Меню

Какие действия электрического тока используется при получении чистых металлов

Урок физики в 8-м классе. Тема: «Действия электрического тока»

Разделы: Физика

Тип урока: Изучение нового материала.

Вид урока: Урок-исследование.

Цели урока:

  • изучение действий электрического тока экспериментальным путём;
  • формирование исследовательских навыков;
  • создание активной познавательной среды, необходимой для диалога учителя с обучающимися, эвристической беседы;
  • формирование навыков работы в группе;
  • познакомить учащихся с причинами поражения током и правилами техники безопасности при работе с электричеством;
  • познакомить с действием электрического тока на организм человека.

Оборудование: Мультимедиапроектор. Презентация (приложение 1). CD Физика 7 – 11 классы. Практикум. Диск 2. С.М.Козел, В.А.Орлов и др.

Лабораторное: источники питания, ключи, резистор (спираль), железный гвоздь, металлические опилки, рамка из провода, дугообразный магнит, лампочка на подставке, электроды, дистиллированная вода, раствор соли (медного купороса).

Ход урока

Учитель: Ребята, вы верите в чудеса.

Может быть вы слышали такие слова (приложение 1. Слайд 1):

…Пора чудес прошла, и нам
Подыскивать приходится причины
Всему, что совершается на свете.

А кто сказал эти слова? (Уильям Шекспир)

Вспомните, пожалуйста, какую тему мы сейчас изучаем? (Электрический ток)

Электричество кругом,
Полон им завод и дом.
Везде заряды: там и тут,
В любом атоме «живут».

А если вдруг они бегут,
То тут же токи создают.
Нам токи очень помогают,
Жизнь кардинально облегчают!

«Аукцион»

На обсуждение выставляется лот «электрический ток». Задача обучающихся: как можно больше сообщить информации об электрическом токе логически законченными высказываниями об электрическом токе.

Примерные высказывания обучающихся:

  • Электрический ток течет по проводам.
  • Электрический ток может быть постоянным, может быть переменным.
  • Электрический ток существует в природе.
  • Электрический ток – это упорядоченное движение заряженных частиц.
  • Электрический ток опасен для жизни человека.
  • Электрический ток приносит пользу человеку.
  • Силу электрического тока можно измерить. И т. д .

Изучение нового.

Сегодня мы с вами продолжим изучение электрического тока.

Объявление темы и постановка целей урока совместно с обучающимися.

Действия электрического тока – это явления, которые наблюдаются при наличии электрического тока в цепи. (приложение 1. Слайды 2,3).

Изучить действия электрического тока нам помогут уже имеющиеся у вас знания об электрическом токе.

Воспроизведение опорных знаний (приложение 1. Слайды 4 — 7)

  1. Дайте определение электрического тока.
  2. На какие виды делятся все вещества по проводимости?
  3. Приведите примеры проводников и диэлектриков.
  4. Как образуются положительные и отрицательные ионы?
  5. Каково строение металлов в твёрдом состоянии?
  6. Что находится в узлах кристаллической решётки?
  7. Что происходит со свободными электронами в металле при помещении его в электрическое поле?
  8. Что представляет собой электрический ток в металлах?
  9. Проводят ли жидкости электрический ток?
    Электролиты — растворы солей, щелочей или кислот способных проводить электрический ток.
    Электрический ток в электролите – это направленное движение ионов в электрическом поле.
  10. Является ли электрическим током молния?

Учитель: Электроны увидеть нельзя, но их упорядоченное движение проявляется очень наглядно и полезно.

Судить о том протекает электрический ток по цепи или нет, можно по его действиям.

Без сомнения, всё наше знание начинается с опыта. (Кант Иммануил немецкий философ, 1724 — 1804 г.г.) (приложение 1. Слайд 8)

Вместе со мной сегодня вы будете физиками – экспериментаторами, исследователями. Нам ведь известно, что учёные сначала выдвигают теоретические гипотезы, а затем проверяют их путём проведения многочисленных опытов. Наблюдая, сравнивая, анализируя, они либо подтверждают, либо опровергают выдвинутую гипотезу.

Перед проведением опытов нам необходимо вспомнить технику безопасности. А каковы же правила техники безопасности при работе с электрическими цепями в кабинете физики?

