Тема: Застосування електролізу icon

Тема: Застосування електролізу



Схожі

Урок № _37___

Дата проведення________________


Тема: Застосування електролізу.

Мета:

навчальна: Закріпити вміння застосувати закони електролізу при розв’язанні розрахункових та якісних задач; з'ясувати застосування електролізу в техніці;

розвивальна: розвивати пізнавальний інтерес, мислення, пам'ять, обчислювальні вміння, вміння аналізувати умову задачі, складати алгоритм її розв'язку;

виховна: виховувати культуру поведінки, мови, активність, самостійність, співдружність.

Обладнання: опорні картки із завданнями, презентація.

Тип уроку: урок закріплення знань та вмінь.

^ Девіз уроку: Фізика для нас не просто слово,

Фізика для нас не просто звук,

Фізика – начало і основа

Всіх, без винятку, наук.


Хід уроку


І. Організація класу.

ІІ. Основна частина уроку.

Розв’язування задач на закони електролізу з використанням рейтингу.


Етапи уроку: 1. «Бліц – опитування».

2. «Розминка».

3. «Естафета».

4. «Експрес – повідомлення».

5. «Ринг».

6. «Ти мені, я – тобі».

За правильне виконання завдань кожного етапу учень отримує відповідну кількість балів. В кінці уроку бали підраховуються і визначається рейтинг учня. Відповідно до оціночної школи учневі ставиться оцінка за роботу на уроці. Завдання рейтингу – оцінити кожного та порівняти його рівень знань та вміння з іншими. Також визначається рейтинг групи в цілому.

Кожній групі видається індивідуальна оціночна картка, де куратор групи заносить результати виконання завдань кожним членом групи.




Прізвище ім'я


І

Бліц -опитув.


ІІ

Розмин-

ка


ІІІ

Естафета


ІV

Експрес-

повідом.

V

Ринг

VІ Ти мені, я – тобі

Всьо-

го

балів

Оцін-

ка































Всього балів у команди по етапам:








Оцінка учневі виставляється згідно рейтингової школи

Оцінка

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Бали

0-1

2-3

4

5-6

7-9

10-12

13-15

16-18

19-21

22-24

25-27

28


^ Завдання для кожного етапу додаються.

І етап: «Бліц – опитування».

Запитання:

  1. Які речовини називаються електролітами? (Це речовини, що проводять електричний струм)

  2. Які процеси відбуваються в електролітах під дією розчинника? (електролітична дисоціація і рекомбінація)

  3. Електролітична дисоціація це - …? (розчеплення електроліту на йони у водному розчині або розплаві)

  4. Рекомбінація – це…? (процес зєднання йонів у нейтральні молекули )

  5. Як рахуються іони в електролітах, коли дія зовнішнього електричного поля відсутня? (Між процесами електролітичної дисоціації й рекомбінації іонів за незмінних умов встановлюється динамічна рівновага, коли число молекул, що розпадаються на іони в одиницю часу, дорівнює числу пар іонів, які за цей час об'єднуються в нейтральні молекули.)

  6. Що є електричним струмом в електролітах? (Іони в електролітах рухаються хаотично до тих пір, поки в рідину не опускаються електроди. Тоді на хаотичний рух іонів накладається їx впорядкований рух до відповідних електродів і в рідині виникає електричний струм)

  7. Які частинки є носіями заряду в електролітах? (аніони і катіони)

  8. Яка реакція відбувається в електролітах внаслідок проходження електричного струму? (відновно-окислювальна)

  9. Що називають електролізом? (це процес виділення речовини на електродах під час проходження електричного струму через електроліт)

  10. Чим відрізняється проходження електричного струму в електролітах від електричного струму в інших середовищах? (Для існування електричного струму в речовині, вміщеній в електричне поле, обовязковою умовою є наявність рухомих або вільних електричних зарядів, які можуть переміщуватися під дією електричного поля на відстані, обмежені )

  11. Хто встановив кількісні співвідношення між масою речовини, що виділяється та кількістю заряду, що пропускають через електроліт? (Майкл Фарадей)

  12. Сформулюйте перший закон електролізу.(маса речовини, яка виділяється на електроді під час електролізу, прямопропорційна силі струму і часу проходження струму через електроліт)

  13. Від чого залежить електрохімічний еквівалент речовини та чому він чисельно дорівнює? (електрохімічний еквівалент визначається відношенням маси і речовини, яка виділяється на електроді під час електролізу, до електричного заряду, який пройшов електроліт)

  14. Що названо сталою Фарадея та яке її числове значення? ( k-подається у таблицях (Електрохімічний еквівалент чисельно дорівнює масі речовини

в кг, що виділяється при проходженні 1 Кл електрики) )


Максимальний бал – 2 бали


ІІ. Етап «Розминка»

Задача № 1

При силі струму 1,6 А на катоді електролітичної ванни виділилось за 10 хв. 0,316 г. міді. Визначити електрохімічний еквівалент міді. (В: 3,3 * 10-7 кг./кл)


Задача № 2

У процесі електролізу з водного розчину срібної солі виділилось 50 мг срібла. Який заряд пройшов через електролітичну ванну? Електрохімічний еквівалент срібла – 1,12*10 -6 кг /кл. (В:44,6 кл.)


Задача №3

У результаті пропускання електричного струму через розчин мідного купоросу маса катоду збільшилася від 50 до 62 г. якою була тривалість процесу, якщо сила струму під час електролізу дорівнювала 1,5А? електричний еквівалент міді – 0,33 * 10-6 кг/кл (В:2,4*104с)


Задача № 4

За якої сили струму проводився електроліз водного розчину CuSo4, якщо за 25 хв. На катоді виділилось 2 г. міді? Електрохімічний еквівалент міді – 0,33*10 -6 кг/ кл (В: 4А)

Максимальний бал 5 балів.


ІІІ. Етап «Естафета»

Задача № 1 – І група При електролізі розчину хлориду цинку витрачається потужність 37 Вт. Визначити опір електролізу, якщо за 1 год. Виділяється 1,02 цинку. Електрохімічний еквівалент цинку 0,34*10-6 кг/кл

^ Задача №2 – ІІ група. Під час електролізу сірчаної кислоти за 50 хв. виділилося 3,5 *10-4 кг водню. Визначити кількість теплоти, яка виділяється при цьому в електроліті, якщо його опір 0,2 Ом. Електрохімічний еквівалент водню дорівнює 0,0104*10-6 кг / кл

^ Задача № 3 – ІІІ група. Скільки часу потрібно для нікелювання металевого виробу з поверхневою площею 120 см2, якщо товщина покриття повинна бути 0,4 мм. Сила струму при електролізі становить 0,5 А. електрохімічний еквівалент нікелю – 0,3*10-6 кг / кл.

^ Задача № 4 – IV група. Яка кількість речовини осяде на катоді із солі будь якого еквівалентного металу за 40 хв. при силі струму 4 А(В : 0,05 моль)

Максимальний бал 5 балів + 1 додатковий бал за швидкість виконання задач .


IV етап « Експрес повідомлення про застосування електролізу,»

І група : Застосування електролізу для одержання чистих металів

Електролітичні процеси класифікуються в такий спосіб:

·       одержання неорганічних речовин (водню, кисню, хлору, лугів тощо);

·       одержання металів (літій, натрій, калій, берилій, магній, цинк, алюміній, мідь тощо);

·       очищення металів (мідь, срібло тощо);

·       одержання металевих сплавів;

·       одержання гальванічних покриттів;

·       одержання органічних речовин;

·       нанесення плівок за допомогою електрофорезу.

Актуальність електролізу пояснюється тим, що багато речовин одержують саме в такий спосіб. Наприклад, такі метали, як нікель, натрій, чистий водень та інші, одержують тільки цим методом.

У промисловості алюміній і мідь у більшості випадків одержують саме шляхом електролізу. Перевага цього способу у відносній дешевизні й простоті.


ІІ група. Знайомимося з гальваностегією

Гальванотехніка — галузь прикладної електрохімії, що займається процесами нанесення металевих покриттів на поверхню як металевих, так і неметалевих виробів при проходженні постійного електричного струму через розчини їхніх солей.

Гальванотехніка ділиться на гальваностегію та гальванопластику.

За допомогою електролізу можна покрити металеві предмети шаром іншого металу. Цей процес називається гальваностегією.

Особливе технічне значення мають покриття важко-окисними металами, зокрема нікелювання й хромування, а також сріблення й золочення, що часто застосовуються для захисту металів від корозії. Для одержання потрібних покриттів предмет ретельно очищають, добре знежирюють і поміщають як катод в електролітичну ванну, що містить сіль того металу, яким бажають покрити предмет. Для більш рівномірного покриття корисно застосовувати як анод дві пластини, поміщаючи предмет між ними.

На рисунку показані алмазні диски, виготовлені методом гальваностегії.

 



 

Фігурки з олова, покриті міддю:

 



 


ІІІ група: Вивчаємо гальванопластику

За допомогою електролізу можна не тільки покрити предмети шаром того чи іншого металу, але й виготовити їхні рельєфні металеві копії (наприклад, монет, медалей). Цей процес був винайдений російським фізиком й електротехніком, членом Російської Академії наук Борисом Семеновичем Якобі (1801 —1874) у 40-х роках XIX століття, і називається він гальванопластикою. Для виготовлення рельєфної копії предмета спочатку роблять зліпок з якого-небудь пластичного матеріалу, наприклад, з воску. Цей зліпок натирають графітом і занурюють в електролітичну ванну як катод, де на ньому й осаджується шар металу. Такий метод застосовується в поліграфії під час виготовлення друкованих форм.

На рисунку показано кілька рельєфних копій, отриманих за допомогою гальванопластики.




Максимальний бал – 3 бали


V етап «Ринг»

І група. Для покривання ложок срібла струм силою 2 А протягом шести голин пропус

кають через розчин солі срібла. Як катод використовують 10 ложок, з яких кожна має поверхню 50 см2. Яка товщина відкладеного срібла?Електрохімічний еквівалент срібла дорівнює 1,12*10-6 кг/кл. густина срібла – 10500 кг/м3.


ІІ група. Дві електролітичні ванни з розчинами мідного купоросу і хлориду нікелю сполучені послідовно. Скільки міді виділиться за той самий час, протягом якого виділилось 4,5 г нікелю? Електрохімічний еквівалент міді 0,33*10-6 кг/кл, а нікелю – 0,3*10-6 кг / кл (В: 4,95 г)

ІІІ група. Під час електролізу підкисленої води через ванну пройшов заряд 7500 кл. кисень, що виділився, перебуває в об’ємі, 0,5 л під тиском 101 к Па. Якою є його абсолютна температура? Електрохімічний еквівалент кисню 0,83 *10-6 кг/кл.


IV група. За якої густини струму, що проходить через розчин хлористого срібла, на катоді кожної години відкладається шар срібла за вдовжки в 1 мм? Електрохімічний еквівалент срібла дорівнює 1,12*10-6 кг/кл(В: 2,6 кА/ м2) густина срібла – 10,5*103 кг/м3


Максимальний бал – 8 балів (7 балів задача , 1 бал за швидкість)


VІ етап. «Ти мені, я тобі»

Максимальний бал – 4 бали ( 1 – за підготовку запитання, 3 бали за відповідь)


^ Якісні задачі :

1.Чи витрачається енергія електричного струму на процес електричної дисоціації ?

Відповідь: ні , не витрачається.

Енергія струму витрачається в основному на нагрівання електроліту , а утворення іонів зумовлене тепловою енергією розчину не залежить від того, чи існує електричне поле зовнішнього джерела в середині розчину електроліту.


2. Яка вода – холодна чи гаряча - краще проводить електричний струм.?

Відповідь: краще електричний струм проводить гаряча вода. Тому що в наслідок підвищеної температури ступінь дисоціації молекул збільшується, а іони рухаються швидше, що покращує провідність.


3. торкаючись кінчиком язика до контактів справної батарейки для кишенькового ліхтарика, відчувається легке поколювання і кислуватий присмак.

Відповідь: під час торкання язиком контактів батарейки відбувається реакція електролізу слини з виділенням на негативному електроді водню. Іони водню дають кислуватий присмак.


4. Відомо, що вода , в якій розчинилися кристалики солі, стає електропровідною. Чи проводитиме струм вода, в які розчинилися такі самі ж кристалики цукру?

Відповідь: розчин цукру майже не проводить струму, оскільки його молекули майже не дисоціюють у воді.


5. Через посудину різних розмірів з великою і малою концентрацією розчини мідного купоросу проходить той самий заряд . порівняйте маси міді, що виділилося в кожні посудині.

Відповідь: маси міді будуть однакові, бо за законом електролізу маса виділеної речовини пропорційна заряду і не залежить від концентрації розчинів електроліту та розмірів посудини. В обох випадках через електроліт проходить тай самий заряд, тому маси міді однакові.


ІІІ. Підведення підсумків уроку .


ІV. Домашнє завдання

1. Повторити §24,25 стор. 104-105, Опрацювати §26 стор.106-108

2. Опрацювати конспект уроку.









Скачати 107.75 Kb.
Дата конвертації06.02.2014
Розмір107.75 Kb.
ТипУрок
Додайте кнопку на своєму сайті:
uad.exdat.com


База даних захищена авторським правом ©exdat 2000-2012
При копировании материала укажите ссылку
звернутися до адміністрації
Документи