Окислительно-восстановительные реакции в заданиях ЕГЭ по химии
Цели и задачи
- Цель: Систематизировать знания о закономерностях протекания ОВР и отработать алгоритм выполнения заданий №29 и №30 ЕГЭ по химии на примерах реакций с участием соединений марганца, хрома и азота.
- Образовательные: Обобщить правила прогнозирования продуктов ОВР в зависимости от среды раствора; закрепить навык составления электронного баланса.
- Развивающие: Развивать аналитическое мышление через установление причинно-следственных связей между строением атома и его окислительной способностью.
- Воспитательные: Формировать ответственное отношение к подготовке к итоговой аттестации и навыки эффективной коммуникации в группе.
Планируемые результаты
Личностные
- Готовность к осознанному выбору будущей профессиональной траектории (медицина, фармация, химтехнология).
- Умение управлять своим эмоциональным состоянием при выполнении сложных экзаменационных задач.
- Критическое отношение к информации и способность к самооценке уровня владения материалом.
Метапредметные
- Познавательные: Умение структурировать знания, строить логические рассуждения и делать выводы о продуктах реакции на основе свойств реагентов.
- Регулятивные: Способность планировать время выполнения задания ЕГЭ и осуществлять самоконтроль по эталону.
- Коммуникативные: Умение аргументированно отстаивать свою точку зрения при обсуждении продуктов реакции в паре или группе.
Предметные
- Знать типичные окислители и восстановители, используемые в КИМ ЕГЭ.
- Уметь предсказывать продукты ОВР для перманганата калия и дихромата калия в кислой, нейтральной и щелочной средах.
- Владеть методом электронного баланса для расстановки коэффициентов в сложных неорганических реакциях.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Смыслообразование: понимание практической значимости ОВР в биологических процессах (клеточное дыхание) и технике (коррозия).
Регулятивные УУД
- Целеполагание на основе соотнесения того, что уже известно, и того, что ещё неизвестно (анализ дефицитов по заданию №29).
Познавательные УУД
- Моделирование: использование знаково-символических средств (химических формул и уравнений) для описания химических процессов.
Коммуникативные УУД
- Управление поведением партнера: контроль, коррекция и оценка действий напарника при взаимопроверке.
Подготовка учителя к уроку
- Распечатать карточки-кейсы для групповой работы (5 групп по 5 человек) с перечнем веществ для задания №29.
- Подготовить интерактивный опрос в сервисе Quizizz или Plickers для этапа актуализации.
- Распечатать опорные таблицы «Поведение марганца и хрома в различных средах» (по 1 на парту).
- Проверить работу проектора и наличие доступа к сети Интернет для демонстрации виртуальной лаборатории.
- Подготовить реактивы для демонстрационного опыта (если нет виртуальной): KMnO4, Na2SO3, H2SO4, KOH, H2O.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (3 мин)
Цель этапа: создать рабочую атмосферу, актуализировать межпредметные связи и значимость темы для ЕГЭ.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | «Здравствуйте, коллеги! Именно так я обращаюсь к вам сегодня, ведь через год многие из вас станут студентами естественно-научных факультетов. Посмотрите на экран. Перед вами два процесса: ржавление гвоздя и процесс дыхания в митохондрии. Что общего между ними с точки зрения химии? Правильно, это ОВР. В ЕГЭ задания №29 и №30 приносят суммарно 4 первичных балла, но статистика показывает, что это одни из самых «завальных» заданий. Сегодня мы не просто будем решать, а проведем исследование: как среда диктует условия окислителю». | Приветствуют учителя. Анализируют изображения на слайде, находят общее (переход электронов, изменение степеней окисления). Формулируют связь химии с биологией и физикой. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Итак, ОВР — это фундамент жизни и причина разрушений. Чтобы не «разрушить» свои баллы на экзамене, перейдем к проверке вашей теоретической базы».
