魯科版化學(xué)選修4電解池導(dǎo)學(xué)案

魯科版化學(xué)選修4電解池導(dǎo)學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】了解電解池的工作原理，知道電解在氯堿工業(yè)、電鍍、電冶金方面的應(yīng)用。【學(xué)習(xí)重點(diǎn)、難點(diǎn)】電解池的工作原理【知識(shí)梳理】一、電解原理【疑問(wèn)1】：前面我們學(xué)過(guò)哪些化學(xué)反響的條件是需通電的？【疑問(wèn)2】：看課本P11交流研討，分組討論后答復(fù)：通電前，熔融氯化鈉中有哪些離子？這些離子的運(yùn)動(dòng)情況怎么樣？接通電源后，外電路中電子流向是怎樣的？通電后，熔融氯化鈉中Na+,Cl-各向哪個(gè)方向移動(dòng)？移到兩極外表上的Na+,Cl-發(fā)生什么變化？說(shuō)出兩個(gè)電極名稱(chēng)〔與原電池有什么區(qū)別"〕，電極上發(fā)生的反響〔什么離子放電？〕，總結(jié)定義：電解，陰極，陽(yáng)極。1、電解：在外加電源的作用下使電流通過(guò)溶液而在陰、陽(yáng)兩極引起的過(guò)程。2、電解原理明確：〔1〕電流是發(fā)生氧化—復(fù)原反響的根源、動(dòng)力。⑵的同時(shí)，也就在兩極發(fā)生了氧化復(fù)原反響，生成了新物質(zhì)；而是由自由電子的定向運(yùn)動(dòng)形成，無(wú)反響發(fā)生，無(wú)新物質(zhì)生成，兩者有本質(zhì)區(qū)別。與外電源正極相連的電極，與外電源正極相連的電極，電子，反響。與外電源負(fù)極相連的電極，電子，反響。定義：把轉(zhuǎn)化為的裝置。組成：兩個(gè)電極、電解質(zhì)溶液、直流電源電極極：極：電解池惰性電極：惰性電極：C、Pt、Au等，不管做陰極、陽(yáng)極，本身都不反響。電極材料電極材料Fe、Fe、Cu、Ag等,做陰極本身反響,做陽(yáng)極本身溶解?；顫婋姌O：稀H2SO稀H2SO4CCu稀H2SO4CuC稀H2稀H2SO4FeeCCCCH3CH2OHABCD3.電解池電極反響規(guī)律(1)陰極：與電源極相連，電子，反響①電極本身不參加反響②一定是電解質(zhì)溶液中陽(yáng)離子“爭(zhēng)〞得電子(2)陽(yáng)極：與電源極相連，電子，反響①假設(shè)為金屬〔非惰性〕電極，電極失電子②假設(shè)為惰性電極，電解質(zhì)溶液中陰離子“爭(zhēng)〞失電子=3\*GB2⑶離子放電順序陰離子電子而陽(yáng)離子電子的過(guò)程叫放電。4．畫(huà)出電解池工作原理示意圖例題1：以下關(guān)于電解池的表達(dá)中，正確的選項(xiàng)是()A．電解池中的閉合回路僅是由電子的定向運(yùn)動(dòng)形成的B．金屬導(dǎo)線中，電子從電源的負(fù)極流向電解池的陽(yáng)極，從電解池的陰極流向電源的正極C．