Вы не зарегистрированы

Авторизация



Электролиз солей

Фото пользователя Анна Васильевна Середа
Submitted by Анна Васильевна Середа on пн, 28/02/2011 - 18:07
Данные об авторе
Автор(ы): 
Середа Анна Васильевна
Место работы, должность: 
Муниципальное общеобразовательное учреждение лицей № 103 имени Сергея Козлова г. Ростова-на-Дону
Регион: 
Ростовская область
Характеристики урока (занятия)
Уровень образования: 
среднее (полное) общее образование
Целевая аудитория: 
Учащийся (студент)
Целевая аудитория: 
Учитель (преподаватель)
Класс(ы): 
11 класс
Предмет(ы): 
Химия
Цель урока: 
1. Рассмотреть один из способов получения металлов. 2. Познакомиться с понятием электрометаллургия, процессом электролиза расплавов и растворов солей.
Тип урока: 
Урок изучения и первичного закрепления новых знаний
Учащихся в классе (аудитории): 
25
Используемые учебники и учебные пособия: 

"Химия. 11 класс" О.С. Габриелян, Г.Г. Лысова. Дрофа. 2009

Используемая методическая литература: 

Методические рекомендации к курсу "Химия 11 класс". О.С. Габриелян.

Используемое оборудование: 

компьютер, проектор, интерактивная доска.

Используемые ЦОР: 

Электролиз солей. Получение алюминия электролизом расплава.

Краткое описание: 
На данном уроке рассматриваются особенности процессов электролиза расплава и раствора солей металлов различной активности. Основные задачи, поставленные на этом уроке: Научиться определять продукты электролиза, используя закономерности окислительно-восстановительных реакций, протекающих на электродах; Изучить алгоритм составления химических уравнений электролиза расплавов и растворов солей; Познакомить с требованиями оформления ответов на задания части В в текстах ЕГЭ; Рассмотреть области применения электролиза.
Ресурс для профильной школы: 
Ресурс для профильной школы

План-конспект  урока по теме

 «Электролиз солей».

 

Цели:

1.      Рассмотреть один из способов получения металлов.

2.      Познакомиться с понятием электрометаллургия, процессом  электролиза расплавов и растворов солей.

Задачи:

1.      Научиться определять продукты электролиза, используя закономерности окислительно-восстановительных реакций, протекающих  на электродах.

2.      Изучить алгоритм составления химических уравнений электролиза расплавов и растворов солей.

3.      Познакомить с требованиями оформления ответов на задания части В в текстах  ЕГЭ

4.      Рассмотреть применение электролиза.

 

Оборудование: компьютер, проектор, модуль «Получение алюминия электролизом расплава оксида алюминия» (из коллекции ЭОР), интерактивная доска.

 

Этапы занятия:

1.      Актуализация знаний по теме: «Основные способы получения металлов».

2.      Лекция: Электролиз солей. Правила разрядки на электродах.

3.      Упражнения  в выполнении заданий, аналогичных заданиям Части В (ЕГЭ).

4.      Применение электролиза.

5.      Самостоятельная работа учащихся.

6.      Подведение итогов.

7.      Домашнее задание.

 

Ход урока:

 

1.    Актуализация знаний по теме: «Основные способы получения металлов».

Учащиеся отвечают на вопросы по изученному материалу (вопросы представлены на интерактивной доске),  выбирая правильный ответ из  предложенных, при записывают букву в таблицу:

 

 

 

 

 

 

 

Вопросы

Ответы

1   Как называется наука о методах и процессах производства металлов из руд?

а - высокая температура

2  Что лежит в основе методов пирометаллургии?

д- щелочные и щелочноземельные металлы

3  Какие восстановители используются в пирометаллургии?

к- металлургия

4   Каковы условия осуществления гидрометаллургических методов?

о- наличие растворов солей

5  Какие металлы нельзя получить гидрометаллургическим способом?

т-водород, уголь, оксид углерода (II), более активный металл

 

В результате получается слово: катод.

к

а

т

о

д

 

Учитель: ? Что означает слово КАТОД? ( отрицательно заряженный электрод).

Это слово будет использовано нами при изучении новой темы «Электролиз солей»

 

2.    Объяснение нового материала.

Учитель: Если щелочные и щелочноземельные металлы нельзя получить с помощью гидрометаллургического и пирометаллургического методов, то как же этот процесс осуществляется в промышленности?

   Оказывается есть еще один способ получения металлов и их соединений с помощью хорошего восстановителя – электрического тока. Этот способ называется электролизом.

