Интегрированный урок: «Электролиз расплавов и растворов солей бескислородных кислот. Окислительно – восстановительные реакции»

Предмет: физика и химия

Класс: 8

Тема открытого урока: «Электролиз расплавов и растворов солей бескислородных

кислот. Окислительно - восстановительные реакции»

Продолжительность урока: 45 минут (1 урок)

Тип урока: интегрированный

Форма урока: комбинированный

Формы организации

деятельности учащихся: фронтальная беседа, проведение лабораторного

эксперимента на основе технологических карт,

выполнение интерактивны заданий, элементы

информационной проектной деятельности

Используемые технологии: информационно-коммуникационные, личностно-

ориентированные, подведение под понятия на

основе умозаключений

Разработали и провели: Абаринева Валентина Ивановна - учитель физики

Попова Оксана Степановна - учитель химии

2013-2014 учебный год

Цели урока:

1. Образовательные цели урока:

1. Повторить понятия «электрический ток», «электролиты», «электролитическая диссоциация», «ионы».

2. В ходе выполнения лабораторного эксперимента отработать умение собирать схему электрической цепи, рассмотреть процессы окисления и восстановления, происходящие на электродах при электролизе раствора хлорида меди (II).

3. Дать понятия «электролиз», «электрод», «катод», «анод», «окисление», «восстановление», «окислитель», «восстановитель».

4. Закрепить умение определять уравнения ОВР.

5. Познакомить учащихся с применением электролитических процессов в электротехнике и в промышленном производстве.

2. Развивающие цели урока:

1. Развивать общеучебные умения и навыки учащихся: умение анализировать и делать выводы.

2. Развивать познавательный интерес учащихся к изучению физики и химии, способствовать их кругозору.

3. Формировать навыки техники выполнения эксперимента, правильного обращения с электрооборудованием и химическими веществами.

3. Воспитательные цели урока:

1. Содействовать формированию единого естественно - научного мировоззрения и представления о целостности учебного материала, раздробленного по разным школьным дисциплинам.

2. Формировать активную и инициативную позицию учащихся в учении.

3. Формирование умения работать в группе.

Оборудование урока:

1. Оборудование для лабораторного эксперимента: стакан с раствором CuCl₂, электролизер с графитовыми стержнями, оборудование для собирания электрической цепи, амперметр.

2. Компьютер, телевизор, мультимедийный проектор, презентация 1 в программе Microsoft Office Power Point, ГИС «Интернет» (сайт «Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов»).

Ход урока:

1. Организационный момент (учителя физики и химии сообщают тему и цели урока, учащиеся записывают тему урока в тетрадь)

Учителя физики и химии:

Физика и химия относятся к естественным наукам и изучают одни и те же объекты. Вот и сегодня мы рассмотрим электропроводность разных веществ с точки зрения физики и химии. Выполним лабораторный эксперимент и опишем процессы, сопровождающие электропроводность.

Тема урока: «Электролиз расплавов и растворов бескислородных солей. Окислительно - восстановительные реакции» (учащиеся записывают тему в тетради).

Расширение знаний по теме: «Электропроводность веществ с разным кристаллическим строением. Электролиты. Электролитическая диссоциация» и переход к теме данного урока:

1. Фронтальная беседа:

Учитель физики:

Вопросы классу:

1. Какие частицы являются переносчиками заряда в проводнике (металле)? (электроны)

2. Какой заряд они имеют? (отрицательный)

3. А какие частицы в кристалле металла имеют «+» заряд и подвижны ли они? (катионы металла, которые находятся в узлах кристаллической решетки)

4. Как движутся электроны в кристаллической решетке металла? (хаотично, то и дело наскакивая на катионы в узлах, превращая их в атомы)

5. А как поведут себя хаотично движущиеся электроны, если металл ил другой твердый проводник поместить под воздействие электрического поля источника тока? (будут двигаться упорядоченно в определенном направлении)

6. А именно, в каком? (от «-» к «+» источнику тока)

7. Как называется такое направленное движение заряженных частиц (в данном случае электронов)? (электрический ток)

Итог сказанного (подводит учитель физики): Итак, под воздействием электрического поля ток течет только

в одном направлении.

Учитель химии:

Вопросы классу:

1. А могут ли пропускать электрический ток расплавы и растворы других веществ помимо металлов? (да)

2. Как называются такие вещества? (электролиты)

3. Вспомните какие вещества относятся к электролитам? (соли, кислоты и щелочи)

4. Что же происходит при расплавлении и растворении электролитов, почему они становятся проводниками электрического тока? (появлением заряженных частиц - ионов)

5. Как называется процесс распада молекул электролита на ионы при их расплавлении и растворении? (электролитическая диссоциация).

6. Ионы в расплаве или растворе электролита подвижны? (да, двигаются хаотично)

Итог сказанного (подводит учитель химии): Итак, образовавшиеся в результате диссоциации молекул электролита ионы, свободно перемещаются друг относительно друга.

Учитель физики:

Вопрос классу (проблема): А что произойдет, если мы в растворе электролита создадим электрическое поле? (возможные ответы)

Пояснение учителя физики: подвижные ионы примут направленное движение: «-» ионы будут притягиваться к «+» электроду - аноду. Поэтому они называются (можно спросит учащихся) анионами. А «+» ионы - к «-» электроду - катоду. Поэтому они называются (можно спросить учащихся) катионами. Мы получим электрический ток, текущий в двух направлениях.

2. Историческая справка о М. Фарадее (сообщает учитель физики): все эти понятия, такие как «электрод», «анод» - для положительного электрода, «катод» - для отрицательного, ввел английский физик - Майкл Фарадей. Все вещества были разделены им на электролиты и не электролиты. Фарадей - основоположник современной концепции поля в электродинамике, автор ряда фундаментальных открытий, в том числе закона электромагнитной индукции, один из первых исследователей воздействия магнитного поля на среды.

2. Изучение новой темы:

Учитель физики (проблема): Поскольку носителями электрического заряда являются частицы вещества, можно предположить, что на электродах произойдет его (вещества) выделение. Можем ли мы это увидеть? Можем ли мы измерить силу тока в растворе электролита? На эти вопросы даст ответ эксперимент.

1. Рассмотрение изучаемых понятий в ходе выполнения лабораторного эксперимента «Процессы, сопровождаемые прохождение электрического тока через раствор хлорида меди (II) - CuCl₂»

Оборудование:

Ход эксперимента (по ходу эксперимента учащиеся делают записи в технологических картах и рабочих тетрадях):

1. Вспомнить технику безопасности при выполнении эксперимента:

• убрать со стола все лишнее

• следует строго соблюдать правила работы с электрическими приборами, замыкание и размыкание ключа проводить строго с разрешения учителя

• включать собранную электрическую цепь только после проверки учителем

• не допускать разбрызгивания электролита

• при попадании раствора химического вещества на кожу рук немедленно промыть водой с мыло

• по ходу выполнения эксперимента сделать записи определений новых понятий в рабочих тетрадях

2. Собрать электрическую цепь согласно схеме (Слайд 8)

3. Влить в ванночку электролизера раствор CuCl₂ не более чем на 2/3 ее объема, опустить графитовые стержни в ванночку и включить электрический ток

4. Измерить силу тока в цепи амперметром

5. Составить уравнения диссоциации CuCl_{2 .} Определить, какие ионы будут притянуты катодом и анодом.

6. Описать признаки процессов, происходящих на электродах (аноде, катоде)

7. Разобрать электрическую цепь и уберите рабочее место

8. Составить схемы процессов на аноде и катоде, на основе наблюдений

9. Составить уравнение электролиза раствора хлорида меди (II) в молекулярном виде.

10. Сделать вывод по эксперименту.

11. Вклеить заполненные технологические карты в рабочие тетради.

Пояснение учителей по ходу эксперимента:

Учитель физики поясняет и проверяет правильность собирания электрической цепи для электролиза раствора хлорида меди (II). Контролирует практическое выполнение заданий эксперимента. Обсуждает с учащимися наблюдения (п. 1-5, 6).

Учитель химии рассматривает суть процессов, происходящих с ионами на электродах, знакомит учащихся с понятиями: «окисление», «восстановление», «окислитель», «восстановитель», «электролиз», «окислительно-восстановительные реакции» (п. 7-9).

