Конспект урока электролиз 10 класс

Учитель химии высшей категорий, кандидат педагогических наук:

Мушрапилова З.Т.

План урока по химии для 10 «Б» класса

Тема урока:«Электролиз расплавов и водных растворов солей»

Цель:

Закрепить теоретические знания процесса электролиза расплавов и основных принципов его протекания. Расширить знания электролиза на случай растворов и усвоение особенностей данного процесса.

Задачи:

• Образовательные: изучить процессы электролиза расплавов и растворов солей, как часть окислительно-восстановительных процессов; как способ получения металлов и неметаллов; как реакции, инициируемые электрическим током.

• Воспитательные: показать единство и многообразие окружающего мира, происходящих в нём процессов; доказать учащимся ведущую роль теории в познании практики. Воспитывать самостоятельность, используя информационно-коммуникативные технологии.

• Развивающие: Развитие логического мышления путём сравнения, обобщения, анализа, систематизации. Развивать логическое и образное мышления учащихся при написании уравнений электролиза растворов солей.

Тип урока: Совершенствование знаний и способов деятельности.

Форма организации урока: лекция, беседа и практическое занятие.

Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, экран, презентация к уроку, выполненная в программе Power Point, периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева.

Ход урока:

1. Организационный момент

2. Проверка знаний учащихся, необходимых для изучения данной темы (мозговой штурм)

3. Этап обобщения и систематизации знаний и способов деятельности

4. Этап закрепления изученного материала

5. Этап информации о домашнем задании

Ход урока

1. ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ МОМЕНТ (проверка готовности учащихся к уроку, отметка отсутствующих, постановка целей урока и сообщение плана проведения занятия).

Учитель: - Здравствуйте, ребята. Садитесь. Кто отсутствует?

На прошлом занятий мы сказали что если металлы находятся в виде прочих солей, то можно получить только электролизом. Электрометаллургический способ. Это способы получения металлов с помощью электрического тока (электролиза).

2. ПРОВЕРКА ЗНАНИЙ УЧАЩИХСЯ, НЕОБХОДИМЫХ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ДАННОЙ ТЕМЫ (МОЗГОВОЙ ШТУРМ)

Учитель: Ребята, для изучения нашей темы, необходимо понимание многих понятий. Вы можете заработать оценки, если сможете дать определение следующим понятиям.

Электролит- это вещество, раствор или расплав которого проводит электрический ток.

Электролитическая диссоциация- это процесс распада электролита на ионы при растворении или расплавлении.

Окислительно-восстановительные реакции - это реакции, идущие с изменением степеней окисления элементов.

Степень окисления - это условный заряд, показывающий количество смещённых электронов.

Окислители - это вещества, отнимающие электроны от других веществ.

Примеры окислителей:

-Соединения, содержащие элементы с высшей степенью окисления: HN⁵⁺O₃, H₂S⁶⁺O₄ конц.,KMn⁷⁺O₄, K₂Cr₂⁶⁺O₇…

-Катионы металлов большого заряда: Fe^3+,Au^3+,Pb²⁺и т.п.

-Галогены: F₂, Cl₂, Br₂

-Кислород: O₂, озон О₃

Восстановители - это вещества, отдающие электроны.

Примеры восстановителей:

-Соединения, содержащие элементы с низшей степенью окисления: H₂S^-2, N^-3H₃, P^3-H₃, KJ^- и т.п.

-Н₂, С, СО, активные металлы- Mg, Al, щелочные металлы

-Катионы металлов малого заряда: Fe^2+,,Sn^2+, и т.п.

Учитель: А что является самым сильным окислителем, самым сильным восстановителем?

(ученики предполагают)

Учитель: самым сильным окислителем и самым сильным восстановителем является электрический ток. С его помощью можно окислить даже ионы фтора и восстановить катионы щелочных металлов. Итак, переходим к понятиям электрическим.

Электрод- проводник, посредством которого часть электрической цепи, образуемая проводами, соединяется с частью цепи, проходящей в неметаллической среде (жидкости, газе)

Катод - отрицательный электрод.

Анод - положительный электрод.

Анод бывает - инертный (из C, Pt, Au), растворимый (из более активного металла - Cu, Cr, Ni и др.)

Электрический ток - это направленное движение заряженных частиц.

3. ЭТАП ОБОБЩЕНИЯ И СИСТЕМАТИЗАЦИИ ЗНАНИЙ И СПОСОБОВ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Электролиз

Расплавов Растворов

Учитель: Хорошо, ребята. Я думаю, вы подошли к пониманию основного понятия сегодняшнего урока. Итак:

Электролиз- это окислительно-восстановительный процесс, протекающий на электродах, при пропускании постоянного электрического тока через раствор или расплав электролита (учащиеся записывают).

На Катоде происходит процесс восстановления. Восстановление- это процесс принятия электрона, сопровождающееся уменьшением степени окисления элемента.

(К^-) А⁺ + ne→A⁰

(A⁺) B^- - me→B⁰

На Аноде происходит процесс окисления. Окисление- это процесс отдачи электрона, сопровождающееся повышением степени окисления элемента.

Рассмотрим сущность процесса «Электролиз расплава хлорида натрия».

Электролиз расплавов солей:

NaCl → Na ⁺+Cl^-

-K Na⁺ + 1ē →Na⁰ восст- ие 2

+А 2Cl^- - 2ē → Cl₂⁰↑ ок- ие 1

2Na⁺ + 2Cl^-→ 2Na⁰ + Cl₂⁰↑

2NaCl → 2Na + Cl₂↑

Таким способом можно получить и другие щелочные, щелочноземельные металлы и Al, а также другие галогены - F₂, Cl₂, Br₂,J₂.

Электролиз растворов солей протекает совсем иначе. Для составления уравнений электролиза растворов солей необходимо знать правила катодных и анодных процессов. В процессе кроме солей участвуют и молекулы воды(и в некоторой степени продукты диссоциации воды Н⁺ и ОН^-), поэтому необходимо учитывать участие в процессах на электродах всех частиц.

Учитель: Катодные процессы определяются рядом активности металлов (рядом стандартных электродных потенциалов).

Здесь возможны три случая:

1.Катионы металлов после водорода (от Cu²⁺до Au³⁺) полностью восстанавливаются на катоде.

2. Катионы металлов от Li⁺ до Al³⁺ включительно не восстанавливаются на катоде, вместо них восстанавливаются молекулы воды:

2Н₂О +2ē → Н₂↑ + 2ОН^- Восстановление воды (запомнить)

3.Катионы металлов от Al³⁺до H⁺ восстанавливаются одновременно с молекулами воды.

Учитель: Анодные процессы

1.В первую очередь на аноде окисляются бескислородные анионы: S^2-, J^-, Br^-, Cl^-, кроме F^- и анионы органических кислот:

2RCOO^- - 2ē → CO₂↑+ R-R

2.Во вторую очередь - ОН^- анионы, окисляются молекулы воды:

2Н₂О - 4ē → О₂↑ + 4Н ⁺окисление воды (запомнить)

Учитель: Давайте же теперь посмотрим экспериментально электролиз раствора KJ

(Демонстрация опыта. Признаки реакции появляются моментально, результаты обсуждают и записывают катодные, анодные процессы и суммарное уравнение электролиза)

- В каких веществах фенолфталеин окрашивается в малиновый цвет?

- Ответ: в щелочах.

- Значит, у катода образуется щёлочь.

- Кроме щёлочи на катоде собирается газ. Что это за газ?

- Ответ: согласно катодным процессам это может быть водород. (Можно доказать спичкой).

- На аноде крахмал посинел. Какое вещество вызывает посинение крахмала.

- Ответ: йод.

- Значит, на аноде выделяется J₂.

Учитель: Составим уравнения процессов:

KJ → K ⁺+ J^-

HOH → H⁺ + OH^-

-K 2H₂O + 2ē → H₂↑ + 2OH^-

+A 2J^- - 2ē → J₂

2H₂O + 2J^- → H₂↑ + 2OH^- + J₂ ионное уравнение

+ 2К⁺ + 2К⁺

2Н₂О + 2КJ → H₂↑ + 2KOH + J₂

По результатам опыта все эти вещества обнаруживаются.

4. ЭТАП ЗАКРЕПЛЕНИЯ ИЗУЧЕННОГО МАТЕРИАЛА

Учитель: Давайте попробуем определить продукты электролиза раствора CuSO₄.

У доски составляет ученик.

Учитель: для проверки правильности записи.

CuSO₄ → Cu²⁺ + SO₄^2-

HOH  H⁺ + OH^-

-K Cu²⁺+ 2ē → Cu 2

+A 2Н₂О - 4ē → О₂↑ + 4Н⁺ 1

2Cu²⁺ + 2H₂O → 2Cu + O₂↑ + 4H⁺

+ 2SO₄^2- + 2SO₄^2-

2CuSO₄ + 2H₂O → 2Cu + O₂↑ + 2H₂SO₄

Рассмотрим ещё один пример: электролиз раствора Na₂CO₃

У доски составляет ученик:

Na₂CO₃ → 2Na ⁺+ CO₃^2-

HOH  H ⁺+ OH ^-

-K 2H₂O + 2ē → H₂↑ + 2OH^- 4 2

+A 2Н₂О - 4ē → О₂↑ + 4Н ⁺ 2 1

4H₂O + 2H₂O → 2H₂ + 4OH ^-+ O₂ + 4Н⁺

2H₂O  2H₂ + O₂

Учитель: Задача для решения.

При электролизе водного раствора нитрата серебра (I) выделилось 5,6 л газа. Сколько граммов металла отложилось на катоде?

Ответ: на катоде отложилось 108 г серебра.

Учитель: Практически при электролизе солей активных металлов и кислородосодержащих кислот состав электролита не меняется. Электролизу подвергаются только молекулы воды.

Учитель: Мы рассмотрели несколько примеров, на основе которых можем говорить о применении процесса электролиза.

5. ЭТАП ИНФОРМАЦИИ О ДОМАШНЕМ ЗАДАНИИ Составить уравнения электролиза для следующих веществ: Cu(NO₃)₂ , СuSО₄, MgCl