【摘要】鉴于大家对优学化学网十分关注,小编在此为大家搜集整理了此文高二化学教案:电解池,供大家参考! 本文题目:高二化学教案:电解池 第三节 电解池学案 学习目标: 1、 理解电解的基本原理,初步掌握一般电解反应产物的判断方法; 2、 掌握电解、电解池及形成条件; 3、 了解铜的电解精炼和电镀铜的原理,了解氯碱工业反应原理,能正确书写电极反应式和电解的总化学方程式; 4、 通过对比、分析明确原电池与电解池的区别和联系。 学习重点:电解原理氯碱工业反应原理 学习难点:离子放电实质 学习过程: 一、 电解原理 1、试验探究 如图所示:与电源正极相连的电极叫 极, 与电源负极相连的电极叫 极。 若烧杯中的液体为CuCl2溶液,合上电源开关, 能否看到小灯泡发光? 。 给CuCl2溶液通电时现象: 阴极上 , 经检验该物质是 。 阳极上: , 经检验该物质是 。 两支电极上发生的反应为: 阳极: 。反应类型: 反应。 阴极: 。反应类型: 反应。 总反应式: 。 过程分析:CuCl2溶液能导电是因为存在 ,通电后这些自由移动的离子,在电场作用下作 移动,根据 相互吸引的原理,带负电的氯离子向 极移动,在阳极,氯离子失去电子被 为氯原子,并两两结合成氯分子,从阳极放出,带正电的铜离子向 极移动,在阴极铜离子获得电子被 成铜原子,覆盖在阴极上。 2、电解:使电流通过 溶液而在阴、阳两极引起 的过程。 所用电流一般为直流电还是交流电较好? !该过程中 能转化为 能! 这是一个物理过程还是一个化学过程? 过程!显然:电解质溶液的导电过程就是 的过程。 3、电解池:将 能转化为 能的装置。 构成电解池的条件: ① ② ③ ④ 判断下列装置是否属于电解池: 4、原电池与电解池的比较 装置类别 原电池 电解池 举例(图) 电极名称 反应类型 能量转变 反应是否自发进行 在CuCl2的电解池装置中,电子流动方向从电源的 极沿着导线到达 极,从 极沿着导线回到电源的 极。 在溶液中电子有没有从阴极直接到达阳极呢? 。溶液中的 在电场作用下到达阴极,得到从电源负极流出的电子;溶液中的 在电场作用下到达阳极,失去了电子流向电源的正极。就是说:在电解质溶液中依靠 的定向移动而形成闭合回路的。 对CuCl2溶液而言,溶液中是否只有Cu2+和Cl-两种离子呢? 。水电离出少量的H+和OH--在电场作用下是否也要做定向移动呢? 。通电时,溶液中的 两种离子都要向阴极移动, 都要向阳极移动。 5、放电顺序 阴极上: 由于阴极上要 电子,不管阴极材料是金属还是石墨,此时都不能得电子,因此只能是溶液中的 得电子。阳离子氧化性越强就越 得电子。 因此阴极上氧化性强的离子 得电子。 金属越不活泼,对应阳离子氧化性越 ,越 得电子。 由此根据金属活动顺序表,分析下列离子得电子能力的强弱: 金属活动顺序表 Ag+ Cu2+ H+(酸) Pb2+ Fe2+ Zn2+ H+(水) Al3+ 严格讲:离子的放电能力与其浓度也有一定的关系,如酸溶液中:c[H+(酸)]c[ H+(水)],因而放电能力 。但在中学范围内一般不考虑上述金属离子浓度对其放电能力的影响。 、 、 、 、 、 等活泼金属阳离子在水溶液中电解时不得电子。 小结:质量增加,或有氢气产生的电极一定是 极。 阳极上: 电解池中阳极上要 电子,而 与溶液中的 都可失电子,因此阳极上的电极反应与 有关。由于一般的 比阴离子更容易失去电子,因此如果用一般的金属材料做阳极,电解时阳极上是 失去电子。而阳极如果用石墨或金属铂(Pt)等难失电子的物质做惰性电极时,则是溶液中 失去电子。阴离子还原性越强就越 失去电子。根据非金属性的强弱,分析下列离子失电子能力的强弱: S2- I- Br- Cl- OH-(水或碱) 最高价含氧酸根离子 F-。 从CuCl2溶液的电解产物可知: 的失电子能力比 强。而氟原子的得电子能力很 ,因而F-失电子能力最 。 研究表明:OH-的失电子能力比最高价含氧酸根离子强: 4OH-- 4e-=O2 +2H2O 、 等阴离子在水溶液中电解时不失电子。 注意:放电顺序这个考点不难,但要细心,极易出错。要能根据放电顺序判断阴、阳极产物,如果是惰性电极则直接考虑溶液中离子的放电顺序。如果阳极是较活泼金属,那一定要能想起:一般的 比阴离子更容易失去电子,因此如果用一般的金属材料做阳极,电解时阳极上是 失去电子。 练习:一、用惰性电极电解下列电解质溶液,请你分析下列问题(注意得失电子的顺序) 1、CuCl2阴极: 阳极 总方程式: 电解质浓度 ,pH 电解对象: ,要把电解质溶液复原,加 。 2、 HCl: 阴极: 阳极 总方程式: 电解质浓度 ,pH 电解对象: ,要把电解质溶液复原,加 。 小结:经过总方程式发现以上两个电解池反应的电解对象都是 ,这一类电解反应称 为电解电解质型 3、NaCl阴极: 阳极 总方程式: 电解质浓度 ,pH 电解对象: ,要把电解质溶液复原,加 。 小结:经过总方程式发现该电解池反应的电解对象是 ,这一类电解反应称为放H2生碱型。 4、CuSO4阴极: 阳极 总方程式: 电解质浓度 总方程式: 电解质浓度 ,pH 电解对象: ,要把电解质溶液复原,加 。 小结:经过总方程式发现该电解池反应的电解对象是 ,这一类电解反应称为放O2生酸型。 5、 NaOH: 阴极: 阳极 总方程式: 电解质浓度 ,pH 6、 H2SO4: 阴极: 阳极 总方程式: 电解质浓度 ,pH 7、 Na2SO4: 阴极: 阳极 总方程式: 电解质浓度 ,pH 小结:经过总方程式发现以上三个电解池反应的电解对象都是 ,要把电解质溶液复原,加 。这一类电解反应称为电解水型。 4、电极方程式的书写 ①标出电极名称阴极或阳极 ②写出电极方程式: 阳极: ;反应类型: 反应。 阴极: ;反应类型: 反应。 阴、阳两极中得、失电子的总数要 ,每一极上都要满足 和 守恒,总方程式可根据阴、阳两极的物质变化写出。 二、用铜电极电解下列电解质溶液,请你分析下列问题(注意得失电子的顺序) 1、H2SO4: 阴极: 阳极 总方程式: 2、ZnSO4: 阴极: 阳极 总方程式: 3、 CuSO4阴极: 阳极 总方程式: 发散: 1、在电解水实验中,常加入一定量的NaOH溶液和H2SO4溶液,对电解水的现象和结果有无影响? 。为何加入一定量的NaOH溶液和H2SO4液? 。 能否改为加入HCl溶液? 。能否把阴极上的石墨改为Fe? 。能否把阳极上的石墨改为Fe? 。 2、能否设计一个装置,使反应:Cu+H2SO4=Cu SO4+H2 能够进行? 二、 电解原理的应用: 1、氯碱工业:电解 制 、 和 。 电极反应方程式: 阳极: 阴极: 总方程式 该电解池中阳极用 电极(金属、惰性) 2、电镀: 电镀时,通常把 作阴极,把 作阳极, 用含有 作电镀液。 3、 铜的精炼 电解时,通常把 作阴极,把 作阳极, 用含有 作电镀液。 粗铜中的多数杂质沉积在电解槽底部,形成 4、 电冶金 对于 、 、 、 这样活泼的金属,工业上用电解法冶炼。 工业上用电解 的方法制取金属钠,方程式 工业上用电解 的方法制取金属镁,方程式 工业上用电解 的方法制取金属铝,方程式 练习:电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池,装有电解液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题: (1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,则 ① 电解池中X极上的电极反应式为 。在X极附近观察到的现象是 。 ② Y电极上的电极反应式为 ,检验该电极反应产物的方法是 。 (2)如要用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,则 ① X电极的材料是 ,电极反应式是 。 ② Y电极的材料是 ,电极反应式是 。 (说明:杂质发生的电极反应不必写出) 【总结】2023年已经到来,新的一年优学化学网也会为您收集更多更好的文章,希望本文高二化学教案:电解池能给您带来帮助!下面请看更多频道: |