Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Свидетельство о публикации

Автоматическая выдача свидетельства о публикации в официальном СМИ сразу после добавления материала на сайт - Бесплатно

Добавить свой материал

За каждый опубликованный материал Вы получите бесплатное свидетельство о публикации от проекта «Инфоурок»

(Свидетельство о регистрации СМИ: Эл №ФС77-60625 от 20.01.2015)

Инфоурок / Химия / Конспекты / Конспект урока по теме: Электролиз. Практическое применение электролиза.
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 28 июня.

Подать заявку на курс
  • Химия

Конспект урока по теме: Электролиз. Практическое применение электролиза.

Выбранный для просмотра документ Текст к уроку Электролиз.doc

библиотека
материалов

Электролиз. Практическое применение электролиза.

Совокупность окислительно-восстановительных реакций, которые протекают на электродах при пропускании электрического тока через растворы или расплавы электролитов, называют электролизом.

Сущность электролиза состоит в том, что за счет электрической энергии осуществляется химическая реакция, которая не может протекать самостоятельно.

На катоде происходит процесс передачи электронов катионам из раствора или расплава, поэтому катод служит восстановителем. На аноде происходит отдача электронов анионами, поэтому анод является окислителем.

Электролиз расплавов и электролиз растворов отличаются друг от друга. В растворе соли кроме ионов металла и кислотного остатка присутствуют молекулы воды и ионы H+, OH- - продукты диссоциации H2O. Поэтому при рассмотрении реакций на электродах необходимо учитывать возможность участия молекул H2O в электролизе.

Для определения результатов электролиза водных растворов существуют следующие правила:

Процесс на катоде не зависит от материала катода, а зависит от положения металла в электрохимическом ряду напряжений:

  1. Если катион электролита расположен левее Al, то на катоде идет процесс восстановления воды (выделяется H2↑): 2H2O+2℮=H2↑+2OH-.

  2. Если катион электролита расположен между Al и H, то на катоде восстанавливаются одновременно и ионы металла, и молекулы воды: Men++n℮=Me0 2H2O+2℮=H2↑+2OH-.

  3. Если катион электролита расположен правее H, то на катоде идет процесс восстановления ионов металла: Men++n℮=Me0.

Процесс на аноде зависит от материала анода и от природы аниона:

  1. Если анод нерастворимый, т.е. инертный (уголь, графит, платина), то:

а) при электролизе растворов солей бескислородных кислот (кроме фторидов) на аноде идет процесс окисления аниона: Аm--m℮=A0;

б) при электролизе растворов солей оксокислот и фторидов на аноде идет процесс окисления воды (выделяется O2↑): 2H2O-4℮=O2↑+4H+

При электролизе растворов щелочей идет окисление гидроксид-ионов:

4OH--4℮=O2↑+2H2O.

Рассмотрим в качестве примера электролиз водного раствора хлорида меди(II) на инертных электродах. В растворе находятся ионы Cu2+и Сl-, которые под действием электрического тока направляются к соответствующим электродам:

CuCl2

К-← Cu2+ + 2Cl- → А+

Cu2++2℮→Cu0 2Cl--2℮→Cl2

CuCl2→Cu+Cl2

Электролиз водных растворов солей широко используют в химической промышленности для получения щелочей, хлора, водорода.

  1. Если анод растворимый (железо, медь, цинк и т.д.), то независимо от природы аниона всегда идет окисление металла анода.

CuCl2

К-← Cu2+ + 2Cl- → А+

Cu2++2℮→Cu0 Cu0-2℮→Cu2+

Таким образом, электролиз растворов солей с использованием растворимого анода сводиться к окислению материала анода (его растворению) и сопровождается переносом металла с анода на катод. Это свойство широко используется при рафинировании металлов (очистке от загрязнений) в электрометаллургии.

Для получения высокоактивных металлов (натрия, алюминия, кальция и др.) легко вступающих во взаимодействие с водой, применяют электролиз расплавов солей или оксидов:

NaCl

К-← Na+ + Cl- → А+

Na++1℮→Na0 2Cl--2℮→Cl2

2NaCl→2Na+Cl2

Для декоративной отделки, для защиты металлических изделий от коррозии на их поверхности с помощью электролиза наносят тончайший слой другого металла (хрома, серебра, меди, никеля, золота). Эта отрасль прикладной электрохимии называется гальваностегией. Гальванические цеха есть на многих металлургических и машиностроительных заводах. Другая область электрохимии – гальванопластика – это получение точных металлических копий с различных предметов. Так изготавливают медали, монеты, произведения искусства.











Выбранный для просмотра документ Урок по теме Электролиз.doc

библиотека
материалов

Открытый урок по теме: «Электролиз.

Практическое применение электролиза.»


Цели урока:

  1. Сформировать мотивацию учащихся к изучению нового материала, привлекая их к самостоятельному целеполаганию, рефлексии.

  2. Актуализировать личностный смысл учащихся к изучению темы.

  3. Развивать критическое мышление учащихся при организации их работы со специально написанными текстами.

  4. Создать условия для развития навыков общения и совместной деятельности.

  5. Развивать творческие и аналитические способности учащихся.

