Проспект ингегрированного урока по химии и физике. Преподаватель химии Джоджуа Ж.В.

                                                                                                    Повторение – мать учения!
                                                                                                   Химия – это физика плюс математика
 
Цели:
• Обобщить и систематизировать знания по теме, закрепить практические навыки при выполнении эксперимента;
• Расширить умения решать физические и химические задачи, показать связь явлений физических и химических, развить наблюдательность за явлениями природы, умение обобщать, выделять главное, использовать теоретические знания на практике;
• Обеспечить в ходе урока нравственное воспитание: чувство товарищества, эстетической нормы поведения, ответственности.

Тип урока: Урок обобщения и систематизации

Задания к уроку:
• Повторить темы «Электролитическая диссоциация» 
• «Электрохимический ряд напряжений металлов», «Гальванические элементы»
• «Электролиз, решение расчетных задач» 
• Подготовить краткое объяснение к таблицам: «Диссоциация веществ», «Электролиз в расплавах и растворах».
Наглядные пособия. Интерактивная доска,фильм «Применение электролиза»; таблицы «Электрохимический ряд напряжений металлов», «Растворимость солей, кислот и оснований в воде», «Электролитическая диссоциация солей и кислот», опорный конспект «Электролиз».
Оборудование и реактивы. Угольные электроды, электрическая лампочка, прибор для электролиза, весы с разновесами, секундомер, гальванометр; два гвоздя, два куска проволоки, картофель и лук, два стакана с растворами сахара и поваренной соли.
На столах учащихся: растворы сульфата меди CuSO4 и сульфата железа(III) Fe2(SO4)3, железная кнопка, медная проволока, штатив с пробирками.

Электролиз в расплавах (электроды нерастворимые).  
 

Электролиз в растворах (электрод (анод) растворимый). 



1-й закон Фарадея: массы (m) веществ, выделившихся на катоде и аноде, пропорциональны количеству прошедшего через раствор или расплав электричества (Q = I•t):
m = kIt,
где k – электрохимический эквивалент; I – сила тока, А; t – время электролиза, с.
k = m/(nq(e)NA),
где n – валентность элемента; q(e) – 1,6•10–19 Кл; NA = 6•1023 моль–1 – постоянная Авогадро.
Особенности электролиза в водных растворах. При электролизе растворов, содержащих катионы металлов, положение которых в ряду напряжений металлов от Li по Al, на катоде выделяется Н2.

Например:
KCl K+ + Cl–,
H2O H+ + OH–.




Конкуренция ионов при анодном процессе.

Конкуренция ионов при анодном процессе.

СuSO4 Cu2+ + SO42–,
H2O H+ + OH–.
В растворах кислородсодержащих солей на аноде окисляется кислород воды. Так, в присутствии анионов SO42–, CO32–, PO43––, SO32– на аноде идет процесс:




Катионы металлов, стоящих за водородом, восстанавливаются на катоде.

Применение электролиза: 




Каждому учащемуся выдается индивидуальный опросный лист. 

Каждому учащемуся выдается индивидуальный опросный лист.

Пример задания для учащихся, занимающихся на «5», приведен ниже.

 Опросный лист с заданиями

1. Напишите суммарное уравнение электролиза сульфата меди CuSO4 в растворе.
2. а) Напишите, на какие частицы распадутся вещества H2SO4, Al(NO3)3, Na2CO3, KCl при растворении в воде, запишите их в два столбца: катионы и анионы.

б) Какие окрашенные частицы при электролизе сместятся к катоду и какие – к аноду?
Укажите стрелками.
3. Из 200 молекул в растворе распалось на ионы 160. Определите степень диссоциации. Какой это электролит – сильный или слабый?



4. а) Составьте из набора веществ гальванический элемент (подчеркните используемые вещества): углерод; металлы – Cu, Zn, Mg; растворы солей – NaCl, AgNO3.
б) Как изобразить на схемах электрических цепей гальванический элемент и батарею гальванических элементов?
5. Напишите схему и уравнения реакций электролиза расплавов веществ: KI, Al2O3.
6. Напишите схему и уравнения электролиза раствора вещества Hg(NO3)2.
7. Рассчитайте массу сульфата меди CuSO4, вступившего в реакцию электролиза, если масса выделившейся меди – 1 г, а массовая доля выхода = 18%.

Решение
Найдем массу меди m(Сu)теор, которая могла бы выделиться при 100%-м выходе:
m(Сu)теор = 1/0,18 = 5,56 г.
Согласно схеме процесса
из 160 г CuSO4 получается 64 г Cu,
из x г CuSO4 – 5,56 г Cu.
Отсюда х = 160•5,56/64 = 14,25 г.
Ответ. 14,25 г.
1. Оргмомент
2. Преподаватель химии объявляет тему урока, цель, порядок проведения урока,
основные требования. Учащимся выдают опросные листы с заданиями. 
Затем преподаватель физики совместно с учащимися начинает длительный опыт электролиза раствора сульфата меди(II): взвешивается электрод (катод), замечается время, определяется сила тока. Учащиеся, используя знания по электролизу растворов солей, записывают суммарное уравнение реакции электролиза раствора сульфата меди (учебник Л.С. Гузея, Р.П. Суровцевой «Химия-10», с. 109–110).
Преподаватель химии. Рассматривает вопрос об электролитической диссоциации и задает вопросы:

• Объясните термин «электролитическая диссоциация». 
• По таблице «Диссоциация веществ» расскажите о процессе диссоциации.
• Как называют положительные и отрицательные ионы? 
• Как записать уравнение диссоциации веществ?

! Преподаватель химии проделывает опыт по электропроводности с растворами поваренной соли и сахара, опуская электроды в растворы. Учащиеся наблюдают, что лампочка горит в растворе соли и не горит в растворе сахара.
 Итак, электролиты – это вещества…
Учащиеся (продолжают предложение). …растворы и расплавы которых проводят электрический ток. 
Преподаватель химии. Напишите суммарное уравнение электролиза сульфата меди CuSO4 в растворе.

Выполните задание 1 ( см.опросный лист)

При растворении в воде или расплавлении электролиты распадаются на заряженные частицы – ионы.

Выполните задание 2. Запишите распад на ионы веществ из задания 2а (см. опросный лист с заданиями).
Вопросы: 

• Как заряжены электроды?
• Как называют электроды?
• Почему ионы имеют свои названия? 
• Какие заряды у ионов?

Укажите стрелками, к какому электроду последует ион (катион или анион) в задании 2б.
Все ли электролиты одинаково быстро распадаются на ионы?
Даны уравнения диссоциации двух кислых солей:
NaHCO3 Na+ + HCO3–,
NaHSO4 Na+ + H+ + SO42–.
Диссоциация солей записана по-разному. Почему?
Что такое степень диссоциации? Какие электролиты слабые, а какие сильные?

Выполните задание 3. Как увеличить степень диссоциации слабого электролита?


Преподаватель физики (спрашивает учащихся). Что такое электрический ток? Какие частицы переносят заряд? Как они обозначаются и каков их знак (плюс или минус)?

!Проведем опыт. Воткнем в луковицу или в картофелину гвоздики и соединим их проводниками с гальванометром. Стрелка гальванометра будет отклоняться. Почему?
Какие частицы проводят электрический ток в растворах? Каково направление их перемещения? Что является движущей силой направленного движения ионов к электродам?

Преподаватель химии (проводит с учащимися опыты). Опустите железную кнопку в раствор сульфата меди(II) и медную проволоку в раствор соли железа(III). В какой пробирке происходит реакция? Объясните явление с помощью электрохимического ряда напряжений металлов. Где расположены активные металлы в таблице Д.И.Менделеева? Перечислите основные компоненты гальванических элементов.

Выполните задание 4. Нарисуйте схему гальванического элемента и укажите перемещение электронов.

Преподаватель физики спрашивает учащихся о применении гальванических элементов и батарей гальванических элементов. Учащиеся выполняют задание .

Преподаватель химии (рассматривает вопрос об электролизе). Что такое электролиз? Расскажите об электролизе расплава хлорида натрия. Что предшествует электролизу?

Выполните задание 5.
Какие особенности электролиза растворов? По таблице «Электролиз в расплавах и растворах» обсудите особенности:
а) восстановления металлов из растворов;
б) окисления анионов;
в) суммарного уравнения.

Преподаватель физики. 
! Вернемся к опыту, заложенному в начале урока.

Учащиеся отмечают время проведения опыта, взвешивает электрод, на котором выделилась медь. Данные записывает на доске. Учащиеся совместно с преподавателем физики решают задачу на закон Фарадея.

Преподаватель химии выполняет с учащимися задание 6 ,7

Преподаватель физики рассказывает о применении электролиза и демонстрирует фильм на интерактивной доске «Применение электролиза».

Преподаватели физики и химии оценивают опросные листы учащихся, учитывая их работу на уроке.