Окисление кислорода химия 8 класс уравнения

Кислород: химия кислорода

Кислород

Положение в периодической системе химических элементов

Кислород расположен в главной подгруппе VI группы (или в 16 группе в современной форме ПСХЭ) и во втором периоде периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.

Электронное строение кислорода

Электронная конфигурация кислорода в основном состоянии :

+8O 1s 2 2s 2 2p 4 1s 2s 2p

Атом кислорода содержит на внешнем энергетическом уровне 2 неспаренных электрона и 2 неподеленные электронные пары в основном энергетическом состоянии.

Физические свойства и нахождение в природе

Кислород О₂ — газ без цвета, вкуса и запаха, немного тяжелее воздуха. Плохо растворим в воде. Жидкий кислород – голубоватая жидкость, кипящая при -183 о С.

Озон О₃ — при нормальных условиях газ голубого цвета со специфическим запахом, молекула которого состоит из трёх атомов кислорода.

Кислород — это самый распространённый в земной коре элемент. Кислород входит в состав многих минералов — силикатов, карбонатов и др. Массовая доля элемента кислорода в земной коре — около 47 %. Массовая доля элемента кислорода в морской и пресной воде составляет 85,82 %.

В атмосфере содержание свободного кислорода составляет 20,95 % по объёму и 23,10 % по массе.

Способы получения кислорода

В промышленности кислород получают перегонкой жидкого воздуха.

Лабораторные способы получения кислорода:

• Разложение некоторых кислородосодержащих веществ:

Разложение перманганата калия:

Разложение бертолетовой соли в присутствии катализатора MnO₂ :

2KClO₃ → 2KCl + 3O₂

Разложение пероксида водорода:

2HgO → 2Hg + O₂

Соединения кислорода

Основные степени окисления кислород +2, +1, 0, -1 и -2.

Химические свойства

При нормальных условиях чистый кислород — очень активное вещество, сильный окислитель. В составе воздуха окислительные свойства кислорода не столь явно выражены.

1. Кислород проявляет свойства окислителя (с большинством химических элементов) и свойства восстановителя (только с более электроотрицательным фтором). В качестве окислителя кислород реагирует и с металлами , и с неметаллами . Большинство реакций сгорания простых веществ в кислороде протекает очень бурно, иногда со взрывом.

1.1. Кислород реагирует с фтором с образованием фторидов кислорода:

С хлором и бромом кислород практически не реагирует, взаимодействует только в специфических очень жестких условиях.

1.2. Кислород реагирует с серой и кремнием с образованием оксидов:

1.3. Фосфор горит в кислороде с образованием оксидов:

При недостатке кислорода возможно образование оксида фосфора (III):

Но чаще фосфор сгорает до оксида фосфора (V):

1.4. С азотом кислород реагирует при действии электрического разряда, либо при очень высокой температуре (2000 о С), образуя оксид азота (II):

N₂ + O₂→ 2NO

1.5. В реакциях с щелочноземельными металлами, литием и алюминием кислород также проявляет свойства окислителя. При этом образуются оксиды:

2Ca + O₂ → 2CaO

Однако при горении натрия в кислороде преимущественно образуется пероксид натрия:

2Na + O₂→ Na₂O₂

А вот калий, рубидий и цезий при сгорании образуют смесь продуктов, преимущественно надпероксид:

K + O₂→ KO₂

Переходные металлы окисляются кислород обычно до устойчивых степеней окисления.

Цинк окисляется до оксида цинка (II):

2Zn + O₂→ 2ZnO

Железо , в зависимости от количества кислорода, образуется либо оксид железа (II), либо оксид железа (III), либо железную окалину:

2Fe + O₂→ 2FeO

4Fe + 3O₂→ 2Fe₂O₃

3Fe + 2O₂→ Fe₃O₄

1.6. При нагревании с избытком кислорода графит горит , образуя оксид углерода (IV):

при недостатке кислорода образуется угарный газ СО:

2C + O₂ → 2CO

Алмаз горит при высоких температурах:

Горение алмаза в жидком кислороде:

Графит также горит:

Графит также горит, например, в жидком кислороде:

Графитовые стержни под напряжением:

2. Кислород взаимодействует со сложными веществами:

2.1. Кислород окисляет бинарные соединения металлов и неметаллов: сульфиды, фосфиды, карбиды, гидриды . При этом образуются оксиды:

4FeS + 7O₂→ 2Fe₂O₃ + 4SO₂

Ca₃P₂ + 4O₂→ 3CaO + P₂O₅

2.2. Кислород окисляет бинарные соединения неметаллов:

• летучие водородные соединения ( сероводород, аммиак, метан, силан гидриды . При этом также образуются оксиды:

2H₂S + 3O₂→ 2H₂O + 2SO₂

Аммиак горит с образованием простого вещества, азота:

4NH₃ + 3O₂→ 2N₂ + 6H₂O

Аммиак окисляется на катализаторе (например, губчатое железо) до оксида азота (II):

4NH₃ + 5O₂→ 4NO + 6H₂O

• прочие бинарные соединения неметаллов — как правило, соединения серы, углерода, фосфора ( сероуглерод, сульфид фосфора и др.):

CS₂ + 3O₂→ CO₂ + 2SO₂

• некоторые оксиды элементов в промежуточных степенях окисления ( оксид углерода (II), оксид железа (II) и др.):

2CO + O₂→ 2CO₂

2.3. Кислород окисляет гидроксиды и соли металлов в промежуточных степенях окисления в водных растворах.

Например , кислород окисляет гидроксид железа (II):

Кислород окисляет азотистую кислоту :

2.4. Кислород окисляет большинство органических веществ. При этом возможно жесткое окисление (горение) до углекислого газа, угарного газа или углерода:

CH₄ + 2O₂→ CO₂ + 2H₂O

2CH₄ + 3O₂→ 2CO + 4H₂O

CH₄ + O₂→ C + 2H₂O

Также возможно каталитическое окисление многих органических веществ (алкенов, спиртов, альдегидов и др.)

Урок №23. Химические свойства кислорода. Оксиды. Применение. Круговорот кислорода в природе

Химические свойства кислорода

Кислород энергично реагирует со многими веществами: простыми – металлами и неметаллами и сложными.

Химические реакции взаимодействия веществ с кислородом называются реакциями окисления .

Химическая реакция, при которой происходит окисление веществ с выделением тепла и света называется реакцией горения .

Продуктами реакций взаимодействия веществ с кислородом, в большинстве случаев, являются оксиды.

Оксиды – это сложные вещества, которые состоят из двух элементов, одним из которых является кислород.

Общая формула оксидов:

Э х О у

, где Э – это химический элемент в валентности = N группы (для элементов главных подгрупп «А»),

О – это кислород в валентности (II),

Х и У – это индексы, полученные исходя из валентностей элемента.

С большинством металлов он реагирует уже при комнатной темпе­ратуре, образуя оксиды. Железо сгорает в кислороде при температуре с треском и разбрасыванием искр, при этом образуется железная окалина Fe 3 O 4 – это соединение двух оксидов железа: FeOв валентности (II) и Fe 2 O 3 в валентности (III):

3Fe + 2O 2 = FeO· Fe 2 O 3 (железная окалина Fe 3 O 4 )

С неметаллами (за исключением гелия, неона, аргона) кислород реагирует, как пра­вило, при нагревании. Так, с фосфором он реагирует при темпе­ратуре

60 °С, образуя Р 2 О 5 , с серой — при температуре около 250 °С:

С графитом кислород реагирует при 700 °С

Взаимодействие кислорода с азотом начинается лишь при 1200 ° С или в электрическом разряде

Посмотрите видео — эксперимент взаимодействия кислорода с магнием , видео — эксперимент фосфора с кислородом, видео — эксперимент взаимодействия серы с кислородом

Кислород реагирует и со многими сложными соединениями , например с оксидом азота (II) он реагирует уже при комнатной температуре:

Сероводород, реагируя с кислородом при нагревании, дает серу

2Н 2 S + О 2 = 2S+ 2Н 2 О

или оксид серы (IV)

2Н 2 S + ЗО 2 = 2SО 2 + 2Н 2 О

в зависимости от соотношения между кислородом и сероводородом.

Разработка открытого урока в 8 классе «Химические свойства кислорода»

Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.

«Химические свойства кислорода».

Тип урока: комбинированный.

Основная часть – формирование новых знаний и умений.

способствовать формированию знаний учащихся о кислороде, его химических свойствах;

обеспечить условия для усвоения учащимися понятий: реакция окисления, реакция горения, оксиды;

сформировать умения записывать уравнения химических реакций горения простых и сложных веществ в кислороде, давать названия полученным веществам;

способствовать осмыслению учащимися роли кислорода на земле и в жизни человека.

способствовать формированию: умений выделять общие и существенные признаки и свойства; умений увидеть проблему и найти пути её решения; умений применять полученные знания на практике и оценивать результаты выполненных действий;

Воспитательные: положительного отношения к знаниям, инициативности, настойчивости, способности преодолевать трудности для достижения цели.

Основные понятия
Окисление
Горение
Оксиды

Оборудование и реактивы: учебник; периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева; реактивы для демонстрации химических свойств кислорода; закрытых спиртовка, лучинка, спички, стаканы, ложки для сжигания веществ, гидроперит + MnO 2
Планируемые результаты обучения .

Знать определения: окисление, горение, оксиды.

Уметь записывать химические уравнения реакций, отражающие химические свойства кислорода; расставлять коэффициенты в химических уравнениях, называть полученные вещества.

Дидактический материал : учебник “Химия 8 класс” Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. М.: Просвещение, 2010.

Эпиграф к уроку:

Кислород – это вещество, вокруг которого вращается земная химия.

Берцелиус “Кислород-восьмой по счету, если вес за меру брать.Если ж мера место в жизни- номер надо б поменять!»
– Ребята, в чём заключается роль кислорода на Земле и в жизни человека?

Учащиеся, используя информацию прошлого урока, в устной форме проговаривают, что роль кислорода на Земле и в жизни человека глобальна.

После краткой беседы эмоциональное напряжение начального этапа снято, и учащиеся проявляют психологическую готовность к познавательной деятельности.

II. Актуализация знаний учащихся

От нужды, порой от скуки были созданы науки.

Век за веком пролетали- люди многое узнали,

Тем не менее , народ знать не знал про кислород.

Да и как о том узнать, что не можешь в руки взять?

Газ без запаха, без вкуса, незаметен на просвет.

На весах его не взвесить, и нужды в нем вроде нет.

Были , правда, рассужденья о дыханье, о горенье,

Даже был предсказан он под названьем ФЛОГИСТОН.

Англичанин Джозеф Пристли свойства газов изучал,

Взявши линзу, жаром солнца все что увидел , нагревал.

Над окалиною ртути как-то опыт проводил

Получилась капля ртути, плюс какой-то газ открыл.

В нем свеча горела ярче, дольше мышь могла дышать,

При нагреве в этом газе ртуть окислилась опять.

Воздух, взятый для сравненья. Раза в три «слабее»был

Так попутно в атмосфере и азот еще открыл!

Шведский химик Карл Шееле раньше кислород открыл

Но об опытах в журнале чуть позднее сообщил.

Но не Пристли, ни Шееле, не сумели оценить.

Или где-то для чего-то, газ открытый применить.

Антуан Лавуазье эти опыты проверил

Все старательно измерил и научно доказал:

Флогистона нет в природе, а все дело в кислороде!

И дыханье и горенье-это просто окисленье!

Рассказывают интересные факты о кислороде.

Актуализируются опорные знания учащихся. Ребята подготавливаются к восприятию нового материала.

III. Целеполагание и планирование

Определение темы и целей урока.

– Читая стихотворение, подумайте: Какие фразы из этого стихотворения говорят о признаках реакции?

Учитель стимулирует учащихся к высказываниям без боязни ошибиться.

— Следовательно, тема сегодняшнего урока “Химические свойства кислорода”.

