Электролиз.

План конспекта к уроку

«Электролиз»

Форма занятия: комбинированная

Методы : словесные , наглядные, практические.

Цель: повторить теорию электролитической диссоциации, дать представление об электролизе расплавов и растворов солей.

Задачи:

Обучающая:

• Познакомить учащихся с понятием электролиз ,электролиз растворов и расплавов.

• Формирование исследовательской компетенции обучающихся при изучении среды водных растворов электролитов.

Развивающая:

• Развивать умение рационально планировать свою деятельность;

• Развивать умение работать в группах и индивидуально.

Воспитательная:

• Воспитание у учащихся интереса к учению стремление добиваться успехов учебе;

• Формирование у учащихся гражданской позиции на примере некоторых глобальных проблем человечества.

Оборудование: мультимедиа, презентация, таблицы.

Ход занятия

I. Орг. момент

II. Проверка Д /з (см. приложение)

III. Изучение нового материала

I.Актуализация знаний:

а) Какие вещества относятся к электролитам?

б) Что называется электролитической диссоциацией?

2.Электролиз.

Электролиз-это совокупность окислительно-восстановительных процессов , протекающих при прохождении постоянного электрического тока через раствор или расплав электролита с погруженными в него электродами.

Действие электрического тока на различные вещества изучал англ. ученый Г.Деви (сообщения учащихся).

При прохождении постоянного электрического тока через раствор ( или расплав некоторых солей и оснований) электролита происходит следующее : положительно заряженные ионы ( катионы) подходят к отрицательно заряженному электроду – катоду; отрицательно заряженные ионы (анионы) подходят к положительному электроду – аноду и за счет движения ионов проходит электрический ток. Домтигнув электродов ионы начинают приобретать или терять электроны: катионы, достигнув катода, принимают от него электроны , а анионы, достигнув анода – отдают электроны ; на катоде происходит процесс восстановления , на аноде- окисления. Эта реакция является окислительно-восстановительной.

Сущность электролиза изображают с помощью схемы , которая показывает диссоциацию электролита, направление движения ионов, процессы на электродах и выделяющиеся вещества.

а) Электролиз водного раствора электролита

При электролизе водных растворов кроме гидратированных ионов электролита принимают участие ионы из воды. В связи с этим при электролизе раствора электролита возле катода и анода скапливаются конкурирующие друг с другом ,а также с молекулами воды ионы.

1) Последовательность разрядки катионов на катоде зависит от положения металла в электрохимическом ряду напряжений.

Катодные процессы в водных растворах солей

1. Если у катода накапливаются катионы металла, который находится в ряду напряжений после водорода, и молекулы воды, то на катоде восстанавливаются ионы металла:

Cu Br₂ (р-р) = Cu²⁺+2Br-

К^- А⁺

Cu²+2e→Cu⁰ 2Br^-- 2e →Br₂

2. Если у катода накапливаются катионы металла ,стоящего в начале ряда напряжений ( от лития до аллюминия включительно), и молекулы воды , то на катоде восстанавливаются ионы водорода из молекул воды :

Ca J₂  Ca ₂+ 2J-

K A

2H₂O+ 2e →H₂ + 2OH- 2J^- – 2e →J₂↓

Ca²+ 2 OH^-  Ca (OH)₂

т.о., на катоде выделяется водород, на аноде образуется иод , а вблизи катода – раствор Ca(OH)₂.

3. Если у катода накапливаются катионы металла, который расположен в ряду напряжений между алюминием и водородом, и молекулы воды , то восстанавливаются и ионы металла, и частично ионы водорода из молекул воды:

Zn SO₄  Zn ²⁺ + SO₄²^-

K A

Zn²+ 2e → Zn

2H₂O + 2e → H₂+2OH- 2H₂O+ 4e → O₂ + 4 H⁺

Zn²⁺+ 2OH^- → Zn (OH)₂ 2H⁺+ SO₄²^- H₂SO₄

4. Если в растворе находится смесь катионов разных металлов , то сначала восстанавливаются катионы менее активного металла.

5. При электролизе раствора кислоты на катоде восстанавливаются катионы водорода : 2H⁺+ 2e= H₂

2) Последовательность разрядки анионов на аноде зависит от природы аниона.

1. При электролизе растворов солей бескислородных кислот ( кроме фторидов) на аноде окисляются анионы кислотных остатков.

Ba Clр-р Ba²⁺+ 2 Cl^-

K A

H₂O+ 2e→H₂+2OH^- 2Cl^-- 2e → Cl₂

Ba²⁺+ 2OH^-→ Ba (OH)₂

2. При электролизе растворов солей кислородсодержащих кислот и фторидов на аноде идет процесс окисления гидроксид-ионов из молекул воды:

Pb(NO₃)₂ р-р Pb²⁺+ 2 NO₃^-

K A

Pb²⁺+ 2 e → Pb 2 H₂O – 4 e →O₂+4H⁺

2H₂O+ 2e→ H₂+2OH^- H⁺ + NO₃^- HNO₃

Pb²⁺+ 2OH^-→ Pb(OH)₂

3. При электролизе растворов щелочей окисляются гидроксид-ионы:

4OH^-- 4e = O₂ + 2 H₂O

Все разработанные случаи электролиза относятся к нерастворимому аноду ,изготовленному из угля ,графита,платины,иридия.

б) Электролиз расплава электролита с инертными электродами.

В расплаве электролита присутствуют только ионы, образовавшиеся при его диссоциации , они участвуют в окислительно-восстановительном процессе. t

Na Cl (тв.) = Na⁺ + Cl^-

K A

Na⁺+ e = Na 2Cl^- - 2e = Cl₂

2 Na⁺+ 2 Cl^- =========== 2Na + Cl₂

На катоде образуется металлический натрий , на аноде – газообразный хлор.

3 Применение электролиза

(сообщения учащегося)

IV Закрепление

1. В каких случаях при электролизе водных растворов солей:

а) на катоде выделяется водород;

б) на аноде выделяется кислород;

в) происходит одновременное восстановление катонов металла и катионов водорода воды ?

2. Какие химические процессы происходят у катода и анода при электролизе раствора хлодида никеля (II) , если анод :

а) угольный ; б) никелевый ; Составить ур-я

Д/з ст.у. §5 стр.85 упр.3,6 стр.89.