменяются
степени окисления элементов
Учитель: По каким признакам можно отличить окислительно-восстановительный процесс?
Ученик: Признаками окислительно-восстановительного процесса являются: перенос электрона от
соединения к соединению; протекание или возникновение электрического тока; протекание
реакции под действием тока; изменение степеней окисления элементов.
Учитель: Какие типы ОВР мы рассмотрели на прошлом уроке?
Ученик: Межмолекулярные – реакции, в которых атомы окислителя и восстановителя, входят в
состав молекул различных исходных веществ. Внутримолекулярные – реакции, в которых атомы
окислителя и восстановителя, входят в состав молекулы одного и того же исходного вещества и
являются атомами различных элементов или одного элемента, но с различной степенью окисления.
Самоокисления-самовосстановления (диспропорционирования). – реакции, в которых атомы
окислителя и восстановителя входят в состав одного и того же исходного вещества, являются
атомами одного и того же элемента и имеют одинаковую степень окисления.
Контрпропорционирования – реакции, в которых атомы окислителя и восстановителя входят в
состав различных исходных веществ, но являются атомами одного элемента в различной степени
окисления, при этом образуются молекулы одного и того же продукта.
Учитель: Самостоятельная работа №1 по инструктивной карте (приложение 3)
(материализованный этап): (7 мин) У вас на партах карточки с заданиями, закончите уравнения
ОВР, обозначьте процессы окисления и восстановления, окислители и восстановители, расставьте
коэффициенты методом электронного баланса, укажите тип данной реакции для последнего
уравнения. Для выполнения работы дается 5 минут.
Вариант 1.
1.
… +4е→Cr+2
2.
N+3… …→N0
3.
O-1 +1e→…
4.
K2SO3 →K2SO4 + K2S
Электронный баланс:
Вариант 2.
1. Pt0-2e→…
2. …+5e→ Mn+2
3. P+3… …→P-3
4. SO2 + H2S→ S + H2O
Электронный баланс:
Обмениваемся работами с соседями по парте и правильность выполнения задания проверяем по
слайду (слайд 1), где предлагаются правильные ответы. Обсуждаем результат работы.
3. Изучение нового материала (10 мин)
Учитель: Однако научиться находить коэффициенты в ОВР еще не значит уметь их составлять.
Нужно знать поведение веществ в ОВР, предусматривать ход реакций, определять состав
образующихся продуктов в зависимости от условий реакции.
Итак, наша задача собрать отдельные, разрозненные знания в единую упорядоченную систему и
тогда мы сможем ориентироваться в любых реакциях. Сегодня мы рассмотрим окислительновосстановительные процессы на примере всем знакомого вещества. Угадайте, о каком веществе
идет речь.
Это бесцветная прозрачная слегка вязкая жидкость со слабым своеобразным запахом. Содержится
в свежих овощах и фруктах, не подвергнутых кулинарной обработке, содержится в дождевой воде
и снеге, где образуется из атмосферного озона, в горном воздухе. Вещество является одной из
основных частей сложной иммунной системы человека. Обнаружено, что материнское молоко
содержит значительные количества этого вещества, является главным оружием иммунной системы
в борьбе с многочисленными инфекциями, это простое вещество с успехом чистит сосуды от
отложений холестерина на стенках, обладает стимулирующим действием на сердечную мышцу.
При попадании на кожу и в кровь человека это вещество распадается на воду и кислород. Что это
за вещество?
Ученики: пероксид водорода.
Учитель: записываем тему урока «Окислительно-восстановительные реакции пероксида
водорода» (слайд 2). Прежде чем приступить к изучению окислительно-восстановительных
свойств перекиси водорода рассмотрим ее строение. Перокси́д водоро́да H2O2 — простейший
представитель пероксидов (слайд 3). Посмотрите на ее строение. Какие физические свойства мы
можем предположить, по строению молекулы? Молекула пероксида водорода имеет следующее
строение:
Н-О-О-Н
Ученики: Вследствие несимметричности молекула H2O2 сильно полярна. Относительно высокая
вязкость жидкого пероксида водорода обусловлена развитой системой водородных связей.
Поскольку атомы кислорода имеют неподелённые электронные пары, молекула H 2O2 также
способна образовывать донорно-акцепторные связи. Растворимость в воде, спирте и эфире.
