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文檔簡介
1、電解池-8 -8第一課時電解原理 課前預習學案 一、預習目標預習實驗“電解池原理”,初步把握實驗原理、目的要求、材料用具和方法步驟。二、預習內容“電解池原理”實驗1 .實驗原理:2 .材料用具實驗儀器:小燒杯、玻璃棒、碳棒、導線、電流表、 電源、改進的塑料制電解槽;實驗藥品:CuCl2溶液、淀粉碘化鉀試紙、NaOH§液、CuSO溶液、片、片。3 .實驗步驟:CuCl 2溶液三、提出疑惑同學們,通過你的自主學習,你還有哪些疑惑,請把它填在下面的表格中疑惑點疑惑內谷課內探究學案、學習目標1 .知道電解的基本原理,會判斷一般電解反應產(chǎn)物;2 .能說出電解、電解池及形成條件;3.正確使用實驗
2、器材,完成“電解池原理”實驗操作。學習重難點:知道電解的基本原理,會判斷一般電解反應產(chǎn)物。二、學習過程(一)電解原理1、試驗探究如圖所示:與電源正極相連的電極叫 極,與電源負極相連的電極叫 極。若燒杯中的液體為 CuCl2溶液,合上電源開關,能否看到小燈泡發(fā)光? 。給CuCl2溶液通電時現(xiàn)象:陰極上經(jīng)檢驗該物質是。陽極上:經(jīng)檢驗該物質是。兩支電極上發(fā)生的反應為: 陽極:。反應類型:反應。陰極: 。反應類型: 反應。總反應式:。過程分析:CuCl2溶液能導電是因為存在,通電后這些自由移動的離子,在電場作用下作 移動,根據(jù) 相互吸引的原理,帶負電的氯離子向 極移動,在陽極,氯離子失去電子被 為氯原
3、子,并兩兩結合成氯分子,從陽極放出,帶正 電的銅離子向 極移動,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 能轉化為 能! 這是一個物理過程還是一個化學過程? 過程!顯然:電解質溶液的導電過程就 是 的過程。3、電解池:將 能轉化為 能的裝置。構成電解池的條件: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)電極名稱反應類型能量轉變反應是否自發(fā)進 行在CuCl2的電解池裝置中,電子流動方向從電源的 極沿著導線到達 極,從 極沿著導線回到電源的 極。在溶液
4、中電子有沒有從陰極直接到達陽極呢? 。溶液中的 在電場作用下到達陰 極,得到從電源負極流出的電子;溶液中的 在電場作用下到達陽極,失去了電子流向 電源的正極。就是說:在電解質溶液中依靠 的定向移動而形成閉合回路的。對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在電場作用下是否也要做定向移動呢? 。通電時,溶液中的_兩種離子都要向陰極移動, 都要向陽極移動。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,此時都不能得電子,因此只能 是溶液中的 得電子。陽離子氧化性越強就越 得電子。因此陰極上氧化性強的離子 得電子。金屬越不活潑,對
5、應陽離子氧化性越 ,越 得電子。由此根據(jù)金屬活動順序表,分析下列離子得電子能力的強弱:金屬活動順序表Ag+ Cu 2+H+(酸)Pb2+Fe2+Zn2+H+(水)Al 3+-嚴格講:離子的放電能力與其濃度也有一定的關系,如酸溶液中:cH+(酸)>c H+(水),因而放電能力 >。但在中學范圍內一般不考慮上述金屬離子濃度對其放電能力的影響。、等活潑金屬陽離子在水溶液中電解時不得電子。 小結:質量增加,或有氫氣產(chǎn)生的電極一定是 極。陽極上:電解池中陽極上要 電子,而 與溶液中的 都可失電子,因此陽極上的電極反應與 有關。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極
6、,電解時陽極上是 失去電子。而陽極如果用石墨或金屬鉗( Pt)等難失電子的物質做惰性電極時,則是溶液1 失去電子。陰離子還原性越強就越失去電子。根據(jù)非金屬性的強弱,分析下列離子失電子能力的強弱:S2 I Br Cl OH (水或堿)最高價含氧酸根離子F o從CuCl2溶液的電解產(chǎn)物可知: 的失電子能力比 強。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含氧酸根離子強:4O口 4e =Q T + 2H2。、等陰離子在水溶液中電解時不失電子。注意:放電順序這個考點不難,但要細心,極易出錯。要能根據(jù)放電順序判斷陰、陽極產(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極,電解時陽極上是 失去電子。(二)電極方程式的書寫標出電極名稱一陰極或陽極寫出電極方程式:陽極: ;反應類型: 反應。陰極: ;反應類型: 反應。陰、陽兩極中得、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、陽兩極的物質變化寫出。(三)當堂練習:用惰性電極電解下列電解質溶液,請你分析下列問題(注意得失電子的順序)1、CuCl2陰極: 陽極總方程式: 電解質濃度 ,pH電解對象: ,要把電解質溶液復原,加 。2、NaCl陰極: 陽極總方程式: 電解質濃度 ,pH電解對
8、象: ,要把電解質溶液復原,加 。3、CuSO陰極: 陽極總方程式: 電解質濃度 , pH電解對象: ,要把電解質溶液復原,加 。NaOH:陰極: 陽極總方程式: 電解質濃度 , pHH2SQ:陰極: 陽極總方程式: 電解質濃度 , pH課后練習與提高1.用惰性電極實現(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,實質是電解水,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鋅石墨負極CuSOB石墨石墨負極NaOHC銀鐵正極AgNOD銅石墨負極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,一段時間后,再加入一定質量的另一種物質(括號內),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,電解一段時間后,陰極質量增加,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,同屬氧化反應或同屬還原反應的是:A.原電池的正極和電解池的陽極所發(fā)生的反應;B.原電池的正極和電解池的陰極所發(fā)生的反應;C.原電池的負極和電解池的陽極所發(fā)生的反應;D.原電池的負極和電解池的陰極所發(fā)生的反應;7 .用惰性電極實現(xiàn)電解,下列說法正確的是A.電解稀硫酸溶液,實質上是電解水,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,在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質的量之比為1 : 2D.電解氯化銅溶液,在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質的量之比為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.陽極發(fā)生的電極反應為:Cu2+ + 2e =Cu9 .陰極發(fā)生的電極反應為;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、氧化鋁的三個電解槽串聯(lián),在一定條件下通電一段時間后,析出鉀、鎂、鋁的物質的量之比是A. 1 : 2 : 3B.3: 2 : 1C.6: 3 : 1D.6: 3 : 2第二課時電解的應用課前預習學案一、預習目標預習銅的電解精煉和電鍍銅的原理以及氯堿工業(yè)反應原理二、預習內
12、容1、氯堿工業(yè):電解 制、和。電極反應方程式:陽極:陰極:總方程式該電解池中陽極用 電極(金屬、惰性)2、電鍍:電鍍時,通常把 作陰極,把 作陽極,用含有 作電鍍液。銅的精煉電解時,通常把 作陰極,把 作陽極,用含有 作電鍍液。粗銅中的多數(shù)雜質沉積在電解槽底部,形成 電冶金對于、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、提出疑惑同學們,通過你的自主學習,你還有哪些疑惑,請把它填在下面的表格中疑惑點疑惑內谷課內探究學案一、學習目標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)反應原理;3 .能正確書寫電極反應式和電解的總化學方程式。學習重難點:知道氯堿工業(yè)反應原理。二、學習過程1 .電解食鹽水【思考】(1)通電前,飽和食鹽水中存在哪些離子?這些離子的運動情況怎樣?(2)在電解裝置中可否選用銅作陰、陽極的電極材料,為什么?(3)通電后,溶液中的離子運動發(fā)生了什么變化?(4)通電后,溶液中的在陰、陽放電的是什么離子?(5)電解后,在陰極區(qū)和陽極區(qū)分別得到的產(chǎn)物是什么?怎樣初步檢驗兩極產(chǎn)物的生成【知識總結】電解食鹽水陽極: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知識【小結】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(如鋅、鐵、饃、銀、金等) ,這種粗銅的導電性遠 不能滿足電氣工業(yè)的要求,如果用以制電線,就會大大降低電線的導電能力。因此必須利用 電解的方法精煉粗銅。粗銅 含雜質(等) 陽極: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 理的又一重要應用。電鍍可以使金屬更加美觀 耐用,增強防銹抗腐能力。例如,鋼鐵是人們 最常用的金屬,但鋼鐵有個致命的缺點,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。陽極:陰極: 總反應:冶煉鋁原理:陽極:陰極:助熔劑:冰晶石(Na3AlF6六氟合鋁酸鈉)需要定期補充【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、電解裝置、電極反應、電解產(chǎn)物)電解飽和食鹽水電解熔融氯化鈉電解質電解裝置電極反應電解產(chǎn)物【小結】電源、電極、電極反應關系課后練習與提高1、用惰性電極電解下列溶液,電解一段時間后,陰極質量增加,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,電解時當左池有1.6gCu析出時,右池析出 0.45g固體,則右池溶質為:A AgNO; B、NaN。C Mg (NO) 2; D Al (NO) 3;3、用惰性電極實現(xiàn)電解,下列說法正確的是:A、電解稀硫酸溶液,實質上是電解水,故溶液pH不變;日電解稀氫氧化鈉溶液,要消耗OH,故溶液pH減小;C電解硫酸鈉溶液,在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質的量之比為 1:2 ;D電解氯化銅溶液,在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質的量之比為 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。則下列有關的判斷正確的是A a為負極、b為正極;B a為陽極、b為陰極;C電解過程中,d電極質量增加;DK電解過程中,氯離子濃度不變;5、某學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,為使Cl 2被完全吸收,制得有較 液,設計了如圖的裝置,則對電源電極名稱和消毒液 確的是A a為正極,b為負極;NaClO和NaClB a為負極,b為正極;NaClO和NaClC a為陽極,b為陰極;HClO和NaClD a為陰極,b為陽極;HClO和NaCl墨作電極電解飽和 強殺菌能力的消毒 的主要成分判斷正6、從H+、Ns+、Cif+、Ba2+、Cl-、SO2-離子中,選出恰當?shù)碾x子組成一 解質,將電解質溶液按下列要求進行電解(均是惰性電極): 電解時電解質含量減小,水量不變,則所采用的電解質是 ;(2)電解時電解質的質量保持不變,水量減小,則所采用的電解質是 ;(3)電解時電解質和水的質量都發(fā)生變化,則所采用
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