山西省運(yùn)城市高中化學(xué)第三節(jié)電解池學(xué)案新人教版選修4

1、電解池-8 -8第一課時(shí)電解原理 課前預(yù)習(xí)學(xué)案 一、預(yù)習(xí)目標(biāo)預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)“電解池原理”，初步把握實(shí)驗(yàn)原理、目的要求、材料用具和方法步驟。二、預(yù)習(xí)內(nèi)容“電解池原理”實(shí)驗(yàn)1 .實(shí)驗(yàn)原理：2 .材料用具實(shí)驗(yàn)儀器：小燒杯、玻璃棒、碳棒、導(dǎo)線、電流表、 電源、改進(jìn)的塑料制電解槽;實(shí)驗(yàn)藥品：CuCl2溶液、淀粉碘化鉀試紙、NaOH§液、CuSO溶液、片、片。3 .實(shí)驗(yàn)步驟：CuCl 2溶液三、提出疑惑同學(xué)們，通過你的自主學(xué)習(xí)，你還有哪些疑惑，請(qǐng)把它填在下面的表格中疑惑點(diǎn)疑惑內(nèi)谷課內(nèi)探究學(xué)案、學(xué)習(xí)目標(biāo)1 .知道電解的基本原理，會(huì)判斷一般電解反應(yīng)產(chǎn)物；2 .能說出電解、電解池及形成條件；3.正確使用實(shí)驗(yàn)

2、器材，完成“電解池原理”實(shí)驗(yàn)操作。學(xué)習(xí)重難點(diǎn)：知道電解的基本原理，會(huì)判斷一般電解反應(yīng)產(chǎn)物。二、學(xué)習(xí)過程（一）電解原理1、試驗(yàn)探究如圖所示：與電源正極相連的電極叫 極，與電源負(fù)極相連的電極叫 極。若燒杯中的液體為 CuCl2溶液，合上電源開關(guān)，能否看到小燈泡發(fā)光？ 。給CuCl2溶液通電時(shí)現(xiàn)象：陰極上經(jīng)檢驗(yàn)該物質(zhì)是。陽(yáng)極上：經(jīng)檢驗(yàn)該物質(zhì)是。兩支電極上發(fā)生的反應(yīng)為： 陽(yáng)極：。反應(yīng)類型：反應(yīng)。陰極： 。反應(yīng)類型： 反應(yīng)?？偡磻?yīng)式：。過程分析：CuCl2溶液能導(dǎo)電是因?yàn)榇嬖?通電后這些自由移動(dòng)的離子，在電場(chǎng)作用下作 移動(dòng)，根據(jù) 相互吸引的原理，帶負(fù)電的氯離子向 極移動(dòng)，在陽(yáng)極，氯離子失去電子被 為氯原

3、子，并兩兩結(jié)合成氯分子，從陽(yáng)極放出，帶正 電的銅離子向 極移動(dòng)，在陰極銅離子獲得電子被 成銅原子，覆蓋在陰極上。2、電解：使電流通過 溶液而在陰、陽(yáng)兩極引起 的過程。所用電流一般為直流電還是交流電較好？ !該過程中 能轉(zhuǎn)化為 能！ 這是一個(gè)物理過程還是一個(gè)化學(xué)過程？ 過程！顯然：電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程就 是 的過程。3、電解池：將 能轉(zhuǎn)化為 能的裝置。構(gòu)成電解池的條件：判斷下列裝置是否屬于電解池：4、原電池與電解池的比較裝置類別原電池電解池舉例（圖）電極名稱反應(yīng)類型能量轉(zhuǎn)變反應(yīng)是否自發(fā)進(jìn) 行在CuCl2的電解池裝置中，電子流動(dòng)方向從電源的 極沿著導(dǎo)線到達(dá) 極，從 極沿著導(dǎo)線回到電源的 極。在溶液

4、中電子有沒有從陰極直接到達(dá)陽(yáng)極呢？ 。溶液中的 在電場(chǎng)作用下到達(dá)陰 極，得到從電源負(fù)極流出的電子；溶液中的 在電場(chǎng)作用下到達(dá)陽(yáng)極，失去了電子流向 電源的正極。就是說：在電解質(zhì)溶液中依靠 的定向移動(dòng)而形成閉合回路的。對(duì)CuCl2溶液而言，溶液中是否只有Cu2+和C兩種離子呢？ 。水電離出少量的 H/和OHT在電場(chǎng)作用下是否也要做定向移動(dòng)呢？ 。通電時(shí)，溶液中的_兩種離子都要向陰極移動(dòng)， 都要向陽(yáng)極移動(dòng)。5、放電順序陰極上：由于陰極上要 電子，不管陰極材料是金屬還是石墨，此時(shí)都不能得電子，因此只能 是溶液中的 得電子。陽(yáng)離子氧化性越強(qiáng)就越 得電子。因此陰極上氧化性強(qiáng)的離子 得電子。金屬越不活潑，對(duì)

5、應(yīng)陽(yáng)離子氧化性越 ,越 得電子。由此根據(jù)金屬活動(dòng)順序表，分析下列離子得電子能力的強(qiáng)弱：金屬活動(dòng)順序表Ag+ Cu 2+H+（酸）Pb2+Fe2+Zn2+H+（水）Al 3+-嚴(yán)格講：離子的放電能力與其濃度也有一定的關(guān)系，如酸溶液中：cH+（酸）>c H+（水）,因而放電能力 >。但在中學(xué)范圍內(nèi)一般不考慮上述金屬離子濃度對(duì)其放電能力的影響。、等活潑金屬陽(yáng)離子在水溶液中電解時(shí)不得電子。 小結(jié)：質(zhì)量增加，或有氫氣產(chǎn)生的電極一定是 極。陽(yáng)極上：電解池中陽(yáng)極上要 電子，而 與溶液中的 都可失電子，因此陽(yáng)極上的電極反應(yīng)與 有關(guān)。由于一般的 比陰離子更容易失去電子，因此如果用一般的金屬材料做陽(yáng)極

6、，電解時(shí)陽(yáng)極上是 失去電子。而陽(yáng)極如果用石墨或金屬鉗（ Pt）等難失電子的物質(zhì)做惰性電極時(shí)，則是溶液1 失去電子。陰離子還原性越強(qiáng)就越失去電子。根據(jù)非金屬性的強(qiáng)弱，分析下列離子失電子能力的強(qiáng)弱：S2 I Br Cl OH （水或堿）最高價(jià)含氧酸根離子F o從CuCl2溶液的電解產(chǎn)物可知： 的失電子能力比 強(qiáng)。而氟原子的得電子能力很 , 因而L失電子能力最 。研究表明：OH的失電子能力比最高價(jià)含氧酸根離子強(qiáng)：4O口 4e =Q T + 2H2。、等陰離子在水溶液中電解時(shí)不失電子。注意：放電順序這個(gè)考點(diǎn)不難，但要細(xì)心，極易出錯(cuò)。要能根據(jù)放電順序判斷陰、陽(yáng)極產(chǎn)物， 如果是惰性電極則直接考慮溶液中離子

7、的放電順序。如果陽(yáng)極是較活潑金屬，那一定要能想起：一般的 比陰離子更容易失去電子，因此如果用一般的金屬材料做陽(yáng)極，電解時(shí)陽(yáng)極上是 失去電子。（二）電極方程式的書寫標(biāo)出電極名稱一陰極或陽(yáng)極寫出電極方程式：陽(yáng)極： ;反應(yīng)類型： 反應(yīng)。陰極： ;反應(yīng)類型： 反應(yīng)。陰、陽(yáng)兩極中得、失電子的總數(shù)要 ,每一極上都要滿足 和 守恒，總方程式可根據(jù)陰、陽(yáng)兩極的物質(zhì)變化寫出。（三）當(dāng)堂練習(xí)：用惰性電極電解下列電解質(zhì)溶液，請(qǐng)你分析下列問題（注意得失電子的順序）1、CuCl2陰極： 陽(yáng)極總方程式： 電解質(zhì)濃度 ,pH電解對(duì)象： ,要把電解質(zhì)溶液復(fù)原，加 。2、NaCl陰極： 陽(yáng)極總方程式： 電解質(zhì)濃度 ,pH電解對(duì)

8、象： ,要把電解質(zhì)溶液復(fù)原，加 。3、CuSO陰極： 陽(yáng)極總方程式： 電解質(zhì)濃度 , pH電解對(duì)象： ,要把電解質(zhì)溶液復(fù)原，加 。NaOH:陰極： 陽(yáng)極總方程式： 電解質(zhì)濃度 , pHH2SQ:陰極： 陽(yáng)極總方程式： 電解質(zhì)濃度 , pH課后練習(xí)與提高1.用惰性電極實(shí)現(xiàn)電解，下列說法正確的是A.電解氫氧化鈉稀溶液，溶液濃度增大pH變小B.電解氯化鈉溶液，溶液濃度減小pH不變C.電解硝酸銀溶液，要消耗 OHT-溶液pH變小D.電解稀硫酸，實(shí)質(zhì)是電解水，溶液pH不變2 .右圖中x、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極板處有無色無臭氣體放出，符合這一情況的是a極板b極板x電極Z溶液

