СОСТОЯНИЕ ИЗУЧАЕМОГО ВОПРОСА В СОВРЕМЕННОЙ РОССИЙСКОЙ ШКОЛЕ

2. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧАЕМОГО ВОПРОСА В СОВРЕМЕННОЙ РОССИЙСКОЙ ШКОЛЕ

2.1 Содержание и последовательность изложения

Тема «Электролиз растворов и расплавов» логически продолжает изучение закономерностей протекания химических реакций, смещения равновесия обратимых процессов и является одним из существенных вопросов теории растворов. Многие вопросы промышленности, металлургии связаны с явлением гидролиза солей, поскольку он является основой их устойчивости и равновесия.

Преподавание темы «Электролиз растворов и расплавов» начинается с 9 класса, первого полугодия. При изучении этой темы пользуются учебником химии под редакцией Г. Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман, также учебником за 8 - 9 класс под редакцией Н. С. Ахметова. Дидактическим материалом служит книга по химии для 8 - 9 классов под редакцией А. М. Радецкого, В. П. Горшкова; используются задания для самостоятельной роботы по химии за 9 класс под редакцией Р. П. Суровцева, С. В. Софронова; используется сборник задач по химии для средней школы и для поступающих в вузы под редакцией Г. П. Хомченко, И. Г. Хомченко. В 9 классе на изучение данной темы отводится 4 ч [1].

Электролиз растворов

Электролизом называется окислительно-восстановительный процесс, протекающий на электродах при пропускании через электролит электрического тока. При электролизе катод является восстановителем, т. к. отдает электроны, а анод – окислителем, т. к. принимает электроны от анионов.

Электролиз раствора хлорида меди(II)

Для выбора наиболее вероятного процесса на катоде и аноде при электролизе растворов с использованием инертного (нерастворимого) анода (например, графита, угля, платины, иридия) используют следующие правила.

1. На аноде образуются:

а) при электролизе растворов, содержащих анионы F^–, –, , , OH^–, – O₂;

б) при окислении анионов Сl^–, Вr^–, I^– – соответственно Сl₂, Вr₂, I₂.

2. На катоде образуются:

а) при электролизе растворов, содержащих ионы, расположенные в ряду напряжений левее Аl³⁺, – Н₂;

б) если ионы расположены в ряду напряжений правее водорода – металлы; в) если ионы расположены в ряду напряжений между Аl³⁺ и H⁺, то на катоде могут протекать конкурирующие процессы – восстановление как металлов, так и водорода;

г) если водный раствор содержит катионы различных металлов, то их восстановление протекает в порядке уменьшения величины стандартного электродного потенциала (справа налево по ряду напряжений металлов).

В случае использования активного (растворимого) анода (из меди, серебра, цинка, никеля, кадмия) анод сам подвергается окислению (растворяется) и на катоде кроме катионов металла соли и ионов водорода восстанавливаются катионы металла, полученные при растворении анода. Восстановительные свойства металлов удобно сравнивать, используя электрохимический ряд напряжений, в который включен и водород. Восстановительная способность элементов в этом ряду уменьшается слева направо, в этом же направлении увеличивается окислительная способность соответствующих катионов.

Электролиз расплавов электролитов

Рассмотрим электродные реакции на примере электролиза расплава хлорида натрия.

Под действием температуры ионная кристаллическая решетка NaCl разрушается на ионы Na⁺ и Cl^-. Если погрузить в расплавленную соль два графитовых (инертных) электрода и подключить их к полюсам внешнего источника тока, то в электролите начнется направленное движение ионов и на электродах будут происходить следующие реакции:

а) восстановление ионов Na⁺ до металлического натрия (катодный процесс).

б) окисление ионов Cl^- до газообразного хлора (анодный процесс).

	NaCl Ї
(-) K	¬ Na+ + Cl- ®	A (+)

Суммируя уравнения катодного и анодного процессов, (с учетом электронного баланса) получим окислительно-восстановительную реакцию, протекающую при электролизе:

2NaCl = 2Na_(ж) + Cl_2(г)

Задания на закрепление материала

Задание 1. Составьте схему электролиза расплава бромида натрия.

Задание 2. Составьте схему электролиза расплава сульфата натрия.

Электролиз расплавов щелочей.

Задание 3. Составьте схему электролиза расплава гидроксида натрия. [3,4]

3. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ИЗУЧЕНИЯ ТЕМЫ: «ЭЛЕКТРОЛИЗ РАСТВОРОВ И РАСПЛАВОВ Урок по теме: Электролиз"

Проверка, корректировка и углубление знаний учащихся по теме «Электролиз» через эксперимент и решение задач. - Формирование навыков техники выполнения эксперимента, умения решать расчетные и качественные задачи, составлять уравнения химических реакций, протекающих при электролизе растворов и расплавов электролитов.- Воспитание самостоятельности, организованности, формирование умения работать в группе, развитие творческих способностей, логического мышления, внимания, памяти.

Оборудование: компьютер, медиапроектор, кодоскоп, мультимедиа учебный курс «1 С: Образовательная коллекция. Общая и неорганическая химия 10-11 классы» (или таблица «Получение алюминия в промышленности»), презентация к уроку, источник питания на 4 В, раствор сульфата меди (II), прибор для проведения электролиза, лабораторные амперметры, ключи, реостаты, соединительные провода, зажимы, карточки с заданиями, текстами задач.

Ход урока

I. Организационный этап. (2-3 минуты) (слайд 1 приложения № 5)

Учитель химии: Здравствуйте, на прошлом уроке мы теоретически рассмотрели процессы, проходящие при электролизе. Сегодня продолжим изучение темы «Электролиз», практически применяя знаний. Закрепим умения: составлять уравнения химических реакций процессов, проходящих при электролизе расплавов и растворов электролитов; проводить расчеты по реакциям и с помощью законов Фарадея; практически проводить электролиз раствора. Будьте внимательны, активны, организованны. За практическое занятие вы получите итоговую оценку, основными показателями качества вашей работы будут четкость и глубина ответов, аккуратность выполнения эксперимента, правильное решение задач, выполнение домашнего задания (слайды 2,3).

II. Проверка домашнего задания.(15 минут)

Учитель физики: У доски работают 4 учащихся. Задания:

1 учащийся – вывести формулу заряда электрона,2 учащийся - написать уравнения электролиза раствора серной кислоты.3 учащийся - написать уравнения электролиза раствора хлорида ртути (II),4 учащийся - написать уравнения электролиза раствора фторида калия.

Остальные учащиеся пишут в тетрадях уравнения процессов, проходящих при электролизе раствора хлорида бария (один учащийся пишет эти уравнения на пленке для кодоскопа с последующей проверкой).Учитель химии контролирует работу учащихся у доски, учитель физики, проходя по классу, проверяет домашнее задание у каждого учащегося и фиксирует это в листе «Результатов и достижений учащихся».

III. Исследовательский этап. (25 минут)

Лабораторный эксперимент

Учитель физики: Ребята, для вас приготовлен раствор сульфата меди (II) (слайды 4,5) Выполните следующее задание: пропустите электрический ток через раствор медного купороса и определите, как изменится масса меди (судить по показаниям амперметра), выделившейся на катоде за один и тот же небольшой промежуток времени, при изменении условий, указанных в картах-заданиях (Приложение 1).

Внимание: