Открытый урок по химии на тему:"Окислительно-восстановительные реакции" 11 класс
методическая разработка по химии (11 класс)

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

РОСТОВСКАЯ ОБЛАСТЬ

муниципальное бюджетное общеобразовательное

учреждение г.Шахты Ростовской области
«Средняя общеобразовательная школа №27 имени Д.И.Донского»

МБОУ СОШ №27 г.Шахты

346516 Россия, г. Шахты, Ростовской области, ул. Азовская, 46, тел./факс (8636)26-87-41, e-mail: russchool27@rambler.ru

Методическая разработка

практико-ориентированного урока

по теме:

«Окислительно-восстановительные реакции»

11 класс

Скрыльникова Диана Эльдаровна

учитель химии высшей категории

г.Шахты 2023г.

Открытый урок по химии, 11 класс

Тема: «Окислительно-восстановительные реакции» (ОВР)

Цель: актуализировать, систематизировать и углубить представление обучающихся об окислительно-восстановительных процессах, механизме их протекания и значении.

Ожидаемые результаты

Предметные: в ходе работы, учащиеся приобретут

• способность анализировать и объективно оценивать жизненные ситуации, связанные с химией, навыками безопасного обращения с веществами, используемыми в повседневной жизни; умением анализировать и планировать экологически безопасное поведение в целях сохранения здоровья и окружающей среды
• умение устанавливать связи между реально наблюдаемыми химическими явлениями и процессами, объяснять причины многообразия веществ, зависимость свойств веществ от их строения;

овладеют научным подходом к составлению уравнению окислительно-восстановительных реакций

Метапредметные: в ходе работы, учащиеся смогут

• определять понятия, создавать обобщения, устанавливать аналогии, классифицировать, самостоятельно выбирать основания и критерии для классификации, устанавливать причинно-следственные связи, строить логическое рассуждение, умозаключение (индуктивное, дедуктивное и по аналогии) и делать выводы;
• создавать, применять и преобразовывать знаки и символы, модели и схемы для решения учебных и познавательных задач;
• применять экологическое мышление в познавательной, коммуникативной, социальной практике и профессиональной ориентации

Личностные: в ходе работы, учащиеся приобретут

• основы экологической культуры соответствующей современному уровню экологического мышления, опыт экологически ориентированной рефлексивно-оценочной и практической деятельности в жизненных ситуациях;

Умения и виды деятельности

Знать/понимать

• химическую символику: формулы химических веществ, уравнения химических реакций
• важнейшие химические понятия: степень окисления, окислитель и восстановитель, окисление и восстановление, основные типы реакций в неорганической химии
• характерные признаки важнейших химических понятий
• зависимости протекания химических реакций от среды растворов
• о существовании взаимосвязи между важнейшими химическими понятиями

Уметь

Составлять уравнения химических реакций, расставлять коэффициенты методом электронного баланса.

Тип урока: повторения, углубления и совершенствования знаний

Форма проведения: урок с использованием ИКТ, включением групповых, парных, индивидуальных форм организации учебно-познавательной деятельности учащихся.

Продолжительность учебного занятия: 40 минут.

Использование педагогических технологий: проблемно-развивающее обучение, экспериментально-исследовательская деятельность, кейс-метод, элементы развития критического мышления, с использованием компьютерных технологий, обучение в сотрудничестве

Оборудование и реактивы при выполнении химического эксперимента:

штатив с пробирками, спиртовка, спички, держатель, гидроксид натрия, серная кислота, перманганат калия, бихромат калия, тиосульфат натрия, хлорид меди, хлорид железа (III), железо, медь.

…Чем больше противоположности     расходятся,

тем более они сходятся для борьбы,

и из этой борьбы возникает

 «прекраснейшая гармония»…

Гераклий Эффеский

Ход урока

1. Актуализация знаний и мотивация к учебной деятельности
2. Основная часть: постановка задачей, целей, решение кейсов
3. Закрепление: решение теста на платформе Quizizz
4. Рефлексия: облако тегов
5. Д\З

Приложение:

Презентация

Маршрутный лист

Оценочный лист

Анализ урока

1. Организационный момент

Приветствие обучающихся и актуализация знаний с определением темы урока (просмотр видеофрагмента). Что символизирует видеофрагмент? Какой процесс в нем протекает? (Обучающиеся записывают тему урока в Маршрутный лист, Приложение 1).

2. Мотивация к учебной деятельности

Окружающий нас мир — это гигантская химическая лаборатория, в которой ежесекундно протекают тысячи реакций и большинство из них окислительно-восстановительные, и пока есть условия для их протекания возможна и сама жизнь. Приведите примеры окислительно-восстановительных реакций, которые протекают вокруг нас (фотосинтез, дыхание, пищеварение, коррозия металлов, извержение вулкана)

Демонстрация репродукции Карла Брюллова «Последний день Помпеи», декламирование произведения Ю.Кузнецова «Тайны Черного моря»

…Трясся Крым двадцать восьмого года

И восстало море на дыбы.

Испуская к ужасу народа

Огненные, серые столбы…

Какие термины у вас ассоциируются с понятием окислительно-восстановительные реакции? (степень окисления, окислитель, восстановитель, окисление, восстановление, электронный баланс)

Необходимо записать в маршрутный лист их определения.

Фронтальный опрос по выше перечисленным терминам.

3. Постановка задач и целей

Принцип изучения темы:

«Связать, расширить, продумать»

Цель: 

углубить знания по теме «ОВР»

Задачи:

совершенствовать умение определять и прогнозировать возможность протекания ОВР

Прогнозировать продукты реакции в ОВР в зависимости от среды раствора

составлять ОВР, электронный баланс и расстановка коэффициентов

совершенствование экспериментальных навыков

значение ОВР в жизни человека.

Для   достижения поставленных целей и реализации задач мы с вами проделаем небольшую работу.   Рассмотрим   свойства важнейших окислителей и восстановителей

С какими противоположностями вы сталкиваетесь в жизни? (белое, плюс, притяжение, добро),

 а в химии? (металлы, кислоты, катионы, окислитель, окисление)

Для дальнейшей работы проведем разминку и выполним в маршрутном листе 1-е задание и определим зоны активности.

1. Определите степень окисления в сложных веществах:

КMnO4, K2Cr2O7, H2SO4, KI

H2S, Cu, H2O, FeCl2 

Na2S2O3, I2, NaNO2, K2SO3

2. Распределить вещества по   окислительно-восстановительным свойствам

1 группа – окислители

2 группа – окислители и восстановители

3 группа - восстановители

Три группы соответствуют трем зонам активности

Обучающиеся пересаживаются по зонам активностям

4. Оперирование знаниями и овладение способами деятельностями в новых условиях.

Решение кейсов по группам

 Чтобы решение прошло удачно предлагаю вам небольшую разминку, нужно собрать химический пазл (Приложение 2) и озвучить этапы составления ОВР. Пазлы лежат на рабочих столах. Кто соберет быстрее заработает себе дополнительный балл при оценке работы.

При выполнение экспериментальной части кейса необходимо соблюдать ТБ, работая с кислотами и щелочами.

Правила ТБ у вас есть в маршрутных листах.

1-й кейс -  Чудеса ОВР 1

Проблемный вопрос: Возможно ли получение разных продуктов из одного вещества в процессе ОВР?

Гипотеза: возможно (невозможно)

Эксперимент:

1. Инструктаж по ТБ
2. При выполнении химического эксперимента соблюдать тишину и осторожность.  
3. Работать с кислотами и щелочами аккуратно над лотком
4. Ничего не передавать и не брать
5. Ничего не пробовать на вкус
6. Осторожно определять запах, не поднося близко к органам дыхания пробирку
7. Если вы, случайно разлили раствор или разбили химическую посуду, обратитесь к учителю или лаборанту для устранения опасной ситуации. После проведения эксперимента приведите рабочее место в порядок.

2. Проведение опыта

В 4-ре пробирки налить по 1 мл КMnO4, в 1 пробирку добавить 1 мл H2SO4, во 2 пробирку 1 мл КOH. Затем в первые три пробирки добавить по 1 мл Na2S2O3, 4-ю пробирку использовать, как контрольный экземпляр

Записать наблюдения, химические реакции с электронным балансом и сделать выводы.

Решение проблемного вопроса:

КMn+7O4 + Na2S2+2O3 + H2SO4 = Mn+2SO4 + Na2S+6O4 + K2SO4 + H2O

Mn+7   + 5ē   → Mn+2                   8      восстановление

S2+2       - 8ē    → 2S+6          40        5      окисление  

КMn+7O4 (за счет Mn+7   ) - окислитель

Na2S2+2O3(за счет S2+2 ) - востановитель

8КMn+7O4 + 5Na2S2+2O3 + 7H2SO4 = 8Mn+2SO4 + 5Na2S+6O4 + 4K2SO4 + 7H2O

Раствор обесцветился

КMn+7O4 + Na2S2+2O3 +  КOH = K2Mn+6O4 +  Na2S+6O4 + K2SO4+ H2O

Mn+7   + 1ē   → Mn+6                     8      восстановление

S2+2       - 8ē    → 2S+6      8            1      окисление  

КMn+7O4 (за счет Mn+7   ) - окислитель

Na2S2+2O3(за счет S2+2 ) - востановитель

8КMn+7O4 + Na2S2+2O3 + 10КOH = 8K2Mn+6O4 + Na2S+6O4 +K2SO4 +5H2O

Раствор приобрел зеленый цвет

КMn+7O4 + Na2S2+2O3 + H2O = Mn+4O2 + Na2S+6O4 + К2SO4  + KOH

Mn+7   + 3ē   → Mn+4                       8      восстановление

S2+2       - 8ē    → 2S+6         24           3      окисление  

КMn+7O4 (за счет Mn+7   ) - окислитель

Na2S2+2O3(за счет S2+2 ) - востановитель

8КMn+7O4 + 3Na2S2+2O3 + H2O =8Mn+4O2↓+ 3Na2S+6O4 + 3К2SO4+2KOH

Образовался бурый осадок

Вывод: среда раствора оказывает влияние на продукты реакции в ОВР.

2-й кейс – Чудеса ОВР 2

Проблемный вопрос: Во всех ли случаях происходит изменение степеней окисления химических элементов? (нет).

2) Зависит ли это от типа химических реакций по числу реагентов и продуктов реакции? (нет).

Гипотеза: всегда происходит изменение степени окисления элементов (не всегда)

Эксперимент:

Инструктаж по ТБ

1. При выполнении химического эксперимента соблюдать тишину и осторожность.  
2. Работать с кислотами и щелочами аккуратно над лотком
3. Ничего не передавать и не брать
4. Ничего не пробовать на вкус
5. Осторожно определять запах, не поднося близко к органам дыхания пробирку
6. Если вы, случайно разлили раствор или разбили химическую посуду, обратитесь к учителю или лаборанту для устранения опасной ситуации.
7. После проведения эксперимента приведите рабочее место в порядок.

Проведение опыта

В 3-и пробирки налить по 1 мл К2Сr2O7, в 1 пробирку добавить 1 мл H2SO4, во 2 пробирку 1 мл NaOH. Затем в первые две пробирки добавить по 1 мл Na2S2O3, в 3-ю пробирку добавить КOH, а затем H2SO4

Записать наблюдения, химические реакции с электронным балансом и сделать выводы.

Решение проблемного вопроса:

К2Сr2+6O7  + Na2S2+2O3 + H2SO4 = Сr2 +2(SO4)3 + Na2S+6O4 + K2SO4 + H2O

 Сr +6   + 3ē   → Сr +3                   8      восстановление

S2+2       - 8ē    → 2S+6          24        3     окисление  

К2Сr2+6O7 (за счет Сr +6   ) - окислитель

Na2S2+2O3(за счет S2+2 ) - востановитель

4К2Сr2+6O7  + 3Na2S2+2O3 + 13H2SO4 = 4Сr2 +3(SO4)3 + 3Na2S+6O4 + 4K2SO4 + 13H2O

Раствор стал зеленого цвета

К2Сr2+6O7  + Na2S2+2O3 + NaОН+ 3H2O = Na3[Сr+3(OH)6] + Na2S+6O4 + K2CrO4 

 Сr +6   + 3ē   → Сr +3                   8      восстановление

S2+2       - 8ē    → 2S+6          24        3     окисление  

К2Сr2+6O7 (за счет Сr +6   ) - окислитель

Na2S2+2O3(за счет S2+2 ) - востановитель

2К2Сr2+6O7  + 3Na2S2+2O3 + 6NaОН+ 3H2O  = 2Na3[Сr+3(OH)6] + 3Na2S+6O4 + 2K2CrO4 

Раствор стал желтого цвета

К2Сr2+6O7  + 2КОН = 2К2Сr +6O4  +  H2O

оранжевый              желтый

2К2Сr +6O4  + H2SO4= К2Сr2+6O7 + К2S+6O4 +H2O

желтый                     оранжевый

 Раствор меняет цвет с оранжевого на желтый придобавлениищелочи (КОН) и снова становиться оранжевым при добавлении серной кислоты.

! ОДНАКО СТЕПЕНЬ ОКИСЛЕНИЯ ВЕЩЕСТВ НЕ МЕНЯЕТСЯ

Вывод: не всегда изменение цвета раствора свидетельствует об изменении степени окисления и протекании ОВР.

3-й кейс – Чудеса ОВР 3

Проблемный вопрос: Взаимодействует ли железо с раствором хлорида меди? Возможно ли взаимодействие меди с раствором хлорида железа (III)?

Гипотеза: возможно (невозможно)

Данный вопрос вызывает противоречия, поэтому чтобы на него ответить нужно провести эксперимент.

Эксперимент:

Инструктаж по ТБ

1. При выполнении химического эксперимента соблюдать тишину и осторожность.  
2. Работать с кислотами и щелочами аккуратно над лотком
3. Ничего не передавать и не брать
4. Ничего не пробовать на вкус
5. Осторожно определять запах, не поднося близко к органам дыхания пробирку
6. Работая со спиртовкой будьте предельно аккуратными. Зажигайте спиртовку спичкой и гасите колпачком. Не дуйте на пламя спиртовки, не передавайте горящую спиртовку на другую парту.
7. Если вы, случайно разлили раствор или разбили химическую посуду, обратитесь к учителю или лаборанту для устранения опасной ситуации.
8. После проведения эксперимента приведите рабочее место в порядок.

Проведение опыта

В 1 пробирку с железом налить по 2 мл CuСl2,

во 2 пробирку с медью добавить 2мл FeСl3.

Через две минуту сравнить растворы. При необходимости аккуратно нагреть, не доводя до кипения. Сделать выводы.

Записать наблюдения, химические реакции с электронным балансом и сделать выводы.

Решение проблемного вопроса:

Fe0 + Cu+2Сl2= Fe+2Сl2+ Cu0↓  

Cu+2   + 2ē   → Cu0                       1     восстановление

Fe0      - 2ē    → Fe+2         1           1      окисление  

Cu+2S O4  (за счет Cu+2   ) - окислитель

Fe0 - востановитель

Fe0 + Cu+2Сl2= Fe+2Сl2+ Cu↓  

Раствор становиться желтовато-коричневого цвета

Cu0+ Fe+3Сl3= Fe+2Сl2+ Cu+2Сl2

Fe +3   + 1ē   → Fe+2                       2    восстановление

Cu 0      - 2ē    → Cu+2         2           1      окисление  

Fe2+3(S O4) 3 (за счет Fe +3) - окислитель

Cu0 - востановитель

Cu0+ 2Fe+3Сl3= 2Fe+2Сl2+ Cu+2Сl2

Раствор становиться зеленовато-голубого цвета

Вывод: 1. Железо более активный металл и замещает медь в растворе сульфата

3. Fe +3 обладает окислительными свойствами и взаимодействует с медью.

Защита по группам проведенных экспериментальных данных и воспроизведение полученных знаний.

