Урок "Электролиз"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Лицей №8 города Новоалтайска Алтайского края» Урок химии в 11 классе по теме «Электролиз» Прихожая Татьяна Владимировна,  учитель химии Предмет Класс Тема Тип урока Вид урока Цель урока В результате изучения темы   учащиеся научатся Методы обучения Форма организации работы в классе Оборудование     Химия 11 Электролиз урок усвоения нового материала проблемно­исследовательский Создать условия для формирования у учащихся  представления об электролизе водных растворов и  расплавов  электролитов через применение приемов   «ситуации успеха» на уроке.  определять процессы, происходящие на  электродах, составлять суммарное уравнение  реакции электролиза; составлять окислительно­восстановительные  процессы;  понимать практического значение электролиза в  природе и жизни человека; развивать мышление, делать логические выводы; работать с таблицами, справочным материалом,  дополнительной литературой, опорными  схемами.     фронтальная, индивидуальная репродуктивный, частично – поисковый; словесные (рассказ, беседа),  наглядные (видеоопыт, слайды презентации). Тесты, инструкция, физическая карта России,  компьютер. 1 Урок химии. 11 класс. Электролиз. Этап урока Организационный этап  Постановка проблема Деятельность учителя Наш сегодняшний урок мне хотелось бы  начать с античной легенды: Деятельность ученика Примечание «Некий мастер, имя которого история не  сохранила, принес римскому императору  Тиберию, правившему в начале I века н.э.,  чашу из металла, напоминающего серебро,  но только более легкого. Подарок стоил  жизни изобретателю: Тиберий приказал  казнить его, а мастерскую уничтожить,  поскольку боялся, что новый металл может  обесценить серебро императорской  сокровищницы». Согласно рассказу Плиния Старшего, этот металл, похожий на  серебро, был получен из «глинистой земли». Но история не знает безвозвратных потерь.  В 1827 году немецкий ученый Фридрих  Вёлер получает несколько граммов, а через  несколько лет уже несколько килограммов  нового легкого, прочного, блестящего  металла.  Но металл стоил также дорого, как серебро. Французы изготовили из него кирасы  охранникам императора и игрушки  наследнику Его Величества. В этом ларце находиться изделие из этого  металла. Оно необходимо каждому из нас.  Что же находиться в ларце? (Ответивший  2 на вопрос ученик достает из ларца  алюминиевую ложку.) Кстати, в 1852 году это чайная ложечка  весом 25 грамм стоила бы 30 долларов. Ответы учащихся (алюминий) Найдите, пожалуйста,  на географической  карте России центры получения алюминия. Учащиеся называют города Волгоград и Красноярск. Почему же именно в этих городах  расположены крупнейшие заводы по  производству алюминия?  Учащиеся констатируют факт  расположения заводов по производству алюминия вблизи крупных  электростанций. Таким образом, мы пришли к выводу, что  для получения алюминия необходимы  значительные затраты электроэнергии. Сегодня мы вторгаемся в область  электрохимии и рассмотрим такое явление,  как «электролиз».  Тема нашего урока «Электролиз».  Откройте тетради и запишите тему урока.  Что же называется электролизом?  «электро» – электрический ток, «лизис» –  разложение. Этап усвоения новых  знаний Давайте обратимся к определению в  учебнике на стр.217 Электролиз – это окислительно –  Учащиеся записывают в тетрадях  тему урока. Делается вывод, что электролиз – это процесс, в результате которого  происходит разложение вещества под  действие постоянного электрического  тока. Учащиеся работаю с учебником и   записывают определение в тетрадь. 3 Учитель фиксирует  вопросы на доске.  Что такое окислительно­ восстановительный процесс?  Чем раствор электролита  отличается от расплава?  Где применяется электролиз? Учащиеся записывают определения в  тетрадь («катод», «анод», процессы  «восстановления» и «окисления»). Изучение нового  материала восстановительный процесс, протекающий  на электродах при прохождении  постоянного электрического тока через  раствор или расплав электролита. Исходя из определения понятия  «электролиза», на какие вопросы мы  сегодня постараемся ответить на уроке? Отрицательно заряженный электрод  называется катод и условно обозначается  К(­).  Положительно заряженный электрод  называется анод и обозначается А(+).  В межэлектродном пространстве находится диссоциирующий на ионы электролит. Катионы, заряженные положительно,  перемещаются в сторону катода, а анионы,  заряженные отрицательно, в сторону анода.  На катоде будет происходить  электрохимическое восстановление  катионов или молекул воды, а на аноде  электрохимическое окисление анионов или  молекул воды. 4 Для написания уравнения электролиза вам  поможет инструкция, которая находится у  вас на столах, а также в учебнике на  стр.218. Прочитайте, пожалуйста, внимательно  инструкцию и ответьте на вопрос: От чего  будут зависеть процессы, протекающие на  электродах (катоде и аноде)?  Процесс на катоде  зависит от положения  металла в  электрохимическом  ряду напряжений. Процесс на аноде   зависит от материала  анода и от природы  аниона. 1. Если анод  растворимый (железо,  медь, цинк, серебро и все  металлы, которые  окисляются в процессе  электролиза), то всегда  идёт окисление металла анода. 2. Если анод  нерастворимый,  т.е.  инертный (уголь,  графит, платина,  золото), то результаты  зависят от анионов  кислотных остатков. 5 Рассмотрим примеры электролиза раствора  и расплава соли хлорида натрия. Простейшим примером электролиза  является электролиз расплава. Под действием электрического поля  катионы Na+ движутся к катоду и  принимают от него электроны. Na+ +e = Na0­ процесс восстановления. Анионы Cl – движутся к аноду и отдают  электроны:  2Cl ­ ­ 2e = Cl2 0­ процесс окисления.  Суммарная реакция:  2NaCl ====2Na + Cl2 На катоде выделяется металлический  натрий, а на аноде – газообразный хлор. 6 А теперь разберем пример электролиза  раствора хлорида натрия. NaCl   Na→ + + Cl –  K(­) Na+        2H2O ­2e  2OH→  – + H2  ↑ A(+) 2Cl – ­ 2e  Cl→ 2 0  H2O             2H2O + 2Cl – 2OH→  – + H2 + Cl2 2Na+ + 2H2O + 2Cl – 2OH + H 2Na+ → 2 + Cl2 0 +  2 NaCl + 2H2O  →  2NaOH + H 2 ↑  + Cl 2↑ Чем электролиз расплава соли отличается  от электролиза раствора? В растворе соли кроме ионов металла  и кислотного остатка присутствуют  молекулы воды и ионы Н+ и ОН­ ­   продукты диссоциации воды. Поэтому  при рассмотрении реакций на  электродах необходимо учитывать  возможность участия молекул воды в  этом электролизе. Вывод: Сущность электролиза  состоит в том, что за счёт  электрической энергии  осуществляется  химическая реакция,  которая не может  протекать  самопроизвольно. 7 Предлагаю вам у доски написать  катодные  и анодные процессы  электролиза раствора  соли иодида калия, используя инструкцию. Ученик у доски разбирает пример  электролиза раствора соли иодида  калия. Подтвердим или опровергнем   правильность нашего решения, просмотрев  видеофрагмент. Просмотр видеофрагмента На доске открывается  шаблон с правильными  ответами. Ученики заполняют бланки заданий,  обмениваются заполненными  бланками, выставляют друг другу  оценки по оценочной шкале:     5 правильных ответов – оценка  «5»,  4 правильных ответов – оценка  «4»,  3 правильных ответов – оценка  «3».  Подведение итогов Проверим результативность нашей  совместной работы. Сейчас, предлагаю вам на выбор написать  графический диктант или тест, тексты  которых, вы видите на своих столах. Обменяйтесь заданиями и проверим  правильность ваших ответов. Прошу поднять руку тех учеников, которые справились с заданием  на «хорошо» и  «отлично».    