СДЕЛАЙТЕ СВОИ УРОКИ ЕЩЁ ЭФФЕКТИВНЕЕ, А ЖИЗНЬ СВОБОДНЕЕ

Благодаря готовым учебным материалам для работы в классе и дистанционно

Скидки до 50 % на комплекты
только до

Готовые ключевые этапы урока всегда будут у вас под рукой

Организационный момент

Проверка знаний

Объяснение материала

Закрепление изученного

Итоги урока

Учебная презентация для 11 класса по теме "Электролиз"

Категория: Химия

Нажмите, чтобы узнать подробности

Данную разработку можно применить как на уроке, так и при подготовке к ЕГЭ, В IV МЕЖДУНАРОДНОМ КОНКУРСЕ УЧЕБНЫХ ПРЕЗЕНТАЦИЙ «МИР ХИМИИ – 2021» заняла 3 место.

Просмотр содержимого документа
«Учебная презентация для 11 класса по теме "Электролиз"»

Ильичева Оксана Анатольевна  учитель химии  муниципального общеобразовательного учреждения  «Кораблинская средняя школа №1» ilicheva.1977@bk.ru

Ильичева Оксана Анатольевна учитель химии муниципального общеобразовательного учреждения «Кораблинская средняя школа №1»

[email protected]

Номинация 4    «Учебная презентация по теме  (11 класс)»  №Р 4.25

Номинация 4 «Учебная презентация по теме (11 класс)» №Р 4.25

Электролиз

Электролиз

Электролиз - совокупность окислительно-восстановительных процессов, протекающих на поверхности электродов при пропускании электрического тока через расплав или раствор электролитов

Электролиз -

совокупность окислительно-восстановительных процессов, протекающих на поверхности электродов при пропускании электрического тока через расплав или раствор электролитов

Электролиз Катод (-) Анод (+) отрицательно заряженный электрод. положительно заряженный электрод. К нему притягиваются все катионы, находящиеся в растворе или расплаве. К нему притягиваются все анионы, находящиеся в растворе или расплаве. На аноде протекают реакции окисления ионов и молекул. На катоде протекают реакции восстановления ионов и молекул.

Электролиз

Катод (-)

Анод (+)

отрицательно заряженный электрод.

положительно заряженный электрод.

К нему притягиваются все катионы, находящиеся в растворе или расплаве.

К нему притягиваются все анионы, находящиеся в растворе или расплаве.

На аноде протекают реакции окисления ионов и молекул.

На катоде протекают реакции восстановления ионов и молекул.

Электролиз

Электролиз

Электроды Инертные Активные Не изменяются в процессе электролиза Участвуют  в процессах окисления или восстановления Изготовлены из платины или графита Изготовлены из меди, олова, свинца, серебра

Электроды

Инертные

Активные

Не изменяются в процессе электролиза

Участвуют в процессах окисления или восстановления

Изготовлены из платины или графита

Изготовлены из меди, олова, свинца, серебра

Электролиз Расплавов Растворов ! Электролиз расплавов возможен только для веществ, которые плавятся без разложения.

Электролиз

Расплавов

Растворов

! Электролиз расплавов возможен только для веществ, которые плавятся без разложения.

Электролиз расплава Расплавы солей, кислот и оснований при пропускании электрического тока выделяют на электродах свои катионы и анионы Катод Анод происходит процесс окисления происходит процесс восстановления получают галогены получают активные металлы

Электролиз расплава

Расплавы солей, кислот и оснований при пропускании электрического тока выделяют на электродах свои катионы и анионы

Катод

Анод

происходит процесс окисления

происходит процесс восстановления

получают галогены

получают активные металлы

Электролиз расплава NaCl Na + + Cl - При пропускании электрического тока на катоде протекает восстановление ионов натрия до металлического натрия, а на аноде – окисление хлорид-ионов: Катод (-): Na + + ē → Na 0 Анод (+): 2Cl - - 2ē → Cl 2 0 Складывая полуреакции окисления и восстановления, получаем суммарное уравнение электролиза: 2NaCl электролиз   2Na + Cl 2

Электролиз расплава

NaCl Na + + Cl -

При пропускании электрического тока на катоде протекает восстановление ионов натрия до металлического натрия, а на аноде – окисление хлорид-ионов:

Катод (-): Na + + ē → Na 0

Анод (+): 2Cl - - 2ē → Cl 2 0

Складывая полуреакции окисления и восстановления, получаем суммарное уравнение электролиза:

2NaCl электролиз 2Na + Cl 2

Электролиз расплава Na 2 SO 4 2Na + + SO 4 2- Катод (-): 2Na + + 2ē → 2Na 0 Анод (+): SO 4 2- - 2ē → SO 2 + O 2 0 Na 2 SO 4  электролиз   2Na + SO 2 + O 2  NaOH Na + + OH - Катод (-): Na + + ē → Na 0 Анод (+): 4OH - - 4ē → 2H 2 O + O 2 0 4NaOH электролиз   4Na + 2H 2 O + O 2

Электролиз расплава

Na 2 SO 4 2Na + + SO 4 2-

Катод (-): 2Na + + 2ē → 2Na 0

Анод (+): SO 4 2- - 2ē → SO 2 + O 2 0

Na 2 SO 4 электролиз 2Na + SO 2 + O 2

NaOH Na + + OH -

Катод (-): Na + + ē → Na 0

Анод (+): 4OH - - 4ē → 2H 2 O + O 2 0

4NaOH электролиз 4Na + 2H 2 O + O 2

Электролиз воды Приводит к выделению молекул водорода H 2 0 на катоде и молекул O 2 0 на аноде. Водорода всегда выделяется в 2 раза больше, чем кислорода H 2 O H + + OH - Катод (-): 2H + + 2ē → H 2 0 Анод (+): 4OH - - 4ē → 2H 2 O + O 2 0 2H 2 O электролиз   2H 2 + O 2

Электролиз воды

Приводит к выделению молекул водорода H 2 0 на катоде и молекул O 2 0 на аноде. Водорода всегда выделяется в 2 раза больше, чем кислорода

H 2 O H + + OH -

Катод (-): 2H + + 2ē → H 2 0

Анод (+): 4OH - - 4ē → 2H 2 O + O 2 0

2H 2 O электролиз 2H 2 + O 2

Электролиз растворов Правила электролиза строго определяют продукты, образующиеся на катоде или аноде в результате электролиза раствора того или иного вещества. Эти правила подразделяются на катодные – определяющие состав продуктов на катоде, и анодные – определяющие состав продуктов на аноде.

Электролиз растворов

Правила электролиза строго определяют продукты, образующиеся на катоде или аноде в результате электролиза раствора того или иного вещества. Эти правила подразделяются на катодные – определяющие состав продуктов на катоде, и анодные – определяющие состав продуктов на аноде.

Катодные правила Если на катоде находятся катионы H + (из воды) и катионы активного металла (расположены в ряду напряжений левее марганца) (из вещества), то происходит восстановление молекул воды и выделяется водород: 2H 2 O + 2ē = H 2 0 ↑ + 2OH -  2) Если на катоде находятся катионы H + (из воды) и катионы неактивного металла (расположены в ряду напряжений правее водорода) (из вещества), то выделяется только металл: Cu 2+ +2ē = Cu 0

Катодные правила

  • Если на катоде находятся катионы H + (из воды) и катионы активного металла (расположены в ряду напряжений левее марганца) (из вещества), то происходит восстановление молекул воды и выделяется водород:

2H 2 O + 2ē = H 2 0 ↑ + 2OH -

2) Если на катоде находятся катионы H + (из воды) и катионы неактивного металла (расположены в ряду напряжений правее водорода) (из вещества), то выделяется только металл:

Cu 2+ +2ē = Cu 0

Катодные правила 3) Если на катоде находятся катионы водорода и катионы металла средней активности (металлы от марганца включительно и до свинца), то возможно одновременное восстановление и молекул воды и катионов металла.  Если на катоде находятся катионы Fe 3+ ; Ni 2+ ; Pb 2+ ; Sn 2+ и H + , то возможно преимущественное восстановление катионов металла. (Обычно даётся по условию задачи).

Катодные правила

3) Если на катоде находятся катионы водорода и катионы металла средней активности (металлы от марганца включительно и до свинца), то возможно одновременное восстановление и молекул воды и катионов металла.

Если на катоде находятся катионы Fe 3+ ; Ni 2+ ; Pb 2+ ; Sn 2+ и H + , то возможно преимущественное восстановление катионов металла. (Обычно даётся по условию задачи).

Анодные правила Если на аноде находятся анионы бескислородной кислоты (Cl - , Br - , I - , S 2- ) и гидроксид-анионы, то окисляется сам анион: 2 Br - - 2ē = Br - 2 0  Исключением является ион F - : при электролизе растворов фтороводорода и фторидов на аноде выделяется кислород. 2) Если на аноде находятся анионы кислородсодержащей кислоты (а также фторид-ионы), то на аноде происходит окисление воды с выделением кислорода: 2H 2 O - 4ē = 4H + + O 2 0 ↑

Анодные правила

  • Если на аноде находятся анионы бескислородной кислоты (Cl - , Br - , I - , S 2- ) и гидроксид-анионы, то окисляется сам анион:

2 Br - - 2ē = Br - 2 0

Исключением является ион F - : при электролизе растворов фтороводорода и фторидов на аноде выделяется кислород.