在電解質(zhì)溶液中，陰離子向陰極運(yùn)動(dòng)，陽(yáng)離子向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)D．一樣時(shí)間內(nèi)，陽(yáng)離子在陰極上得到的電子數(shù)與陰離子在陽(yáng)極上失去的電子數(shù)相等例題2：以下關(guān)于電解池的表達(dá)不正確的選項(xiàng)是()A、與電源正極相連的是電解池的陰極B、與電源負(fù)極相連的是電極池的陰極C、在電解池的陽(yáng)極發(fā)生的是氧化反響D、電子從電源的負(fù)極沿導(dǎo)線流入電解池的陰極【總結(jié)】原電池、電解池的比擬：裝置原電池電解池定義反響特征形成條件電極名稱(chēng)〔電極構(gòu)成〕電極反響電子流向電流流向能量轉(zhuǎn)化溶液中帶電粒子的移動(dòng)應(yīng)用二、電解原理的應(yīng)用〔第二課時(shí)〕電解食鹽水〔氯堿工業(yè)〕【疑問(wèn)3】：電解飽和氯化鈉溶液中，為什么兩個(gè)電極上分別生成H2,Cl2：溶液中存在哪些離子？是哪些離子在放電？判斷離子的放電順序。氯堿工業(yè)：電解制、和。電極反響方程式：陽(yáng)極：；陰極：；總方程式該電解池中陽(yáng)極用電極〔金屬、惰性〕【疑問(wèn)4】：①Al3+、Zn2+誰(shuí)放電？②H+、Cu2+誰(shuí)放電？③Cl—、Br—誰(shuí)放電？總結(jié)：常見(jiàn)離子放電規(guī)律。陽(yáng)極：①活性材料作電極時(shí)：金屬在陽(yáng)極失電子被氧化成陽(yáng)離子進(jìn)人溶液，陰離子不容易在電極上放電。②用惰性電極(Pt、Au、石墨、鈦等)時(shí)：溶液中陰離子的放電順序〔由難到易〕是：S2->SO32->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根離子〕>F-陰極:無(wú)論是惰性電極還是活性電極都不參與電極反響，發(fā)生反響的是溶液中的陽(yáng)離子。陽(yáng)離子在陰極上放電順序是：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(H+)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+注：當(dāng)離子濃度相差較大時(shí)，放電順序要發(fā)生變化【小結(jié)】分析電解反響的一般思路：明確溶液中存在哪些離子明確溶液中存在哪些離子根據(jù)陽(yáng)極氧化，陰極復(fù)原分析得出產(chǎn)物陰陽(yáng)兩極附近有哪些離子5、電極反響式、電解方程式的書(shū)寫(xiě)：寫(xiě)出用石墨做電極電解CuSO4溶液的電極反響式及總的電解方程式，①、首先分析、比擬出陰陽(yáng)極的放電離子：CuSO4＝作極：H+Cu2+H2O=作極：OH－SO42－②、然后寫(xiě)電極反響式：陰極：陽(yáng)極：③、最后使得失數(shù)相等，兩極半反響相加得總方程式；〔電解離子方程式〕〔電解化學(xué)方程式〕【練習(xí)】完成以下溶液的電極反響。