Закрепление. Самостоятельная работа на платформе Quizizz.

Решение теста https://quizizz.com/join?gc=206162

Рефлексия

1. Какая задача стояла перед вами на уроке?
2. Что нового вы узнали сегодня на уроке об ОВР?
3. Что было интересного и необычного на уроке?
4. Какие задания вам выполнить не удалось? Почему?
5. Где пригодятся знания, полученные на уроке?

Решить облако тегов (Приложение 4) и записать высказывание

Варианты высказываний:

1. Окислительно-восстановительные реакции идут с изменением степени окисления
2. Продукты окислительно-восстановительных реакций зависят от среды раствора
3. Окислители понижают степень окисления и участвуют в процессе восстановления
4. Восстановители повышают степень окисления и участвуют в процессе окисления

Заполнение листа самооценки обучающимися. Оценочный лист

Максимальное количество баллов – 16

Минимальное - 7

ДЗ. Ознакомиться с интересными фактами протекания ОВР по ссылке

Кейс 4

 Определите вещество, которое поможет избавиться от пятен марганцовки на ткани. Какой восстановитель и кислую среду мы можем использовать в домашних условиях.

 Напишите ОВР, составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель, расставьте коэффициенты.

Кейс 5

Хлор один из самых удушливых газов, очень токсичный при попадании в легкие взывает ожоги дыхательных путей и удушье. Один из первых химических отравляющих веществ был использован Германией в Первую мировую войну.  Хлор как сильный окислитель используют для обеззараживания сточных вод. Он разрушает многие краски поэтому его используют при белении бумаги и ткани.

Найдите информацию об использовании окислительно-восстановительных свойств хлора в промышленности.

Кейс 6

С помощью какого вещества можно очистить испачканную йодом белую салфетку?

 Напишите ОВР, составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель, расставьте коэффициенты.

Кейс 7

Какое вещество можно использовать при реставрации старых потемневших картин. В частности, окисление черного сульфида свинца до белого сульфата восстановлением потемневших белил оксида свинца (II).

Напишите ОВР, составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель, расставьте коэффициенты.

Кейс 8

 Дерево при максимальной работе фотосинтеза способно перерабатывать 50г углекислого газа в углеводы. Сколько литров кислорода при этом выделится?

Кейс 9

Если дома разбился градусник, то ртуть надо убрать. Какие вещества в домашних условиях мы можем использовать для того, чтобы перевести ртуть в более безопасное соединение?

Напишите ОВР, составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель, расставьте коэффициенты.

Кейс 10

 При отравлении концентрированным раствором марганцовки, когда его раствор принимают за крепкий чай, возникает ожог рта, пищевода и желудка. Что советуют сделать в домашних условиях врачи-травматологи до приезда скорой помощи?

Напишите ОВР, составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель, расставьте коэффициенты.

Маршрутный лист

Дата _________        ФИ______________________      класс  _11_

Тема: _____________________________________________________________

Основные термины

1. ОВР –__________________________________________________________________________________________________________________________
2. Степень окисления - __________________________________________________________________________________________________________________________
3. Окислитель-__________________________________________________
4. Восстановитель - ______________________________________________
5. Электронный баланс - __________________________________________
6. Окисление - __________________________________________________
7. Восстановление - ______________________________________________

Задание 1.

Определить степень окисления элементов в сложных веществах:

К Mn O4,      K2 Cr2 O7,          H2 S O4,         K I

Определить какую роль выполняют эти вещества в ОВР

1.Окислители -

2.Восстановители -

3.Окислители и восстановители -

Задание 2.

 Химический пазл (сложить выданный пазл и пронумеровать этапы составления ОВР)

___Определить окислитель и восстановитель

___Составить электронный баланс

___Написать уравнение реакции

___Расставить коэффициенты

___Определить степень окисления

Задание 3.

