Интегрированный урок физики в 10 класе по теме "Электролиз"

 

Интегрированный урок
по теме: «Электролиз» (химия + физика)
Подготовил: Яналиев Д.З
Класс: 10
Цель:
Формирование компетенций обучающихся через интегративние обучение
Задачи:
Образовательная: закрепить знания о процессах, происходящих на электродах и продуктах электролиза.
Развивающая: развивать умения и навыки выполнения эксперимента, умения решать расчетные и качественные задачи.
Воспитательная: Воспитание самостоятельности, организованности, развитие логического мышления, развивать коммуникативные навыки( умение работать в парах, в группах постоянного и сменного состава).
Оборудование и реактивы: источник тока с угольными электродами, ключ, лампочка, провода, дистиллированная вода, соль сухая, соль раствор.
Ход урока:
I
. Организационный этап. (1 минута)
Учитель химии: на прошлом уроке мы рассмотрели процессы, проходящиена катоде и аноде. Сегодня мы закрепим и обобщим знания, полученные при изучении физики курса 10 класса. Эпиграфом к нашему уроку будут слова М. В. Ломоносова: « Химик без знания физики подобен человеку, который все должен искать щупом»
экспериментаторы».Будьте внимательны, активны, организованны. Оценку за практическое занятие вы получите итоговую, основными показателями качества вашей работы будут четкость и глубина ответов, аккуратность выполнения эксперимента, правильное решение задач, выполнение домашнего задания.
II
. Актуализация опорных знаний. Фронтальный опрос.(7минут)
Демонстрация (выполняет ученик): собрать цепь по схеме. Опустить электроды в дистиллированную воду, в сухую соль, затем в раствор поваренной соли.
Учитель физики: сделайте выводы по наблюдениям.
— сухая соль не проводит ток, так как нет свободных зарядов;
— дистиллированная вода – то же, а раствор соли —  проводит, так как есть свободные заряды.
Учитель физики:
1. Что называется электрическим током? ( направленное движение заряженных частиц)
2.На какие группы делятся все вещества по способности проводить электрический ток? (проводники, полупроводники, диэлектрики)
Учитель химии:
3. А на какие группы делятся вещества в химии :электролиты, неэлектролиты)
4. Какие вещества относятся к электролитам (растворы солей, кислот, щелочей).
Учитель физики:
5. Что является носителями зарядов в этих проводниках?
( положительные и отрицательные ионы и электроны)
Учитель химии:
6. Как называется этот процесс? (Электролитическая диссоциация – это распад  веществ на ионы в растворах и расплавах. ).
7. Дайте определение электролиза?  (Электролиз – это процесс выделения на электродах веществ, связанный с окислительно – восстановительными  реакциями.)
8. Назовите два вида электролиза? ( в растворах и в расплавах)
III
. Решение качественных и расчётных задач по теме «Электролиз».(15 мин)
Учитель химии:
Качественная задача. Сейчас вы наблюдали процее электролиза раствора поваренной соли. Запишите уравнения электролиза расплава и раствора поваренной соли. Сравните, сделайте вывод. Какие катионы восстанавливаются на катоде, какие анионы окисляются на аноде?
Расчётная задача. Решить задачу химическим и физическим способом.
 Рассчитайте массу серебра которая образуется при электролизе водного раствора нитрата серебра с графитовыми электродами на аноде, если выделился кислород массой 6 г.
Учитель физики: Каким законом пользуемся для решения этой задачи?
Сформулируйте закон Фарадея.
m= k лQ —        масса вещества, выделившаяся при электролизе на каждом из электродов, пропорциональна количеству электричества, прошедшего через электролит.
k  — электрохимический эквивалент (кг Кл)
Q – количество электричества (Кл)
2 закон    Фарадея
 k=1F .Mn’>    Электрохимический эквивалент прямо    
                                                                          пропорционален химическому.
     M-     Молярная масса ( Г мол.ь)
      n —     Валентность
       F-     Число Фарадея    F= 95500 Кл моль
Ребята делятся на 2 группы: химики и физики, обсуждение способа решения и представление результата у доски.

Химическим способом
Составим схемы электродных процессов электролиза:
4 на катоде: Ag
+ + e
Ag
0
1 на аноде: 2H
2O          O
2 + 4H
+ + 4e
Суммарный процесс:
4Ag
+ +  2H
2O            4Ag  + O
2 + 4H
+
Из суммарного уравнения видно, что при образовании 1 моль кислорода выделяется 4 моль серебра, т.е.
m(Ag
0) =4n(O
2) = 4*6/32 = 0,75(моль).
m(Ag
0) = 0,75* 108 = 81(г)
Физическим способом.
Из объединенной формулы законов Фарадея масса выделившегося вещества равна:
m = Q*M / z *F
гдеQ — количество электричества, пропущенного через электролизер;
М — молярная масса выделившегося вещества; F — постоянная Фарадея, равная 96 500 Кл/моль; z — число электронов, участвующих в электродном процессе. Преобразовав формулу, получаем:
Q = m*z*F/M;
Q = 6*4*96 500/32 = 723,75 (Kл).
Такое же количество электричества было затрачено на выделение серебра.
Следовательно, масса выделившегося серебра равна:
m = 72 375 *108/1*96 500 = 81 (г).
VI
. Применение электролиза (сообщение учащегося) (5 мин)
V
. Подготовка учащихся к ЕГЭ . Задания В3 по теме «Электролиз» (работа в группах сменного состава) (10 мин)
В3.Установите соответствие между названием вещества и способом его получения
Название вещества                      Получение электролизом

      А) литий                                    1) раствора LiF

      Б) фтор                                      2) расплава LiF
 

      В) серебро                             3) раствораMgCl2

      Г) магний                            4) раствораAgNO3
                                            5) расплава Ag2O
                                            6) расплава MgCl2
В3.Установите соответствие между формулой вещества и продуктами электролиза его водного раствора на инертных электродах.
Формула вещества
               
Продукты электролиза

     
А)
  
 
AlCl3
                                  1) металл, галоген

     
Б)   
RbOH
                               2) гидроксид металла,хлор, водород

     
В)   
Hg
(
NO
3)2                           3) металл, кислород

     
Г)
    AuCl3
                               4) водород, галоген
                                                 5) водород, кислород
                                                 6) металл, кислота, кислород
           
VI
. Подведение итогов.
(5 мин)
1. расширили свой научно-технический кругозор,
2. увидели тесную связь физики с химией и с производством.
Выставление оценок.
Рефлексия. (1 мин)
Домашнее задание:   (1 мин)
— по физике : учебник 11-кл. «Физика -11» п. 123;
— по химии : учебник 11 кл. «Химия -11» с.230-236, записать уравнение электролиза NaNО
3.