Слайд 2
Цель урока:
Обобщать и систематизировать
знания по теме. Знать о практическом использовании электролиза в
промышленном производстве металлов. Уметь обобщать, выделять главное, использовать теоретические знания на практике.
Слайд 3
План урока:
I. Повторение тем: «Электролитическая диссоциация», «Сильные и
слабые электролиты»
II. Изучение материала по плану:
1. Определение
сущности процесса электролиза.
2. Правила для определения результатов электролиза:
а) процессы на катоде;
б) процессы на аноде;
3. Закон Фарадея.
4. Области использования электролиза
III. Закрепление материала.
Слайд 4
Повторение темы: «Электролитическая диссоциация»
Электрический ток – это направленное
движение электрически заряженных частиц.
Вещества, в которых заряженные частицы могут
перемещаться на значительные расстояния, называются проводниками. В металлах (проводниках I рода) такими частицами являются электроны.
Вещества, водные растворы или расплавы которых проводят электрический ток за счет перемещения ионов, называются электролитами (проводниками II рода).
Слайд 5
По рисунку 1 объясните термин «Электролитическая диссоциация». Расскажите
о процессе диссоциации. Как называют положительные и отрицательные ионы?
Рис.1.
Диссоциация электролита с:
А) молекулярной;
В) кристаллической структурой (ионный кристалл)
Слайд 6
В водных растворах одни электролиты полностью распадаются на
ионы, другие – частично (часть молекул электролита остается в
растворе в недиссоциированном виде) (рис.2).
Рис.2. Водный раствор:
а — полностью диссоциированного электролита;
б — частично диссоциированного электролита
Слайд 7
Чем больше молекул электролита распадается на ионы, тем
сильнее электролит. Диссоциация сильных электролитов – необратимый процесс, слабых
– обратимый.
Слайд 8
II. Изучение нового материала.
1. Сущность процесса электролиза.
Движение
ионов в растворе или расплаве электролита является беспорядочным. Но
если в электролит опустить электроды и пропустить постоянный электрический ток, то ионы будут двигаться упорядоченно к электродам: катионы – к катоду, анионы – к аноду. На катоде идет процесс восстановления, катионы принимают электроны. На аноде идет процесс окисления, анионы отдают электроны. Это явление называют электролизом.
Слайд 9
Что такое электролиз? В чем заключается сущность электролиза?
Электролиз
– это окислительно – восстановительный процесс, протекающий на электродах
в растворах или расплавах электролитов при пропускании электрического тока.
Сущность электролиза заключается в том, что за счет электрической энергии осуществляется химическая реакция, которая не может протекать самопроизвольно.
Слайд 10
2. Правила для определения результатов электролиза.
а) Электролиз в
расплавах (электроды нерастворимые).
NaCl ↔ Na+ + Cl-
К А
Na+ + 1e = Na; 2Cl- – 2e = Cl2
В результате на катоде выделяется металлический натрий, на аноде – газообразный хлор.
2NaCl ↔ 2Na + Cl2
Слайд 11
Электролиз в растворах.
При электролизе водных растворов могут
участвовать не только ионы растворенного вещества, но и ионы
и молекулы растворителя.
Например:
Водный раствор соли МеАn содержит:
катионы Ме+ и Н+; анионы Аn- и ОН-
и молекулы Н2О.
Слайд 12
На катоде возможны восстановительные процессы:
Ме+ + е =
Ме (1)
2Н+
+ 2е = Н2 (2) в кисл. ср.
2Н2О + 2е = Н2 + 2ОН- (3) в нейтр и
щел. Ср.
Слайд 13
На аноде возможны окислительные процессы:
Окисл. анионов Аn-
(4)
4ОН- – 4е = 2О2
+ 4Н+ (5) в щел. ср.
2Н2О – 4е = О2 + 4Н+ (6) в нейтр и кисл
Окисл. матер. анода (7)
Окисляющийся анод называют активным.
Неокисляющийся – инертным. Инертные аноды изготавливают из графита, угля, платины.