  6. Помочь учащимся осмыслить практическую значимость, полезность приобретаемых знаний.

  7. Поддерживать интерес к предмету, показывая применение электролиза на практике.

Ход урока.

Вступительное слово учителя.

Физика и химия относятся к естественным наукам, изучающим природу. Их законы универсальны. Они с успехом объясняют свойства кристаллов и живых клеток, помогают производить стыковку космических кораблей и выполняют сложнейшие операции. Сегодня мы рассмотрим связь между физикой и химией на примере одного процесса электролиза. Под таким названием объединяются физико-химические процессы, происходящие на электродах, когда через растворы или расплавы электролитов проходит электрический ток. ( Тема урока записана на доске).

  1. Стадия вызова и целеполагания.

? Ребята, давайте с вами вспомним, что вы знаете по данной теме? Что предшествует электролизу?

-Электролиты –это вещества, растворы или расплавы которых проводят электрический ток.

? Почему растворы или расплавы электролитов проводят электрический ток?

  • При растворении в воде или расплавлении они диссоциируют на свободно движущиеся ионы (катионы и анионы). Этот процесс называется электролитической диссоциацией.

? Каково становится направление перемещения ионов в электрическом поле?

  • Катионы движутся к катоду - отрицательно заряженному электроду, а анионы – к аноду – положительно заряженному электроду.

? Что является движущей силой направленного движения ионов к электродам?

  • Силы электростатического притяжения.

На доске схема:

Электролиты → электролитическая → ионы KA+ K-

диссоциация → An-A+

? Что вы хотите узнать нового по данной теме?

  • Какие процессы происходят на электродах.

  • Где и как применяют процесс электролиза в народном хозяйстве.

  • Научиться применять полученные знания на практике.

Учитель: А теперь посмотрите на доску, ваши цели почти полностью совпадают с моими.

На доске:

1. Получить представление о сущности процесса электролиза.

2. Познакомиться с его значением для химической промышленности, металлургии и других отраслей народного хозяйства.

3. Научиться осуществлять процесс электролиза в лабораторных условиях.

4. Получить практические умения для решения физико-химических задач.

  1. Стадия осмысления ( работа с текстом).

Сейчас мы с вами поставим длительный опыт: электролиз раствора сульфата меди(II), в ходе которого мы должны подтвердить основные закономерности протекания электрического тока через раствор электролита, и решить экспериментальную задачу с использованием одного из основных законов электрохимии -–закона Фарадея.

Для этого, предварительно взвесив катод, собираем электрическую цепь в соответствии со схемой (схема на доске). Засекаем время начала электролиза, записываем начальную массу катода и продолжаем урок.

Я вам сейчас раздаю тексты по теме: «Электролиз» и вопросы к нему. Каждая группа должна ответить на свои два вопроса, составив кластер – графически отобразив информацию, и представить его всему классу.

Вопросы первой группе

  1. Дайте определение электролиза.

  2. Сформулируйте основные правила электролиза.

Вопросы второй группе

  1. Охарактеризуйте роль катода и анода в электролизе.

  2. Сравните электролиз раствора хлорида меди(II) на инертном электроде и с использованием медного анода.

Вопросы третьей группе

  1. В чем, на ваш взгляд, принципиальное отличие электролиза расплавов и растворов?

  2. Отметьте роль и практическое применение электролиза.

Выступление представителя от каждой группы и представление кластера. Все остальные ученики записывают информацию в таблицу в своей тетради


4. Различие электролиза

на инертном и на медном аноде



5.Различие электролиза расплавов и растворов



6. Применение электролиза




А теперь вернемся к нашему опыту. Отмечаем время окончания электролиза, взвешиваем электрод, на котором выделилась медь.

Для вычисления массы продуктов электролиза используют важный закон электрохимии – закон электролиза Фарадея.

Он утверждает: масса веществ, выделившихся на электродах при электролизе, прямо пропорциональна количеству электричества, прошедшего через раствор или расплав электролита.

m=kI∙∆t

k – электрохимический эквивалент

k=M/nF

m – масса образовавшегося вещества (г)

M – молярная масса вещества (г/моль)

n – количество отдаваемых или принимаемых электронов

I – сила тока (А)

t – продолжительность процесса (с)

F – число Фарадея (F=96500 Кл/моль=26,8 Ач/моль

Задача: Определите массу меди, выделившейся в ходе опыта на катоде, если электрохимический эквивалент меди k=3∙10-7кг/Кл. Рассчитайте выход меди в процентах от теоретически возможного.

  1. Стадия рефлексии.

Получение от учеников «обратной связи» по поводу того, что они узнали, что не запомнилось и что им понравилось.


Сущность процесса электролиза.




2. Практическое применение электролиза.




3. Проведение процесса электролиза в лабораторных условиях.




4. Решение задач по закону Фарадея.











Подайте заявку сейчас на любой интересующий Вас курс переподготовки, чтобы получить диплом со скидкой 50% уже осенью 2017 года.


Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ

Автор
Дата добавления 27.11.2016
Раздел Химия
Подраздел Конспекты
Просмотров384
Номер материала ДБ-393706
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх