人教版 (新課標(biāo))選修4 化學(xué)反應(yīng)原理第三節(jié) 電解池教案及反思-教案下載-教習(xí)網(wǎng)

第三節(jié)電解池一、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。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?，即反?yīng)熱?；瘜W(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。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)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+）向陰極移動被還原；陰離子（Cl-,OH-）向陽極移動被氧化講：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。思考：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->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，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．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.108:35.52、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)溶液能與原來完全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p H的變化。5、如何判斷電解池的陰陽極？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)現(xiàn)紅色加深的是什么極？濕潤的淀粉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兩根石墨電極電解足量的硝酸銀溶液，通電t分鐘，在B極收到11.2mL標(biāo)況下氣體，此后將電源反接，以相同的電流強(qiáng)度通電t/2分鐘。問：（1）A、B分別是什么極？（2）電源反接后A、B電極質(zhì)量如何變化？（3）若溶液體積為200mL，則通電t/2分鐘時(shí)的溶液p H=？原電池電解池電極名稱正負(fù)極陰陽極電極材料負(fù)極：活潑金屬正極：不活潑金屬或可導(dǎo)電的非金屬(如C) 惰性材料或活性材料電流方向：外電路內(nèi)電路組成原理功能化學(xué)能到電能電能到化學(xué)能

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