  Электролиз – окислительно-восстановительный процесс, происходящий на электродах под действием электрического тока.

? Как называется электрод, имеющий положительный заряд?  (анод)

? Как называется электрод, имеющий отрицательный заряд?  (катод)

? Чем отличается расплав соли от раствора? (в расплаве происходит диссоциация соли под действием высокой температуры, а в растворе диссоциация солей под действием воды).

? Что произойдет с ионами соли при помещении в ее расплав электродов, подсоединенных к источнику тока?

? Как записать этот процесс с помощью химических реакций?

 

            э.т.           

2NaCl    2Na + Cl2

Схема процессов, происходящих на катоде и аноде:

К+

Na+ + 1ē = Na0

восстановление

А-

Cl- - 1ē = Cl0, Сl2

окислитель

 

Проблема: Какие продукты получаться при электролизе раствора хлорида натрия?

 

Учитель: Какое явление происходит в растворе хлорида натрия под действием воды?

Учащиеся: Диссоциация соли хлорида натрия на катионы натрия и анионы хлора.

NaCl    Na+ + Cl-

Учитель:  В отличие от расплава в растворе солей присутствуют и  молекулы воды.

Рассмотрим процесс электролиза раствора хлорида натрия:

Составим схему процессов, происходящих на катоде и аноде: (схема демонстрируется на интерактивной доске):

 

К+

Na+, H2O

Na+, H2O + 1ē = Na0

восстановление

А-

Cl- , H2O

Cl- - 1ē = Cl0, Сl2

окислитель

 

Учитель: В данном случае, необходимо выбрать приоритетное вещество, то которое первым будет окисляться и восстанавливаться. Для этого существует правила, позволяющие выполнить эти действия.

Правило разрядки на катоде: (схема демонстрируется на интерактивной доске):

а) Если металл находится в электрохимическом ряду напряжения металлов  до алюминия (включительно), то на катоде первой восстанавливается вода:

    2H2O + 2ē = H2↑ +  2OH-, металл остается в виде иона.

б) Если металл находится в электрохимическом ряду напряжения металлов  между алюминием и водородом, то на катоде восстанавливается металл и вода.

Ме+n + n ē = Me0,

    2H2O + 2ē = H2↑ +  2OH-

в) Если металл находится в электрохимическом ряду напряжения металлов  после водорода, то на катоде восстанавливается сам металл.

Ме+n + n ē = Me0

 

Рассмотрим наш пример: на катоде находится ион натрия (расположен в ряду активности до алюминия) и вода. Согласно правилу разрядки на катоде восстанавливается вода:    2H2O + 2ē = H2↑ +  2OH-

Ион натрия остается в растворе.

 

Правила разрядки на аноде (схема демонстрируется на интерактивной доске):

Процесс на аноде зависит от материалов анода  и от природы аниона. Если анод растворяется (железо, цинк, медь, серебро и т.д.),  то окисляется металл анода, несмотря на природу аниона.

Если анод не растворяется (инертный), то:

а) Первыми на аноде окисляются бескислородные остатки кислот (I- , Br- , Cl-  и т.д.)

Cl- - 1ē = Cl0, Сl2;

б) Затем вода   (2H2O - 4ē = О2↑ +  4H+);

в) Следующие по очереди кислородсодержащие кислотные остатки и фторид-ион.

 

Рассмотрим наш пример: на аноде находятся ионы хлора и вода. Согласно правилу разрядки на аноде первой будет окисляться вода: 2H2O - 4ē = О2↑ +  4H+.

Анион хлора останется в растворе.

 

Подведем итог: в результате электролиза раствора хлорида натрия на катоде образуется газообразный водород, на аноде – газообразный кислород, в растворе находятся ионы: катионы натрия и анионы хлора.

Суммарное уравнение реакции: (схема демонстрируется на интерактивной доске):

                           э.т.           

2NaCl  + 2H2O    Н2 + Cl2 ↑ +2NaOH

 

Учитель: Сравните продукты реакций при электролизе раствора и расплава хлорида натрия?

Работа с учебником: рассмотрение схем катодных и анодных процессов (стр. 233)

 

3.    Упражнения  в выполнении заданий, аналогичных заданиям Части В (ЕГЭ).

 

Проверим как вы усвоили изложенный материал. (Работа с интерактивной доской).

Задание № 1: Установите соответствие  между формулой вещества и продуктом, который образуется на катоде в результате электролиза его раствора (для этого нужно во вторую колонку к вопросу передвинуть цифру, соответствующую правильному ответу :

 

Формула вещества

Продукт электролиза

А) CuSO4

1)  водород

Б) K2SO4

2)  серебро

В) AgNO3

3)  медь

Г) CuBr2

4)  гидроксид калия

 

5)  кислород

 

6)  оксид серы (IV)

 

Учащийся: Сначала необходимо убрать заведомо неправильные ответы. Согласно правилам разрядки на катоде не могут выделяться кислород и оксид серы (IV). Затем, используя правила разрядки на катоде, выбираем правильные ответы.

Четыре человека последовательно рассматривают каждый случай, пишут схемы и выбирают правильный ответ:

А) CuSO4 – на катоде восстанавливается медь, т.к. этот металл находится в электрохимическом ряду напряжения металлов  после водорода, поэтому на катоде восстанавливается сам металл – медь. Ответ – 3.

Б) K2SO4 – на катоде восстанавливается вода до водорода, т.к. калий – металл, который находится в электрохимическом ряду напряжения металлов  до алюминия (включительно), поэтому  на катоде первой восстанавливается вода. Ответ – 1.

В) AgNO3 - на катоде восстанавливается серебро, т.к. этот металл находится в электрохимическом ряду напряжения металлов  после водорода, поэтому на катоде восстанавливается сам металл – серебро. Ответ – 2

Г) CuBr2, на катоде восстанавливается медь, т.к. этот металл находится в электрохимическом ряду напряжения металлов  после водорода, поэтому на катоде восстанавливается сам металл – медь. Ответ – 3.

Запись на доске:

 

3

1

2

3

 

Задание № 2.  (работа с интерактивной доской)

Учитель: Установите соответствие  между формулой вещества и продуктом, который образуется на аноде в результате электролиза его раствора (для этого нужно во вторую колонку к вопросу передвинуть цифру, соответствующую правильному ответу :

 

Формула вещества

Продукт электролиза

А) CuSO4

1)  фтор

Б) KCl

2)  бром

В) AgF

3)  хлор

Г) CuBr2

4)  хлороводород

 

5)  кислород

 

6)  оксид серы (IV)

 

Учащиеся выходят к доске и, используя правила разрядки на аноде определяет продукты электролиза.

А) CuSO4 – на аноде, согласно правилу, первой будет окисляться вода до кислрода.

Ответ – 5.

Б) KCl -  на аноде первым будет окисляться хлорид-ион до хлора. Ответ - 3

В) AgF – на аноде первой будет окисляться вода до кислорода. Ответ – 5.

Г) CuBr2 – на аноде первым будет окисляться бромид-ион до брома. Ответ – 2.

 

На доске появляются правильные ответы:

 

5

3

5

2

 

4.    Области применения электролиза.

Учитель: Следующий этап урока: разберем области применения электролиза. Для этого просмотрим видеофрагмент  «Получение металлов. Применение электролиза».

Задание для учащихся: просмотрев фрагмент, записать основные области применения электролиза.

 

5.    Самостоятельная работа учащихся.

 

                                                                 Вариант №  1

1.      Написать схемы электролиза растворов хлорида хрома (III), нитрата меди (II), фосфата калия, хлорида натрия и расплава иодида цинка.

2.      Установите соответствие между металлом и способом его электролитического получения

Металл

Способ электролиза

А) натрий

1) водного раствора солей

Б) алюминий

2) водного раствора гидроксида

В) серебро

3) расплава поваренной соли

Г) медь

4) расплавленного оксида

 

5) раствора оксида в расплавленном криолите

 

6) расплавленного нитрата

 

                                                                 Вариант №  2

1.      Написать схемы электролиза растворов хлорида кальция, нитрата железа (III), сульфата калия, хлорида железа (II) и расплава хлорида железа (II).

2.      Установите соответствие между металлом и способом его электролитического получения

Металл

Способ электролиза

А) натрий

1) водного раствора солей

Б) алюминий

2) водного раствора гидроксида

В) серебро

3) расплава поваренной соли

Г) медь

4) расплавленного оксида

 

5) раствора оксида в расплавленном криолите

 

6) расплавленного нитрата

 

6.    Подведение итогов уроков. Домашнее задание:

 

§ 18 , стр. 230-235,  упр. 23, 24, 25

 

 


»  Размещено в сообществах:   

Фото пользователя Полина Викторовна Худякова

На: Электролиз солей


Очень хороший урок - главное все просто и понятно. Спасибо за урок!

Всем желаю счастья!