Этап 2. Актуализация знаний (ИКТ-разминка) (5 мин)
Цель этапа: быстрая диагностика знаний типичных окислителей и восстановителей с использованием цифровых инструментов.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
5 мин | Учитель выводит на экран QR-код для входа в блиц-опрос (Quizizz): «Возьмите ваши смартфоны, перейдите по ссылке. У вас 10 вопросов на соответствие: вещество — роль в ОВР. Кто окажется в топ-3, получит бонусный балл к самостоятельной работе». Учитель комментирует результаты в реальном времени: «Вижу, что с типичными окислителями (перманганат, дихромат, азотная кислота) проблем нет, а вот с восстановителями (фосфин, пероксид водорода) есть сомнения». | Сканируют код, проходят онлайн-тест. Выбирают роли веществ (только окислитель, только восстановитель, двойственность). Анализируют ошибки сразу после завершения теста. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Теория — это карта, но нам нужно научиться по ней ходить. Переходим к главной проблеме — прогнозированию продуктов».
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Этап 3. Проблемный диалог и исследовательская работа (12 мин)
Цель этапа: выявить зависимость продуктов восстановления перманганат-иона от pH среды через исследовательский метод.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
4 мин | «Представьте ситуацию: в задании №29 дан перечень: KMnO4, Na2SO3, H2SO4, KOH, H2O. Ученик пишет реакцию и получает три разных результата. Почему? Давайте проведем виртуальный эксперимент». Учитель запускает симуляцию или демонстрирует реальный опыт: добавление сульфита натрия к подкисленному, нейтральному и подщелоченному раствору перманганата калия. «Что мы видим? Фиолетовый раствор стал бесцветным, выпал бурый осадок, раствор стал зеленым. Как это объяснить с точки зрения электронов?» | Наблюдают за изменениями окраски. Выдвигают гипотезы: «Степень окисления марганца понижается по-разному», «Среда влияет на то, сколько электронов примет марганец». |
8 мин | Учитель организует групповую работу: «Разделитесь на 3 группы по рядам. 1 ряд исследует кислую среду, 2 ряд — нейтральную, 3 ряд — щелочную. Ваша задача: составить уравнение реакции сульфита натрия с перманганатом калия в вашей среде, составить электронный баланс и сформулировать правило: «Марганец (+7) в ... среде переходит в ...». Используйте опорные таблицы на столах». | Работают в группах. Распределяют роли (лидер, секретарь, спикер). Записывают уравнения в тетради, оформляют баланс. Готовят выступление спикера. |
Эталон решения (для кислой среды)
2KMnO4 + 5Na2SO3 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 3H2O
Mn⁺⁷ + 5e⁻ → Mn⁺² (окислитель, восстановление)
S⁺⁴ - 2e⁻ → S⁺⁶ (восстановитель, окисление)
Mn⁺⁷ + 5e⁻ → Mn⁺² (окислитель, восстановление)
S⁺⁴ - 2e⁻ → S⁺⁶ (восстановитель, окисление)
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы вывели закон поведения марганца. Запомните мнемонику: Кислая — бесцветный (Mn2+), Нейтральная — бурый (MnO2), Щелочная — зеленый (MnO4 2-). Теперь — небольшая пауза».
Этап 4. Физкультминутка (2 мин)
Цель этапа: снятие зрительного и мышечного напряжения.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | «Встаньте, пожалуйста. Давайте представим себя электронами. Электроны на внешнем слое очень подвижны. Потянитесь вверх (энергия ионизации растет), наклонитесь вниз (радиус атома увеличивается). Теперь быстро поморгайте — это вспышки при горении магния. Сделайте круговые движения плечами: мы как электроны на p-орбитали, движемся по восьмерке». | Выполняют упражнения, следуя метафорическим инструкциям учителя. |
Этап 5. Практикум в парах: дифференцированные задания (10 мин)
Цель этапа: отработка навыка выполнения задания №29 ЕГЭ в условиях, максимально приближенных к экзаменационным.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
10 мин | Учитель раздает карточки с двумя уровнями сложности. Уровень А — классические ОВР (марганец, хром). Уровень Б — «ловушки» ЕГЭ (реакции с изменением цвета без выпадения осадка, ОВР с органическими веществами). «Работаем в парах. Обсуждайте выбор веществ, но каждый пишет баланс сам. После выполнения обменяйтесь тетрадями для взаимопроверки по критериям ФИПИ, которые я вывел на экран». | Выбирают уровень сложности. Обсуждают в парах, какие вещества из списка могут вступить в ОВР. Записывают уравнение, электронный баланс, указывают окислитель и восстановитель. Проводят взаимопроверку, выставляя баллы (0, 1 или 2). |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Вижу, что многие справились с уровнем Б. Помните: в ЕГЭ важно не только найти продукты, но и правильно указать степени окисления — это типичная ловушка».
