Занятие спецкурса по химии по теме: Электролиз растворов и расплавов электролитов

Спецкурс «Систематизация знаний по химии. Задания повышенного уровня»

Тема занятия: «Электролиз растворов и расплавов электролитов»

Цель: Обобщить и систематизировать знания учащихся о процессе электролиза

Задачи:

Образовательные

- продолжить формировать умения составлять уравнения анодных и катодных

процессов

- закрепить навыки составления химических реакций, протекающих при электролизе

растворов и расплавов электролитов

Развивающие

- развивать умение пользоваться опорными знаниями

- продолжить формирование умения наблюдать, сравнивать, анализировать, делать

выводы

- развивать память, мышление, коммуникативные навыки при работе в группе

Воспитательные:

- продолжить формирование коллективной ответственности при выполнении

заданий

Вид занятия: консультация

Ход занятия

I Организационный момент

Деятельность учителя

Деятельность

учеников

Время

мин.

подготовка к занятию

контроль посещаемости

сообщение темы и цели занятия

2

II Консультирование

Рекомендации по выполнению тестовых заданий части В3

1.Определите состав соли: положение металла (катиона электролита) в электрохимическом ряду напряжений, природу аниона (анион кислородсодержащей или бескислородной кислоты).

2. В соответствии с правилом разрядки катионов и анионов соотнесите процессы на катоде (восстановление) и аноде (окисление) с ответами.

3. При рассмотрении процессов на электродах в растворе соли, кроме ионов металла и кислотного остатка, присутствуют молекулы воды, поэтому необходимо учитывать их участие в электролизе.

беседа

7

III Самостоятельная работа

Организация работы в группе, наблюдение за работой в группе.

Каждой группе выданы контрольные листы с заданиями части В3

и опорный конспект, которым можно пользоваться при выполнении тестов.

тестирование

(5 вариантов)

работа в парах внутри основной группы, взаимоконтроль, работа групп.

20

IV Подведение итогов

Контроль выполнения тестов

Анализ сделанных ошибок

Отчёт групп о выполнении тестов

5

V Д/З 1. Знать опорный конспект.

2. Выполнить тесты № 6,7.

1

Литература

1. Химия. 11 класс. Базовый уровень: учеб. для общеобразовательных учреждений. О.С. Габриелян, Г.Г. Лысова. - М.: Дрофа, 2013

2. Химия 11 класс. Профильный уровень: Учебник для общеобразовательных учреждений. О.С. Габриелян. - М.: Дрофа, 2013

3. О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов. Общая химия в тестах, задачах, упражнениях. 11 кл. - М.: Дрофа, 2012

4. Химия ЕГЭ - 2015 Типовые тестовые задания. Ю.Н. Медведев.- М.: Экзамен, 2015

5. . Химия Подготовка к ЕГЭ-2014. В.Н. Доронькин, А.Г. Бережная, Т.В. Сажнева, В.А. Февралева. - Ростов-на-Дону: Легион, 2013

Опорный конспект /11 класс/

Электролиз -

Окислительно-восстановительный процесс, протекающий в растворе или расплаве

электролита под действием постоянного электрического тока.

Восстановитель увеличивает степень окисления, отдавая электроны (Э⁰ - ne^- = Э⁺ⁿ)

Окислитель уменьшает степень окисления, принимая электроны (Э⁰ + me^- = Э^-m)

Электроды - катод, анод.

Катод имеет отрицательный заряд (К-). Катионы - положительные ионы (+)

Анод имеет положительный заряд (А+). Анионы - отрицательные ионы (-)

На катоде идёт процесс восстановления, т.е. принятие электронов.

На аноде идёт процесс окисления, т.е. отдача электронов

Для разбора сущности электролиза используйте ряд напряжений металлов:

Увеличивается способность отдавать электроны

Li, K, Na, Mg, Al │Mn, Zn, Cr, Fe, Ni, Sn, Pb, │ H, │ Cu, Hg, Ag, Au

Увеличивается способность принимать электроны→

Порядок разрядки катионов

1. При электролизе водных растворов электролитов, содержащих катионы активных металлов, стоящих в ряду напряжений слева (включая алюминий), на катоде будет выделяться водород

2Н₂О + 2е^- → Н₂ + 2ОН^-

2. При электролизе раствора соли металла, расположенного правее алюминия до

водорода, одновременно с водой могут разряжаться катионы металла

1) Мⁿ⁺ + ne^- → M⁰

2) 2Н₂О + 2е^- → Н₂ + 2ОН^-

Преобладание того или иного процесса зависит от: а) концентрации соли в

растворе (чем выше концентрация, тем в большей степени идёт процесс (2); б)

положение металла в ряду напряжений (чем ближе к водороду, тем в большей степени

идёт процесс (2).

Порядок разрядки анионов

1. При электролизе водных растворов электролитов анионы кислотных остатков

бескислородных кислот: S^2-, I^-, Br^-, Cl^- и анионы органических кислот:

S^2- - 2e- → S⁰

2RCOO^- - 2e^- → 2CO₂ + R-R разряжаются в первую очередь.

2. Во вторую очередь в кислотной среде разряжаются гидроксид - ион (в щелочной среде):

4OH^- - 4e^- → O₂ + 2H₂O или вода (в кислотной и нейтральной средах):

2Н₂О - 4е^- → О₂ + 4Н⁺

3. ЗАПОМНИ! В растворе не разряжаются анионы кислородсодержащих кислотных

остатков и F^-.

По способности к разряжению (окислению) анионы можно расположить в ряд:

S^2-, I^-, Br^-, Cl^-, OH^-, SO₄^2-, NO₃^-, CO₃^2-, PO₄^3-, MnO₄^-, F^-

Убывает способность окисляться →

Пользуясь рядом напряжений катионов и анионов, разряжающихся при

электролизе, рассмотрим примеры электролиза.

Электролиз растворов

1) KIр-р соль образована активным металлом и бескислородной кислотой, поэтому на

катоде разряжается вода - выделяется водород, а на аноде - йод.

KI ↔ K⁺ + I^-

К (-): К⁺, Н₂О;

А(+): 2I^-, H₂O.

K(-): 2H₂O + 2e^- → H₂ + 2OH^- 1

A(+): 2I^- -2e^- → I₂⁰__________ 1__

2KI + 2H₂O → 2KOH + I₂ + H₂↑

1. CuCl_2р-р соль образована металлом, стоящим в ряду напряжений после водорода,

поэтому разряжаться на катоде будет металл, а на аноде хлор.

2) CuCl₂ ↔ Cu²⁺ + 2Cl^-

K(-): Cu²⁺, H₂O

A(+): 2Cl^-, H₂O

K(-): Cu²⁺ + 2e^- → Cu⁰ 1

A(+): 2Cl^- - 2e^- →Cl₂⁰_ 1___________

CuCl₂ + H₂O → Cu↓ + Cl₂↑ + H₂O

CuCl₂ + → Cu↓ + Cl₂↑

3) Na₂SO₄p-p соль образована металлом, стоящим до Al, и кислородсодержащей

кислотой кислотой, поэтому на катоде и аноде разряжается

вода - выделяется водород и кислород.

Na₂SO₄ ↔ 2Na + SO₄^2-

K(-): Na⁺ , H₂O

A(+): SO₄^2-, H₂O

K(-): 2H₂O + 2e^- → H₂ + 2OH^- 2

A(+): 2H₂O - 4e_- → O₂ + 4H 1

2H₂O → 2H₂ + O₂

4) AgNO_3p-p соль образована металлом, стоящим в ряду напряжений после водорода,

и кислородсодержащей кислотой, поэтому разряжаться на катоде будет металл, а на

аноде кислород.

AgNO₃ ↔ Ag⁺ + NO₃^-

K(-): Ag⁺, H₂O

A(+): NO₃^-, H₂O

K(-): Ag⁺ - 1e^- → Ag⁰ 4

A(+): 2H₂O - 4e^- → O₂ + 4H^- 1

4AgNO₃ + 2H₂O → 4Ag↓ + O₂↓ + 4HNO₃

5. CH₃COONa _p-p

CH₃COONa ↔ CH₃COO^- + Na⁺

K(-): Na⁺, H₂O

A(+):CH₃COO^-, H₂O

K(-): 2H₂O + 2e^- → H₂ + 2OH^- 1

A(+): 2CH₃COO^- - 2e^- → C₂H₆↑ + 2CO₂↑ 1

2CH₃COONa + 2H₂O → C₂H₆ + 2CO₂ +2NaOH + H₂

6) NiCl_{2 p-p} соль образована металлом, стоящим в ряду напряжений от Al до H, на катоде идут два конкурирующих процесса, на аноде выделяется хлор.

NiCl₂ ↔ Ni²⁺ + 2Cl^-

K(-): Ni²⁺, H₂O

A(+): 2Cl^-, H₂O

K(-): 1) 2H₂O + 2e^- → H₂ + 2OH^-

2) Ni²⁺ + 2e^- → Ni⁰

A(+): 2Cl^- - 2e^- →Cl₂⁰_______________

1. NiCl₂ + 2H₂O → Ni(OH)₂ + H₂ +Cl₂

2. NiCl₂ + H₂O → Ni + Cl₂ + H₂O

NiCl₂ → Ni + Cl₂

Электролиз расплавов

1) соль образована активным металлом и бескислородной кислотой

NaCl ↔ Na⁺ + Cl^-

K(-): Na+

A(+): Cl^-

K(-): Na⁺ + 1e^- = Na⁰ 2

A(+):2Cl^- -2e^- = Cl₂⁰ 1

2NaCl ↔ 2Na⁰ + Cl₂⁰↑

2) Na₂SO₄ соль образована металлом, стоящим в ряду напряжений до Al, и

кислородсодержащей кислотой

Na₂SO₄ ↔ 2Na+ + SO₄^2-

K(-): Na⁺

A(+): SO₄^2-

K(-): 2Na⁺ + 2e^- → 2Na⁰ 2

A(+): 2SO₄^2- - 4e- → 2SO₃ + O₂ 1

2Na₂SO₄ → 4Na + 2SO₃ +O₂

3) NaOH щёлочь

NaOH ↔ Na⁺ + OH^-

K(-): Na⁺

A(+): OH^-

K(-): Na⁺ + 1e^- → Na⁰ 4

A(+):4OH^- -4e^- → 2H₂O + O₂ 1

4NaOH → 4Na⁺ + 2H₂O + O₂

4) Al₂O₃ оксид

Na₃AlF₆

Al₂O₃ ↔ 2Al³⁺ + 3O^2-

K(-): 2Al³⁺

A(+): 3O^2-

K(-): Al³⁺ + 3e^- → Al⁰ 4

A(+): 2O^2- - 4e^- → 3O^2- 3

2Al₂O₃ → 4Al³⁺ + 3O₂↑

Примеры электролиза рассмотрены на инертных электродах

(графита, платины).

Контрольный лист

Тема «Электролиз растворов и расплавов неэлектролитов»

А29

1.Установите соответствие между металлом и способом его электролитического получения.

МЕТАЛЛ ЭЛЕКТРОЛИЗ

А) натрий 1) водного раствора солей

Б) алюминий 2) водного раствора гидроксида

В) серебро 3) раствора оксида в расплавленном криолите

Г) медь 4) расплавленного сульфата

5) расплавленного оксида

6) расплава поваренной соли

А

Б

В

Г

6

3

1

1

2. Установите соответствие между формулой вещества и продуктами электролиза его водного раствора на инертных электродах.

ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА

А) KOH 1) металл, кислород

Б) AlBr₃ 2) металл, водород, галоген

В) Cu(NO₃)₂ 3) водород, кислород

Г) FeCl₃ 4) металл, кислород

5) водород, бром

6) водород, галоген

А

Б

В

Г

3

5

1

2

3. Установите соответствие между формулой вещества и продуктом, который образуется на инертном аноде в результате электролиза его водного раствора.

ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА ПРОДУКТ ЭЛЕКТРОЛИЗА

A) CuCl₂ 1) H₂

Б) FeSO₄ 2) Cl₂

B) NiF₂ 3) S

Г) K₂S 4) HF

5) O₂

6) SO₂

А

Б

В

Г

2

5

5

3

4. Установите соответствие между формулой соли и продуктами, образующимися на катоде в результате при электролизе его водного раствора.

ФОРМУЛА СОЛИ ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА

A) KI 1) металл

Б) AgNO₃ 2) оксид азота (IV)

B) ZnSO₄ 3) водород

Г) NiBr₂ 4) металл, водород

5) галоген

А

Б

В

Г

3

1

4

4

5. Установите соответствие между формулой соли и уравнением процесса, протекающего на катоде при электролизе её водного раствора.

ФОРМУЛА СОЛИ УРАВНЕНИЕ КАТОДНОГО ПРОЦЕССА

А) Al₂(SO₄)₃ 1) 2H₂O - 4e^- → O₂ + 4H⁺

Б) CuCl₂ 2) 2H₂O + 2e^- → H₂ + 2OH^-

В) SbCl₃ 3) Cu²⁺ + 1e^- → Cu⁺

Г) Сu(NO₃)₂ 4) Sb³⁺ - 2e^- → Sb⁵⁺

5) Sb³⁺ + 3e^- → Sb⁰

6) Cu²⁺ + 2e^- → Cu⁰

А

Б

В

Г

2

6

5

6

6. Установите соответствие между формулой соли и уравнением процесса, протекающего на аноде при электролизе её водного раствора.

ФОРМУЛА СОЛИ УРАВНЕНИЕ КАТОДНОГО ПРОЦЕССА

А) Al₂(SO₄)₃ 1) 2H₂O - 4e^- → O₂ + 4H⁺

Б) CuCl₂ 2) 2H₂O + 2e^- → H₂ + 2OH^-

В) SbCl₃ 3) 2Cl^- - 2e^- → Cl₂⁰

Г) Сu(NO₃)₂ 4) Sb³⁺ + 3e^- → Sb⁰

5) Cl^- + 4H₂O - 8e^- → ClO₄^- + 8H⁺

6) 4NO₃^- - 4e^- → 2N₂O + 5O₂

А

Б

В

Г

1

3

3

1

7. Установите соответствие между формулой соли и уравнением электролиза её водного раствора.

ФОРМУЛА СОЛИ УРАВНЕНИЕ ЭЛЕКТРОЛИЗА

А) CuSO₄ 1) 2Н₂ + О₂ → 2Н₂О

Б) KBr 2) 2KBr + 2H₂O → 2KOH + Br₂ + H₂↑

B) Na₂SO₄ 3) 2KBr → 2K + Br₂

Г) AgNO₃ 4) 2CuSO₄ + 2H₂O → 2Cu↓ + O₂↑ + 2H₂SO₄

5) 4AgNO₃ + 2H₂O → 4Ag↓ + O₂↑ +4HNO₃

6) 2AgNO₃ + 2H₂O → 2Ag↓ + 3O₂↑ + 2H₂↑ +NO₂↑

А

Б

В

Г

4

2

1

5