Окислительно-восстановительные реакции,11 класс

УЧИТЕЛЬ ХИМИИ: Кузьмина В.В.

• Цель урока:  Обобщить, систематизировать и расширить знания учащихся об окислительно-восстановительных реакциях, важнейших окислителях и продуктах их восстановления.
• Задачи:
• Закрепить умение определять степени окисления элементов, окислитель и восстановитель, расставлять коэффициенты методом электронного баланса.
• Совершенствовать умение определять окислительно-восстановительные свойства веществ, прогнозировать продукты реакций в зависимости от активности металлов, концентрации кислот и реакции среды раствора.
• Выработать умение составлять уравнения химических реакций, протекающих в различных средах на примере соединений марганца.
• Показать разнообразие и значение ОВР в природе и повседневной жизни.
• Продолжить подготовку к ЕГЭ по химии.

Самостоятельная работа № 1 рассчитать степени окисления элементов в соединениях: MnO 2 , H 2 SO 4 , K 2 SO 3 , H 2 S, KMnO 4.  

Процессы восстановления ( +е )

P⁰ + 3e → P ‾ ³ Na⁺ + 1e → Na⁰

S⁺⁴ + 2e → S⁺⁶ S⁰ + 4e → S⁺⁴

Cl⁰ + 1e → Cl ‾ Cl⁺⁷ + 8e → Cl⁺¹

степень окисления У М Е Н Ь Ш А Е Т С Я

Процессы окисления ( - е )

Ba⁰ - 2e → Ba⁺² S ‾ ² - 2e → S⁰

Fe⁺² - 1e → Fe⁺³ N⁺⁵ - 8e → N ‾ ³

S⁺⁶ - 2e → S⁺⁴ Na⁰ - 1e → Na⁺

степень окисления У В Е Л И Ч И В А Е Т С Я

ПРИМЕРЫ

H₂S ‾ ² + O₂⁰ = H₂O ‾ ² + S⁺⁴O₂

Окисление: S ‾ ² - 6e → S⁺⁴ |4 | 2 Восстановление: O₂⁰ + 4e → 2O ‾ ² | 6| 3

Окислитель : O₂⁰ Восстановитель: S ‾ ²

2 H₂S ‾ ² + 3 O₂⁰ = 2 H₂O ‾ ² + 2 S⁺⁴O₂

P ⁰ + Na⁰ → Na⁺₃P ‾ ³

Восстановление: P⁰ + 3e → P ‾ ³ | 1

Окисление: Na⁰ - 1e → Na⁺ | 3

P⁰ - окислитель Na⁰ - восстановитель

P ⁰ + 3 Na⁰ = Na⁺ ₃ P ‾ ³

Самостоятельная работа № 2 Методом электронного баланса найдите и поставьте коэффициенты в следующей схеме окислительно –восстановительной реакции: MnO 2  + H 2 SO 4  → MnSO 4  + O 2  + H 2 O

СОСТАВЛЕНИЕ ОВР методом электронного баланса 1. Определим степени окисления элементов в уравнении реакции. 2. Подчеркнем символы элементов, изменяющие степени окисления. 3. Составим электронный баланс ( уравнения процессов окисления – восстановления). Находим множители для уравнений процессов окисления-восстановления. 4. Найденные множители запишем перед формулами продуктов окислителя и восстановителя, то есть в правую часть уравнения реакции. 5. Расставим коэффициенты в уравнении реакции.

Проверка 2MnO 2  + 2H 2 SO 4  → 2MnSO 4  + O 2  +2H 2 O

Самостоятельная работа № 3 В какой из приведенных схем уравнений реакций MnO 2  проявляет свойства окислителя, а в какой – свойства восстановителя: 2MnO 2  + O 2  + 4KOH = 2K 2 MnO 4  + 2H 2 O  MnO 2  + 4HCI = MnCI 2  + CI 2  + 2H 2 O 

Проверка 2MnO 2  + O 2  + 4KOH = 2K 2 MnO 4  + 2H 2 O   (MnO 2  – восстановитель) MnO 2  + 4HCI = MnCI 2  + CI 2  + 2H 2 O   (MnO 2  – окислитель ) 

Лабораторный опыт:  (правила ТБ) В четыре пронумерованные пробирки налито по 1-2 мл разбавленного раствора перманганата калия. В первую пробирку добавьте несколько капель раствора серной кислоты, во вторую – воду, в третью – гидроксид калия, четвертую пробирку оставьте в качестве контрольной. Затем в первые три пробирки прилейте, осторожно взбалтывая, раствор сульфита натрия. Отметьте. Как изменяется окраска раствора в каждой пробирке.

Результаты лабораторного опыта: Продукты восстановления KMnO 4  (MnO 4 - ): в кислой среде – Mn +2  (соль), бесцветный раствор ; в нейтральной среде – MnO 2 , бурый осадок; в щелочной среде - MnO 4 2-   , раствор зеленого цвета.

К схемам реакций: KMnO 4  + Na 2 SO 3  +  H 2 SO 4  → MnSO 4  + Na 2 SO 4  + K 2 SO 4  + H 2 O KMnO 4  + Na  2 SO  3  +  H 2 O  → MnO 2 ↓ + Na 2 SO 4  + KOH KMnO 4  + Na  2 SO 3  +  КOH  → Na 2 SO 4  + K 2 MnO 4  + H 2 O

Проверка: 2KMnO 4  + 5Na 2 SO 3  +  3H 2 SO 4  → 2MnSO 4  + 5Na 2 SO 4  + K 2 SO 4  + 3H 2 O 2KMnO 4  + 3Na  2 SO  3  +  H 2 O  → 2MnO 2 ↓ + 3Na 2 SO 4  + 2KOH 2KMnO 4  + Na  2 SO 3  + 2 КOH  → Na 2 SO 4  + 2K 2 MnO 4  + H 2 O

Расставьте коэффициенты методом

электронного баланса

Na + O₂ → Na₂O Al + Cl₂ → AlCl₃

Fe₂O₃ + H₂ → Fe + H₂O Mg + HCl → H₂ + MgCl₂

H₂SO₄ + Al → H₂ + Al₂(SO₄) ₃

H₂SO₄ + Na → Na₂SO₄ + H₂O + H₂S

(H₂SO₄ - конц.)

(3)

(1)

(4)

(2)

(5)

Na⁰ - 1 e → Na⁺| 4

Al⁰ - 3e → Al⁺³ | 2

O⁰₂ + 2 ∙ 2e → 2O⁻² | 1

Cl⁰₂ + 2 ∙ 1 e → 2Cl⁻ | 3

2 Al + 3 Cl₂ = 2 AlCl₃

4 Na + O₂ = 2 Na₂O

Mg⁰ - 2 e → Mg⁺² | 2 | 1

2H⁺ + 2 ∙ 1e → H⁰₂ | 2 | 1

Al⁰ - 3 e → Al⁺³ | 2

2H⁺ + 2 ∙ 1e → H⁰₂ | 3

Mg + 2 HCl = MgCl₂ + H₂

2Al + 3H₂SO₄ = Al₂(SO₄)₃ + 3 H₂

Na⁰ - 1 e → Na⁺ | 8

S⁺⁶ + 8 e → S⁻² | 1

5H₂SO₄ + 8Na = 4 Na ₂ SO₄ + 1 H₂S + 4H₂O

Т Е С Т

• Укажите ОВР: а) PH₃ + 2O₂ = H₃PO₄

б) KOH + HCl = KCl + H₂O

в) CO₂ + CaO = CaCO₃

г) P₂O₅ + H₂O = 2HPO₃

ОТВЕТ: А

• Укажите какие процессы происходят:

а) N⁰₂ - 4e → 2N⁺²

б) S⁺⁶ + 2e → S⁺⁴

в) Fe⁰ - 3e → Fe⁺³

г) P⁺³ + 2e → P⁺⁵

ОТВЕТ: а, в - окисление; б, г - восстановление

3. Cоставьте ОВР методом электронного баланса. Определите окислитель и восстановитель.

а) S + N ₂O → SO₂ + N₂ б) Br₂ + Zn → ZnBr₂

в) H Br + O₂ → H₂O + Br₂ г) Fe ₂O₃ + H₂ → H ₂ O + Fe

a) S⁰ − 4 e → S⁺⁴ |2 | 1

2N⁺ + 2∙ 1e → N⁰₂ |4 | 2

S + 2N₂O = SO₂ + 2 N₂

б) Br⁰₂ + 2 ∙ 1 e → 2Br⁻| 2 | 1

Zn⁰ - 2 e → Zn⁺² | 2 | 1

Br₂ + Zn = ZnBr₂

в) 2Br⁻ - 2 ∙ 1 e → Br⁰₂ | 4 | 2

O⁰₂ + 2 ∙ 2 e → 2 O⁻² | 2 | 1

4HBr + O₂ = 2 Br₂ + 2 H₂O

г ) Fe⁺³ - 3 e → Fe⁰ | 2

H⁰₂ + 2 ∙ 1 e → 2H⁺ | 3

Fe₂O₃ + 3 H₂ = 2 Fe + 3 H₂O

Коэффициент перед формулой восстановителя уравнении реакции, схема которой

Mg ⁰ + HN ⁺⁵ O 3 → N ⁺ 2 O + Mg ⁺² (NO 3 ) 2 + H 2 O,

равен 1) 3 2) 4 3) 5 4) 6

Коэффициенты в электронном балансе не сокращать.

ОТВЕТ: Mg ⁰ - восстановитель : 4

Mg⁰ − 2e → Mg⁺² | 4

N⁺⁵ + 4e → N⁺ | 2

4Mg + 10HNO₃ = N ₂ O + 4 Mg(NO₃)₂ + 5H₂O

Домашнее задание: Используя схемы, данные на уроке, закончите уравнения реакций и расставьте в них коэффициенты методом электронного баланса: AI + H 2 SO 4  (конц.) → Ag + HNO 3  (конц.) → KBr + KMnO 4  + H 2 SO 4  → …….. + Br 2  + K 2 SO 4  + H 2 O