Урок на тему Электролиз растворов и расплавов солей 11 класс

Тема урока: Электролиз расплавов и растворов солей

Форма урока:

Урок изучения новой темы с применением ИКТ.

Цель урока:

Сформировать представление учащихся о процессе электролиза.
Умение составлять уравнения анодных и катодных процессов, суммарных процессов электролиза.
Связывать изучаемые процессы с жизнью.

Задачи урока:

Образовательные: Изучить процессы электролиза расплавов и растворов солей, как часть окислительно-восстановительных процессов; как способ получения металлов и неметаллов; как реакции, инициируемые электрическим током.

Воспитательные: Показать единство и многообразие окружающего мира, происходящих в нём процессов.
Доказать учащимся ведущую роль теории в познании практики.
Продолжить формирование материалистического мировоззрения на основе
материальности изучаемых процессов.

Развивающие: Развитие логического мышления путём сравнения, обобщения, анализа, систематизации.
Формирование навыков использования ИКТ для пополнения интеллектуального потенциала учащихся и контроля знаний.
Способствовать интеграции знаний учащихся, полученных при изучении физики, информатики, химии, обществознания.

Оборудование:

Компьютерный класс, мультимедийный проектор, прибор для электролиза, схема
«Электролиз раствора CuCl2», изделия по гальваностегии, ряд активности металлов, жетоны.

Реактивы: Раствор KJ, крахмал, фенолфталеин, 8%-й раствор гидрокарбоната натрия, спички.

Ход урока:

І. Мотивация учебной деятельности учащихся, сообщение темы, цели, задач урока.

Учитель: Добрый день, дорогие ребята.
Ребята, совсем недалёк тот день, когда вы покинете стены школы. Перед вами откроется огромный мир. В нём происходит множество процессов: физических, химических, биологических, социальных... Конечно же, мы, учителя, хотим вас видеть социально зрелыми, с формировавшимся мировоззрением, умеющими разбираться в происходящих процессах. Как же ориентироваться и удержать в памяти столь огромное многообразие процессов? Ведь в природе нет отдельных предметов: химии, биологии, физики – там всё едино, а в образовании есть. Как вы думаете, для чего такое деление существует?
Ученик: Наверное, для того, чтобы легче было познавать мир.
Учитель: Конечно же. Для этого же существует классификация. А что это такое?
Ученик: Это разделение на группы.
Учитель: Верно. Она существует во всех науках. Классификация растений и животных в биологии; элементов, веществ, реакций в химии. Недавно мы повторили классификацию химических реакций. Среди них – окислительно-восстановительные реакции. И вот
сегодня мы должны рассмотреть

( «Электролиз расплавов и растворов солей» в аспекте окислительно-восстановительных
реакций. Но эта тема важна и как способ получения металлов и неметаллов, и как реакции, инициируемые электрическим током.

( Ребята, вы должны понять сущность электролиза, уметь составлять уравнения катодных и анодных процессов, суммарных уравнений электролиза, и, конечно же, уметь связывать изучаемые процессы с жизнью.

ІІ. Проверка знаний учащихся, необходимых для изучения данной темы (мозговой штурм)

( Ребята, для изучения нашей темы, необходимо понимание многих понятий, которые вы должны были повторить дома. Объясните, пожалуйста, следующие понятия. Вы можете заработать дополнительные баллы для коррекции оценок (раздаются жетоны номиналом в 1-2 балла в зависимости от сложности вопроса)

Электролит- это вещество, раствор или расплав которого проводит электрический ток.
Электролитическая диссоциация- это процесс распада электролита на ионы
при растворении или расплавлении.
Окисление- это процесс отдачи электрона, сопровождающееся повышением степени окисления элемента.
Восстановление- это процесс принятия электрона, сопровождающееся уменьшением степени окисления.
Окислительно-восстановительные реакции - это реакции, идущие с изменением степеней окисления элементов.
Степень окисления - это условный заряд, показывающий количество смещённых электронов.
Окислители - это вещества, отнимающие электроны от других веществ.
Примеры окислителей:
–Соединения, содержащие элементы с высшей степенью окисления: HN5+O3, H2S6+O4конц., KMn7+O4, K2Cr26+O7
–Катионы металлов большого заряда: Fe3+, Au3+, Pb2+и т.п.
–Галогены: F2, Cl2, Br2
–Кислород: O2, озон О3
Восстановители - это вещества, отдающие электроны.
Примеры восстановителей:
–Соединения, содержащие элементы с низшей степенью окисления: H2S-2,
N-3H3, P3-H3, KJ- и т.п.
–Н2, С, СО, активные металлы- Mg, Al, щелочные металлы
–Катионы металлов малого заряда: Fe2+,,Sn2+, и т.п.


А что является самым сильным окислителем, самым сильным восстановителем?
(ученики предполагают)
Учитель: самым сильным окислителем и самым сильным восстановителем является электрический ток. С его помощью можно окислить даже ионы фтора и восстановить катионы щелочных металлов. Итак, переходим к понятиям электрическим.
Электрод- проводник, посредством которого часть электрической цепи, образуемая проводами, соединяется с частью цепи, проходящей в неметаллической среде (жидкости, газе)
Катод - отрицательный электрод.
Анод – положительный электрод.
Анод бывает – инертный (из C, Pt, Au), растворимый (из более активного металла – Cu, Cr, Ni и др.)
Электрический ток – это направленное движение заряженных частиц.

ІІІ Изучение сущности процесса электролиза.

Учитель: Хорошо, ребята. Я думаю, вы подошли к пониманию основного понятия сегодняшнего урока. Итак:
( Электролиз- это окислительно-восстановительный процесс, протекающий на
электродах, при пропускании постоянного электрического тока через раствор
или расплав электролита (учащиеся записывают)
Рассмотрим сущность процесса по видео фрагменту «Электролиз расплава хлорида натрия». (

Электролиз расплавов солей:
Учитель записывает схему.
NaCl Na ++Cl-
- K Na+ + 1
· Na0 восст- ие 2
+А 2Cl- - 2
· Cl20 ок- ие 1

2Na+ + 2Cl- 2Na0 + Cl20
2NaCl 2Na + Cl2
Таким способом можно получить и другие щелочные, щелочноземельные металлы и Al, а также другие галогены – F2, Cl2, Br2,J2.

Электролиз растворов солей
протекает совсем иначе. Для составления уравнений электролиза растворов солей необходимо знать правила катодных и анодных процессов. В процессе кроме солей участвуют и молекулы воды.

( Катодные процессы определяются рядом активности металлов (рядом
стандартных электродных потенциалов).
Здесь возможны три случая:
1.Катионы металлов после водорода (от Cu2+до Au3+) полностью восстанавливаются на катоде.
2. Катионы металлов от Li+ до Al3+ включительно не восстанавливаются на катоде, вместо них восстанавливаются молекулы воды:
2Н2О +2
· Н2 + 2ОН- Восстановление воды (запомнить)
3.Катионы металлов от Al3+до H+ восстанавливаются одновременно с молекулами воды.

( Анодные процессы
1.В первую очередь на аноде окисляются бескислородные анионы: S2-, J-, Br-, Cl-, кроме F- и анионы органических кислот:
2RCOO- - 2
· CO2+ R-R
2.Во вторую очередь – ОН- анионы, окисляются молекулы воды:
2Н2О - 4
· О2 + 4Н +окисление воды (запомнить)

Учитель: Прежде чем провести эксперимент по электролизу раствора, поговорим о безопасном проведении опыта .
( Тест по ТБ проведения опыта по электролизу. (Виртуальная лаборатория)

Учитель: Давайте же теперь посмотрим экспериментально электролиз раствора KJ
(Учитель демонстрирует опыт. Признаки реакции появляются моментально, результаты обсуждают и записывают катодные, анодные процессы и суммарное уравнение электролиза)

- В каких веществах фенолфталеин окрашивается в малиновый цвет?
- Ответ: в щелочах.
- Значит, у катода образуется щёлочь.
- Кроме щёлочи на катоде собирается газ. Что это за газ?
- Ответ: согласно катодным процессам это может быть водород. (Можно доказать спичкой).
- На аноде крахмал посинел. Какое вещество вызывает посинение крахмала.
- Ответ: йод.
- Значит, на аноде выделяется J2.
Учитель: Составим уравнения процессов:
KJ K ++ J-
HOH H+ + OH-
-K 2H2O + 2
· H2 + 2OH-
+A 2J- – 2
· J2

2H2O + 2J- H2 + 2OH- + J2 ионное уравнение
+ 2К+ + 2К+
2Н2О + 2КJ H2 + 2KOH + J2
По результатам опыта все эти вещества обнаруживаются.

IV. Тренировка в применении теоретических знаний.

Учитель: Давайте попробуем определить продукты электролиза раствора CuSO4.
У доски составляет ученик.

( для проверки правильности записи.
CuSO4 Cu2+ + SO42-
HOH ( H+ + OH-
-K Cu2++ 2
· Cu 2
+A 2Н2О - 4
· О2 + 4Н+ 1

2Cu2+ + 2H2O 2Cu + O2 + 4H+
+ 2SO42- + 2SO42-
2CuSO4 + 2H2O 2Cu + O2 + 2H2SO4


Рассмотрим ещё один пример: электролиз раствора Na2CO3
У доски составляет ученик:
Na2CO3 2Na ++ CO3 2-
HOH ( H ++ OH -
-K 2H2O + 2
· H2 + 2OH- 4 2
+A 2Н2О - 4
· О2 + 4Н + 2 1

4H2O + 2H2O 2H2 + 4OH -+ O2 + 4Н+
2H2O ( 2H2 + O2

Учитель: Практически при электролизе солей активных металлов и кислородосодержащих кислот состав электролита не меняется. Электролизу подвергаются только молекулы воды.
Учитель: Мы рассмотрели несколько примеров, на основе которых можем говорить о применении процесса электролиза.

( Применение электролиза:
1.В электрометаллургии. Для получения металлов (Al, Na, Mg, Cd).
2.В химической промышленности для получения водорода, галогенов, щелочей.
3.Для очистки металлов, рафинирование (Cu, Ni, Pb).
4.В гальваностегии – покрытие одних металлов другими для защиты от коррозии (цинкование, алитирование, лужение, хромирование, никелирование, золочение).
5.В гальванопластике- получении металлических копий.
Последние три процесса проводят и с растворимым анодом, что рассмотрим на семинаре.

V. Применение ИКТ в пополнении знаний (поиск в Интернете)

Ребята, мы встретили несколько однокоренных слов: гальваностегия, гальванопластика. Существует ещё много слов. Однако в словаре Ожегова нет слова гальваник. Вы, конечно, догадались, что это профессия. Давайте же, чтобы узнать о характере деятельности
этого специалиста используем интернет- ресурс.
(Учитель даёт задание одному ученику по ключевым словам– гальваник , профессия -найти сведения об этой профессии, или, узнав заранее, ученик делает сообщение.)

В это время учащиеся записывают домашнее задание.
( Домашнее задание6
1.Изучить тему по §18. Знать конспект - на «3».
2.Составить уравнения электролиза растворов: AgNO3, CaBr2, FeSO4 -на«4».
3.Решить задачу: Вычислите объём выделившегося газа при электролизе раствора нитрата серебра, содержащего 12г соли. - на «5» .
4.Найти в Интернете производства Чувашии, где применяется электролиз.

VI.Закрепление и контроль усвоения знаний (интерактивный контроль).

А теперь, ребята, садитесь к компьютерам, проведём тестирование «1 из 4- х» в два варианта. Откройте тест. Выделяйте мышкой правильные ответы

Компьютер ведёт программированный контроль, выдаёт оценки.

VII. Подведение итогов.
Учитель комментирует, выставляет оценки в журнал, ученики выставляют оценки в дневник.
Используемая литература:

Габриелян О.С., Лысова Г.Г. Химия 11 класс: Учеб. Профильный уровень. М.: Дрофа, 2007.
Денисова В.Г. Химия 11 класс: поурочные планы по учебнику Габриелян О.С., Лысова Г.Г. Волгоград.: Учитель, 2006.
Аспицкая Н.Ф., Титова И.М. Проверь свои знания по химии. М.: Вентана-Граф, 2006.
Журин А. Самоучитель работы на компьютере. М.: 2003.
Химия 8 – 11. Виртуальная лаборатория. Учебное электронное издание.
Химия общая и неорганическая 10 – 11 класс. Электронное издание. Лаборатория систем мультимедиа, Мар.ГТУ.
Интернет портал.





















Предмет: Химия

Тема: Электролиз расплавов и растворов солей.

Продолжительность: 1 урок (45 минут)

Класс: 11-ый класс (2-ое полугодие)

Технологии использования ИКТ: использованы программы Microsoft PowerPoint, Microsoft Exсel, Microsoft Word, Учебное электронное издание: Химия 8 – 11 виртуальная лаборатория; Учебное электронное издание: Химия общая и неорганическая 10 – 11;
Интернет портал.

Аннотация:
Урок по теме «Электролиз расплавов и растворов солей» изучается в разделе «Классификация химических реакций» в аспекте окислительно-восстановительных процессов, хотя можно изучать и в теме «Способы получения металлов» или в теме «Фотохимические реакции» в профильном классе.
От начала до конца урок сопровождается ИКТ. Тема, постановка цели, повторение пройденного, новые понятия, домашнее задание доводятся до учащихся с помощью программы Microsoft PowerPoint.
Сущность процесса электролиза расплавов солей объясняется по видеофрагменту: «Получение щелочных металлов» учебного электронного издания «Химия общая и неорганическая 10 – 11».
Сущность процесса электролиза растворов солей рассматривается на основе наглядного эксперимента – демонстрации опыта «Электролиз раствора иодида калия», результаты обсуждаются с учащимися и записываются на доске. Техника безопасного проведения эксперимента определяется на основе тестов, предложенных в теме «Электролиз» в Учебном электронном издании Химия 8 – 11 виртуальная лаборатория.
Расширение кругозора учащихся, а также творческое домашнее задание осуществляется с помощью Интернет портала.
Достижение цели урока, контроль усвоения знаний, а также закрепление изученных вопросов проводится с помощью программы Microsoft Exсel, где учащиеся за персональным компьютером решают тестовые задания в два варианта с выбором ответов 1 из 4-х. В конце компьютер выставляет оценки, которые выставляются в журнал.






Рецензия:
Мы сегодня увидели действительно современный урок с использованием ИКТ.
Весь урок, от начала до конца, проходил с применением компьютера в различных технологиях. Самые важные моменты урока сопровождались красочными слайдами в программе Microsoft PowerPoint. Учитель настолько логически подводит учащихся к теме урока, ставит цель, добивается её, незаметно для учащихся решает триединые задачи урока. Очень интересным и правильным был подбор заданий для контроля знаний, с помощью которых учитель подводит учащихся к пониманию сложной темы «Электролиз», проводя мозговой штурм по терминам, необходимым для изучения новой темы.
Очень эффективно и к месту применён видеофрагмент по электронному учебнику для пояснения сущности электролиза. Не менее эффективным показался тестовый контроль знаний ТБ химического эксперимента, проведённый по электронному учебнику Виртуальная лаборатория. Эксперимент просто удался на славу, не понять было нельзя.
Изюминкой урока был контроль усвоения знаний за персональным компьютером в два варианта на одном экране, что позволяет охватить всех учащихся класса, будь их 20 или 30. Тут же компьютер выставляет оценки – это огромный + в экономии времени учителя.
Весьма интересно было использование Интернета во время урока. Учащиеся поняли, что всегда при желании можно добыть необходимые знания.
Сама учительница держалась уверенно, без лишних движений, без лишних реплик, всё было к месту. Ответы учащихся поощрялись вовремя.
Думаю, урок заслуживает самой высокой оценки.




























































Заголовок 115