(以石墨為電極電解)CuCl22溶液:陰極：陽(yáng)極：總方程式：硫酸溶液：陰極：陽(yáng)極：總方程式：鹽酸：陰極：陽(yáng)極：總方程式：NaOH溶液:陰極：陽(yáng)極：總方程式：CuBr2溶液：陰極：陽(yáng)極：總方程式：KCl溶液：陰極：陽(yáng)極：總方程式：AgNO3溶液：陰極：陽(yáng)極：總方程式：Na2SO4溶液：陰極：陽(yáng)極：總方程式：【小結(jié)】用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律：電解類(lèi)型舉例電極反響電解質(zhì)濃度PH溶液復(fù)原方法物質(zhì)類(lèi)別實(shí)例電解水型

強(qiáng)堿

含氧酸

活潑金屬的含氧酸

電解電解質(zhì)本身型無(wú)氧酸

不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽

溶質(zhì)和溶劑同時(shí)電解放H2生堿型活潑金屬的無(wú)氧酸鹽

生成新電解質(zhì)

放O2生酸型不活潑金屬的含氧酸鹽

生成新電解質(zhì)

典型例題】：例1*學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液，通電時(shí)，為使Cl2被完全吸收，制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液，設(shè)計(jì)了如圖的裝置，則對(duì)電源電極名稱(chēng)和消毒液的主要成分判斷正確的選項(xiàng)是〔〕A．a(chǎn)為正極，b為負(fù)極；NaClO和NaClB．a(chǎn)為負(fù)極，b為正極；NaClO和NaClC．a(chǎn)為陽(yáng)極，b為陰極；HClO和NaClD．a(chǎn)為陰極，b為陽(yáng)極；HClO和NaCl分析：用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液發(fā)生的反響是：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，副反響為：2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O，則可推知使Cl2被完全吸收制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液的主要成分是NaClO和NaCl溶液，其中起消毒作用的是NaClO溶液。電解過(guò)程中陰極產(chǎn)生H2，結(jié)合圖示，消毒液發(fā)生器的液體上部空間充滿(mǎn)的是H2，故電源a極是負(fù)極，b為正極。所以答案為B?！痉€(wěn)固練習(xí)】1．判斷以下圖甲中A、B、C、D屬于原電池的是，屬于電解池的是；并寫(xiě)出以下裝置的電極反響式。圖1圖2ABABCD甲：乙：丙：2．如右圖所示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〔〕ABCD甲KOHH2SO4Na2SO4CuSO4乙CuSO4AgNO3HClHNO33.以下有關(guān)電解池的說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是〔〕A.電解池是把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。B.電解池中陰離子向陰極移動(dòng)，陽(yáng)離子向陽(yáng)極移動(dòng)。C.電解池中與電源正極相連的一極是陽(yáng)極，發(fā)生氧化反響D.電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過(guò)程就是電解質(zhì)溶液的電解過(guò)程4.右圖是電解CuCl2溶液的裝置，其中c、d為石墨電極，則以下有關(guān)的判斷正確的選項(xiàng)是〔〕A.a為負(fù)極，b為正極B.a為陽(yáng)極，b為陰極C.電解過(guò)程中，d電極質(zhì)量增加D.電解過(guò)程中，氯離子濃度不變5.以下關(guān)于電解槽的表達(dá)中不正確的選項(xiàng)是〔〕A.與電源正極相連的是電解槽的陰極B.與電源負(fù)極相連的是電解槽的陰極C.在電解槽的陽(yáng)極發(fā)生氧化反響D.電子從電源的負(fù)極沿導(dǎo)線流入陰極6.關(guān)于電解NaCl水溶液，以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是〔〕A.電解時(shí)在陽(yáng)極得到氯氣，在陰極得到金屬鈉B.假設(shè)在陽(yáng)極附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色C.假設(shè)在陰極附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈無(wú)色D.