Электролиз расплавов и растворов солей
Цели:
образования:
- Изучить сущность электролиза как одного из способов получения металлов.
- Рассмотреть основные правила определения продуктов, выделяющихся на катоде и аноде.
- Сформировать представление о практическом значении электролиза.
развития:
- Уметь составлять уравнения химических реакций, отражающих сущность электролиза.
- Уметь прогнозировать продукты, выделяющиеся на катоде и аноде в процессе электролиза.
- Знать прикладное применение электролиза.
воспитания:
- Воспитывать аккуратность в ведении записей в тетрадях.
- Приучать к активному участию во фронтальной беседе.
- Формировать привычку поддержания чистоты и аккуратности рабочего места.
Оборудование: раздаточный материал, демонстрационный плакат, реактивы (раствор хлорида меди (II)), электролизер, источник постоянного тока (Д).
Методы: словесно-наглядный, эксперимент, решение задач.
Методика: традиционный урок, изучение нового.
Конспект урока
Здравствуйте, ребята!
На прошлом занятии мы углубили знания о химических свойствах металлов, изучив электрохимический ряд напряжения.
На сегодняшнем уроке познакомимся с одним из важнейших способов получения металлов в различных отраслях хозяйства - электролизом.
Нам необходимо повторить тему "Электролитическую диссоциацию", т.к. это поможет нам при изучении сегодняшней темы.
- Сформулируйте определение понятия "электролиты".
- Сформулируйте определение понятия "электролитическая диссоциация".
- Что необходимо сделать при написании уравнения электролитической диссоциации?
- Как двигаются ионы в растворе?
- Что происходит с ионами при пропускании электрического тока?
Вот теперь приступим к изучению новой темы. Запишите.
У вас на столах находится раздаточный материал (приложение 1). Мы сегодня будем им пользоваться.
Электролизу подвергаются расплавы и растворы электролитов.
Рассмотрим электролиз расплава солей на примере хлорида натрия.
Хлорид натрия плавится при t=801oС. Диссоциирует по схеме: NaCl -> Na+ + Cl-.
- Какие частицы находятся в расплаве?
При электролизе расплава хлорида натрия ионы приобретут направленное движение.
- В каком направлении будут перемещаться катионы; анионы?
Составим схему этого процесса:
К- : Na+ + e -> Na0 2 (восстановление) A+: 2Cl- - 2e -> Cl20 1 (окисление) 2NaCl -> (эл. ток) 2Na + Cl2
- Какой процесс - окисление или восстановление - будет проходить на катоде; аноде?
Теперь рассмотрим электролиз раствора на примере иодида калия.
Химия, как вам известно, - наука экспериментальная.
Проведем следующий опыт (Д).
Перед вами U-образная трубка (приложение 2). Нальем в неё раствор иодида кадия (II). В оба колена опустим угольные электроды и соединим их с источником постоянного тока. Этот прибор носит название - электролизер.
- Какие частицы находятся в растворе?
- Что произойдет с ионами при пропускании постоянного электрического тока?
- Что выделяется на аноде?
- Какой качественной реакцией это можно доказать?
- Капнем каплю крахмала.
- Что наблюдаем?
- В каком направлении будут перемещаться катионы (H+, K+); анионы (OH-, I-)?
- Какой процесс - окисление или восстановление - будет проходить на катоде; аноде?
- Но какие именно ионы будут восстанавливаться и окисляться на электродах в первую очередь?
Ответить на этот вопрос нам и поможет электрохимический ряд напряжений металлов.
Продукты на катоде.
На катоде разряжаются ионы металлов и протоны.
1. При электролизе растворов солей, содержащих катионы металлов, расположенных в электрохимическом ряду напряжений от лития по алюминий включительно, разряжаются молекулы воды (протоны), т.к. способность присоединить электрон у них выше, чем у катионов металлов.
2. При электролизе растворов солей, содержащих катионы металлов, расположенных в электрохимическом ряду напряжений после водорода, на катоде происходит восстановление катионов этих металлов, т.к. их способность присоединять электроны больше, чем H+.
3. При электролизе растворов солей, содержащих катионы металлов, расположенных в электрохимическом ряду напряжений между алюминием и водородом, идут конкурирующие процессы: как восстановление катионов, так и восстановление воды.
Вернемся к нашему примеру.
- Где располагается натрий?
- Какой вывод можно сделать?
К- : 2H2O + 2e -> H2
+ 2OH-
Продукты на аноде.
На аноде окисляются анионы.
1. При электролизе растворов, содержащих в своем составе анионы бескислородных кислот и солей (Cl-, Br-, I-, S2- и др.), окисляются соответственно Cl-, Br-, I-, S2- и др.
2. При электролизе растворов, содержащих в своем составе анионы кислородсодержащих кислот, окисляется соответственно вода, т.к. анионы кислотных остатков удерживают свои электроны более прочно, чем OH-.
Вернемся к нашему примеру.
Анион бескислородный.
- Какой вывод можно сделать?
A+: 2I- - 2e -> I20
- Что же получается?
2H2O + 2I- -> H2
2H2O + 2KI -> (эл. ток) H2
Данный процесс отражает сущность электролиза.
Попробуем сформулировать определение: электролиз - это окислительно-восстановительный процесс, протекающий на электродах, при пропускании электрического тока через расплав или раствор электролита.
Мы рассмотрели электролиз расплава и раствора с инертным угольным анодом, т.е. не расходующимся.
Что будет происходить, если электрод активный, расходуемый (например, медный)?
Ме - ne -> Me+n
Закрепим изученный материал, выполнив задания из раздаточного материала (приложение 1).
Рассмотрим практическое применение электролиза (IV из раздаточного материала)
Д/з: выучить записи в тетрадях, №3 из раздаточного материала.