Урок химии по теме «Электролиз»

Урок химии в 10 классе по теме: «Электролиз»

Цель: раскрыть понятие процесса электролиза; сформировать умение определять процессы, происходящие на электродах; составлять суммарное уравнение реакции электролиза.

Задачи:
· образовательные: сформировать у учащихся представление о процессе электролиза, умение составлять уравнения анодных и катодных процессов, суммарных процессов электролиза;
· развивающие: развивать познавательные и творческие способности учащихся, умение применять теоретические знания на практике;
· воспитательные: воспитывать информационную культуру учащихся, формировать коммуникативные умения, навыки самостоятельной работы.

Ход урока:

I. Организационная часть.

1. Приветствие учащихся:

- Здравствуйте, ребята! Присаживайтесь.

2. Оформление тетрадей.

- Откройте тетради и запишите число: … .

II. Подготовка к восприятию нового материала:

Сегодня на урок к нам пришел Петя вот с такой историей:

«Петя снял аккумулятор с «Жигуля»:

Напряжение упало до нуля,

Пете посоветовал Андрей:

«Ты электролит туда залей!»

Петя взял на кухне соли

Он учил когда-то в школе

Что любой электролит

Если он водой залит

Распадается на ионы.

Этих ионов миллионы!

Соль всегда электролит.

Вот готов раствора литр.

Петя взял аккумулятор…

Тут пришел его отец,

Догадайтесь - ка, ребята

Что сказал ему отец?»

-Конечно, ничего хорошего отец сказать ему не мог: ведь Петя спутал химическое понятие «электролит» с сернокислотным электролитом для автомобилей. Хорошо еще, что он не успел залить раствор поваренной соли внутрь аккумулятора, иначе пришлось бы покупать новый. А что же происходит внутри аккумулятора и вообще с солями под действием электрического тока. Это мы с вами сегодня и узнаем. Но вначале вам нужно разгадать ребус и вы узнаете, как называется этот процесс в химии и это и будет темой нашего урока:

e

Al

Be

K

SO₄

Br

Li

Au

1

2

2

1

7

2,3

1,2

1

-Правильно ребята, это «Электролиз».

«Электролиз» - это процесс разложения вещества под действием электрического тока.

III. Объяснение нового материала.

Этот процесс проводится в U-образной трубке или специальном аппарате - электролизере.

Вначале мы с вами познакомимся с процессом, проводимым в U-образной трубке. В нее наливают раствор соли, например CuCl₂, и опускают в каждое из отверстий трубки электропроводящий стержень - металлический электрод. В водном растворе эта соль диссоциирует:

CuCl₂ = Cu²⁺ + 2Cl^-

к а

Таких катионов и анионов в растворе соли очень много. Опускаем электроды и подключаем катод к отрицательному, а анод к положительному полюсу выпрямителя электрического тока. Начинается электрохимическая реакция: катионы, частицы с положительным зарядом (Сu²⁺) движутся к отрицательному электроду катоду. Там они получают недостающий электрический заряд и превращаются в атомы и осаждаются на катоде в виде металлической меди:

Cu²⁺ - 2е = Cu⁰

Катод покрывается слоем меди.

Хлоридные ионы заряжены отрицательно и движутся к положительному электроду - аноду. Там они лишаются своего заряда и превращаются в атомы хлора, а потом объединяются в молекулы Cl₂

2Cl^- + 2е = Cl₂⁰

На аноде выделяется газообразный хлор, который впоследствии улетучивается или собирается в специальные резервуары.

Суммарное уравнение электролиза:

CuCl₂ = Cu + Cl₂

(схемы электролиза СuCI₂ и FeSO₄ выводятся на доску и объясняются)

Что такое электролиз,

Рассказать я не боюсь.

Значит так: берется полюс,

Этот полюс будет «плюс»

Нужен нам и полюс «минус»

Это тоже электрод.

Если, соль в раствор закинув

Цепь замкнуть, то ток пойдет

У катода всем подряд

Выдаются электроны.

Металлический отряд

Получается из ионов.

А анод, наоборот

Электроны отберет.

В этом месте всякий раз

Выделятся будет газ.

Результат всего процесса

Очень даже интересен:

Если ток включается

Соли разлагаются.

Но не всегда катионы металлов восстанавливаются на катоде, а на аноде анионы вступивших веществ, чтобы это понять нужно знать пять правил:

1. Группа металлов, стоящая после водорода:

при электролизе катионы этих металлов сами восстанавливаются на

катоде.

2. Группа металлов, стоящая от начала ряда напряжений до алюминия включительно:

при электролизе катионы этих металлов сами не восстанавливаются на катоде вместо них восстанавливаются молекулы воды до водорода.

3. Группа металлов, стоящая от алюминия до водорода:

при электролизе катионы этих металлов сами восстанавливаются на катоде параллельно с молекулами воды. На катоде идет восстановление металла и водорода.

4. Анионы бескислородных кислот:

сами окисляются на аноде.

5. Анионы кислородосодержащих кислот:

на аноде не окисляются, а вместо них окисляются молекулы воды до

кислорода.

(таблицы)

IV. Активизация учащихся:

1. А теперь давайте разберемся с тем, что происходит в аккумуляторе:

Pb + 2H₂SO₄ = PbSO₄ + SO₂ + 2H₂O

PbSO₄ = Pb²⁺ + SO₄^2-

K A

Pb O₂

H₂

2. Какие вещества рассказывают нам о себе? Давайте узнаем их и подвергнем их гидролизу:

1. «Я, конечно, очень нужен.

Без меня не сваришь ужин,

Не засолишь огурца,

Не заправишь холодца.

Но не только лишь в еде -

Я живу в морской воде.

Если льет слеза из глаза,

Вкус припомнишь мой ты сразу.

Кто догадлив говорит:

Это - … (натрия хлорид)

2 NaCl = 2Na²⁺ + Cl₂⁰

K A

H₂ Cl₂

2. «Сообщаю: я спешу!

Я живу, пока пишу.

Исчертил всю доску белым…

Исчезаю. Был я … (мелом СаСО₃)

СаСО₃ = Са²⁺ + СО₃^2-

K A

H₂ О₂

3. Какие продукты будут находиться в растворе в результате электролиза Cu(NO₃)₂ в двух случаях: а) соль полностью подвергнута электролизу, и после этого электроды сразу вынуты из раствора; б) соль полностью подвергнута электролизу, но после этого некоторое время электроды остаются в растворе, но ток отключен.

а) на катоде Cu²⁺ , на аноде О₂ , в растворе HNO₃

б) медь постепенно будет растворятся в разбавленной HNO₃

3Cu⁰ + 8H⁺ N⁺⁵ O₃^-2 = 3Cu⁺²(N⁺⁵ O₃^-2)₂ + 2N⁺² O^-2 + 4H₂⁺O^-2

4. А теперь самое время для химической сказки-загадки:

« Жил был когда-то на свете храбрый богатырь Диоксид Кремниевич. У него была сестрица по имени Кремниевая кислота - толстушка-хохотушка, но большая умница.

Стала однажды сестрица брата в гости звать на пироги с черникой. А тот кричит:

- Вольно же тебе меня в гости звать! Твой дом за рекой, а переправы нет!

- Проще нет ничего, чем переправу поставить. Запомни 2 волшебных слова: «Щелочь. Кислота». Как их скажешь, через реку мост встанет. - учит сестрица брата.

- Ты, сестра, колдовать да заговаривать научена, а я человек простой все забуду - отвечает Диоксид Кремниевич.

Рассердилась Кремниевая кислота и говорит:

- Эти слова забудешь, так другие два запомни: «Фтороводород. Вода». Да поторапливайся, а то пироги остынут.

Есть ли химический смысл у «волшебных» слов? Почему Диоксид кремниевич не может прейти реку без этих слов?

1. SiO₂ + 2NaOH = Na₂SiO₃ + H₂O

Na₂SiO₃ + HCI = 2NaCI + H₂SiO₃

2. SiO₂ + 4HF = SiF₄ + 2H₂

SiF₄ + 3H₂O = H₂SiO₃ + 4HF

V. Итог урока:

Ребята, сегодня на уроке мы с вами познакомились с процессом электролиза. А теперь я проверю, как Вы его усвоили:

1. Скажите, ребята, всегда л электролиз происходит одинаково или отличается?

2. Какие вещества участвуют в электролизе раствора?

3. Какие вещества участвуют в электролизе расплава?

VI. Выставление оценок

VII. Домашнее задание

Параграф 5.5. стр. 142 зад.3-5