Презентация по химии на тему " Электролиз"

Тема урока: Электролиз. Законы электролиза.

Цель:

·         создание благоприятных условий  для восприятия  осмысления и первичного закрепления знаний по теме «Электролиз. Закон электролиза»;

·         развитие знаний и целостного представления о физическом и химическом  явлении;

·          об использовании полученных на уроке знаний при интегрированном подходе к изучению различных предметов;

·          овладение умением аккуратно вести записи в тетради.

Оборудование:  

·         портрет М.Фарадея,

·         компьютер,

·          презентация,

·         выпрямитель  4-12, 

·         раствор  ,

·         раствор  KI,

·         лучина,   

·         угольные электроды,  

·         прибор для опытов по  химии с электрическим  током,

·          пробирка, 

·         держатель,

·          спиртовка, 

·         фенолфталеин,

·         крахмальный клейстер,

·         лакмусовая бумажка,

·          спички,

·         соединительные   провода,

·         тест по теме «Электролиз. Закон электролиза»,

·         плакат со стихотворением,

·         самоклеющиеся бумажки, 

·         раздаточный материал по физике и химии,

·         карточки  с  домашним  заданием.

Тип урока: интегрированный урок изучения  нового материала.

Ход урока:

1.      Организационный момент.

Добрый день, друзья! Мы рады вас видеть и очень хотим начать работу с вами. Хорошего всем настроения и удачи на уроке.

2.      Актуализация знаний (фронтальный опрос).

·Что называют электрическим током? ( Направленное движение заряженных частиц)

·Назовите заряженные частицы, которые вы знаете? ( Электроны, протоны, нейтроны, ионы)

·Какие вы знаете проводники электрического тока? (Металлы)

·Что является носителями  электрического заряда в металлах? (Электроны)

·Как вы думаете, могут ли другие вещества проводить электрический ток?

(Да, другие вещества могут проводить электрический ток)

·Может ли вода проводить электрический ток? И почему? (Вода не является проводником электрического тока, так как в ней  нет носителей  электрических зарядов, атомы и молекулы нейтральны)

·Почему кристаллический  хлорид  натрия, состоящий из ионов, не проводит электрический ток? (В кристаллической соли кулоновские силы взаимодействия между ионами большие и ионы не могут свободно перемещаться)

·Как вы объясните проводимость электрического тока водным раствором хлорида натрия? (Под  действием воды,  кулоновские силы взаимодействия между ионами уменьшаются, кристаллическая решетка  разрушается, и в раствор переходят гидратированные  ионы соли, способные свободно перемещаться и переносить электрический заряд)

·Что называют электролитами? (Электролиты -  вещества, водные растворы или расплавы которых проводят электрический ток)

·Что представляет собой  электрический ток в электролитах? (Упорядоченное движение положительных и отрицательных ионов)  

·Сформулируйте определение электролитической диссоциации? (Электролитическая диссоциация – процесс распада электролита на ионы при растворении их в воде или расплавах)

·Напишите уравнение диссоциации следующих веществ  S , , NaOH, проанализируйте их.   ;

 ;

                                       )

·  Что происходит с ионами в растворе, в который опущены электроды? (Ионы приобретают направленное движение; положительно заряженные  ионы перемещаются к катоду  (),  а отрицательно заряженные ионы к аноду(+))

3.      Подготовка учащихся к основному этапу урока (формулирование темы и целей урока и запись учащимися темы в тетрадь)

4.      Изучение нового материала.

Проведем  опыт №1:  в раствор сульфата меди (II) опустим  угольные электроды, на анод поместим пробирку. Через раствор пропустим постоянный электрический ток.

·         Что наблюдаете? (На отрицательно заряженном электроде образуется красный налет меди,  а в анодном пространстве видим пузырьки бесцветного газа)

А теперь осторожно снимем пробирку с анода и в неё внесем тлеющую лучину, она ярко вспыхивает. 

·         О чем свидетельствует возгорание тлеющей лучины? (В пробирке образовался кислород поддерживающий горение).

Теперь в анодное пространство вносим синюю лакмусовую бумажку, она покраснеет.

·         Что означает покраснение лакмусовой бумажки? ( Покраснение лакмусовой бумажки доказывает образование кислоты в анодном пространстве)

Вывод из опыта:   при пропускании через раствор электролита постоянного электрического тока   на      электродах образуются новые вещества, в результате  химической    реакции.

Таким образом, процесс в результате которого, на электродах выделяются новые вещества, входящие в состав электролита при протекании через его раствор постоянного  электрического тока называется электролизом  (Электролиз  –  выделение   вещества    на    электродах    при    окислительно-восстановительных  реакциях). Явление электролиза было открыто в 1800 году английскими  учеными    У. Никольсоном   и  А. Карлейлем.

 Составим уравнение  реакции:  

                                                     CuS  

                                                                       O

А теперь,  найдем массу вещества, выделившегося на электроде, за определённый промежуток. Масса вещества равна массе всех ионов, осевших на электроде за это время: 

m = N    (1),      где –  масса  одного  иона, N – число ионов осевших на электроде.

Полный заряд всех ионов, прошедших через раствор на электрод, пропорционален заряду каждого иона:

Q = N      (2),     где  - заряд иона.

Возьмем отношение левых и правых частей равенств (1), (2),  получаем

  =  = k      (3),       где k – электрохимический эквивалент вещества,  = 1

Для электролиза отношение массы иона к его заряду является постоянной величиной и из этого следует  первый закон Фарадея: масса вещества, выделившегося на каждом из электродов, пропорциональна количеству электричества, прошедшего через электролит.  

 - Первый закон Фарадея (экспериментально был открыт в 1833 г.)

Из закона Фарадея следует, что электрохимический эквивалент численно равен массе вещества, выделившегося на электроде при прохождении через электролит заряда, равного одному кулону.

Химическим эквивалентом называют отношение  молярной массы(M) к валентности(n),  

Сформулируем  второй закон Фарадея: электрохимические эквиваленты веществ пропорциональны их химическим эквивалентам.

 – Второй закон Фарадея, где F – постоянная Фарадея ()

Смысл второго закона Фарадея состоит в том, что при прохождении одного  и того же количества электричества через разные электролиты на электродах выделяются разные массы вещества.

Подставим значение электрохимического эквивалента в первый закон Фарадея и получим  объединённый закон Фарадея   - 

Задача №1:   При силе тока 1,6A  на катоде электролитической ванны за 10 мин отложилась медь массой 0,316г. Определите электрохимический эквивалент меди.                                   (Ответ:)

Задача №2:  Сколько никеля  выделится,  при  электролизе за 1 час при  силе  тока   10A ,  если известно, что молярная масса никеля 0,0587, а валентность никеля n = 2. (Ответ: 7,3 г)

5.      Физминутка.

Проведем опыт №2: в сосуд для электролиза нальем раствор иодида калия. На электроды надеваем две пробирки с тем же раствором. В пробирку, надетую на анод,  добавляем  немного крахмального клейстера, а в пробирку, надетую на катод,  добавляем несколько капель фенолфталеина. Включаем прибор и в нем начинается электролиз соли.

·  Что наблюдаете?  (В одной пробирке фенолфталеин  окрашивается в малиновый цвет, а в другой под  действием  свободного  йода  крахмал окрашивается в синий цвет)

·  О чем  свидетельствуют эти  признаки реакции? ( На аноде образуется йод, в катодном пространстве щёлочь)

Вывод из опыта: при  электролизе  растворов различных веществ образуются разные  вещества  (продукты).  Для определения продуктов электролиза можно пользоваться                 алгоритмом составления уравнений электролиза:

·         Составьте   уравнение  электролиза иодида калия с использованием алгоритма.

6.      Первичное закрепление знаний.

Ребята, вам предлагается в течение 5 минут выполнить задание теста по теме «Электролиз. Законы электролиза».

Тест по теме «Электролиз. Законы электролиза»

При выполнении теста необходимо установить соответствие между вопросом и ответом               (1 B; 2 А,  …  . )

 Ответы: (1D;  2A;  3F;  4K;  5L; 6B; 7J; 8M; 9N; 10С)

Критерии:  за правильный ответ – 1  балл.

       10 баллов – «5»;  9-7 баллов-«4»;  6-5 баллов -«3».

На экране появляются  правильные ответы,  и учащиеся сравнивают свои ответы с ответами, приведёнными на экране; задают вопросы учителю и одноклассникам по  заданиям теста, которые вызвали затруднения.

7.    Подведение  итогов урока  и  информация о домашнем задании.

Итак, сегодня на уроке вы расширили свой научно – технический кругозор изучили электролиз, законы электролиза,  увидели  существующую   взаимосвязь между химическими и физическими знаниями.

 Выставляются оценки учащимся  активно, работающим в течение урока.  

Учащимся предлагается  карточка  с дифференцированным домашним заданием:

8.      Рефлексия.

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 пойдёт.

У катода всем подряд

Выдаются электроны.

Металлический отряд

Получается из ионов.

А анод, наоборот,

Электроны отберёт,

В этом месте всякий раз

Выделяться будет газ.

Результат всего процесса

Очень долг и интересен:

Если ток включается, соли разлагаются.

Учащиеся, уходя с урока, прикрепляют на плакат со стихотворением самоклеющуюся бумагу к словам анод или катод. Если  к  «катоду»   - урок  не понравился,  тема  не понята; к «аноду»  – урок понравился,  рассматриваемая тема понятна.

Литература:

1.Глинка Н. Общая химия – Ленинград: Химия, 1983 – 702с.

2. Аликберова Л. Занимательная химия: Книга для учащихся, учителей, родителей – М.: АСТ – ПРЕСС, 1999- 560с.: ил - («Занимательные уроки»)

3. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия – М.: Аванта+, 2001-638с.

4.Хомченко Г., Севастьянова К. Окислительно-восстановительные реакции М.: Просвещение, 1980- 144с.

5. Гузей Л. Химия, 10 класс: Учебник для общеобразовательных учебных заведений – М.: Дрофа, 2002-240с.

6.Мякишев Г. Физика, 10 класс: Учебник для общеобразовательных учебных заведений – М.: Просвещение, 2003-336с.

7.Шевцов В. Тесты по физике для 7-11 классов. -  Волгоград, издательство «Учитель». , 2002, 54с.