2023學(xué)年完整公開課版電解池

雅禮中學(xué)王志勇第四章電化學(xué)基礎(chǔ)電解池溫故知新：1、電解質(zhì)是指在_____________能夠?qū)щ姷幕衔铩?、電離是指電解質(zhì)在_____________或__________狀態(tài)下離解成____________的過程。3、原電池是_____________的裝置。4、構(gòu)成原電池的條件是

水溶液或熔融狀態(tài)下水溶液熔融自由移動(dòng)離子把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能相連兩個(gè)電極、電解質(zhì)溶液或熔融態(tài)電解質(zhì)、形成閉合回路、自發(fā)發(fā)生氧化還原反應(yīng)通電電解水：2H2O====2H2↑＋O2↑電能能不能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能呢？實(shí)驗(yàn)4-2電解CuCl2溶液實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：陽極：石墨棒上有氣泡產(chǎn)生，該氣體能使?jié)駶?rùn)的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)；陰極：石墨棒上有紅色的物質(zhì)（Cu）析出。思考：1、通電前溶液中有哪些離子？如何運(yùn)動(dòng)？CuCl2＝Cu22Cl-四種離子（Cu2、H、Cl-、OH-）作無規(guī)則地自由運(yùn)動(dòng)。H2OH++OH-Ⅰ通電前2、通電后離子如何運(yùn)動(dòng)？電場(chǎng)作用下，陰陽離子作定向運(yùn)動(dòng)：Cu2、H移向陰極；Cl-、OH-移向陽極。3、陰陽兩極各發(fā)生什么反應(yīng)？電極反應(yīng)：陽極：2Cl-－2e-=Cl2↑（氧化反應(yīng)）陰極：Cu22e-=Cu（還原反應(yīng)）總反應(yīng)：－＋陰極陽極Ⅱ通電后CuCl2===Cu+Cl2↑通電放電陰離子失去電子,陽離子得到電子的過程叫放電。1、電解： 在外加直流電源的作用下，電解質(zhì)的離子在陰陽兩極發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過程。3、構(gòu)成電解池的條件：①直流電源；陰極:與電源負(fù)極相連陽極:與電源正極相連②兩個(gè)電極③電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)；2、電解池：電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置。一、電解原理④形成閉合回路。電流是發(fā)生氧化還原反應(yīng)的根源、動(dòng)力。4、電極材料：惰性電極：C、Pt、Au等，不論作陰極、陽極，本身都不反應(yīng)?；钚噪姌O：Fe、Cu、Ag等，作陰極時(shí)，自身不反應(yīng)，作陽極時(shí)，自身失電子，被氧化溶解。直流電源電極電解質(zhì)電極反應(yīng)陰極:陽極:總反應(yīng):Cu2Cl–Cl–Cu22e＝Cu2Cl－－2e＝Cl2↑Cu22Cl－電解CuCl2（還原反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）電解被還原得e失e被氧化（放出Cl2↑）（析出Cu）5電解氯化銅原理CuCl2＝Cu22Cl–II陰極陽極ee正極負(fù)極電源CuCl2↑CuCl2↑（氧化還原反應(yīng)）關(guān)于電解CuCl2溶液實(shí)驗(yàn)思考（1）陰極、陽極上的現(xiàn)象會(huì)不會(huì)顛倒？（2）為什么不出現(xiàn)電解水的現(xiàn)象？陽極：發(fā)生氧化反應(yīng)，還原性強(qiáng)的先失去電子，先放電。陰極：發(fā)生還原反應(yīng)，氧化性強(qiáng)的先得到電子，先放電。深度探究：6、離子放電順序：（1）陽離子放電（得電子）順序：Ag>Hg2>Fe3>Cu2>H（酸）>g2>Na（2）陰離子放電（失電子）順序：氧化性還原性S2->SO32>S2–>I–>Br–>Cl–>OH–水>含氧酸根NO3－、SO42–等>F－注意：若陽極是活性電極石墨、金、鉑之外）陽極本身失去電子被氧化，陰離子不在陽極放電;若陽極是惰性電極，還原性強(qiáng)的陰離子在陽極放電，陰極無論什么材料，不參與電極反應(yīng)。Al3、Mg2、Na不可能在水溶液中放電一、惰性電極重、難點(diǎn)突破一：電解電極反應(yīng)式、總方程式的書寫例：寫出用石墨做電極電解CuSO4溶液的電極反應(yīng)式及總的電解方程式，方法陰極：陽極：＞陰極：陽極：4OH－－4e-＝O2↑2H2O2Cu2＋4e-＝2CuOH－SO42－HCu2①首先分析、比較出陰陽極放電離子：②然后寫電極反應(yīng)式：＜CuSO4溶液CC③最后使得失數(shù)相等，兩極半反應(yīng)相加得總方程式；2Cu22H2O電解2Cu＋O2↑4H（電解化學(xué)方程式）（包括水的電離，并分成陽離子組和陰離子組）②明確溶液中存在哪些離子③判斷陰陽離子的放電順序④根據(jù)陽極氧化，陰極還原完成電極反應(yīng)式書寫電極反應(yīng)式及總方程式的方法小結(jié)①判斷電極材料（注意得失電子守恒）⑤由陰陽兩電極反應(yīng)式，合并得總反應(yīng)式（弱電解質(zhì)的須保持分子形式）練習(xí)1：完成下列溶液的電極

反應(yīng)式和總方程式。

以石墨為電極電解CCCCNaCl溶液AgNO3溶液CCMgCl2溶液：電解等物質(zhì)的量CuNO32、Na2SO4、MgCl2混合溶液，書寫電極反應(yīng)式與總方程式。CC：對(duì)比下面三個(gè)電解池的電極反應(yīng)式FeCFeFeCFeNaCl溶液NaCl溶液NaCl溶液拓展歸納：電解質(zhì)溶液用惰性電極電解電解類型舉例電極反應(yīng)溶液PH變化溶液復(fù)原方法物質(zhì)類別實(shí)例僅溶劑水電解

僅溶質(zhì)電解

溶質(zhì)和溶劑同時(shí)電解

含氧酸H2SO4強(qiáng)堿NaOH活潑金屬的含氧酸鹽Na2SO4無氧酸HCl陽極：4OH-→4e-=O22H2O陰極：4H4e-=2H2↑減小增大不變H2O陽極：2Cl-→2e-=Cl2↑陰極：2H2e-=H2↑增大HCl不活潑金屬的無氧酸鹽CuCl2陽極：2Cl-→2e-=Cl2↑陰極：Cu22e-=Cu------CuCl2活潑金屬的無氧酸鹽NaCl陽極：2Cl-→2e-=Cl2↑陰極：2H2e-=H2↑增大HCl不活潑金屬的含氧酸鹽CuSO4陽極：4OH-→4e-=O2↑2H2O陰極：2Cu24e-=2Cu減小CuO練習(xí)1如上圖所示，通電后A極上析出Ag，對(duì)該裝置的有關(guān)敘述正確的是

AP是電源的正極BF極上發(fā)生的反應(yīng)為：2H2O-4e-=4HO2↑C電解時(shí)，甲、乙、丙三池中，除E、F兩極外，其余電極均參加了反應(yīng)D通電后，甲池的PH減小，而乙、丙兩池溶液的PH不變

B當(dāng)堂訓(xùn)練2為下圖所示裝置中，a、b都是惰性電極，通電一段時(shí)間后，b極附近溶液呈紅色。下列說法正確的是A．是正極，Y是負(fù)極B．是負(fù)極，Y是正極C．CuSO4溶液的pH值逐漸減小D．CuSO4溶液的pH值不變

a

?XY?bPtCuCuSO4溶液NaCl和酚酞溶液AC3用鉑電極電解下表中各組物質(zhì)的水溶液，電解一段時(shí)間以后，甲、乙兩池中溶液的pH值均減小，而在①和④兩極，電極產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1︰2的是甲乙ABCD甲OHH2SO4Na2SO4CuSO4乙CuSO4AgNO3HClHNO3D4某學(xué)生設(shè)計(jì)了一個(gè)“黑筆寫紅字”的趣味實(shí)驗(yàn)。濾紙先用氯化鈉、無色酚酞的混合液浸濕，然后平鋪在一塊鉑片上，接通電源后，用鉛筆在濾紙上寫字，會(huì)出現(xiàn)紅色字跡。據(jù)此，下列敘述正確的是A鉛筆端作陽極，發(fā)生還原反應(yīng)B鉑片端作陰極，發(fā)生氧化反應(yīng)C鉛筆端有少量的氯氣產(chǎn)生Da點(diǎn)是負(fù)極，b點(diǎn)是正極鉑片濾紙鉛筆祝你成功ab直流電源、Pb2、Na、SO42-、NO3-、Cl-，將該溶液放在用惰性電極的電解池中通電片刻，則氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的質(zhì)量之比為（）A、355:108B、1:2C、8:1D、108:355C6構(gòu)成原電池的條件有很多，其中一種就是利用電解質(zhì)的濃度差構(gòu)成“濃差電池”。電解質(zhì)中某離子的濃度越大，其氧化性或還原性就越強(qiáng)。如圖，甲池為3mol·L－1的AgNO3溶液，乙池為1mol·L－1的AgNO3溶液，A,B均為Ag電極。實(shí)驗(yàn)開始先閉合2，斷開1，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。下列說法不正確的是（

