Задание: Внимательно просмотрите видео

После демонстрации видеозаписи вам необходимо ответить на вопросы: что происходит с исходным веществом, что образуется в результате реакции?

 

Показ видеофрагмента

Объяснение электролиза раствора NaCI

Про­цес­сы, про­ис­хо­дя­щие при элек­тро­ли­зе рас­пла­вов элек­тро­ли­тов

В рас­пла­вах элек­тро­ли­ты дис­со­ци­и­ру­ют на ионы. Это тер­ми­че­ская дис­со­ци­а­ция элек­тро­ли­тов. При про­пус­ка­нии элек­три­че­ско­го тока ка­ти­о­ны вос­ста­нав­ли­ва­ют­ся на ка­то­де, так как при­ни­ма­ют от него элек­тро­ны. Ани­о­ны кис­лот­но­го остат­ка и гид­рок­сид-ани­о­ны окис­ля­ют­ся на ка­то­де, так как от­да­ют ему свои элек­тро­ны.

При­мер №1. Элек­тро­лиз рас­пла­ва хло­ри­да на­трия

При тер­ми­че­ской дис­со­ци­а­ции хло­ри­да на­трия об­ра­зу­ют­ся ионы на­трия и хлора.

Na Cl → Na⁺ + Cl⁻

– на ка­то­де вы­де­ля­ет­ся на­трий:

2 Na⁺ + 2 e⁻ → 2 Na

– на аноде вы­де­ля­ет­ся хлор:

2 Cl⁻ − 2 e⁻ → Cl₂

– сум­мар­ное ион­ное урав­не­ние ре­ак­ции (урав­не­ние ка­тод­но­го про­цес­са по­мно­жи­ли на 2)

2 Na⁺ + 2 Cl⁻ → 2 Na⁰ + Cl⁰₂

– сум­мар­ная ре­ак­ция:

2 NaCl 2 Na + Cl₂

За­ко­но­мер­но­сти элек­тро­ли­за рас­пла­вов элек­тро­ли­та

1. При элек­тро­ли­зе рас­пла­вов ще­ло­чей и солей на ка­то­де оса­жда­ет­ся ме­талл.

2. Ани­о­ны бес­кис­ло­род­ных кис­лот окис­ля­ют­ся на аноде, давая со­от­вет­ству­ю­щее со­еди­не­ние, на­при­мер, хло­рид-ани­о­ны об­ра­зу­ют хлор.

3. Ани­о­ны кис­ло­род­со­дер­жа­щих кис­лот об­ра­зу­ют со­от­вет­ству­ю­щий оксид и кис­ло­род.

Про­цес­сы, про­ис­хо­дя­щие при элек­тро­ли­зе рас­тво­ров элек­тро­ли­тов

При элек­тро­ли­зе рас­тво­ров элек­тро­ли­тов, кроме ин­те­ре­су­ю­щих нас со­еди­не­ний есть еще и вода, ко­то­рая также может под­вер­гать­ся элек­тро­ли­зу. По­это­му, ис­хо­дя из стро­е­ния со­еди­не­ния, элек­тро­лиз может про­те­кать либо с иона­ми соли, либо с водой.

Про­цес­сы, про­ис­хо­дя­щие на ка­то­де

1. Ка­ти­о­ны ак­тив­ных ме­тал­лов, сто­я­щие в ряду на­пря­же­ний до алю­ми­ния, не раз­ря­жа­ют­ся на ка­то­де. См. рис. 2. В этом слу­чае про­ис­хо­дит толь­ко вос­ста­нов­ле­ние воды.

Рис. 2

2Н₂О+2 e⁻ → Н₂ + 2ОН⁻

2. Ка­ти­о­ны ме­тал­лов, рас­по­ло­жен­ных в ряду на­пря­же­ний от алю­ми­ния до во­до­ро­да, раз­ря­жа­ют­ся в той или иной сте­пе­ни од­но­вре­мен­но с мо­ле­ку­ла­ми воды. При этом од­но­вре­мен­но про­ис­хо­дят сле­ду­ю­щие про­цес­сы:

Meⁿ⁺+ne^- → Me

2Н₂О+2 e⁻ → Н₂ + 2ОН⁻

3. При на­ли­чии в рас­тво­ре ка­ти­о­нов ме­тал­лов, рас­по­ло­жен­ных в ряду на­пря­же­ний после во­до­ро­да, на ка­то­де, пре­жде всего, про­ис­хо­дит вос­ста­нов­ле­ние ка­ти­о­нов этих ме­тал­лов. Meⁿ⁺+ne^- →Me

Про­цес­сы, про­ис­хо­дя­щие на аноде

Раз­ли­ча­ют два типа ано­дов: инерт­ный и ак­тив­ный. Инерт­ный анод – это анод, ма­те­ри­ал ко­то­ро­го не окис­ля­ет­ся в про­цес­се элек­тро­ли­за (Pt). Ак­тив­ный анод – это анод, ко­то­рый окис­ля­ет­ся в про­цес­се элек­тро­ли­за. На­при­мер, гра­фит.

Элек­тро­лиз с инерт­ным ано­дом

В анод­ном про­цес­се могут при­ни­мать уча­стие ани­о­ны неко­то­рых бес­кис­ло­род­ных кис­лот Cl^-,Br^-,I^-, S^2-и гид­рок­сид-ио­ны ОН ^-(раз­ря­жа­ют­ся толь­ко эти ани­о­ны), на­при­мер:

2Br^- - 2е^- →Br_2; 4ОН⁻ − 4 e⁻ → О₂ +2Н₂О (в ще­лоч­ной среде)

Если в рас­тво­ре при­сут­ству­ют ани­о­ны F^-,SO^2-₄, NO^-₃, PO₄^3-, CO₃^2- и неко­то­рые дру­гие, то окис­ле­нию под­вер­га­ет­ся толь­ко вода:

2Н₂О - 4 e⁻ → О₂ + 4Н⁺(в ней­траль­ной и кис­лой среде)

Элек­тро­лиз с ак­тив­ным ано­дом

В слу­чае с ак­тив­ным ано­дом, число кон­ку­ри­ру­ю­щих окис­ли­тель­ных про­цес­сов уве­ли­чи­ва­ет­ся до трех:

- Элек­тро­хи­ми­че­ское окис­ле­ние ма­те­ри­а­ла анода

- Окис­ле­ние воды с вы­де­ле­ни­ем кис­ло­ро­да

- Окис­ле­ние ани­о­нов рас­тво­рен­но­го со­еди­не­ния

На­пи­са­ние таких про­цес­сов рас­смат­ри­ва­ет­ся в выс­шей школе

Ребята, вы приступаете к самостоятельной работе в группах.

1-я и 2-я группы - это теоретики, 3-я - экспериментаторы, 4-я - практики. Вы получаете задания для исследовательской работы.

1-я группа. Электролиз расплава KI, составить схему.

2-я группа. Электролиз раствора KI, составить схему.

3-я группа. Просмотрите видео электролиз раствора CuSO₄, описать свои наблюдения и сделать предположения

 

4-я группа. Презентация сообщений о применении и значении электролиза.

V. Отчет групп.

Представление работ всех групп, 1-я и 2-я группы вывешивают схемы на доску, и докладчики подводят итоги работы групп. Сравнить, найти общее и различия в продуктах и сформулировать выводы.

Схема расплава	Схема раствора
Электролиз расплава KI -> K++I- Катод K++1e = К0 - восстанавливается Анод 2I- - 2e = I20 - окисляется KI = K0 + I20 Продукты электролиза: калий, йод.	Электролиз раствора KI KI -> K++I- На катоде - К+ не восстанавливается H2O + 2e -> 2OH- + H2 На аноде бескислородный остаток окисляется 2I- - 2e I-> 20 H2O не окисляется 2H2O+2I- -> 2OH+H2+I2 2K++2H20+2I- -> 2OH- +H2+I20 +2K 2KI+2H2O -> 2KOH+H2+I2 Продукты электролиза: щелочь, водород, йод.

Представление работы 3-й группы результатов эксперимента и обсуждение о прохождении процесса электролиза в предположении.

Учитель: все ли вы согласны, есть ли предположения у других групп?

4-я группа отчитывается о своей работе по плакату и презентация (слайды) о роли и значении электролиза.

 

⇐ Предыдущая12

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: