高中化學(xué) 1.2電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能——電解教案 魯教版選修4

1、第一章 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化第二節(jié) 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能-電解一、教學(xué)目標(biāo)：1理解電解原理，初步掌握一般電解反應(yīng)產(chǎn)物的判斷方法2了解氯堿工業(yè)，電鍍，冶金的原理3掌握電解電極方程式的書寫。4.金屬的電化學(xué)腐蝕二、教學(xué)重點(diǎn)：電解原理及應(yīng)用三、教學(xué)過程：我們知道化學(xué)能可以轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽捶磻?yīng)熱。化學(xué)能也能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，用原電池裝置。今天這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)電能如何轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。一、電解原理講：首先我們來比較金屬導(dǎo)電和電解質(zhì)導(dǎo)電的區(qū)別。 金屬電解質(zhì)導(dǎo)電粒子導(dǎo)電狀態(tài)溫度影響導(dǎo)電實(shí)質(zhì)電子定向移動(dòng)過渡：電解質(zhì)導(dǎo)電的實(shí)質(zhì)是什么呢？一起看實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)：現(xiàn)象一極有氣泡，檢驗(yàn)為氯氣；另一極有紅色的物質(zhì)析出，分析為銅。講：要分析此

2、現(xiàn)象我們得研究此裝置，首先看電極。1電極陽極與電源正極相連陰極與電源負(fù)極相連隋性電極只導(dǎo)電,不參與氧化還原反應(yīng)(C/Pt/Au)活性電極既導(dǎo)電又參與氧化還原反應(yīng)(Cu/Ag)問：通電前和通電時(shí)分別發(fā)生了怎樣的過程？通電前：CuCl2=Cu2+2Cl- H2O H+OH-通電中：陽離子（Cu2+,H+）向陰極移動(dòng)被還原；陰離子（Cl-,OH-）向陽極移動(dòng)被氧化講：即在電極上分別發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，稱電極反應(yīng)。2電極反應(yīng)( 陽氧陰還 )陽極：2Cl- -2e-=Cl2 (氧化)陰極：Cu2+2e-=Cu(還原)總電極方程式：_放電：陰離子失去電子或陽離子得到電子的過程叫放電。3電解：電流(外加直流

3、電)通過電解質(zhì)溶液而在陰陽兩極引起氧化還原反應(yīng)(被動(dòng)的不是自發(fā)的)的過程叫電解。講：所以電解質(zhì)導(dǎo)電的實(shí)質(zhì)便是電解電解池：借助電流引起氧化還原反應(yīng)的裝置，即把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置叫電解池或電解槽。問：構(gòu)成電解池的條件是什么？電源、電極、電解質(zhì)構(gòu)成閉和回路。4離子的放電順序陰極：（陽離子在陰極上的放電順序(得e-)）Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸電離的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+ 陽極(1)是惰性電極時(shí)：陰離子在陽極上的放電順序（失e-）S2-

4、>I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根離子)>F-(SO32-/MnO4->OH-)(2) 是活性電極時(shí)：電極本身溶解放電問：放電能力弱于H+和OH的物質(zhì)在水溶液中放電嗎？ 否，但亞鐵離子濃度遠(yuǎn)大于氫離子濃度時(shí),亞鐵離子放電。問：電解水時(shí)為了增強(qiáng)水的導(dǎo)電性常常需加入氫氧化鈉或稀硫酸，為什么？可以加食鹽嗎？練習(xí)：電解碘化汞、硝酸銅、氯化鋅、鹽酸、硫酸、氫氧化鈉的電極方程式。5電解規(guī)律：（1）電解含氧酸、強(qiáng)堿溶液及活潑金屬的含氧酸鹽，實(shí)質(zhì)上是電解水，電解水型。問：初中電解水時(shí)加硫酸或氫氧化鈉增強(qiáng)導(dǎo)電性，影響水的電解嗎？電解硫