• Познакомиться с химическими свойства кислорода;

• Научиться записывать химические уравнения реакций, отражающие химические свойства кислорода;

• Закрепить знания по расстановке коэффициентов в химических уравнениях;

• Научиться давать названия оксидам, запомнить некоторые исторические(тривиальные названия)

Учащиеся отвечают, что горение, выделение теплоты и света, превращение одного вещества в другое вещество – это и есть признаки химической реакции,

Записывают тему в тетрадь.

Знакомятся с целями урока, планируют свою деятельность.

Мотивация на приобретение новых знаний.

Учащиеся осознают компоненты учебной деятельности и мотивы собственных действий.

IV. Изучение нового материала

Изучение химических свойств кислорода.

Кислород энергично реагирует со многими веществами: простыми – металлами и неметаллами и сложными.(схема на доске)

– Ребята, обратите внимание на доске написано новое для вас понятие – реакция окисления. Давайте дадим ему определение:

Реакция окисления – реакция, в результате которой вещество взаимодействует с кислородом.

– Сейчас я предлагаю вам на конкретном примере пронаблюдать, как происходит окисление некоторых веществ в кислороде.

Учитель демонстрирует взаимодействие кислорода с неметаллами – углеродом, серой, фосфором.

Разобраться в сущности процессов, которые происходили в наблюдаемых опытах, помогут уравнения химических реакций:

2 Mg + O ₂ ––>2 Mg O

4P + 5O ₂ ––> 2P ₂ O ₅
Учитель ставит перед ребятами проблемный вопрос:

С большинством металлов кислород реагирует уже при комнатной температуре

Железо сгорает в кислороде при температуре с треском и разбрасыванием искр, при этом образуется железная окалина Fe ₃ O ₄ – это соединение двух оксидов железа: FeO в валентности (II) и Fe ₂ O ₃ в валентности (III):

Учитель записывает на доске уравнение химической реакции взаимодействия железа с кислородом:

(Показ опыта горение железа с ютуба

Реакция горения – реакция, при которой происходит окисление веществ с выделением теплоты и света.

Учитель обращает внимание учащихся на то, какие вещества образуются в процессе взаимодействия с кислородом.

– Вы правильно определили состав образовавшихся веществ, они действительно состоят из двух элементов, один из которых кислород, такие вещества называют оксидами . Оксиды – сложные вещества, состоящие из двух элементов, один из которых кислород.

Общая формула оксидов:

где Э – это химический элемент в валентности = Nгруппы (для элементов главных подгрупп «А»),

О – это кислород в валентности (II),

Х и У – это индексы, полученные исходя из валентностей элемента.

Учитель организует разрешение проблемной ситуации и одобряет активность учащихся:
Как назвать вещества:

Na2O, CaO, Al2O3,CO,CO2,

Проблема: оксид натрия, оксид калия или алюминия называются прекрасно. А как быть с двумя разными оксидами углерода?

Если у элемента возможно несколько оксидов, то в названии обязательно указывается валентность этого элемента:

CO -оксид углерода ( II ), CO 2-оксид углерода ( IV ).

А есть еще исторически сохраненные названия веществ:

N 2 O -оксид азота ( I ), закись азота, веселящий газ.

NO -оксид азота( II ), окись азота

NO 2-оксид азота ( IV ), (диокись) диоксид азота, бурый газ, лисий хвост

N 2 O 3-оксид азота( III ),триокись (триоксид)азота

CO -оксид углерода( II ), закись углерода, угарный газ

CO 2-оксид углерода( IV ), диокись(лиоксид углерода) углерода, улекислый газ

Теперь попробуем самостоятельно написать уравнения горения
бора, лития, бария.

3) сложными веществами

Кислород реагирует и со многими сложными соединениями

Учитель записывает уравнение химической реакции горения сложного вещества в кислороде:

– Ребята, обратите внимание на химические формулы образовавшихся веществ, что вы можете сказать об их составе?

Вывод: при реакции горения сложного вещества получаются оксиды тех элементов, из которых состоит вещество.

Учащиеся знакомятся с определением понятия реакция окисления.

Ученики наблюдают процесс взаимодействия углерода с кислородом, серы с кислородом, фосфора с кислородом, сравнивают как идёт взаимодействие углерода, серы, фосфора, железа с кислородом воздуха и с чистым кислородом.