Решение кейса - Чудеса ОВР 1

Проблемный вопрос: Возможно ли получение разных продуктов из одного вещества в процессе ОВР?

Гипотеза: возможно (невозможно)

Эксперимент:

Инструктаж по ТБ

8. При выполнении химического эксперимента соблюдать тишину и осторожность.  
9. Работать с кислотами и щелочами аккуратно над лотком
10. Ничего не передавать и не брать
11. Ничего не пробовать на вкус
12. Осторожно определять запах, не поднося близко к органам дыхания пробирку
13. Если вы, случайно разлили раствор или разбили химическую посуду, обратитесь к учителю или лаборанту для устранения опасной ситуации.
14. После проведения эксперимента приведите рабочее место в порядок.

Проведение опыта

В 4-ре пробирки налить по 1 мл КMnO4, в 1 пробирку добавить 1 мл H2SO4, во 2 пробирку 1 мл КOH. Затем в первые три пробирки добавить   Na2S2O3, 4-ю пробирку использовать, как контрольный экземпляр.

Записать наблюдения, химические реакции с электронным балансом и сделать выводы.

Решение проблемного вопроса:

Уравнение реакции

_____________________________________________________________

Электронный баланс___________________________________________

____________________________________________

Окислитель - ___________________________________________________

Восстановитель –_________________________________________________

Наблюдения - ____________________________________________________

 Уравнение реакции

_____________________________________________________________

Электронный баланс___________________________________________

____________________________________________

Окислитель - ___________________________________________________

Восстановитель –_________________________________________________

Наблюдения - ____________________________________________________

 Уравнение реакции

_____________________________________________________________

Электронный баланс___________________________________________

____________________________________________

Окислитель - ___________________________________________________

Восстановитель –_________________________________________________

Наблюдения - ____________________________________________________

 Вывод:

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Рефлексия

Решить облако тегов и записать высказывание

____________________________________________________________________________________________________________________________________

ДЗ

Приложение 3.

 1-й кейс -  Чудеса ОВР 1

Проблемный вопрос: Возможно ли получение разных продуктов из одного вещества в процессе ОВР?

Гипотеза: возможно (невозможно)

Решение проблемного вопроса - Проведение эксперимента

В 4-ре пробирки налить по 1 мл КMnO4, в 1 пробирку добавить 1 мл H2SO4, во 2 пробирку 1 мл КOH. Затем в первые три пробирки добавить по 1 мл Na2S2O3, 4-ю пробирку использовать, как контрольный экземпляр

Записать наблюдения, химические реакции с электронным балансом.  

Сделать вывод

Обосновать полученные данные

Приложение 3.

2-й кейс – Чудеса ОВР 2

Проблемный вопрос: Во всех ли случаях происходит изменение степеней окисления химических элементов? (нет).

2) Зависит ли это от типа химических реакций по числу реагентов и продуктов реакции? (нет).

Гипотеза: всегда происходит изменение степени окисления элементов (не всегда)

Решение проблемного вопроса - Проведение эксперимента

В 3-и пробирки налить по 1 мл К2Сr2O7, в 1 пробирку добавить 1 мл H2SO4, во 2 пробирку 1 мл NaOH. Затем в первые две пробирки добавить по 1 мл Na2S2O3, в 3-ю пробирку добавить КOH, а затем H2SO4

Записать наблюдения, химические реакции с электронным балансом.

Сделать вывод

Обосновать полученные данные

Приложение 3.

3-й кейс – Чудеса ОВР 3

Проблемный вопрос: Взаимодействует ли железо с раствором хлорида меди? Возможно ли взаимодействие меди с раствором хлорида железа (III)?

Гипотеза: возможно (невозможно)

Решение проблемного вопроса - Проведение эксперимента

В 1 пробирку с железом налить по 2 мл CuСl2, во 2 пробирку с медью добавить 2мл FeСl3. Через несколько минуту сравнить растворы. При необходимости аккуратно нагреть, не доводя до кипения. Записать наблюдения, химические реакции с электронным балансом и сделать выводы.

Сделать вывод

Обосновать полученные данные

Приложение 4.