Работа в группах (общее задание на слайде 9. приложение 1.).

Выберите на демонстрационном столе оборудование для опыта в соответствии с рисунком.

Начертите схему цепи.

Сформулируйте гипотезу о предполагаемом действии тока.

Приведите примеры применения данного действия

Оборудование: источник тока, резистор или проволока, ключ, соединительные провода. (Рис. 1).

(приложение 1. Слайд 10 – после примеров обучающихся).

Оборудование: источник тока, ключ, провода, лампочка на подставке, электроды, дистиллированная вода, раствор соли (медного купороса) (Рис. 2). (приложение 1. Слайд 11).

Демонстрация видеофрагментов (CD): 3.12 «Электролиты», 3.13»Электролиз».

Оборудование: источник тока, медный провод, ключ, провода, железный гвоздь, металлические опилки. (Рис. 3).

Демонстрация видеофрагментов(CD): 3.6 «Опыт Эрстеда», 3.17 «Электромагниты».

Учитель демонстрирует опыт по Рис. 4 (приложение 1. Слайд 12).

Примером применения данного действия является прибор гальванометр. Учитель рассказывает его устройство и принцип действия.

Демонстрация действия гальванометра – подключение солнечной батареи с целью показа тока разных направлений.

Минутка отдыха (приложение 1. Слайд 13).

Учитель: Ребята, однажды великого мыслителя Сократа спросили о том, что, по его мнению, легче всего в жизни? Он ответил, что легче всего – поучать других, а труднее – познать самого себя.

На уроках физики мы говорим о познании природы. Но сегодня давайте познаем себя. Как мы воспринимаем окружающий мир? Как «художники» или как «мыслители»?

  • Встаньте, поднимите руки вверх, потянитесь.
  • Переплетите пальцы рук.
  • Посмотрите какой палец левой или правой руки оказался у вас вверху? Результат запомните «Л» или «П»
  • Скрестите руки на груди («поза Наполеона»). Какая рука сверху?
  • Поаплодируйте. Какая рука сверху?

У кого получился результат «ЛЛЛ» — «художники», а «ППП» — «мыслители».

У кого получились разные буквы – гармонично развитые личности, которым свойственно, как логическое, так и образное мышление.

Закрепление изученного.

Учитель: Русская пословица гласит — не стыдно не знать, стыдно не учиться. Сейчас мы будем учиться решать задачи, применяя полученные знания о действиях электрического тока.

«Порешаем». (Задачи на слайдах 14-16, каждой группе по 3 задачи)

  • С каким действием электрического тока мы сталкиваемся, когда при грозовых разрядах в воздухе образуется озон?
  • Как по химическому действию тока можно судить о количестве прошедшего электричества?
  • Какое действие тока используется в электрическом паяльнике?
  • Почему компас дает неправильные показания, если неподалеку от него находится провод с электрическим током?
  • На каком действии электрического тока основано получение химически чистых металлов?
  • Какие действия электрического тока проявляются в вашей квартире? А химическое?
  • Открытие физика Араго в 1820 г. заключалось в следующем: когда тонкая медная проволока, соединенная с источником тока, погружалась в железные опилки, то они приставали к ней. Объясните это явление.
  • Годность батарейки для карманного фонаря можно проверить, прикоснувшись кончиком языка одновременно к обоим полюсам: если ощущается кисловатый вкус, то батарейка хорошая. Какое действие тока используется при этом?
  • Какое действие оказывает ток, проходя по волоску электрической лампочки?
Читайте также:  Как подобрать трансформатор тока для амперметра

Вам нужно сделать точный слепок с некоторого деревянного рельефа. Не поможет ли в этом электрический ток?

Как изготовить посеребрённые или позолоченные ювелирные изделия?

Что является источником магнитного поля Земли?

Итог урока:

I. Отчет — рассказ о полученных результатах исследований по плану (приложение 1. Слайд 18).

  1. Электрический ток представляет собой упорядоченное движение … частиц, в металлах это … , в растворах солей …
  2. Чтобы по цепи протекал электрический ток, цепь должна…
  3. Чистая соль и дистиллированная вода не проводят электрический ток, т. к. …
  4. Раствор соли проводит электрический ток, т.к. …
  5. О наличии электрического тока можно судить по … электрического тока.
  6. Мы узнали о 3 действиях электрического тока: … .

Какое действие электрического тока используется для получения чистых металлов?

Какие действия электрического тока наблюдаются при пропускании тока через металлический проводник?

А) тепловое, химическое и магнитное действия;
Б) химическое и магнитное действия, теплового действия нет;
В) тепловое и магнитное действия, химического действия нет;
Г) тепловое и химическое действия, магнитного действия нет.

Учитель: А сейчас познакомимся с некоторыми подробностями, касающимися опасности, которую может представлять электрический ток.

Сообщение обучающегося “Действие электрического тока на организм человека”.

Тело человека является проводником. Электрический ток, проходя через организм человека, раздражает и возбуждает живые ткани организма. Действие электрического тока на живую ткань носит разносторонний характер. Проходя через организм человека, электрический ток производит термическое, электролитическое, механическое, биологическое и световое действия.

При термическом действии происходит перегрев и функциональное расстройство органов по пути прохождения тока. Электролитическое (химическое) действие тока выражается в электролизе жидкости в тканях организма, в том числе крови, и нарушении её физико-химического состава. Механическое действие приводит к разрыву тканей, расслоению, ударному действию испарения жидкости из тканей организма. Механическое действие связано с сильным сокращением мышц, вплоть до их разрыва. Биологическое действие тока выражается в раздражении и перевозбуждении нервной системы. Световое действие приводит к поражению глаз.

Тяжесть поражения током зависит от силы тока, прошедшего через человека, характера тока (является он постоянным или переменным, т.е. изменяющимся по величине и направлению), продолжительности его действия, а также по какому пути внутри человека он шел. Наибольшую опасность представляет прохождение тока через мозг и те нервные центры, которые контролируют дыхание и сердце человека.)

Работающим с электрическими цепями надо знать как действие электрического тока на организм человека зависит от его силы и соблюдать технику безопасности (приложение 1. Слайд 20).

Действие тока на организм человека

Источник

Какое действие электрического тока используется при получении чистых металлов?

Физика | 5 — 9 классы

Какое действие электрического тока используется при получении чистых металлов.

Используют электролиз, по закону Фарадея.

Помогите пожалуйста1) что представляет собой электрический ток в металлах?

1) что представляет собой электрический ток в металлах?

2) какие действия производит электрический ток?

3) как найти направление электрического тока?

Какое действие электрического тока наблюдается в электрическом чайнике?

Какое действие электрического тока наблюдается в электрическом чайнике?

Почему металл хорошо проводит электрический ток?

Почему металл хорошо проводит электрический ток?

Что является носителем электрического тока в металлах?

Что является носителем электрического тока в металлах.

Какова природа электрического тока в металлах?

Какова природа электрического тока в металлах?

Какое действие тока используется в электрических лампах?

Какое действие тока используется в электрических лампах?

1) тепловое 2) химическое 3) магнитное.

Какое действие электрического тока используется в аккумуляторах?

Какое действие электрического тока используется в аккумуляторах?

А) магнитное б) химическое в) тепловое г) механическое?

Какие источники тока используются на электростанциях для промышленного получения тока?

Какие источники тока используются на электростанциях для промышленного получения тока?

Какие источники тока используются на электростанциях для промышленного получения тока?

Какие источники тока используются на электростанциях для промышленного получения тока?

В каких целях чаще всего используют химическое действие тока?

В каких целях чаще всего используют химическое действие тока?

А)Не используют вовсе б)Для перемешивания растворов в)Для получения чистых металлов г)Только для школьных демонстраций.

На этой странице вы найдете ответ на вопрос Какое действие электрического тока используется при получении чистых металлов?. Вопрос соответствует категории Физика и уровню подготовки учащихся 5 — 9 классов классов. Если ответ полностью не удовлетворяет критериям поиска, ниже можно ознакомиться с вариантами ответов других посетителей страницы или обсудить с ними интересующую тему. Здесь также можно воспользоваться «умным поиском», который покажет аналогичные вопросы в этой категории. Если ни один из предложенных ответов не подходит, попробуйте самостоятельно сформулировать вопрос иначе, нажав кнопку вверху страницы.

1)20•2 = 40(М \ С) Он окажется через 2 сек 2)20•1 = 20(м|с)будет скорость через 1 сек.

Читайте также:  Укажите последовательность оказания пмп при поражении электрическим током

3 ) от 2 минут до 5 минут.

Нужно применить формулу Q = cmt ; m = Q / ct (удельная теплоемкость меди с = 400 Дж / кг * °С Решение : m = Q / ct = 126000 / 400 * 1085 = 0. 29 кг меди можно округлить 0, 3 кг.

НУ если не сказано относительное расположение и величина тока в третьем проводнике, то поставим третий слева и пустим по нему ток в 3 А и чтобы уравновесить силу амепера создаваемую вторым проводником разместим его на расстоянии 10 см. │ 10см │ 10см..

Mg — N = ma N = mg — ma = m(g — a) a = v ^ 2 / r a = 400 / 50 = 8м / с ^ 2 N = 1000(10 — 8) = 2000Н P = N = 2000Н.

1) P1V1 / T1 = P2V2 / T2. 2) V2 = (3 / 5)V1 — объем уменьшится на 2 / 5. 3) P2 = (5 / 3)P1 = 500 / 3 кПа. Или 1) 273 + 30 + X = (7 / 3)(273 + 30) х — изменение температуры. 2) Х = 707 — 303 = 404 (г. ).

Номер 3, связанна с притяжением.

Самолет движется равноускоренно, значит Где t — время разгона. Возведем вторую строчку в квадрат и разделим на первую Мы нашли ускорение самолета. На пассажира будет действовать сила инерции, вжимающая его в кресло и равная ma, а сила тяжести буд..

2, 4 = 240 240 : 40 = 6 (км / ч) Ответ : скорость 6 км / ч.

Источник

Какие действия электрического тока используется при получении чистых металлов

1) В свободном виде встречаются золото и платина; золото бывает в распыленном состоянии, а иногда собирается в большие массы самородки. Так в Австралии в 1869 году нашли глыбу золота в сто килограммов весом. Через три года обнаружили там же еще большую глыбу весом около двухсот пятидесяти килограммов. Наши русские самородки много меньше, и самый знаменитый, найденный в 1837 году на Южном Урале, весил всего около тридцати шести килограммов. В середине XVII века в Колумбии испанцы, промывая золото, находили вместе с ним тяжелый серебристый металл. Этот металл казался таким же тяжелым, как и золото, и его нельзя было отделить от золота промывкою. Хотя он и напоминал серебро, но был почти нерастворим и упорно не поддавался выплавке; его считали случайной вредной примесью или преднамеренной подделкой драгоценного золота. Поэтому испанское правительство приказывало в начале XVIII столетия выбрасывать этот вредный металл при свидетелях обратно в реку. Месторождения платины находятся и на Урале. Оно представляет собой массив дунита (изверженная горная порода, состоящая из силикатов железа и магния с примесью железняка). В нем содержатся включения самородной платины в виде зерен. В самородном виде и в форме соединений могут находиться в природе серебро, медь, ртуть и олово.

2) Все металлы. Металлы средней и малой активности, которые в ряду напряжений находятся до олова, в природных условиях встречаются только в виде соединений − образуют оксиды и сульфиды. Реже их можно встретить в составе сложных кислотно-металлических соединений.

3) Химически активные элементы встречаются либо в виде простых солей, либо в виде полиэлементных соединений, которые имеют очень сложное химическое строение, но в основном достаточно просто разлагаются на составляющие при определенном воздействии.

Чаще всего металлы в природе встречаются в виде солей неорганических кислот:

  • хлоридов сильвинит КСl • NaCl, каменная соль NaCl;
  • нитратов – чилийская селитра NaNO3;
  • сульфатов – глауберова соль Na2SO4•10 H2O, гипс CaSO4•2Н2О;
  • карбонатов – мел, мрамор, известняк СаСО3, магнезит MgCO3, доломит CaCO3•MgCO3;
  • сульфидов серный колчедан FeS2, киноварь HgS, цинковая обманка ZnS;
  • фосфатов – фосфориты, апатиты Ca3(PO4)2;
  • оксидов – магнитный железняк Fe3O4, красный железняк Fe2O3, бурый железняк, содержащий различные гидроксиды железа (III) Fe2O3•Н2О.

Ещё в середине II тысячелетия до н. э. в Египте было освоено получение железа из железных руд. Это положило начало железному веку в истории человечества, который пришёл на смену каменному и бронзовому векам. На территории нашей страны начало железного века относят к рубежу II и I тысячелетий до н. э.

Минералы и горные породы, содержащие металлы и их соединения и пригодные для промышленного получения металлов, называются рудами.

Отрасль промышленности, которая занимается получением металлов из руд, называется металлургией. Так же называется и наука о промышленных способах получения металлов из руд.

Источник

Вопросы § 35

Физика А.В. Перышкин

1.Как можно наблюдать на опыте тепловое действие тока?

Тепловое действие тока можно наблюдать на проволоке, через которую пропускают электрический ток, она нагревается, удлиняется от нагревания и провисает. Если ток увеличить, можно нагреть проволоку докрасна. В лампах накаливания вольфрамовая спираль накаляется током до яркого свечения.

2. Как можно наблюдать на опыте химическое действие тока?

Химическое действие тока состоит в выделении веществ из растворов при прохождении через
них электрического тока — явление электролиза используется для получения чистых металлов. На опыте это можно продемонстрировать, пропуская ток через раствор медного купороса, получая на отрицательно заряженном электроде чистую медь.

3. Где используют тепловое и химическое действия тока?

Тепловое действие электрического тока используется в различных нагревательных приборах: плитах, утюгах, лампах накаливания, обогревателях воздуха и воды, полов, грелках и т.п. Химическое действие электрического тока используется в промышленном производстве чистых металлов и других веществ электролизом.

4. На каком опыте можно показать магнитное действие тока?

Магнитное действие электрического тока можно продемонстрировать следующим опытом. На железный гвоздь намотать медную проволоку в изоляции, концы которой подсоединить к источнику тока. Когда ток идет, к гвоздю примагничиваются мелкие железные предметы: скрепки, гвоздики, кнопки, как только цепь разрывается, магнитное действие пропадает, все осыпается.

5. Какое действие тока используют в устройстве гальванометра?

В устройстве гальванометра используют явление взаимодействия катушки с током и магнита.

Читайте также:  Измерение максимальной силы тока

Источник



Электролиз расплавов и растворов (солей, щелочей, кислот)

Содержание:

Сильнейшим окислительно — восстановительным действием обладает электрический ток. С помощью воздействия электрического тока на вещество можно получить чистый металл. Этот метод называется электролизом.

Электролиз – процесс, при котором происходит разложение вещества электрическим током.

Процесс электролиза может протекать только в веществах, проводящих электрический ток, то есть электролитах. К электролитам относят представителей основных классов неорганических соединений – кислоты, соли, щелочи.

Для протекания процесса требуется устройство, называемое электролизером.

Схема электролиза

Данное устройство работает от внешнего источника питания, который подает электрический ток. Представляет собой емкость, в которую опущены два электрода (катод и анод), заполнена емкость электролитом. При подаче электрического тока происходит разложение вещества. Для того чтобы узнать протекает электролиз или нет, в цепь включают лампочку, если лампочка загорается, значит в системе есть ток, если при замыкании цепи, лампочка не горит, то электролиз не протекает – вещество является не электролитом.

Катод (-) – является отрицательно заряженным электродом, катионы ( + ) перемещаются к нему и происходит процесс восстановления.

Анод (+) – положительно заряженный электрод, к нему перемещаются анионы (-) и происходит процесс окисления.

Можно выделить два типа электролиза для расплавов и растворов. Ход этих двух процессов происходит по-разному. Зависит по большей части это от содержания воды в растворе, которая тоже принимает участие в процессе. В расплаве происходит разложение только вещества.

Особенности электролиза расплавов

В расплаве электролит непосредственно подвергается воздействию электрического тока. Металл всегда образуется на катоде, а продукт анода зависит от природы вещества.

При разложении расплава оснований на катоде образуется металл, а на аноде окисляется кислород. (расплав соли – это чистое вещество без примесей в основном твердые вещества)

Расплав основания

Разложение расплавов солей происходит по-разному у бескислородных и кислородосодержащих. У бескислородной соли на аноде окисляется анион – кислотный остаток, а у кислородосодержащей – окисляется кислород.

