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 , 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 :

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 :

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.

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 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 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 = 0,25 моль

2) х = n = 1 моль

3) m = n — M = 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 , меднение, золочение, серебрение, платинирование — это отдельные виды гальваностегии.

Учитель: Электролиз используют для очистки меди, никеля, свинца, серебра, золота . Электролизом получают активные металлы отличающиеся высокой чистотой, активные неметаллы , сложные вещества, широко применяемые в химической промышленности . Получают электронные платы, служащие основой всех электронных изделий .

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:

На катоде:

Подведение итогов.

Учитель: Спасибо за урок.

Оценивается участие учащихся в проведении урока.