Ход обсуждения (подведение под понятия):

1. Составьте уравнение диссоциации СuCl₂ (ученик записывает на доске)

2. Определите какие ионы притянулись катодом и анодом

3. Катионы меди (II), достигая катода принимают от него электроны и выделяется чистая медь (с зарядом 0)

4. Анионы хлора, достигая анода отдают ему электроны и образуется молекула хлора (заряд 0)

5. Количество отданных и принятых электронов должно быть одинаково. Это одинаковое количество электронов переходящее от одного иона к другому называется электронным балансом.

Запишите следующие определения в тетради.

6. Процесс отдачи электронов ионами называется окислением. Процесс присоединения электронов ионами называется восстановлением.

7. В ходе этих процессов изменяется значение заряда ионов.

Вопрос классу: Как изменяется значение зарядов ионов при окислении? (увеличивается). Как изменяется значение зарядов ионов при восстановлении? (уменьшается).

Вывод: Мы можем дать определения этим процессам с точки зрения изменения значения зарядов ионов (учащиеся проговаривают)

8. Ион, отдающий свои электроны другому иону, называется восстановителем. Ион, присоединяющий электроны - окислителем.

9. Назовите окислитель и восстановитель в данном процессе? (Сl^- - восстановитель, Cu²⁺ - окислитель)

10. Совокупность окислительно-восстановительных процессов, протекающих при прохождении электрического тока через расплав и раствор электролита, называется электролизом.

Следовательно электролиз - это окислительно-восстановительная реакция, которая протекает (где?) в расплаве и растворе электролитов (при каких условиях?) при прохождения электрического тока.

11. Запишем уравнение электролиза в молекулярном виде.

Уточнение учителя: Процессы электролиза солей кислородсодержащих кислот протекают сложнее, с ними мы познакомимся при дальнейшем изучении химии.

12. Так как степень окисления - это условный заряд атомов химических элементов, возникающий в результате отдачи или присоединения электронов, следовательно реакции, идущие с изменением СО атомов тоже относятся к окислительно - восстановительным процессам (реакциям).

Итог сказанного (подводит учитель химии): Окислительно - восстановительные реакции (ОВР) - реакции, при которых происходит изменение зарядов ионов или степеней окисления атомов химических элементов, образующих реагирующие вещества (учащиеся записывают определения новых понятий в тетради по ходу объяснения).

2. Физкульминутка на уроке:

1. Упражнения для глаз:

• Закрыть глаза не напрягая глазные мышцы, затем широко открыть и посмотреть вдаль

• Посмотреть на кончик носа, а потом перевести взгляд вдаль

• Сделать повороты круговые движения глазами, не поворачивая головы

2. Упражнения для рук:

• Потрите ладошку о ладошку

• Разотрите тыльные стороны ладоней

• Разотрите каждый палец в отдельности, начиная с кончика пальца

• Сделайте упражнения, как будто моете руки

• Разотрите предплечья, плечи

3. Отработка и закрепление изученных понятий:

Учитель химии: Предлагаю интерактивные задания (1 ученик выполняет задания на ПК)

Напоминаю, что при работе на ПК нужно соблюдать правила ТБ:

• Монитор должен находиться на расстоянии 60-70 см от глаз;

• Не пытайтесь самостоятельно устранить неисправности, при появлении запаха гари выключите компьютер, сообщив об этом учителю.

Фронтальная работа по выполнению интерактивных заданий на отработку изученных понятий (интерактивные задания «Уравнения реакций процессов, происходящих при электролизе» - №1,2, к учебнику Ивановой Р. Г. из единой коллекции цифровых образовательных ресурсов ГИС «Интернет»)

4. Дополнительный материал:

Учитель физики: Процессы электролиза широко применяются в электротехнике и в современном промышленном производстве. Предлагаю прослушать сообщение об этом (во время сообщения показывается видеосюжет «Электролиз воды).

5. Подведение итогов урока:

Учителя физики и химии: Чем интересен был вам сегодняшний урок?

При дальнейшем изучении физики мы научимся массу веществ, выделившихся на электродах. А на следующем уроке химии мы расширим и закрепим знания об окислительно - восстановительных реакциях.

Выставление оценок за активную работу при выполнении лабораторного эксперимента, в ходе фронтальных бесед при объяснении учебного материала и выполнении тестовых заданий.

6. Домашнее задание: Учебник химии: п. 42, упр. 1,3 (с. 109)

Задание в тетради по физике (расчетные задачи)

Учителя физики и химии: Урок окончен!