Конспект урока в 11 классе на тему “Электролиз”



Мансурова Дания Касимовна

Учитель химии и биологии

МБОУ СОШ №1 г. Альметьевск Республики Татарстан

Конспект урока в 11 классе

На тему “Электролиз”

Цели:

Изучение электролиза расплавов и растворов электролитов как пример окислительно-восстановительных реакций;

Объяснять: процессы, протекающие на электродах; получение отдельных металлов с разной химической активностью, неметаллов, протекание окислительно-восстановительных реакций в зависимости от активности ионов и среды реакции, применение электролиза в народном хозяйстве;

Развить умение работать на компьютере;

Развить познавательный интерес, умения действовать самостоятельно, воспитание культуры умственного труда;

Научить оформлять работу.

Оборудование: таблицы “Растворимость кислот, солей, оснований в воде”, “Электрохимический ряд напряжений металлов”, “Электротехническое производство”, ПК, проектор.

Ход урока

План урока

Организация урока.

Учитель: Ребята, мы с вами продолжим изучение химических реакций. Тема урока “Электролиз”.

Домашнее задание: § 19, вопросы 7-10, задача 15.37(Хомченко), задачи №2, 3 , материалы ЕГЭ В-3.

II. Изучение новой темы.

Мы должны знать:

– какие реакции называются электролизом;

– какие вещества подвергаются электролизу;

– как происходит


электролиз: а) расплавов, б) растворов различных электролитов;

– применение электролиза.

Электролиз – окислительно-восстановительные реакции, протекающие на электродах, если через раствор или расплав электролита пропускают постоянный электрический ток.

1. Электролизу подвергаются расплавы и растворы электролитов.

2. При электролизе химическая реакция осуществляется за счет энергии электрического тока, подводимой извне.

3. Электролиз проводят в особых приборах – электролизерах. Основные процессы протекают на электродах – катодах и анодах.

Рассмотрим протекание электролиза на инертных электродах:

Электролиз расплавов хлорида натрия, йодида калия, получение алюминия (использование таблицы “Электротехническое производство”):

А) NaCl →Na+ + Cl-

На катоде (“-“) Na+ + 1e → Na0

На аноде (“+”) Cl – 1e → Cl0

Cl0 + Cl0 → Cl2 ↑

2NaClр-в → 2Na0 + Cl02

Б) KI →K+ + I-

На катоде (“-“) K+ + 1e → K0

На аноде (“+”) I – 1e → I0

I0 + I0 → I2 ↑

2KIр-в → 2K0 + I02

В) Современный способ получения алюминия изобрели американец Ч. Холл и француз П. Эру в 1886 году из раствора оксида алюминия в расплавленном криолите. В результате чего стоимость алюминия резко упала: если в 1854 году стоимость 1 кг алюминия составила 1200 рублей, т. е. в 270 раз дороже серебра, то в 1899 году – 1 рубль.

Выводы:

Металлы, расположенные в электрохимическом ряду напряжений левее марганца, получают из расплавов солей.

Алюминий получают из раствора оксида в расплавленном криолите.

Электролиз растворов солей имеет особенности, т. к. в реакции могут участвовать еще молекулы воды. При электролизе растворов солей с инертным электродом используют следующие правила (работа по таблице “Электрохимическое напряжение металлов”):

А) на катоде (“-“) восстанавливается вода и выделяется водород, если металл расположен левее марганца,

Б) восстанавливается металл, если металл расположен правее водорода;

В) если металл находится между марганцем и водородом, то в зависимости среды реакции могут восстанавливаться металл и водород.

На аноде (“+”) происходит окисление:

I – , Br – , S 2- , Cl –, OH – , F – , SO 4 2- , NO 3 – , PO 4 3- , CO 3 2-

Выделяется неметалл выделяется кислород O2

Протекает та реакция, которая требует наименьшую затрату энергии.

Выполнение задания 15.41. (по Хомченко)

NaCl →Na+ + Cl-

На катоде (“-“) 2H+12O-2 + 2e → H2 + 2OH-

На аноде (“+”) Cl – 1e → Cl0

Cl0 + Cl0 → Cl2 ↑

Суммарный процесс:

2NaCl + 2H2O → H2↑ + Cl2 + 2NaOH

Металлы, расположенные левее марганца, можно получить из расплавов солей.