стр.217­222, упр.23 индивидуальные задания для  учащихся, сдающих ЕГЭ по химии подготовить сообщения  «Применение электролиза» (по  желанию) Домашнее задание 8 Заключение Ребята, я надеюсь, что в результате нашего  урока, сегодня  каждый из нас познал радость открытия, чувства взаимного обогащения  друг друга.  А обмен информацией в ходе урока привёл к пониманию и познанию.  9 Фамилия, имя_______________________________________ Графический диктант 1 2 3 4 5  ДА   НЕТ 1. Электролиз можно считать окислительно­восстановительной реакцией, происходящей  под воздействием электрического тока? 2. На катоде происходит процесс электрохимического окисления? 3. Катион Na + будет восстанавливаться на катоде в водном растворе? 4. Анион Cl – будет окисляться на аноде в водном растворе? 5. При электролизе раствора NaCl можно получить щелочь NaOH и газы H2 и Cl2.    без ошибок – оценка «5» 1 ошибка – оценка «4»  2, 3 ошибки – оценка «3» Оценка: _______________ 10 Фамилия, имя_______________________________________ Тест «Электролиз» При выполнении теста необходимо установить соответствие между вопросом и ответом (1 B;  2 А, … . )  Вопрос 1. Электролиз ­ это… Ответ A. Медь 2. При электролизе раствора бромида меди (II)  образуются… Б. Кислород и серная кислота  3. При электролизе раствора сульфата меди (II) образуются на аноде … В. Медь, бром  4. При электролизе раствора сульфата меди (II) образуются на катоде… Г. Процесс, выделения на электродах веществ,  связанный с окислительно­  восстановительными реакциями    без ошибок – оценка «5» 1 ошибка – оценка «4»  2, 3 ошибки – оценка «3» Ответ: _________________________________ Оценка: _______________ 11 Инструкция 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 находится в начале ряда напряжений (по Al включительно), то на  катоде идёт процесс восстановления воды (выделяется Н2). Катионы металла не  восстанавливаются, остаются в растворе. 2. Если катион электролита находится в ряду напряжений между алюминием и водородом, то  на катоде восстанавливаются одновременно и ионы металла, и молекулы воды. 3. Если катион электролита находится в ряду напряжений после водорода, то на катоде идёт  только процесс восстановления ионов металла. 4. Если в растворе находится смесь катионов разных металлов, то первым восстанавливается  катион того металла, который имеет наибольшее алгебраическое значение электродного  потенциала. Катодные процессы в водных растворах солей. Электрохимический ряд напряжений металлов Li,     K,    Ca,    Na,    Mg,    Al Mn,   Zn,   Fe,   Ni,   Sn,   Pb H2 nMe 2Н2О  +  2ē =  Н2  +  2ОН  ­ не восстанавливается 0Me  + nē  =  nMe 2Н2О  +  2ē =  Н2   +  ↑ 2ОН‾ ↑ ‾ Cu,  Hg,   Ag,  Pt,  Au nMe 0Me +  nē  =  Процесс на аноде зависит от материала анода и от природы аниона. 1. Если анод растворимый (железо, медь, цинк, серебро и все металлы, которые окисляются в  процессе электролиза), то независимо от природы аниона всегда идёт окисление металла  анода. 2. Если анод нерастворимый, т.е. инертный (уголь, графит, платина, золото), то: А) при электролизе растворов солей бескислородных кислот (кроме фторидов) на аноде идёт  процесс окисления аниона; Б) при электролизе растворов солей оксокислот и фторидов на аноде идёт процесс окисления  воды (выделяется кислород); анион не окисляется, остаётся в растворе. При электролизе  растворов щелочей идёт окисление гидроксид­ионов Анод Растворимый Нерастворимый Анодные процессы в водных растворах. Кислотный остаток  mAc бескислородный кислородсодержащий Окисление металла анода nMe                                     анод            раствор 0Me ­ nē =   Окисление аниона (кроме фторидов) mAc 0Ac  ­ mē =  ‾ В щелочной среде: ↑ 4ОН  –  4ē  =  О2  +  2Н2О  В кислой, нейтральной средах: 2Н2О –  4ē  =  О2  +  4Н ↑ +   I ,   Анионы по их способности окисляться располагаются в следующем порядке: Br ,    OH ,   SO 2 3NO ,   4 ,   F . Cl 2S ,   ,    12 Восстановительная активность уменьшается 13