Расплав соли

Рассмотрим пример электролиза расплава бескислородной соли – хлорида калия. Под действием постоянного электрического тока соль разлагается на катионы калия и анионы хлора.

Катионы K + перемещаются к катоду и принимают электроны, происходит восстановление металлического калия.

  • Катодный процесс: K + + e — → K 0

Анионы Cl движутся к аноду, отдавая электроны, происходит образование газообразного хлора.

  • Анодный процесс: 2Cl — — 2e — → Cl2 0 ↑

Суммарное уравнение процесса электролиза расплава хлористого калия можно представить следующим образом:

Особенности электролиза растворов

В растворах электролитов, помимо самого вещества, присутствует вода. Под действием электрического тока водный раствор электролита разлагается.

Процессы, происходящие на катоде и аноде, различаются.

1. Процесс на катоде не зависит от материала, из которого он изготовлен. Однако, зависит от положения металлов в электрохимическом ряду напряжений.

Процесс на катоде

2. Процесс на аноде зависит от материала, из которого состоит анод и от его природы.

а) Растворимый анод (Cu, Ag, Ni, Cd) подвергается Me => Me n+ + ne

б) На не растворимом аноде (графит, платина) обычно окисляются анионы S — , J — , Br — , Cl — , OH — и молекулы H2O:

  • 2J — => J2 0 + 2e;
  • 4OH — => O2 + 2H2O + 4e;
  • 2H2O => O2 + 4H + + 4e

Рассмотрим примеры различных вариантов электролиза растворов:

1. Разложение бескислородной соли на нерастворимом электроде

Чтобы ознакомиться с этим вариантом электролиза, возьмем йодистый калий. Под действием тока ионы калия устремляются к катоду, а ионы йода к аноду.

Калий находится в диапазоне активности слева от алюминия, поэтому на катоде восстанавливаются молекулы воды и образуется атомарный водород.

Процесс протекает на нерастворимом аноде и в состав соли входит бескислородный остаток, поэтому на аноде образуется йод.

В результате можно создать общее уравнение электролиза:

2. Разложение бескислородной соли на растворимом электроде (медь)

Рассмотрим на примере хлорида натрия. Данная соль разлагается на ионы натрия и хлора, но следует учитывать материал анода. Медный анод сам подвергается окислению. На аноде выделяется чистая медь, и ионы меди переходят с анода на катод, где также осаждается медь. В итоге процесс можно представить следующими уравнениями реакций.

  • NaCl → Na + + Cl —
  • Катод: Cu 2+ + 2e — → Cu 0
  • Анод: Cu 02e — → Cu 2+

В растворе концентрация хлорида натрия остается неизменной, поэтому составить общее уравнение реакции процесса не представляется возможным.

3. Разложение кислородосодержащей соли на нерастворимом (инертном) электроде

Возьмем для примера раствор нитрата калия. В процессе электролиза происходит распад на ионы калия и кислотного остатка.

В ряду активности металлов калий находится левее алюминия, поэтому на катоде восстанавливаются молекулы воды и образуется газообразный водород.

Молекулы воды окисляются на аноде и выделяется кислород.

В результате получаем общее уравнение электролиза:

4. Электролиз раствора щелочи на инертном электроде

В случае разложения щелочи в процесс электролиза включаются молекулы воды и гидроксид-ионы.

Барий находится левее алюминия, поэтому на катоде происходит восстановление воды и выделение водорода.

На аноде откладываются молекулы кислорода.

Получаем суммарное уравнение электролиза:

5. Электролиз раствора кислоты на инертном электроде

При разложении азотной кислоты под действием электрического тока в процесс вступают катионы водорода и молекула воды.

На катоде выделяется водород, на аноде – кислород. Получаем суммарное уравнение процесса:

Применение электролиза

Процессы электролиза нашли свое применение в промышленности в первую очередь для получения чистых металлов электрохимическим путем. Побочными продуктами этого процесса являются кислород и водород, поэтому он является промышленным способом получения этих газов. Очень часто применяют для очистки металлов от примесей и защиты от коррозии.

Источник