Открытый урок "Электролиз растворов и расплавов электролитов"

Категория: Химия.

Открытый урок "Электролиз растворов и расплавов электролитов"

Цели:

Образовательная: научиться объяснять происходящие процессы на электродах, составлять уравнения химических реакций.

Развивающая: совершенствовать умения учащихся анализировать, сравнивать, наблюдать, делать выводы, устанавливать взаимосвязь между физическими и химическими процессами.

Воспитательная: продолжать воспитывать у учащихся культуру умственного труда, положительного отношения к знаниям и их применению в жизни.

Оборудование: диск с кинофрагментами “Химия и электрический ток”, плакат «Схема электролизёра», на столах учащихся таблица «Катодные процессы в водных растворах солей» и ряд «Способность окисляться анионов». Приложение 1

Ход урока

I. Организационный момент

II. Изучение нового материала

ВВЕДЕНИЕ

Как известно, очень немногие металлы встречаются в природе в свободном виде. Это так называемые «самородные» металлы – золото, платина, серебро и др. Добыча их осуществляется с помощью физических методов – отделением от сопутствующих пород и примесей.

Большинство металлов находятся в земной коре в виде различных нерастворимых в воде соединений – оксидов и солей, которые входят в состав руд и минералов. Получение из них металлов осуществляется с помощью химических реакций, в основе которых лежит следующий процесс восстановления: Меⁿ⁺ + ne^- → Me⁰. Поставщиками электронов, т. е. восстановителями, служат различные вещества: кокс (С), монооксид углерода (СО), водород (Н₂), более активные металлы (Mg, Alи др. )

Получением металлов занимается металлургия, одна из самых древнейших отраслей промышленности.

Вопрос 1. Какие виды металлургии вы знаете? Назовите их. (ответ: черная металлургия, цветная металлургия, пирометаллургия, гидрометаллургия, электрометаллургия).

Итак, сегодня на уроке будем подробно знакомиться с электрометаллургией – это способ получения металлов при электролизе растворов или расплавов их соединений.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ УРОКА

Вопрос 2. Что называем электролитической диссоциацией? (ответ: процесс распада молекулы электролитов на ионы в водном растворе или в расплаве)

Вопрос 3. Почему водные растворы или расплавы электролитов проводят электрический ток? (ответ: при подключении электрического тока содержащиеся ионы в растворе или расплаве электролитов получают направленное движение к электродам: катионы – к катоду, анионы – к аноду)

Затем на катоде происходит процесс восстановления ионов, а на аноде – процесс окисления. В результате за счет электрического тока осуществляется химическая реакция.

Учащиеся записывают в тетрадях определение электролиза. (учебник с. 80)

Электролиз проводится в электролитических ячейках – электролизёрах. (плакат «Схема электролизёра»)

Процессы электролиза в расплавах и в водных растворах электролитов имеют существенные различия.

(далее изучение темы помогает просмотр видеофрагтентов)

1. Рассмотрим электролиз расплавов солей

Изучим схему электролиза расплава хлорида натрия. Учащийся записывает схему электролиза расплава в тетрадях, учитель на доске.

t

NaCl ↔ Na⁺ + Cl^-

Катод(-): Na⁺ + 1e^- → Na⁰↓ (восстановление) |2|

Анод(+): 2Cl^- – 2e^- → Cl₂⁰↑ (окисление) |1|

– ----------------------------------------------------------------

2Na⁺ + 2Cl^- = 2Na⁰↓ + Cl₂⁰↑

Суммарное уравнение электролиза расплава хлорида натрия:

эл-з

2NaCl = 2Na↓ + Cl₂↑

Вывод: 1) на катоде образовался металлический натрий, а на аноде – газообразный хлор;

2) при электролизе расплавов солей на катоде всегда осуществляется процесс восстановления ионов металла, независимо от положения данного металла в электрохимическом ряду активности металлов.

Вопрос 4. Какие металлы можно получить электролизом расплавов солей? (ответ:

щелочные, щелочноземельные, алюминий – электролизом расплава оксида в криолите).

2. Рассмотрим электролиз водных растворов солей.

Изучим электролиз раствора сульфата меди(II) (видеофрагмент «Электролиз раствора сульфата меди (II )»)

После просмотра видеофрагмента учащиеся записывает схему электролиза расплава в тетрадях, учитель на доске, использую таблицу «Катодные процессы в водных растворах солей» и ряд «Способность окисляться анионов».

CuSO₄ ↔ Cu²⁺ + SO₄^2-

H₂O ↔ H⁺ + OH^-

Катод(-): Cu²⁺ + 2 e^- → Cu⁰↓ (восстановление) |4| 2

Анод(+): 2 H₂O– 2 e^- → О₂⁰↑ + 4 Н⁺ (окисление) |2| 1

– --------------------------------------------------------------------------

2 Cu²⁺ + 2 H₂O → 2 Cu⁰↓ + 4 Н⁺

Суммарное уравнение электролиза раствора сульфата меди (II):

2CuSO₄ + 2 H₂O → 2 Cu⁰↓ + O₂↑ + 2 H₂SO₄

Вывод: 1) на катоде образовалась металлическая медь, на аноде – газообразный кислород, в электролизёре – серная кислота;

2) при электролизе водных растворов различных солей окислительно-восстано– вительные процессы на катоде и аноде зависят от окислительной способности катионов металла и характера аниона соли.

3. Показ видеофильма “Электролиз водного раствора иодида калия.

Вопрос 5. Почему произошло изменение окраски индикатора фенолфталеина в катодном пространстве? (ответ: образовалась щёлочь)

Вопрос 6. Какое вещество выделилось на аноде? (ответ: йод)

4. Упражнение:самостоятельно в тетрадях запишите уравнение электролиза водного раствора иодида калия. (один учащийся записывает на доске)

KI ↔ K⁺ + I^-

H₂O ↔ H⁺ + OH^-

Катод(-): 2 H₂O+ 2 e^-↔ H₂⁰↑ + 2 OH^- (восстановление) |2| 1

Анод(+): 2I^- – 2 e^- → I₂⁰↓ (окисление) |2| 1

– ------------------------------------------------------------------------------

2 H₂O + 2I^- → I₂⁰↓ + H₂⁰↑ + 2 OH^-

Суммарное уравнение электролиза водного раствора иодида калия:

2 KI + 2 H₂O → I₂⁰↓ + H₂⁰↑ 2 KOH

IV. Закрепление знаний

Выполнение заданий части 2 ЕГЭ на два варианта. Приложение 2.

Проверка теста:

V. Домашнее задание

1) Учебник Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фельдман, 11 класс, § 19, упр. 5-10, решить задачи № 2,3.

2) Подготовить сообщения на тему «Применение электролиза»

• Назад
• Вперед