5、酸和氫氧化鈉時(shí)為何H2和O2之比大于2？氧氣溶解度大于氫氣又為何硫酸一定大于2，而氫氧化鈉可能等于2？硫酸根可能放電。（2）電解不活潑金屬的含氧酸鹽，陽極產(chǎn)生氧氣，陰極析出不活潑金屬，放氧生酸型。練習(xí)：電解硫酸銅方程式。加入下列哪些物質(zhì)可以恢復(fù)到硫酸銅原來的溶液：氧化銅、氫氧化銅、銅、碳酸銅。（3）電解不活潑金屬無氧酸鹽，實(shí)際上是電解電解質(zhì)本身，分解電解質(zhì)型。（4）電解活潑金屬（K/Ca/Na）的無氧酸鹽，陰極產(chǎn)生氫氣，陽極析出非金屬，放氫生堿型。6電解中電極附近溶液pH值的變化。（1）電極區(qū)域 A陰極H+放電產(chǎn)生H2，陰極區(qū)域pH變大。 B陽極OH-放電產(chǎn)生O2，陽極區(qū)域pH變小。（2）電解

6、質(zhì)溶液中 A電解過程中,既產(chǎn)生H2,又產(chǎn)生O2,則原溶液呈酸性的pH變小,原溶液呈堿性的pH變大,原溶液呈中性的pH不變（濃度變大）。 B電解過程中, 無H2和O2產(chǎn)生, pH幾乎不變。但象CuCl2變大C電解過程中,只產(chǎn)生H2, pH變大。D電解過程中,只產(chǎn)生O2, pH變小。過渡：如果把陽極換成銅棒，陽極發(fā)生的反應(yīng)就是銅自身溶解，如果電解質(zhì)是硫酸，陰極析出的是什么？也是銅，這就是我們的銅的電解精煉法。二、電解原理的應(yīng)用1銅的電解精煉 陽極：粗銅棒 陰極：精銅棒 電解質(zhì)：含銅電解質(zhì)問：精煉中硫酸銅的濃度怎樣？基本不變，但變小。過渡：若把陰極精銅棒換成鐵棒，電解過程變嗎？不變，但不是精煉銅了，

7、而叫電鍍銅。2電鍍銅 陽極：鍍層金屬 陰極：待鍍金屬（鍍件） 電鍍液：含鍍層金屬的電解質(zhì)。3電解飽和食鹽水氯堿工業(yè)問：1、電解飽和食鹽水的陰極產(chǎn)物、陽極產(chǎn)物分別是什么？2、轉(zhuǎn)移的電子數(shù)和氫氧化鈉的物質(zhì)的量的關(guān)系？3、從Cl- Cl2一定需要加氧化劑嗎？4、陰極產(chǎn)物和陽極產(chǎn)物能接觸嗎？5、飽和食鹽水為何需要精制？如何精制？精制：步驟一、1）先加過量的BaCl2和過量的NaOH（順序可換），再加入過量的Na2CO3 2）過濾 3）加鹽酸調(diào)節(jié)pH為7 步驟二、送入陽離子交換塔除去Ca2+、Mg2+等。4、活潑金屬的冶煉電解熔融的氯化鈉 電解熔融的氧化鋁鞏固練習(xí)：1下列關(guān)于銅電極的敘述正確的是（ ）A

8、.在電解池中，銅做陽極時(shí)，溶液中的陰離子在銅極上失電子B.用電解法精煉銅時(shí)粗銅做陰極C.在鍍件上電鍍銅時(shí)，可用金屬銅做陽極D.電解稀硫酸制O2、H2時(shí)，銅做陽極2.用惰性電極電解下列溶液，一段時(shí)間后，再加入一定質(zhì)量的另一種物質(zhì)（中括號(hào)內(nèi)），溶液能與原來溶液完全一樣的是（ ）A. CuCl2CuO B.NaOHNa2O C.NaClHCl D. CuSO4Cu(OH)23.下列敘述中不正確的是（ ）A.電解池的陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極上發(fā)生還原反應(yīng)B.不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)可通過電解的原理實(shí)現(xiàn)C.電鍍時(shí)，電鍍池里的陽極材料發(fā)生氧化反應(yīng)D.電解飽和食鹽水時(shí)，陽極得到氫氧化鈉溶液和氫氣4用惰性電極電解下列溶液，電解一段時(shí)間后，陰極質(zhì)量增加，電解質(zhì)溶液的pH下降的是（ ）A. CuCl2 B. AgNO3 C.BaCl2 D.H2SO45.電解CuCl2溶液時(shí)，如果陰極上有1.6g銅析出，則陽極上產(chǎn)生氣體的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）約為（ ）A.0.28L B.0.56L C.0.14L D.11.2L6.用含少量銀和鋅的粗銅做陽極，純銅片做陰極，CuSO4溶液做電解液，電解一段時(shí)間后，陽極質(zhì)量減少了x g，則：（ ）A電解液