Учитель: напишите структурную формулу в тетради, расставьте валентность и степени окисления
атомов. Какие химические свойства перекиси водорода мы можем предположить по строению
молекулы? (ученик выполняет задание на доске, объясняет).
Ученик: Н+1-О-1-О-1-Н+1 Валентность кислорода-2, водорода-1, степень окисления О-1, Н+1. У
кислорода промежуточная степень окисления, то есть он может принимать электроны - быть
окислителем и отдавать электрон - быть восстановителем. Связь O—O непрочна, поэтому
H2O2 легко разлагается. Можем предположить, что перекись водорода может проявлять
кислотные свойства, вступая в реакции с замещением водорода на металл.
Учитель: Верно, запишем уравнения реакций, уточняя условия их протекания:
1). 2H2O2 → 2H2O + O2 Разложению может поспособствовать присутствие ионов переходных
металлов и серебра. Однако очень чистый пероксид водорода устойчив. Расставьте степени
окисления и определите, какие свойства проявляет перекись водорода.
Ученик: 2О- -2е→ O20 окислитель, восстанавливается до свободного кислорода.
Учитель: Чем чище пероксид водорода, тем медленнее она разлагается при хранении. Высокая
популярность перекиси водорода в медицине как противомикробного средства связана с тем, что
она хорошо переносится кожей и слизистыми оболочками, не накапливается в организме при
длительном применении, не оказывает токсического и аллергенного действия, проявляет такие
дополнительные лечебные эффекты, как стимуляция кровоснабжения и регенерации тканей.
Применяют для дезинфекции различных объектов, а также как антисептик для профилактической
и терапевтической антисептики.
2). При действии концентрированного раствора Н2O2 на некоторые гидроксиды в ряде случаев
можно выделить пероксиды металлов, которые можно рассматривать как соли пероксида водорода
(слайд3):
Н2O2 + 2NaOH → Na2O2 + 2H2O
H2O2 + Ba(OH)2 → BaO2↓ + 2H2O
Пероксидная группа [—O—O—] входит в состав многих веществ. Такие вещества называют
пероксидами, или пероксидными соединениями. К ним относятся пероксиды металлов (Na2O2,
BaO2 и др.). Определите тип данных реакций.
Ученик: Реакции обмена, не окислительно-восстановительные.
Учитель: Для доказательства других свойств перекиси водорода посмотрите опыт.
Лабораторный опыт 1: (правила ТБ) В колбу наливаем
перекись водорода любой
концентрации, насыпаем мерной ложкой перманганат калия. Наблюдаем вспенивание, выделение
газа. Потушенную лучинку опускаем в колбу - она вспыхивает, вынимаем из колбы - тухнет,
проделываем несколько раз. Универсальной индикаторной бумагой определяем среду раствора.
Что наблюдали? Какие выводы мы можем сделать? Что образовалось? Почему?
Ученики: Наблюдали выделение газа - кислорода. (Лучинка загоралась). В колбе образовались
крупинки бурого цвета – т.е. образовался оксид марганца (4), Индикатор стал синим - среда
щелочная.
Учитель: Записываем уравнение реакции. Расставляем коэффициенты методом электронного
баланса. (Ученик выполняет на доске).
3) 2KMn+7 O4 + 3H2O2 -1= 2KОН + 2Mn+4 O2↓+ 3O2 0↑+ 2H2O
Mn+7 +3е→Mn+4
2
окислитель, восстанавливается
2О- -2е→ O20
3 восстановитель, окисляется
Ученик: Перекись водорода проявляет восстановительные свойства с сильным окислителем
перманганатом калия.
Учитель: Лабораторный опыт 2. К черному сульфиду свинца приливаем перекись водорода.
Что наблюдали? Какие выводы можем сделать? (Ученик выполняет на доске).
Ученик: Наблюдали образование белого осадка. Газ не выделялся. Пероксид водорода в данной
реакции является окислителем.
4)
PbS2- + 4H2O2 - = PbS+6 O4 + 4H2O-2
S2- -8е→S+6
1 восстановитель, окисляется
2O - +2е→ 2O-2
4 окислитель, восстанавливается
Учитель: Окисление черного сульфида свинца до белого сульфата можно использовать для
восстановления потемневших свинцовых белил (PbО) на старых картинах. Со временем это
соединение превращается в черный сульфид свинца, и картина темнеет. При обработке картины
перекисью водорода – картина светлеет.
Какие выводы мы можем сделать о свойствах перекиси водорода?
Ученики: пероксид водорода проявляет и окислительные и восстановительные свойства.
4. Углубление и расширение знаний (7 мин)
Учитель: В зависимости от реакции среды и от того, окислителем или восстановителем является
пероксид водорода в данной реакции, продукты окислительно-восстановительного взаимодействия
будут разными. Внимательно изучите уравнения полуреакций для всех этих случаев приведенные
в таблице 1 (приложение 3) (слайд 4). В таблице 2 записаны важнейшие окислители и
восстановители.
Рассмотрим примеры ОВР с участием пероксида водорода. Восстановительные свойства
пероксид водорода проявляет с сильными окислителями (слайд 5).
1.Взаимодействие перекиси водорода с оксидом серебра. Ag2O + Н2О2 =…………
Ag2O является окислителем (ст. ок. +1, находим в графе окислителей), значит Н2О2 будет
восстановителем, т.е. выделяться будет кислород. Записываем уравнение в тетради, расставляем
степени окисления известных веществ, подбираем продукты реакции осуществимых ОВП,
составляем электронный баланс, расставляем коэффициенты.
Ag2O + Н2О2 = 2 Ag + H2O + O2
2Ag+ +2е-------2Ag0
1 окислитель восстанавливается
2О- - 2е--------O20
1 восстановитель окисляется
2.Окислительные свойства наиболее характерны для Н2О2. Проявляются они с сильными
восстановителями (слайд 6). При этом кислород никогда не выделяется.
2Fe +2 SO4 + H2O2- + H2SO4 = Fe2 +3 (SO4)3 + 2H2O-2
5. Закрепление изученного материала(10 мин) Упражнение для речевого этапа.
a.
С какими свойствами перекиси водорода мы сегодня познакомились?
b.
Благодаря каким свойствам перекись водорода применяется в медицине, аналитической
химии, производстве бумаги, отбеливания ткани, ракетного топлива? Какие еще вы знаете области
применения перекиси водорода?
c.
Какие продукты реакции образуются при взаимодействии перекиси водорода с HCl,
K2Cr2O7 в кислой среде, О3, сульфитом натрия, Сl2, иодидом калия? Почему? (слайд 6-уравнения
реакций ).
Упражнение материализованного
этапа. 1. В заданиях данного этапа ответы необходимо
материализовать, т.е. записать, при этом решение осуществляться в уме. Закончите уравнения
реакций. Составьте электронный баланс.
КNO2+H2O2=
H2O2+Cl2=
Учитель:
уравнения
H2O2+Cl2=O2+2HCl
проверьте
по
слайду
(слайд7)
КNO2+H2O2=KNO3+H2O
2.Пятна от раствора перманганата калия быстро выводятся раствором пероксида водорода,
подкисленным уксусной кислотой. Составьте уравнения реакции. (слайд 6- уравнения реакций,
проверка).
6.Рефлексия (2 минуты) Учитель: посмотрите видео ролик - Перекись водорода, пищевая сода
и, Маунтин дью на YouTube . Скажите, какими еще необычными свойствами обладает перекись
водорода?
Ученики. флуоресцентные свойства.
7.
Подведение итогов. (2 минуты)
Учитель: Наш урок сегодня был очень насыщенным. Мы познакомились с различными
окислительно-восстановительными реакциями с участием пероксида водорода. Я надеюсь, что
этот урок вам запомнится не только как зрелищный, что вы сможете применять полученные
знания на следующих уроках и в жизни.
Оценивание работы учащихся.
8. Домашнее задание (3 минуты) (слайд8)
1. Используя схемы, данные на уроке, закончите уравнения реакций и расставьте в них
коэффициенты:
1. PbO2+H2O2+2CH3COOH=
2. Mn(OH)2+H2O2=……….
3. H2O2+Na3(Cr(OH)6)= …………
4. PbO2 + KOH + H2O2=…….
Задания для сильных учащихся и сдающих ЕГЭ по химии:
H2O2 + H2C2=……..
K3[Cr(OH)6] + H2O2=…
NaOCl + H2O2=………
2. Просмотрите в сети Интернет видео «зубная паста для слона». Объясните увиденное. Какие
свойства перекиси водорода демонстрируются в этом ролике? Сайты: на YouTube.com.
3. Подготовить индивидуальные сообщения на темы: «биологическое
водорода», «получение перекиси водорода».
Учитель: Спасибо всем за внимание, до свидания!
значение перекиси