）能力拓展二、電解原理的應(yīng)用1電解食鹽水氯堿工業(yè)現(xiàn)象：陽極：有氣泡產(chǎn)生，使?jié)駶?rùn)的淀粉－I試紙變藍(lán)陰極：有氣泡產(chǎn)生，滴加酚酞溶液變紅實(shí)驗(yàn)裝置陽極：2Cl--2e-=Cl2↑陰極：2H++2e-=H2↑總式：2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑通電電解飽和食鹽水可以制造燒堿、氯氣和氫氣。（1）生產(chǎn)設(shè)備名稱：離子交換膜電解槽陰極：碳鋼陽極：鈦陽離子交換膜：只允許陽離子通過Cl－、OH－離子和氣體不能通過，把電解槽隔成陰極室和陽極室。（2）離子交換膜的作用：a、防止氫氣和氯氣混合而引起爆炸；b、避免氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成，而影響氫氧化鈉的產(chǎn)量。氯堿工業(yè):離子交換膜法制燒堿－+Cl2Cl2Cl—H2Na+HOH—淡鹽水NaOH溶液精制飽和NaCl溶液H2O（含少量NaOH）離子交換膜

陽極金屬鈦網(wǎng)陰極碳鋼網(wǎng)陽極室陰極室粗鹽的成份：泥沙、Ca2、Mg2、Fe3、SO42－雜質(zhì)，會(huì)與堿性物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，損壞離子交換膜精制食鹽水雜質(zhì)的除去過程：粗鹽水含少量Ca2Mg2精制鹽水2電鍍電鍍：電鍍是利用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過程，鐵片銅片硫酸銅溶液①電極：陽極——鍍層金屬陰極——待鍍金屬制品②電鍍液：含有鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液。特點(diǎn)：溶液中CuSO4的濃度基本保持不變3銅的電解精煉粗銅含雜質(zhì)nFeNiAgAu等純銅粗銅陽極：n→n2＋2e-Fe→Fe2＋2e-Ni→Ni2＋2e-Cu→Cu2＋2e-

nFeNiCuAgAu陰極:Cu22e-→Cu陽極泥CuSO4溶液陽極泥:相對(duì)不活潑的金屬以單質(zhì)的形式沉積在電解槽底,形成陽極泥4、電冶金屬制取金屬鈉電解熔融狀態(tài)的氯化鈉。陽極：2Cl-－2e-==Cl2↑陰極：2Na2e-==2Na總反應(yīng)：2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑目的：使金屬離子獲得電子，還原為單質(zhì)電解熔融氯化鈉制鈉陽極：6O2--12e-=3O2↑陰極：4Al312e-=4Al冶煉鋁通電總式：2Al2O34Al+3O2↑原理:助熔劑：冰晶石（Na3AlF6六氟合鋁酸鈉）思考:工業(yè)上為什么用電解熔融氧化鋁的方法冶煉鋁而不用AlCl3例1：鉑電極電解1LCuNO32和NO3混合溶液,通電一段時(shí)間,STP,并確定析出銅的物質(zhì)的量解析：陽極4OH--4e-=2H2OO2↑陰極Cu22e-=Cu↓2H2e-=H2↑陽極轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為:05×4=2mol,消耗4OH-2mol,即產(chǎn)生H2mol2,消耗H1mol;所以溶液中CH=1mol/Lol,故還有1mole-用于還原Cu2,重、難點(diǎn)突破二：電解計(jì)算——電子守恒法例2：在如下的裝置中進(jìn)行電解，并已知鐵極的質(zhì)量減小112克。

（1）A是電源的極（2）電解過程中，電路中通