人教版高中化學(xué)選修四教案-電解池-2023修改整理

千里之行，始于足下讓知識(shí)帶有溫度。第第2頁/共2頁精品文檔推薦人教版高中化學(xué)選修四教案-電解池第三節(jié)電解池

一、教學(xué)目標(biāo)：

1．理解電解原理，初步把握普通電解反應(yīng)產(chǎn)物的推斷辦法

2．了解氯堿工業(yè)，電鍍，冶金的原理

3．把握電解電極方程式的書寫。

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)能可以改變?yōu)闊崮?，即反?yīng)熱?；瘜W(xué)能也能改變?yōu)殡娔?，用原電池裝置。今日這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)電能如何轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。

第三節(jié)電解池

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)分。

過渡：電解質(zhì)導(dǎo)電的實(shí)質(zhì)是什么呢？一起看試驗(yàn)。

試驗(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：要分析此現(xiàn)象我們得討論此裝置，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,不參加氧化還原反應(yīng)(C/Pt/Au)

活性電極—既導(dǎo)電又參加氧化還原反應(yīng)(Cu/Ag)

問：通電前和通電時(shí)分離發(fā)生了怎樣的過程？

通電前：CuCl2=Cu2++2Cl-H2OH++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：即在電極上分離發(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。

思量：

電解CuCl2水溶液為何陽極是Cl-放電而不是OH-放電，陰極放電的是Cu2+而不是H+？4．離子的放電挨次

陰極：（陽離子在陰極上的放電挨次(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挨次（失e-）

S2->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)為了增加水的導(dǎo)電性經(jīng)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．電解邏輯：

（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加導(dǎo)電性，影響水的電解嗎？

電解硫酸和氫氧化鈉時(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)到硫酸銅本來的溶液：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：假如把陽極換成銅棒，陽極發(fā)生的反應(yīng)就是銅自身溶解，假如電解質(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，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)物分離是什么？

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（挨次可換），再加入過量的Na2CO32）過濾

3）加鹽酸調(diào)整pH為7

步驟二、送入陽離子交換塔除去Ca2+、Mg2+等。

4．電冶金

電解熔融氯化鈉：2NaCl(熔融)＝（電解）2Na+Cl2

適用范圍：活潑金屬K~Al

練習(xí):

1、在水中加等物質(zhì)的量的Ag+,Pb2+,Na+,SO42-,NO3-,Cl-,該溶液放在用惰性電極做電極的電解槽中，通電片刻，則氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物質(zhì)量比為（）

A.35.5:108

B.16:207

C.8:1

D.108:35.5

2、用惰性電極電解下列溶液，一段時(shí)光后，再加入一定質(zhì)量的另一種物質(zhì)溶液能與本來徹低一樣的是

氯化銅加硫酸銅、氫氧化鈉加氫氧化鈉、氯化鈉加氯化氫、硫酸銅加氫氧化銅

3、0.1摩氯化銅和0.1摩溴化鈉共0.4摩電子轉(zhuǎn)移，分析過程。

4、鐵、C/硫酸——C、C/氯化銅用導(dǎo)線相連，分析正負(fù)極和陰陽極及兩裝置的pH的變化。

5、如何推斷電解池的陰陽極？

與正極相連的、發(fā)生氧化反應(yīng)的、陰離子移向的一極是陽極，反之是陰極。

如：高錳酸鉀的做電解質(zhì)，發(fā)覺紅色加深的是什么極？

潮濕的淀粉KI試紙并滴有酚酞，變紅的是什么極？變藍(lán)的是什么極？

6、以A、B兩根石墨電極電解