FeSO4 → Fe2+ + SO2-4

На катоде (“-“) Fe2+ + 2e → Fe0 восстановление

На аноде (“+”) 2H2O-2 – 4e → О2 + 4H+

Суммарное уравнение:

2FeSO4 +2H2O → 2Fe0 + О2 + 2H2SO4

Пример 1. Электролиз водного раствора хлорида бария на инертных электродах:

BaCl2 → Ba2+ + 2Cl-

На катоде (“-“) 2H+12O-2 + 2e → H2 + 2OH-

На катоде восстанавливаются молекулы воды

На аноде (“+”) Cl – 1e → Cl0

Cl0 + Cl0 → Cl2

BaCl2 + 2H2O → H02 + Cl02 + Ba(OH)2

Пример 2. Электролиз раствора гидроксида рубидия:

RbOH → Rb+ + OH-

На катоде (“-“) 2H+12O-2 + 2e → H2 + 2OH-

На аноде (“+”) 2H2O + 4e → O2 + 4H+

2H2O → 2H2 + O2 , т. е. гидроксид рубидия RbOH не участвует.

Пример 3. Задача №4 :

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

Решение:

AgNO3 → Ag+ + NO-3

На катоде (“-“) Ag+ + 1e → Ag0

На аноде (“+”) 2H2O – 4e → O2 + 4H+

4AgNO3 + 2H2O → 4Ag0 + O02 + 4HNO3

4 моль 1 моль

Х моль 0,25 моль

1) n (O2) = 0,25 моль

2) х = n (Ag) = 1 моль

3) m (Ag) = n (Ag) · M (Ag) = 108 г.

Ответ: на катоде отложилось 108 г серебра.

Сообщения учащихся о применении электролиза.

1-ый ученик: Электролитическое осаждение металлов из растворов солей на поверхность изделий – гальванотехника – появляется в первой половине 19 веке и она связана с именем русского ученого и инженера Б. С. Якоби. В 1838 году он получил тонкие металлические копии с предметов сложной формы. Этот способ был назван гальванопластикой и в наши дни нашел широкое применение в полиграфии и в монетном деле.

2-ой ученик: Гальванотехника ученым была использована и в других целях: если в качестве катода использовать металлическую деталь или конструкцию, то они будут покрываться тонкой металлической пленкой. Этот способ нанесения покрытий, называемый гальваностегией, применяют для защиты железных и стальных изделий от коррозии. Оцинкование, хромирование, никелирование, лужение (оловом), меднение, золочение, серебрение, платинирование – это отдельные виды гальваностегии.

Учитель: Электролиз используют для очистки меди, никеля, свинца, серебра, золота (электролитическое рафинирование). Электролизом получают активные металлы отличающиеся высокой чистотой, активные неметаллы (хлор, фтор), сложные вещества, широко применяемые в химической промышленности (например, едкий натр, едкий калий, хлорат калия и др.). Получают электронные платы, служащие основой всех электронных изделий (чипы, микросхемы, сотовые телефоны, цифровые фотоаппараты, приборы для управления движением, приборы регулирующие отопление, компьютеры).

А как получают платы? На диэлектрик наклеивают тонкую медную пластину, особой краской наносят сложную картину соединяющих проводов. Пластинку помещают в электролит, где вытравливаются незакрытые краской участки медного слоя, потом краска смывается и на плате появляются детали микросхем.

3-ий ученик: Для ремесленников и любителей гальванотехники исследователями были опубликованы многочисленные пособия и руководства. Первой книгой на татарском языке была “Сәнаиге галфания” К. Насыри. Она была издана в Императорском университете Казани в 1900 году. Татарские ювелиры с древних времен славились изготовлением прекрасных ювелирных изделий. Однако в их технологии использовались не только золото и серебро, но и другие металлы и сплавы с нанесением на них золотых и серебряных покрытий путем амальгамирования, т. е. нанесения на поверхность изделия растворенного в ртути золота или серебра, а пары ртути вредны для здоровья человека. Поэтому для татарских ремесленников книга К. Насыри была крайне необходима.

Учитель: Спасибо за интересные сообщения.

Самостоятельная работа на компьютере.

Установите соответствие между формулой вещества и продуктом, который образуется:

I вариант

II вариант

На катоде

На аноде

Формула вещества

Продукт электролиза

А

1

Б

2

В

Hg(NO3)2

3

Г

4

Д

5

Е

6

Ж

7

З

8

На катоде:

А

Б

В

Г

Д

Е

Ж

З

3

4

7

4

5

4

4

5

На аноде:

А

Б

В

Г

Д

Е

Ж

З

8

6

6

8

8

6

8

6

Подведение итогов.

Учитель: Спасибо за урок.

Оценивается участие учащихся в проведении урока.




1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (No Ratings Yet)
Загрузка...
Вы читаете: Конспект урока в 11 классе на тему “Электролиз”