Записывают уравнения химических реакций в тетрадь.

Учащиеся называют признаки показанных реакций: выделение света и теплоты.

Учащиеся знакомятся с определением понятия реакция горения.

Дети отвечают, что в составе образовавшихся в результате реакций веществ находятся два элемента, один из которых кислород.

Учащиеся знакомятся с определением понятия оксиды.

Учащиеся приходят к выводу, что кислород – это газ, поддерживающий горение; интенсивность протекания реакций резко увеличивается в атмосфере кислорода.

Один учащийся у доски, а остальные в своих тетрадях записывают уравнение химической реакции.

Учащиеся записывают уравнение химической реакции в тетрадь.

Дети отвечают, что в составе образовавшихся в результате реакций веществ находятся два элемента, один из которых кислород.

Вспоминают пройденный материал, пытаются ответить на вопрос.

Учащиеся знакомятся с определением понятия медленное окисление.

Ребята привести примеры из жизни.

Ребята осознают содержание понятия реакция окисления.

(по необходимости записывают в тетрадь)

Перед ребятами возникает проблемная ситуация, почему взаимодействие углерода и фосфорас кислородом воздуха отличается от взаимодействия этих веществ с чистым кислородом.

Школьники верно называют признаки реакции.

Учащиеся правильно освоили понятие реакция горения.

Ребята осознают содержание понятия горения.

(по необходимости записывают в тетрадь)

Школьники правильно определяют состав веществ.

Ребята осознают содержание понятия оксиды.

(по необходимости записывают в тетрадь).

Ребята умело используют знания прошлого урока.

Школьники правильно определяют состав веществ.

Ребята умело используют знания прошлого урока.

Ребята осознают содержание понятия медленное окисление.

(по необходимости записывают в тетрадь).

V. Закрепление и обобщение изученного материала

Работа по закреплению полученных знаний.

Учитель организует самостоятельную деятельность детей с целью проверки полученных ими новых знаний.

Для этого раздаёт на каждую парту проверочный лист и просит выполнить задание индивидуально каждого.

Какое название соответствует данному веществу Р ₂ О ₅ , если известно, что валентность фосфора переменная?

Б.Оксид фосфора ( III )

В. Оксид фосфора ( V )

2. Выберите формулу вещества, отвечающую названию « оксид серы (VI)»

3.Допишите уравнение реакции горения , расставьте коэффициенты

Какое название соответствует

данному веществу C О ₂ , если известно,

что валентность углерода переменная?

Б.Оксид углерода ( IV )

В. Оксид углерода ( II )

Выберите формулу вещества,

отвечающую названию «оксид серы ( IV )»

3.Допишите уравнение реакции горения ,

Какое название соответствует данному веществу Al ₂ О ₃ , если известно, что валентность алюминия постоянная?

Б.Оксид алюминия ( III )

В. Оксид алюминия ( V )

2. Выберите формулу вещества, отвечающую названию «оксид хлора ( V )»

3.Допишите уравнение реакции горения , расставьте коэффициенты

Какое название соответствует

данному веществу К ₂ О , если известно,

что валентность калия постоянная?

Б.Оксид калия ( I )

В. Оксид калия ( II )

Выберите формулу вещества,

отвечающую названию «оксид хлора ( VII )»

3.Допишите уравнение реакции горения ,

После выполнения задания учащиеся сдают листочки учителю.

Учащиеся определяют границы известного материала путём применения для выполнения заданий полученных знаний.

Результатом работы является определение достаточности собственных знаний.

Подведение итогов урока.

Ребята отвечают на вопросы,

Учащиеся выявляют степень выполнения учебных целей.

VII. Задание на дом

§ 20, 21 читать, учить свойства, выучить определения из словарика и ответить на вопросы 4-12,

*задачи 1-3 стр.60. (доп.

1.. Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия. Учебник для 8 класса средней школы М.: Просвещение, 1989.
2.Александрова М.А. «Иллюстрированная энциклопедия школьника» Москва, Аванта+ 2006
3. Брейгер Л.М. Нестандартные уроки по химии Волгоград: Учитель, 2004.