《電解池的工作原理及應(yīng)用》導(dǎo)學(xué)案

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1、 《電解池的工作原理及應(yīng)用》導(dǎo)學(xué)案 （2課時(shí)） 蘭溪一中程建靜 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 知識(shí)與技能 1?熟練掌握電解池電極名稱、材料、電解質(zhì)種類等的判斷；會(huì)書寫電極反應(yīng)式和電解總反應(yīng)方 程式； 2. 了解電解原理在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，知道氯堿工業(yè)和電鍍的原理； 3?掌握電解前后溶液的濃度和 pH值變化的計(jì)算。 過(guò)程與方法 通過(guò)實(shí)驗(yàn)，了解電解池的構(gòu)造特點(diǎn)及工作原理 情感態(tài)度價(jià)值觀 能把化學(xué)知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系起來(lái)，學(xué)以致用 【學(xué)法指導(dǎo)】 引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用將電解池與原電池進(jìn)行對(duì)比的學(xué)習(xí)方法，抓住電化學(xué)學(xué)習(xí)的氧化還原本質(zhì)，學(xué)會(huì) 透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)。 【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】 1. 電極反應(yīng)式和電解總

2、反應(yīng)方程式的書寫 2?電解前后溶液的濃度和 pH值變化的計(jì)算 【學(xué)習(xí)過(guò)程】 【例題導(dǎo)入】 分析下圖，回答下列問(wèn)題: A B C D ⑴在A中， Cu為 極，發(fā)生 反應(yīng)， 電極反應(yīng)為 碳棒為 極，發(fā)生 反應(yīng)，電極反應(yīng)為 A中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為 （2） B中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為 ， B中電子的移動(dòng)方向?yàn)? 。 （3） 在 D 中，Cu為 極，發(fā)生 反應(yīng)，電極反應(yīng)為 ; 碳棒為 極，發(fā)生 反應(yīng)，電極反應(yīng)為 【學(xué)生小結(jié)】 原電池、電解池判定 （1） 若無(wú)外接電源，可能是原電池，然后根據(jù)原電池的形成條件判定； （2） 若有外接電源，兩極

3、插入電解質(zhì)溶液中，則可能是電解池； （3） 若為無(wú)明顯外接電源的串聯(lián)電路， 則利用題中信息找出能發(fā)生自發(fā)氧化還原反應(yīng)的裝置為 原電池。 一、電解池的工作原理 【學(xué)生討論】 1 ?電離是指電解質(zhì)在 或 狀態(tài)下離解成 過(guò)程。 電離需要通電嗎？ 。 2. NaCI熔融后電離成 離子，其在通電前作 運(yùn)動(dòng)。通電后，在外電源的 作用下，離子作 移動(dòng)而導(dǎo)電。（其中陽(yáng)離子向電解池的 極移動(dòng)，陰離子向電 解池的 極移動(dòng)。）在導(dǎo)電的同時(shí)，在陽(yáng)、陰兩極發(fā)生氧化 一還原反應(yīng)，即被電解。 3. 電解后電極表面分別發(fā)生了什么化學(xué)反應(yīng)？請(qǐng)寫出電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式： 4. 請(qǐng)分析電解過(guò)程中

4、電子的流向： 【活動(dòng)與探究】 Pl9 1. CuCl2溶液中含有哪些離子？ 2. 通電前后，溶液中離子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有何不同？ 3. CuCl2溶液在通電過(guò)程中兩極分別有什么現(xiàn)象發(fā)生？ 4. 完成電極反應(yīng)式和電解反應(yīng)方程式。 【學(xué)生討論】P20 1 .在氯化鈉溶液存在 離子，接通直流電源后，溶液中 離子向陽(yáng) 極移動(dòng)，由于 離子比 離子容易失去電子，在陽(yáng)極被氧化；溶液中 離子向 陰極移動(dòng)，由于 離子比 離子容易得到電子，在陰極被還原；在 極區(qū)得到 NaOH。電解Na2SO4溶液時(shí)，那個(gè)電極區(qū)能使酚酞變紅？請(qǐng)解釋原因。 2. 請(qǐng)寫出電解食鹽水過(guò)程中的電極反應(yīng)為：

5、 總反應(yīng)的電解方程式 3. 分析氯堿工業(yè)在電解飽和食鹽水時(shí)為什么要阻止陰極區(qū)的 OH-進(jìn)入陽(yáng)極區(qū)： 【學(xué)生小結(jié)】 1. 電極產(chǎn)物的判斷依據(jù) ——離子放電順序和電極材料 陰離子失去電子而陽(yáng)離子得到電子的過(guò)程叫放電.放電順序取決于離子本身性質(zhì)，也與電 極材料有關(guān).電解時(shí)所使用的電極分為兩類：一類為 惰性電極，只起導(dǎo)體的作用（如鉑、石墨 等）.另一類為 活性電極（除鉑、金以外的金屬），活性電極作陰極，只起導(dǎo)體的作用；若為陽(yáng) 極，電極本身.發(fā)生氧化反應(yīng)。 （1） 在惰性電極的陽(yáng)極上，陰離子放電的順序?yàn)椋? （2） 在電極的陰極上，陽(yáng)離子的放電順序?yàn)椋?（此處為何不提 惰

6、性電極 的陰極？） ★★【特別提醒】：若非惰性電極作陽(yáng)極，失電子的是電極本身 2 .電解規(guī)律及溶液 pH分析： 【（1）電解規(guī)律】：用惰性電極電解酸、堿、鹽各種電解質(zhì)溶液，依據(jù)放電順序有四種類型： ① 含氧強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和活潑金屬含氧酸的鹽溶液電解，實(shí)際上是電解 ② 無(wú)氧酸、不活潑金屬無(wú)氧酸鹽( HF、MF)溶液電解，實(shí)際上是 電解。 ③ 活潑金屬無(wú)氧酸鹽溶液電解，放出 同時(shí)生成 。 不活潑金屬含氧酸鹽溶液電解，放出 同時(shí)生成 。 【(2)電極附近溶液pH值變化】： 電解時(shí)，如果溶液中H+或OH-在電極上放電，使得電極附近溶液中的 日+或0H-濃度發(fā)生改 變，而引起

7、電極附近 pH值變化。 電解時(shí)，如在陽(yáng)極上生成 02，這時(shí)由 在陽(yáng)極上放電，使得陽(yáng)極附近[OH-] [H+]， 陽(yáng)極區(qū)pH值 ;如在陰極上生成 H2,這時(shí)由于 —在陰極上放電，使得陰極附近 + — [H ]_ __[0H ]，陰極區(qū) pH 值 __。 【(3)電解質(zhì)溶液pH值變化】： 若電解時(shí)，只生成 H2而不生成。2,溶液的pH值 ； 若只生成。2而不生成H2,溶液的pH值 ； 若既生成H2,又生成02,實(shí)際上就是電解 _ _ ；此時(shí)若原溶液為酸性，其pH值 ， 若為堿性，其pH值 ，若為中性，其pH值不變； 若既不生成H2，也不生成02,溶液的pH值變化不大。 【典

8、例感悟】 1 ?用惰性電極實(shí)現(xiàn)電解，下列說(shuō)法正確的是 A .電解稀硫酸溶液，實(shí)質(zhì)上是電解水，故溶液 pH不變 B ?電解稀氫氧化鈉溶液，要消耗 0H「，故溶液pH減小 C ?電解硫酸鈉溶液，在陰極上和陽(yáng)極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為 1:2 D .電解氯化銅溶液，在陰極上和陽(yáng)極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為 1:1 2 ?用惰性電極電解下列溶液，電解一段時(shí)間后，電解液的 pH增大了的是 A、H2S04 B、K0H C、AgN0 3 D、NaCI 3?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)(括號(hào)內(nèi))，溶液能 與原來(lái)溶液完全一樣的是 A、CuCl2[CuS04]

9、 B、 Na0H[Na0H] C、KCI[HCI] D、CuS04[Cu(0H) 2] 4. 新型高能鈉硫電池以熔融的鈉、硫?yàn)殡姌O，以鈉離子導(dǎo)電的陶瓷為固體電解質(zhì)。該電池 一，…， _ 放電 _ 放電時(shí)為原電池，充電時(shí)為蓄電池，反應(yīng)原理為：2Na + xS Na2Sx 電 (1) 放電時(shí)，S發(fā)生 反應(yīng)，Na作 極。 (2) 充電時(shí)Na所在的電極與直流電源 極相連。 (3) 充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)為 ;放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為 . 二、電解池的應(yīng)用 電鍍 1. 電鍍的原理和目的是什么？ 2. ?指出電鍍過(guò)程中發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化形式，并分析電鍍過(guò)程中電子的流向。 3. 寫出電鍍銀

10、的過(guò)程中兩電極的電極反應(yīng)式 【學(xué)生小結(jié)】 1 ?電鍍是電解的應(yīng)用。電鍍是以 為陽(yáng)極， 為陰極，含 的 溶液為電鍍液。 2. 電鍍過(guò)程的特點(diǎn)：①犧牲陽(yáng)極；②電鍍液的濃度(嚴(yán)格說(shuō)是鍍層金屬離子的濃度) 保持不變； ③在電鍍的條件下，水電離產(chǎn)生的 H+、OH- 一般不放電。 【典例感悟】 用鉑電極電解CUSO4和KNO3的混合溶液500mL,經(jīng)一段時(shí)間電解后， 兩極均得到11.2L氣體(標(biāo) 準(zhǔn)狀況)，此混合液中 CUSO4的物質(zhì)的量濃度為( )。 -1 -1 -1 A、0.5mol ? L B、0.8mol ? L C、1 mol ? L D、1.5 mol ? L 【歸納反

11、思】 用惰性電極電解鹽 A mB n溶液的有關(guān)計(jì)算時(shí)常用的關(guān)系式 1. 認(rèn)識(shí) 荷”平使者H2O――維護(hù)溶液中的 荷”平 當(dāng)只有An+放電時(shí)，水向溶液中補(bǔ)充同量的 H+: An+ ~ nH+ 當(dāng)只有Bm-放電時(shí)，水向溶液中補(bǔ)充同量的 OH-: Bm- ~ mOH 當(dāng)An+、Bm-都放電時(shí)，水分子不管事 當(dāng)An+、Bm-都不放電時(shí)，水分子電離出的 H +、OH-分別在陰、陽(yáng)極放電 2. 常用于計(jì)算的兩個(gè)關(guān)系式 (1) 當(dāng)只有An+放電時(shí)，關(guān)系式: (2) 當(dāng)只有Bm-放電時(shí)，關(guān)系式: A“ ~ n H ~ n H2O ~ n/4 O2 m- - B ~ m OH ~ m

12、 H 2O ~ m/2 H2 【學(xué)習(xí)檢測(cè)】 1 ?電解硫酸銅溶液時(shí)，若要求達(dá)到以下幾點(diǎn)：①陽(yáng)極質(zhì)量減少，②陰極質(zhì)量增加，③電解液中 c(Cu2 +)不變，則可選用的電極是( )。 A ?純銅作陽(yáng)極，含鋅、銀的銅合金作陰極 C ?用純銅作陽(yáng)極，用純鐵作陰極 2. 下列關(guān)于銅電極的敘述，不正確的是( A .銅鋅原電池中銅是正極 C .在鍍件上電鍍銅時(shí)用金屬銅作陽(yáng)極 3. 將兩個(gè)鉑電極插入 500ml CuSO4溶液中， B .含鋅、銀的銅合金作陽(yáng)極，純銅作陰極 D .用石墨作陽(yáng)極，用惰性電極作陰極 )° B .用電解法精煉粗銅時(shí)，銅作陽(yáng)極 D .電解稀硫酸制

13、 H2、。2時(shí)，銅作陽(yáng)極 進(jìn)行電解。通電一定時(shí)間后， 某一電極增重0.064g (設(shè)電解時(shí)該電極無(wú)氫氣析出，且不考慮溶液的體積變化) ，此時(shí)溶液中c(H +)約為 —3 -1 — 3 -1 —3 -1 —7 -1 A . 4X10 mol ? L B. 2 X10 mol ? L C. 1 X10 mol ? L D. 1 X10 mol ? L 4. 鐵棒與石墨棒用導(dǎo)線連接后，浸入 0.01mol/L的食鹽溶液中，可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是 A .鐵棒附近產(chǎn)生 OH- B.鐵棒被腐蝕 C .石墨棒上放出 Cl2 D .石墨棒上放出 O2 5. 從H+、Na+、Ba2+、C

14、u2+、Cl —、SO42-中選出兩種離子組成電解質(zhì)，按下列要求進(jìn)行電解， 將電解質(zhì)的化學(xué)式填空：(使用惰性電極) ti til (1) 電解過(guò)程中溶液顏色變淺且水量不變 (2) 電解過(guò)程中電解質(zhì)含量不變，水量減少 (3) 電解過(guò)程中溶液的 pH值增大 CuS04濬液 KCl箱液 NaCl、BaCl2 ⑷電解過(guò)程中，兩極析出氣體的體積比為 1 : 1_ (3)HCl、 5 .參考答案(1) CuCl2 ( 2) H2SO4、Na2SO4 (4) HCl、NaCl、BaCl2 【評(píng)價(jià)反饋】 在氧化還原反應(yīng)的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)原電池與電解池， 學(xué)生通過(guò)原電池與電解池的學(xué)習(xí)能更加 深刻地理解氧化還原反應(yīng)及氧化性、還原性的強(qiáng)弱。但由于原電池電解池呈現(xiàn)形式與化學(xué) 反應(yīng)有所不同，學(xué)生掌握起來(lái)有難度。應(yīng)通過(guò)精選例題及改編高考真題，鍛煉學(xué)生舉一反 三、類比遷移的能力。