Этап 6. Творческое задание «Исповедь электрона» (5 мин)
Цель этапа: развитие креативного мышления и закрепление понятий «окислитель» и «восстановитель» через метафору.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
5 мин | «А теперь немного творчества. Представьте, что вы — электрон, который переходит от атома серы к атому марганца. Напишите короткое эссе или синквейн от лица этого электрона. Что вы чувствуете? Кем был ваш прежний хозяин и кем стал новый? Лучшее описание зачитаем вслух». | Пишут короткие тексты. Пример синквейна: «Электрон. Лишний, энергичный. Улетаю, окисляю, радую. Сера плачет, Марганец доволен. Свобода!» Зачитывают 2-3 работы. |
Этап 7. Рефлексия и подведение итогов (6 мин)
Цель этапа: осознание учащимися своей учебной деятельности, самооценка результатов.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
6 мин | Учитель раздает «Листы самоконтроля». «Отметьте, пожалуйста, в какой зоне вы находитесь по отношению к заданию №29: Зеленая (решаю всё), Желтая (сомневаюсь в средах), Красная (баланс — это сложно). Также ответьте на вопросы таблицы рефлексии». Подводит итог урока, выставляет оценки за работу на уроке. | Заполняют листы самооценки. Формулируют, какие темы требуют дополнительного повторения дома. |
Критерии оценивания практической работы
- «5» — Верно выбраны вещества из списка, записано молекулярное уравнение, составлен электронный баланс, правильно указаны окислитель и восстановитель. Допущено не более 1 неточности в оформлении.
- «4» — Верно выбраны вещества и записаны продукты, но допущена ошибка в коэффициентах или в указании степеней окисления в балансе.
- «3» — Верно выбраны только реагенты и продукты, но баланс не составлен или содержит грубые ошибки, не позволяющие уравнять реакцию.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Какой переход степени окисления марганца вам запомнился лучше всего и почему? | Закрепление визуальных образов (цветов растворов) и соответствующих им ионов. |
В чем была главная сложность при выполнении задания уровня Б? | Выявление типичных затруднений в комбинированных ОВР (например, органика + неорганика). |
Насколько эффективно вам работалось в паре? | Оценка коммуникативных навыков и умения объяснять материал сверстнику. |
Завершающее слово учителя
«Сегодня мы проделали большую работу: от виртуального эксперимента до творческого осмысления движения электронов. ОВР — это не просто строчки в тетради, это логика самой природы. Если вы научитесь видеть эту логику, задание №29 превратится для вас из лотереи в гарантированные баллы. На следующем уроке мы разберем задание №30 — ионные уравнения, которые неразрывно связаны с тем, что мы делали сегодня. Спасибо за урок, будущие ученые!»
Домашнее задание
Уровень сложности | Задания | Описание |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Учебник, §15, упр. 3-5; РешуЕГЭ: 5 заданий №29. | Отработка стандартных алгоритмов электронного баланса для неорганических веществ. |
Средний (повышающий) | Составить таблицу-шпаргалку «ОВР с участием соединений азота (HNO3 разл. конц)». | Систематизация знаний по азотной кислоте, где продукты зависят от активности металла. |
Продвинутый (дополнительный) | Найти и решить 2 примера ОВР из заданий ДВИ МГУ или олимпиад «Ломоносов». | Для учеников, планирующих поступление в топовые вузы; работа со сверхсложными случаями. |
Контрольный вопрос: «Почему при взаимодействии меди с концентрированной азотной кислотой выделяется бурый газ, а с разбавленной — бесцветный, который буреет на воздухе?»