電解一段時(shí)間后，將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中，充分?jǐn)嚢韬笕芤撼手行?.在原電池和電解池的電極上發(fā)生的反響，同屬氧化反響或同屬?gòu)?fù)原反響的有〔〕①原電池的正極幫電解池的陽(yáng)極所發(fā)生的反響；②原電池的正極和電解池的陰極所發(fā)生的反響③原電池的負(fù)極和電解池的陽(yáng)極所發(fā)生的反響④原電池的負(fù)極和電解池的陰極所發(fā)生的反響A.①②B.①④C.③④ D.②③【能力提高】8.以惰性電極電解CuSO4溶液，假設(shè)陽(yáng)極上產(chǎn)生的氣體的物質(zhì)的量為0.010mol，則陰極上析出Cu的質(zhì)量為()A.0.64gB.1.28gC.2.56gD.5.12g9.根據(jù)金屬活動(dòng)性順序，Ag不能發(fā)生反響：2HCl+2Ag=2AgCl+H2↑。但選擇恰當(dāng)電極材料和電解液進(jìn)展電解，這個(gè)反響就能變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。以下四組電極和電解液中，為能實(shí)現(xiàn)該反響最恰當(dāng)?shù)氖?)10.把分別盛有熔融的氯化鉀、氯化鎂、氧化鋁的三個(gè)電解槽串聯(lián)，在一定條件下通電一段時(shí)間后，析出鉀、鎂、鋁的物質(zhì)的量之比為〔〕A．1：2：3B．3：2：1C．6：3：1D．6：3：211.用惰性電極電解以下溶液，一段時(shí)間后，再參加一定量的另一種物質(zhì)〔括號(hào)內(nèi)〕，溶液能與原來(lái)溶液完全一樣的是〔〕A.CuCl2[CuSO4]B.NaOH[NaOH]C.NaCl[HCl]D.CuSO4[Cu(OH)2]12.右圖為直流電源電解稀Na2SO4水溶液的裝置。通電后在石墨電極a和b附近分別滴加一滴石蕊溶液。以下實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中正確的選項(xiàng)是〔〕A．逸出氣體的體積，a電極的小于b電極的B．一電極逸出無(wú)味氣體，另一電極逸出刺激性氣味氣體C．a(chǎn)電極附近呈紅色，b電極附近呈藍(lán)色D．a(chǎn)電極附近呈藍(lán)色，b電極附近呈紅色第三課時(shí)電解池的應(yīng)用鐵片銅片硫酸銅溶液鐵片銅片硫酸銅溶液原理：電鍍是利用原理在*些金屬外表鍍上一薄層其他金屬或合金的過(guò)程，它是電解原理的又一重要應(yīng)用。電鍍可以使金屬更加美觀耐用，增強(qiáng)防銹抗腐能力。例如，鋼鐵是人們最常用的金屬，但鋼鐵有個(gè)致命的缺點(diǎn)，就是它們易被腐蝕。防止鋼鐵發(fā)生腐蝕的一種最常用方法就是在其外表鍍上其他金屬，如鋅、銅、鉻、鎳等。電鍍時(shí)，通常把作陰極，把作陽(yáng)極，用含有作電鍍液。銅的電解精煉極極一般火法冶煉得到的粗銅中含有多種雜質(zhì)〔如鋅、鐵、鎳、銀、金極極電解時(shí)，通常把作陰極，把作陽(yáng)極，用含有作電鍍液。粗銅中的多數(shù)雜質(zhì)〔〕沉積在電解槽底部，形成電極反響：陽(yáng)極：陰極:思考：電解完后，CuSO4溶液的濃度有何變化？電冶金實(shí)質(zhì)：對(duì)于、、、這樣活潑的金屬，工業(yè)上用電解法冶煉。工業(yè)上用電解的方法制取金屬鈉，方程式工業(yè)上用電解的方法制取金屬鎂，方程式工業(yè)上用電解的方法制取金屬鋁，方程式【穩(wěn)固練習(xí)】分析以下圖，哪個(gè)是原電池，哪個(gè)是電解池〔〕2．以下關(guān)于銅電極的表達(dá)，正確的選項(xiàng)是〔〕A．銅鋅原電池中銅是正極B．用電解法精煉粗銅時(shí)，銅作陽(yáng)極C．在鍍件上電鍍銅時(shí)可用金屬銅作陽(yáng)極D．電解稀硫酸制H2、O2時(shí)，銅作陽(yáng)極3、用銅電極電解以下電解質(zhì)溶液，請(qǐng)你分析以下問(wèn)題〔注意得失電子的順序〕(1)、H2SO4:陰極：陽(yáng)極總方程式：(2)、ZnSO4:陰極：陽(yáng)極總方程式：【能力提高】1．以下關(guān)于銅電極的表達(dá)，正確的選項(xiàng)是〔〕。A．銅鋅原電池中銅是正極B．用電解法精煉粗銅時(shí)，銅作陽(yáng)極C．在鍍件上電鍍銅時(shí)可用金屬銅作陽(yáng)極D．電解稀硫酸制H2、O2時(shí)，銅作陽(yáng)極2．右圖中*、y分別是直流電源的兩極,通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增加,b極板處有無(wú)色無(wú)臭氣體放出,符合這一情況的3．根據(jù)金屬活動(dòng)順序表，Cu不能發(fā)生如下反響：Cu+2H2O=Cu(OH)2↓+H2↑。但選擇恰當(dāng)電極材料和電解液進(jìn)展