2) Если на аноде находятся анионы кислородсодержащей кислоты (а также фторид-ионы), то на аноде происходит окисление воды с выделением кислорода:

2H 2 O - 4ē = 4H + + O 2 0 ↑

Анодные правила 3) Если на аноде находятся гидроксид-анионы, то они подвергаются окислению с образованием молекул O 2 . 4OH - - 4ē → O 2 0 + 2H 2 O 4) При электролизе солей карбоновых кислот на аноде протекает окисление аниона по схеме: 2RCOO - - 2ē → R-R↑ + 2CO 2 ↑

Анодные правила

3) Если на аноде находятся гидроксид-анионы, то они подвергаются окислению с образованием молекул O 2 .

4OH - - 4ē → O 2 0 + 2H 2 O

4) При электролизе солей карбоновых кислот на аноде протекает окисление аниона по схеме:

2RCOO - - 2ē → R-R↑ + 2CO 2 ↑

Электролиз раствора NaCl NaCl Na + + Cl - H 2 O H + + OH - Катод (-): 2H 2 O + 2ē = H 2 0 ↑ + 2OH -  Анод (+): 2Cl - - 2ē → Cl 2 0 2NaCl + 2H 2 O электролиз H 2 0 + Cl 2 + 2NaOH В растворе останутся молекулы NaOH. При этом анионы OH - концентрируются на аноде, где создаётся щелочная среда.

Электролиз раствора NaCl

NaCl Na + + Cl -

H 2 O H + + OH -

Катод (-): 2H 2 O + 2ē = H 2 0 ↑ + 2OH -

Анод (+): 2Cl - - 2ē → Cl 2 0

2NaCl + 2H 2 O электролиз H 2 0 + Cl 2 + 2NaOH

В растворе останутся молекулы NaOH. При этом анионы OH - концентрируются на аноде, где создаётся щелочная среда.

Электролиз раствора CuSO 4 CuSO 4 Cu 2+ + SO 4 2- H 2 O H + + OH - Катод (-): Cu 2+ + 2ē = Cu 0  Анод (+): 2H 2 O - 4ē = 4H + + O 2 0 ↑ 2CuSO 4 + 2H 2 O электролиз 2Cu 0 + O 2 0 + 2H 2 SO 4 На катоде концентрируются катионы H + и создаётся кислая среда. Суммарную реакцию электролиза записывают таким образом, что первым среди продуктов реакции записывают продукт, выделяющийся на катоде, затем – продукт, выделяющийся на аноде, а после этого то вещество, которое остаётся в растворе.

Электролиз раствора CuSO 4

CuSO 4 Cu 2+ + SO 4 2-

H 2 O H + + OH -

Катод (-): Cu 2+ + 2ē = Cu 0

Анод (+): 2H 2 O - 4ē = 4H + + O 2 0 ↑

2CuSO 4 + 2H 2 O электролиз 2Cu 0 + O 2 0 + 2H 2 SO 4

На катоде концентрируются катионы H + и создаётся кислая среда.

Суммарную реакцию электролиза записывают таким образом, что первым среди продуктов реакции записывают продукт, выделяющийся на катоде, затем – продукт, выделяющийся на аноде, а после этого то вещество, которое остаётся в растворе.

Электролиз раствора AgCl AgCl Ag + + Cl - H 2 O H + + OH - Катод (-): Ag + + 1ē = Ag 0 Анод (+): 2Cl - - 2ē → Cl 2 0 2 AgCl электролиз 2Ag  + Cl 2 Электролиз этого вещества сводится к электролизу самой соли, катион и анион которой выделяются в виде молекул на электродах. Среда остаётся нейтральной.

Электролиз раствора AgCl

AgCl Ag + + Cl -

H 2 O H + + OH -

Катод (-): Ag + + 1ē = Ag 0

Анод (+): 2Cl - - 2ē → Cl 2 0

2 AgCl электролиз 2Ag + Cl 2

Электролиз этого вещества сводится к электролизу самой соли, катион и анион которой выделяются в виде молекул на электродах. Среда остаётся нейтральной.

Получение: щелочных и щелочноземельных металлов гидроксидов натрия и калия хлора фтора водорода алюминия щелочных и щелочноземельных металлов гидроксидов натрия и калия хлора фтора водорода алюминия Электролитическое нанесение металлических покрытий Электролитическая очистка металлов Применение электролиза

Получение:

  • щелочных и щелочноземельных металлов гидроксидов натрия и калия хлора фтора водорода алюминия
  • щелочных и щелочноземельных металлов
  • гидроксидов натрия и калия
  • хлора
  • фтора
  • водорода
  • алюминия

Электролитическое нанесение металлических покрытий

Электролитическая очистка металлов

Применение электролиза

Задания для подготовки к ЕГЭ  (задание 22) Пример 1. Установите соответствие между формулой соли и продуктом, образующимся на катоде при электролизе её водного раствора. ФОРМУЛА СОЛИ А) CuBr 2 ПРОДУКТ НА КАТОДЕ Б) CuSO 4 1) H 2 2) Cu В) NaNO 3 Г) Ba(NO 3 ) 2 3) Na 4) Ba 5) NO 2 6) Br 2

Задания для подготовки к ЕГЭ (задание 22)

Пример 1. Установите соответствие между формулой соли и продуктом, образующимся на катоде при электролизе её водного раствора.

ФОРМУЛА СОЛИ

А) CuBr 2

ПРОДУКТ НА КАТОДЕ

Б) CuSO 4

1) H 2

2) Cu

В) NaNO 3

Г) Ba(NO 3 ) 2

3) Na

4) Ba

5) NO 2

6) Br 2

Задания для подготовки к ЕГЭ  (задание 22) Решение. Напомним, что на катоде протекает процесс восстановления (присоединения электронов). Следовательно, при электролизе растворов солей на катоде могут выделяться только металлы или водород. Поэтому два последних варианта ответа можно сразу исключить из рассмотрения как заведомо неверные. Далее руководствуемся правилами определения катодных продуктов электролиза. Медь расположена в ряду напряжений металлов правее водорода, значит, при электролизе и раствора CuBr 2 , и раствора CuSO 4 на катоде будет выделяться медь (ответ 2). Барий и натрий расположены левее марганца, следовательно, при электролизе водных растворов их солей на катоде выделяется водород из воды (ответ 1).

Задания для подготовки к ЕГЭ (задание 22)

Решение.

Напомним, что на катоде протекает процесс восстановления (присоединения электронов). Следовательно, при электролизе растворов солей на катоде могут выделяться только металлы или водород. Поэтому два последних варианта ответа можно сразу исключить из рассмотрения как заведомо неверные. Далее руководствуемся правилами определения катодных продуктов электролиза. Медь расположена в ряду напряжений металлов правее водорода, значит, при электролизе и раствора CuBr 2 , и раствора CuSO 4 на катоде будет выделяться медь (ответ 2). Барий и натрий расположены левее марганца, следовательно, при электролизе водных растворов их солей на катоде выделяется водород из воды (ответ 1).

Задания для подготовки к ЕГЭ  (задание 22) Ответ: А Б 2 В 2 Г 1 1

Задания для подготовки к ЕГЭ (задание 22)

Ответ:

А

Б

2

В

2

Г

1

1

Задания для подготовки к ЕГЭ  (задание 22) Пример 2. Установите соответствие между формулой соли и продуктом, образующимся на инертном аноде при электролизе её водного раствора. ФОРМУЛА СОЛИ А) CuSO 4 ПРОДУКТ НА КАТОДЕ Б) K 2 S 1) водород 2) кислород В) BaCl 2 Г) Pb(NO 3 ) 2 3) металл 4) хлор 5) сера 6) азот

Задания для подготовки к ЕГЭ (задание 22)

Пример 2. Установите соответствие между формулой соли и продуктом, образующимся на инертном аноде при электролизе её водного раствора.

ФОРМУЛА СОЛИ

А) CuSO 4

ПРОДУКТ НА КАТОДЕ

Б) K 2 S

1) водород

2) кислород

В) BaCl 2

Г) Pb(NO 3 ) 2

3) металл

4) хлор

5) сера

6) азот

Задания для подготовки к ЕГЭ  (задание 22) Решение. Воспользуемся приведёнными выше правилами для определения анодных продуктов электролиза. Поскольку CuSO 4 и Pb(NO 3 ) 2 содержат кислородсодержащие анионы, при электролизе водных растворов этих солей на аноде окисляются молекулы воды с образованием кислорода (ответ 2). Так как сульфид калия является солью бескислородной кислоты, анодным продуктом электролиза его раствора будет сера (ответ 5). Аналогично, при электролизе раствора BaCl 2 на аноде выделится хлор (ответ 4).

Задания для подготовки к ЕГЭ (задание 22)

Решение.

Воспользуемся приведёнными выше правилами для определения анодных продуктов электролиза. Поскольку CuSO 4 и Pb(NO 3 ) 2 содержат кислородсодержащие анионы, при электролизе водных растворов этих солей на аноде окисляются молекулы воды с образованием кислорода (ответ 2). Так как сульфид калия является солью бескислородной кислоты, анодным продуктом электролиза его раствора будет сера (ответ 5). Аналогично, при электролизе раствора BaCl 2 на аноде выделится хлор (ответ 4).

Задания для подготовки к ЕГЭ  (задание 22) Ответ: А Б 2 В 5 Г 4 2

Задания для подготовки к ЕГЭ (задание 22)

Ответ:

А

Б

2

В

5

Г

4

2

Задания для самостоятельного решения Задание 1. В результате электролиза водного раствора какой соли среда в приэлектродном пространстве станет: а) щелочной; б) кислой, если даны следующие соли: KCl; CuCl 2 ; Cu(NO 3 ) 2 ? Задание 2. Составьте реакции электролиза водных растворов: NaOH; HCl; HNO 3 .

Задания для самостоятельного решения

Задание 1. В результате электролиза водного раствора какой соли среда в приэлектродном пространстве станет: а) щелочной; б) кислой, если даны следующие соли: KCl; CuCl 2 ; Cu(NO 3 ) 2 ?

Задание 2. Составьте реакции электролиза водных растворов: NaOH; HCl; HNO 3 .

Задания для самостоятельного решения Задание 3. Установите соответствие между формулой вещества и продуктами электролиза водного раствора этого вещества, выделившимися на инертных электродах. ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА А) KClO 4 1) водород, углекислый газ и этан Б) KI 2) водород и кислород В) AgNO 3 3) водород и галоген Г) (CH 3 COO) 2 Ca 4) металл и кислород 5) металл и галоген 6) металл и углекислый газ

Задания для самостоятельного решения

Задание 3. Установите соответствие между формулой вещества и продуктами электролиза водного раствора этого вещества, выделившимися на инертных электродах.

ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА

ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА

А) KClO 4

1) водород, углекислый газ и этан

Б) KI

2) водород и кислород

В) AgNO 3

3) водород и галоген

Г) (CH 3 COO) 2 Ca

4) металл и кислород

5) металл и галоген

6) металл и углекислый газ

Задания для самостоятельного решения Задание 4. Установите соответствие между формулой вещества и продуктами электролиза водного раствора этого вещества, выделившимися на инертных электродах. ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА А) MgBr 2 1) водород и сернистый газ Б) Ba(OH) 2 2) металл и сероводород В) CuSO 4 3) водород и кислород Г) H 2 SO 4 4) водород и галоген 5) металл и кислород 6) металл и галоген

Задания для самостоятельного решения

Задание 4. Установите соответствие между формулой вещества и продуктами электролиза водного раствора этого вещества, выделившимися на инертных электродах.

ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА

ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА

А) MgBr 2

1) водород и сернистый газ

Б) Ba(OH) 2

2) металл и сероводород

В) CuSO 4

3) водород и кислород

Г) H 2 SO 4

4) водород и галоген

5) металл и кислород

6) металл и галоген

Список используемой литературы и ресурсов Сычев И. А. Окислительно-восстановительные реакции: Методические рекомендации по подготовке к единому государственному экзамену по химии. – Рязань: РИО РязГМУ, 2008. – 23 с. 1 Неорганическая химия. Весь школьный курс в таблицах/ сост. Н. В. Манкевич. – Минск: Современная школа: Кузьма, 2018. – 213 с. 2 Химия. Курс самоподготовки. Технология решения заданий./ А. А. Каверина, Ю. Н. Медведев, Г. Н. Молчанова и др. – М.: Просвещение, 2018. – 56 с . 3 4 5

Список используемой литературы и ресурсов

Сычев И. А. Окислительно-восстановительные

реакции: Методические рекомендации по подготовке к единому государственному экзамену по химии. – Рязань: РИО РязГМУ, 2008. – 23 с.

1

Неорганическая химия. Весь школьный курс в таблицах/ сост. Н. В. Манкевич. – Минск: Современная школа: Кузьма, 2018. – 213 с.

2

Химия. Курс самоподготовки. Технология решения заданий./ А. А. Каверина, Ю. Н. Медведев, Г. Н. Молчанова и др. – М.: Просвещение, 2018. – 56 с .

3

4

5


Скачать

Рекомендуем курсы ПК и ППК для учителей

Вебинар для учителей

Свидетельство об участии БЕСПЛАТНО!