9、A鋅石墨負(fù)極CuSOB石墨石墨負(fù)極NaOHC銀鐵正極AgNOD銅石墨負(fù)極CuCl23 .在一盛有飽和N&CO溶液的燒杯中插入惰性電極，保持溫度不變，通電一段時(shí)間后：A.溶液的PH值增大；B.Na+和CO2-的濃度減?。籆.溶液的濃度增大；D.溶液的濃度不變，有晶體析出；4 .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))，溶液能與原來溶液完全一樣的是：A.CuCl2 (CuO; B.NaOH (NaOH;C.NaCl (HCl); D.CuSO4Cu (OH 25 .用惰性電極電解下列溶液，電解一段時(shí)間后，陰極質(zhì)量增加，電解液的PH下降的是：A.CuSO; B

10、.AgNQ; C.BaCS； D.H2SQ；6 .在原電池和電解池的電極上所發(fā)生的反應(yīng)，同屬氧化反應(yīng)或同屬還原反應(yīng)的是：A.原電池的正極和電解池的陽(yáng)極所發(fā)生的反應(yīng)；B.原電池的正極和電解池的陰極所發(fā)生的反應(yīng)；C.原電池的負(fù)極和電解池的陽(yáng)極所發(fā)生的反應(yīng)；D.原電池的負(fù)極和電解池的陰極所發(fā)生的反應(yīng)；7 .用惰性電極實(shí)現(xiàn)電解，下列說法正確的是A.電解稀硫酸溶液，實(shí)質(zhì)上是電解水，故溶液 pH不變8 .電解稀氫氧化鈉溶液，要消耗OH,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 ： 2D.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 ： 18 .用惰性電極電

11、解一定量的CuSO稀溶液，下列說法中正確的是A.陽(yáng)極發(fā)生的電極反應(yīng)為：Cu2+ + 2e =Cu9 .陰極發(fā)生的電極反應(yīng)為；4OH =2H2O + O2T + 4eC.若有6.4g金屬Cu析出，放出的 Q一定為0.05 molD.電解完成后，加入一定量的Cu(OH)2,溶液可能恢復(fù)到原來的濃度10 將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)的量之比是A. 1 ： 2 ： 3B.3： 2 ： 1C.6： 3 ： 1D.6： 3 ： 2第二課時(shí)電解的應(yīng)用課前預(yù)習(xí)學(xué)案一、預(yù)習(xí)目標(biāo)預(yù)習(xí)銅的電解精煉和電鍍銅的原理以及氯堿工業(yè)反應(yīng)原理二、預(yù)習(xí)內(nèi)

12、容1、氯堿工業(yè)：電解 制、和。電極反應(yīng)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)2、電鍍：電鍍時(shí)，通常把 作陰極，把 作陽(yáng)極，用含有 作電鍍液。銅的精煉電解時(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 電冶金對(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 三、提出疑惑同學(xué)們，通過你的自主學(xué)習(xí)，你還有哪些疑惑，請(qǐng)把它填在下面的表格中疑惑點(diǎn)疑惑內(nèi)谷課內(nèi)探究學(xué)案一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1 .知道銅的電解精煉和電鍍銅的原理，2 .知道氯

13、堿工業(yè)反應(yīng)原理；3 .能正確書寫電極反應(yīng)式和電解的總化學(xué)方程式。學(xué)習(xí)重難點(diǎn)：知道氯堿工業(yè)反應(yīng)原理。二、學(xué)習(xí)過程1 .電解食鹽水【思考】(1)通電前，飽和食鹽水中存在哪些離子？這些離子的運(yùn)動(dòng)情況怎樣？(2)在電解裝置中可否選用銅作陰、陽(yáng)極的電極材料，為什么？(3)通電后，溶液中的離子運(yùn)動(dòng)發(fā)生了什么變化？(4)通電后，溶液中的在陰、陽(yáng)放電的是什么離子？(5)電解后，在陰極區(qū)和陽(yáng)極區(qū)分別得到的產(chǎn)物是什么？怎樣初步檢驗(yàn)兩極產(chǎn)物的生成【知識(shí)總結(jié)】電解食鹽水陽(yáng)極：陰極：總式：電解飽和食鹽水可以制造 。閱讀教材，回答離子交換膜法制燒堿的有關(guān)知識(shí)【小結(jié)】氯堿工業(yè)：離子交換膜法制燒堿2 .銅的電解精煉一般火法冶

14、煉得到的粗銅中含有多種雜質(zhì)（如鋅、鐵、饃、銀、金等） ，這種粗銅的導(dǎo)電性遠(yuǎn) 不能滿足電氣工業(yè)的要求，如果用以制電線，就會(huì)大大降低電線的導(dǎo)電能力。因此必須利用 電解的方法精煉粗銅。粗銅 含雜質(zhì)（等） 陽(yáng)極：ZnFeNi CuAg Au 陰極:硫酸銅溶液思考：電解完后，CuSO溶液的濃度有何變化？ 3.電鍍 原理：電鍍是利用 原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過程，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 用方法就是在其表面鍍上其他金屬，如鋅、銅、銘、

15、饃等。電極：陽(yáng)極一一 金屬或惰性電極陰極一一 金屬制品電鍍液：含有 金屬離子的電解質(zhì)溶液。溶液中CuSO的濃度保持 或4制取金屬鈉一電解熔融狀態(tài)的氯化鈉。陽(yáng)極：陰極： 總反應(yīng)：冶煉鋁原理：陽(yáng)極：陰極：助熔劑：冰晶石（Na3AlF6六氟合鋁酸鈉）需要定期補(bǔ)充【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A1C13?【思考與交流】試比較電解飽和食鹽水與電解熔融氯化鈉的異同（提示：比較電解質(zhì)、電解裝置、電極反應(yīng)、電解產(chǎn)物）電解飽和食鹽水電解熔融氯化鈉電解質(zhì)電解裝置電極反應(yīng)電解產(chǎn)物【小結(jié)】電源、電極、電極反應(yīng)關(guān)系課后練習(xí)與提高1、用惰性電極電解下列溶液，電解一段時(shí)間后，陰極質(zhì)量增加，電解液的P

16、H下降的是：A CuSO; B、AgNO; C BaCL; D> HSO;2、兩串聯(lián)電解池，左邊放硫酸銅，右邊放一定量的某硝酸鹽溶液，電解時(shí)當(dāng)左池有1.6gCu析出時(shí)，右池析出 0.45g固體，則右池溶質(zhì)為：A AgNO; B、NaN。C Mg (NO) 2; D Al (NO) 3；3、用惰性電極實(shí)現(xiàn)電解，下列說法正確的是：A、電解稀硫酸溶液，實(shí)質(zhì)上是電解水，故溶液pH不變；日電解稀氫氧化鈉溶液，要消耗OH,故溶液pH減??；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 ;4、右圖是電解 CuCl

17、2溶液的裝置，其中c、d為石墨電極。則下列有關(guān)的判斷正確的是A a為負(fù)極、b為正極；B a為陽(yáng)極、b為陰極；C電解過程中，d電極質(zhì)量增加；DK電解過程中，氯離子濃度不變；5、某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器， 用石 氯化鈉溶液，通電時(shí)，為使Cl 2被完全吸收，制得有較 液，設(shè)計(jì)了如圖的裝置，則對(duì)電源電極名稱和消毒液 確的是A a為正極，b為負(fù)極；NaClO和NaClB a為負(fù)極，b為正極；NaClO和NaClC a為陽(yáng)極，b為陰極；HClO和NaClD a為陰極，b為陽(yáng)極；HClO和NaCl墨作電極電解飽和 強(qiáng)殺菌能力的消毒 的主要成分判斷正6、從H+、Ns+、Cif+、Ba2+、Cl-、SO2-離子中，選出恰當(dāng)?shù)碾x子組成一 解質(zhì)，將電解質(zhì)溶液按下列要求進(jìn)行電解(均是惰性電極)： 電解時(shí)電解質(zhì)含量減小，水量不變，則所采用的電解質(zhì)是 ;(2)電解時(shí)電解質(zhì)的質(zhì)量保持不變，水量減小，則所采用的電解質(zhì)是 ;(3)電解時(shí)電解質(zhì)和水的質(zhì)量都發(fā)生變化，則所采用