Конспект урока по теме «Электролиз солей». Цели: Рассмотреть один из способов получения металлов

 «Электролиз солей».

 

Цели:

1.      Рассмотреть один из способов получения металлов.

2.      Познакомиться с понятием электрометаллургия, процессом  электролиза расплавов и растворов солей.

Задачи:

1.      Научиться определять продукты электролиза, используя закономерности окислительно-восстановительных реакций, протекающих  на электродах.

2.      Изучить алгоритм составления химических уравнений электролиза расплавов и растворов солей.

3.      Познакомить с требованиями оформления ответов на задания части В в текстах  ЕГЭ

4.      Рассмотреть применение электролиза.

 

Используемые учебники и учебные пособия: 

"Химия. 11 класс" О.С. Габриелян, Г.Г. Лысова. Дрофа. 2009

 

Этапы занятия:

1. 
   Актуализация знаний по теме: «Основные способы получения металлов».
   
2. 
   Лекция: Электролиз солей. Правила разрядки на электродах.
   
3. 
   Демонстрационный эксперимент 
   
4. 
   Самостоятельная работа учащихся.
   
5. 
   Подведение итогов.
   
6. 
   Домашнее задание.
   

 

1.    Актуализация знаний по теме: «Основные способы получения металлов».

Вопросы	Ответы
1   Как называется наука о методах и процессах производства металлов из руд?	а - высокая температура
2  Что лежит в основе методов пирометаллургии?	д- щелочные и щелочноземельные металлы
3  Какие восстановители используются в пирометаллургии?	к- металлургия
4   Каковы условия осуществления гидрометаллургических методов?	о- наличие растворов солей
5  Какие металлы нельзя получить гидрометаллургическим способом?	т-водород, уголь, оксид углерода (II), более активный металл

В результате получается слово: катод.

к

а

т

о

д

Это слово будет использовано нами при изучении новой темы «Электролиз солей»

 

2.    Объяснение нового материала.

Учитель: Если щелочные и щелочноземельные металлы нельзя получить с помощью гидрометаллургического и пирометаллургического методов, то как же этот процесс осуществляется в промышленности?

   Оказывается есть еще один способ получения металлов и их соединений с помощью хорошего восстановителя – электрического тока. Этот способ называется электролизом.

  Электролиз – окислительно-восстановительный процесс, происходящий на электродах под действием электрического тока.

? Как называется электрод, имеющий положительный заряд?  (анод)

? Как называется электрод, имеющий отрицательный заряд?  (катод)

? Чем отличается расплав соли от раствора? (в расплаве происходит диссоциация соли под действием высокой температуры, а в растворе диссоциация солей под действием воды).

? Что произойдет с ионами соли при помещении в ее расплав электродов, подсоединенных к источнику тока?

? Как записать этот процесс с помощью химических реакций?

            э.т.           

К+	Na+ + 1ē = Na0	восстановление
А-	Cl- - 1ē = Cl0, Сl2↑	окислитель

 

Учитель: Какое явление происходит в растворе хлорида натрия под действием воды?

Рассмотрим процесс электролиза раствора хлорида натрия:

Составим схему процессов, происходящих на катоде и аноде: (схема демонстрируется на интерактивной доске):

а) Если металл находится в электрохимическом ряду напряжения металлов  до алюминия (включительно), то на катоде первой восстанавливается вода:

    2H2O + 2ē = H2↑ +  2OH-, металл остается в виде иона.

б) Если металл находится в электрохимическом ряду напряжения металлов  между алюминием и водородом, то на катоде восстанавливается металл и вода.

    2H2O + 2ē = H2↑ +  2OH-

в) Если металл находится в электрохимическом ряду напряжения металлов  после водорода, то на катоде восстанавливается сам металл.

Ме+n + n ē = Me0

Рассмотрим наш пример: на катоде находится ион натрия (расположен в ряду активности до алюминия) и вода. Согласно правилу разрядки на катоде восстанавливается вода:    2H2O + 2ē = H2↑ +  2OH-

 

Правила разрядки на аноде (схема демонстрируется на интерактивной доске):

Процесс на аноде зависит от материалов анода  и от природы аниона. Если анод растворяется (железо, цинк, медь, серебро и т.д.),  то окисляется металл анода, несмотря на природу аниона.

Если анод не растворяется (инертный), то:

а) Первыми на аноде окисляются бескислородные остатки кислот (I- , Br- , Cl-  и т.д.)

Cl- - 1ē = Cl0, Сl2↑;

б) Затем вода   (2H2O - 4ē = О2↑ +  4H+);

в) Следующие по очереди кислородсодержащие кислотные остатки и фторид-ион.

Рассмотрим наш пример: на аноде находятся ионы хлора и вода. Согласно правилу разрядки на аноде первой будет окисляться вода: 2H2O - 4ē = О2↑ +  4H+.

Подведем итог: в результате электролиза раствора хлорида натрия на катоде образуется газообразный водород, на аноде – газообразный кислород, в растворе находятся ионы: катионы натрия и анионы хлора.

                           э.т.           

 

Учитель: Сравните продукты реакций при электролизе раствора и расплава хлорида натрия?

Работа с учебником: рассмотрение схем катодных и анодных процессов (стр. 233)

 

3.    Демонстрационный эксперимент 

 

4.    Самостоятельная работа учащихся.

                                                                 Вариант №  1

2.      Установите соответствие между металлом и способом его электролитического получения

Металл	Способ электролиза
А) натрий	1) водного раствора солей
Б) алюминий	2) водного раствора гидроксида
В) серебро	3) расплава поваренной соли
Г) медь	4) расплавленного оксида
	5) раствора оксида в расплавленном криолите
	6) расплавленного нитрата

                                                                 Вариант №  2

1.      Написать схемы электролиза растворов хлорида кальция, нитрата железа (III), сульфата калия, хлорида железа (II) и расплава хлорида железа (II).

2.      Установите соответствие между металлом и способом его электролитического получения

Металл	Способ электролиза
А) натрий	1) водного раствора солей
Б) алюминий	2) водного раствора гидроксида
В) серебро	3) расплава поваренной соли
Г) медь	4) расплавленного оксида
	5) раствора оксида в расплавленном криолите
	6) расплавленного нитрата