Слайд 14
Какие из этих процессов будут преобладать?
На катоде:
В растворах
процесс на катоде зависит от активности восстанавливаемого металла:
а) Если
металл расположен в ряду напряжений справа от олова, то идет процесс (1) – на катоде выделяется металл.
б) Если металл расположен слева от алюминия, его катион не восстанавливается; идут процессы (2) или (3) (в зависимости от среды раствора) – выделяется водород
в) Если металл расположен между Al и Sn, возможно одновременное протекание процессов (1), и в зависимости от среды раствора (2) или (3), т.е. выделяются и металл и водород.
Слайд 15
На аноде:
1. Если анод активный, окисляется материал анода
– процесс 7
На инертном аноде:
2. Анионы безкислородных кислот (кроме
НF) окисляются легче, чем ОН и НО; идет процесс 4
3. Анионы кислородных кислот и фторидов окисляются труднее, чем ОН и НО идут процессы 5 или 6 в зависимости от среды раствора, т.е выделяется кислород
Слайд 16
1-й закон Фарадея:
Массы веществ, выделившихся на катоде и
аноде, пропорциональны количеству прошедшего через раствор или расплав электричества.
m = Э∙I∙t ∕ F
где Э – эквивалент вещества(г∕моль)
t – время электролиза, (с)
I – сила тока (А)
F – постоянная Фарадея (F=96,500Кл∕моль)
Слайд 17
Применение электролиза:
активных металлов
щелочей
Получение О2, F2, Н2
окислителей
органических соединений
Рафинирование металлов
пластика (Б.С.Якоби)
Гальвано стегия
полирование
Электро фрезерование
Слайд 18
Тест по теме «Электролиз»
При электролизе раствора сульфата
цинка с инертными электродами на
аноде выделяется:
а) цинк;
б) кислород;
в) водород;
г) сера.
Слайд 19
2. Объем кислорода (н.у.)
выделившегося на
инертном аноде
при пропускании электрического
тока
силой 20 А в течение 2.5 ч
через раствор сульфата калия,
равен:
а) 10,4;
б) 11,2;
в) 6,8;
г) 20,6.
Слайд 20
3. При электролизе 240 г 15%-го раствора
гидро-ксида натрия на аноде
выделилось 89,6 л (н.
у.) кислорода.
Массовая доля вещества в растворе
после окончания электролиза равна
(в %):
а) 28,1;
б)32,1;
в) 37,5;
г) 40,5.
Слайд 21
4. При электролизе раствора хлорида
натрия
образуются:
а)натрий и хлор;
б)гидроксид натрия, хлор и водород;
в)кислород и хлор;
г)натрий, хлор и соляная кислота.
Слайд 22
5.При электролизе расплава гидроксида
натрия на аноде
выделяется:
а) натрий;
б) водород;
в) кислород;
г) вода.
Слайд 23
6.При электролизе раствора хлорида кальция на катоде выделилось
5,6 г водорода. Какова масса (в г) вещества, выделившегося
на аноде?
а) 198,8;
б) 99,4;
в) 89,6;
г) 44,8.
Слайд 24
7.Медный купорос массой 100 г растворили в воде
и провели электролиз до обесцвечивания раствора. объем (в л,
н. у.) собранного газа равен:
а) 2,24;
б)4,48;
в) 11,2;
г) 22,4.
Слайд 25
8.Платиновый электрод:
а)инертный;
б)растворимый;
в)расходуется в процессе
электролиза;
г)не расходуется в процессе
электролиза.
Слайд 26
9.Процесс на катоде при электролизе растворов солей зависит
от:
а)природы катода;
б)активности металла;
в)состава аниона;
г)не зависит от перечисленных
факторов.
Слайд 27
10.При электролизе раствора нитрата меди( П) с медными
электродами на аноде будет происходить:
а)выделение диоксида
азота;
б)выделение монооксида азота;
в)растворение анода;
г)выделение кислорода.