2021年高中化学电解池教案及习题

1、学习必备欢迎下载学问与才能：第 2 节 电能转化为化学能电解1. 通过对熔融氯化钠电解体系的分析，使同学把握电解、电解池概念，清楚地建立起电极反应的概念并能够正确地判定阴极和阳极；2. 通过运用电解的原理分析食盐水的电解、铜的电解精练，明白这些较复杂体系中所发生的反应以及电解的有用价值；3. 通过学习电镀的内容，使同学明白具有肯定特别性的、另一种电解原理的应用方法，并进一步体会电解对人类社会的重要奉献；4. 通过活动探究，提高同学的试验才能和分析才能；5. 从能量的角度懂得化学科学的重要性；过程与方法：采纳问题驱动的方法，经联想质疑中熟知的反应切入提出问题，将同学引入本节学习；以已知离子在电场

2、中的定向移动为起点，从而分析详细反应中阴阳离子的移向，在渐进的学习中明白电解、 电解池， 并学会书写电极反应式；在电解原理的应用中，要让同学明白规律 是有条件限制的；情感、态度与价值观：进一步体会化学的魅力， 激发对学习的爱好；明白方法的重要意义， 明白将来实现的重要价值；教学重点： 电解原理、电极反应教学难点： 阴极和阳极以及电极反应的概念、正确书写电极反应式课时支配： 共 5 课时（新课 3 课时，复习练习 2 课时）教学过程：（第一课时）【联想 .质疑】已知金属钠与氯气反应的热化学方程式：2nas+cl 2=2nacls h= 822.3kj.mol 1假如要真个反应反方向进行，就需要外

3、界供应能量，那么大家想一想我们可以采纳什么样的外界能量；【同学】电能；【提问】那么这样的反应是什么能转化为什么能？【同学】电能转化为化学能【老师】对，电能转化为化学能的一中重要方法就是电解，下面我们就来学习电解；第一我们来以电解熔融 nacl 明白一下电解的原理【板书】 一、电解的原理【阅读沟通】1） 、通电前，熔融氯化钠中存在哪些离子？这些离子的运动情形怎样？2） 、通电后，外电路上的电流方向怎样？3） 、接通电源后，熔融氯化钠中na +、cl - 各向那个方向运动？4） 、移到两极表面的na +、cl - 将发生什么变化？e-e-石墨电极铁电极熔融 naclna+cl -电解熔融 nacl

4、+ e = na，发生仍原反应；【讲解】在熔融 nacl 中，存在自由移动的na+和 cl -，做杂乱无章的运动；通电后，电子由电源的负极流出，集合到铁电极上；由于正负电荷相互吸引，na+要移向铁电极， 做定向移动； na+在铁电极上得到电子，na+-电子要流向正极，那么石墨电极上哪来的电子？【同学】摸索，回答【讲解】对， cl -要移到石墨电极上，失去电子，2cl - 2e- = cl 2 ，发生氧化反应；为了维护电流， cl -要不断地失去电子，不断地定向移动到石墨电极上；这样在通电的情况下 nacl 就分解成了 na 和 cl 2，电能就转化为化学能储存在na 和 cl 2 里面了；这个

5、过程就称之为电解；下面我们看看有关电解的几个概念；【板书】（一）概念1、电解：【讲解】能够发生电解的装置叫电解池【板书】 2、电解池：【提问】大家结合电解熔融nacl 的例子，说说构成电解池的条件有哪些？【同学】回答【板书】 3、构成电解池的条件：（ 1）外加直流电源（ 2）两个固体电极【讲解】这两个电极分别叫着阴、阳极，我们来看看阴阳极是怎么定义的？【同学】阅读回答；【讲解】结合电解熔融nacl 的例子讲解；【板书】 阴极：发生仍原反应的电极；与电源 “-”相连的电极，得到电子的电极，阳离子移到的电极；阳极：发生氧化反应的电极；与电源 “+”相连的电极，失去电子的电极，判定阴极的方法判定阳极

6、的方法阴离子移到的电极；（ 3）电解质溶液或熔融电解质（ 4）构成闭合的电路【练习】 1.分析下图，属于电解池的有（）2.以下说法正确选项 电解是把电能转变成化学能；电解是化学能转变成电能；电解质溶液导电是化学变化；任何电解过程，必将导致氧化仍原反应的发生；【过渡】假如任凭给你一个电解池，你怎么来判定电极的产物和每个电极上所发生的反应呢？下面我们就来讲讲这个问题；【板书】（二）电极产物的判定和电极方程式的书写【讲解】要讲这个问题，第一我们得明白什么是电极反应，大家阅读课本明白一下；【板书】 1、电极反应：【举例】 2、电解熔融 nacl【板书】 阴极： 2na + +2 e- = 2na阳极：

7、 2cl - 2e- = cl 2电荷要守恒+-通电总方程式： 2na+ 2cl2na + cl 2（离子方程式）通电2nacl2na + cl 2（化学方程式）【举例】电解cucl 2 的电极反应的书写；e-e-石墨电极石墨电极cucl 2 溶液cu2+h+cl -oh-电解 cucl 2 溶液【讲解】对于电极方程式的书写有个一般步骤：【板书】（ 1）明确电解液中存在的离子【提问】 cucl 2 溶液中存在哪些自由移动的离子？【同学】回答【过渡】对于阳离子，究竟是cu2+ 先得到电子，仍是h +先得到电子呢？这就涉及到离子的放电次序的问题了，大家阅读课本，明白以下离子的放电次序；【同学】阅读

8、课本；【板书】（ 2）是哪些离子得失电子放电次序：snmg阴极：阳离子得电子次序：+ag+2+ca khg2+ fe3+2+cu h+（酸） pb2+2+fe2+2+zn h+（水） al 3+2+na阳极：阴离子失电子次序：活性电极阴离子；即：cuhg ags 2 i br cl oh （ no 3 、so42 含氧酸根） f -【讲解】那么大家依据放电次序写出该电解的阴阳两极的电极方程式；【练习】 1.书写用石墨做电极电解硫酸的电极方程式和电解池方程式；2.用惰性电解 fe2so43和 cuno 3 2 的混合溶液，写出电解的电极方程式；【作业】 用石墨做电极， 电解 h 2so4 溶液

9、naso4 溶液 naoh 溶液 hgcl 2 溶液 cuso4 溶液 ki溶液,分别写出电解的电极方程式和总方程式；为下节课讲电解的几种类型作铺垫！【板书设计】一、电解的原理（一）概念1、电解：2、电解池：3、构成电解池的条件：（ 1）外加直流电源（ 2）两个固体电极阴极：发生仍原反应的电极；与电源 “ +相”连的电极， 得到电子的电极，阳离子移到的电极；阳极：发生氧化反应的电极； 与电源 “”相连的电极，失去电子的电极，阴离子移到的电极；（ 3）电解质溶液或熔融电解质（ 4）构成闭合的电路判定阴极的方法判定阳极的方法（二）电极产物的判定和电极方程式的书写阴极： 2na+ +2 e- = 2

10、na阳极： 2cl - 2e- = cl 2+-通电总方程式： 2na+ 2cl2na + cl 2（离子方程式）通电2nacl（1） 明确电解液中存在的离子（2） 是哪些离子得失电子放电次序：阴极：阳离子得电子次序：2na + cl 2（化学方程式）+2+ag hg3+2+ fecu h+（酸） pb2+2+2+2+snfezn h+（水） al 3+mg 2+na+ ca2+ k +阳极：阴离子失电子次序：活性电极阴离子；即：4cuhg ags 2 i br cl oh （ no 3、so（其次课时）2 含氧酸根）【复习提问】1、什么叫电解？2、什么叫电解池？3、判定阴、阳极的方法有哪些？

11、4. 以石墨作电极分别电解以下溶液，在阴极不能得到氢气的是（b ）a. na 2so4b. agno 3c. nacld. naoh【讲解】电解的几种类型（1）电解含氧酸、强碱溶液及活泼金属的含氧酸盐，实质上是电解水，电解水型；（ 2）电解不活泼金属无氧酸盐，实际上是电解电解质本身，分解电解质型；（3） 电解不活泼金属的含氧酸盐，放氧生酸型；（4） 电解活泼金属（k/ca/na ）的无氧酸盐，放氢生碱型；【板书】二、电解原理的应用电解的类型：1. 电解水型2. 分解电解质型3. 放氧生酸型4. 放氢生碱型【过渡】下面我们结合几个例子看看电解原理的应用（一）电解食盐水【预习提示】 1、猜测电解食

12、盐水的现象是有哪些？ 2、电解食盐水的产物是什么？3、在电解食盐水时，溶液中各离子的移向何极？4、在电解食盐水的过程中，溶液的ph 值如何变化？【同学】预习后回答【视频】电解食盐水【讲解并板书】现象：电流流向：电子流向：阴阳极反应方程式（滴加酚酞红，红色先显现在哪？）： 阴极： 2h +2e- h2 阳极： 2cl - cl 2 +2-e总方程式（阴极产物，阳极产物各是什么？）：总反应式： 2nacl+2h 2o = 2naoh+h 2 +c2l条件 :通电 溶液 ph 值变化：【同学】预习氯碱工业【讲解】 氯碱工业示意图及阳离子交换膜的两个优点；cl 2h2nacl 浓溶液h2o 含少量 n

13、aohnacl 稀溶液na +na+naoh 浓溶液阳离子交换膜【讲解】在电解过程中，由于阴极区 oh 浓度变小，水的电离平稳向生成 h 和 oh 的方向移动，随着 h 不断变为氢原子并最终形成氢气逸出，使阴极区溶液中的 oh 越来越多；用隔膜就可以阻挡 oh 移向阳极，就使氢氧化钠可以在阴极邻近的溶液中富集，由阴极溶液可以得到烧碱；仍可以得到另外两种重要的化工产品 氯气和氢气；【指导同学阅读资料在线】水的电离和离子放电次序【强调】 离子放电次序是对在肯定条件下， 离子并不都能在电极上发生反应； 而且所给的离子放电次序是肯定条件下的体会规律， 不同的试验条件会存在不同的次序， 规律是有条件限制

14、的；【阅读】工业电解食盐水制备烧碱【课堂练习】练习册p131、2、4、13【作业】 p181【板书设计】二、电解原理的应用电解的类型：5. 电解水型6. 分解电解质型7. 放氧生酸型8. 放氢生碱型（一）电解食盐水现象：电流流向：电子流向：阴阳极反应方程式（滴加酚酞红，红色先显现在哪？）：阴极： 2h +2e+- h2 阳极： 2cl- cl 2 +2e总方程式（阴极产物，阳极产物各是什么？）：总反应式： 2nacl+2h 2o = 2naoh+h 2 +c2l条件 :通电 溶液 ph 值变化：（第三课时）【学问回忆】上节课我们学习了哪些学问点？【同学】【预习提示】 1、在铜的电解精练中，阴阳

15、极材料各是什么？能不能换成其他的材料？ 2、对电解质溶液是有什么要求？3、阴阳极反应方程式是什么？4、可以得到什么副产物？【同学】预习后回答【板书】（二）铜的电解精练【视频】铜的电解精练【讲解并板书】现象：电流流向：电子流向：cu+ 2e阴阳极反应方程式：阴极：2+- cu阳极： cu cu 2+2e-电解的副产物（三）电镀【预习提示】【讲解】一件表面镀有其他金属的制品，我们可以把它的结构大致分为两大部分：镀件和镀层金属； 那么这个镀层金属是这么镀在这个镀件上的呢？这节课我们就来看看这个问题；【活动探究】在铁钉上镀铜【板书】电镀：是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程；留意

16、点 : 电极：阴极 镀件 待镀金属制品 阳极 镀层金属或惰性电极电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液；【投影小结】电解池、电解精练池、电镀池的比较电解池电解精练池电镀池应用电解原理在某些金将电能转变成化学能的定义装置应用电解原理将不纯的金属提纯的装置属表面镀上一层其他金属的装置电极名阳极：电源正极相连阳极：不纯金属阳极：镀层金属称阴极：电源负极相连阴极：纯金属阴极：镀件电极反阳极：氧化反应应阴极：仍原反应答案 : fe增大mno 4【讲解】 e-2=mno 42k 2mno 4+2h 2o=2kmno 4+2koh+h 2形成条件两电解接直流电源电极插入电解质溶液或熔融电解质中形成闭合回路不纯

17、金属接电源正极，纯的金属接电源负极电解质溶液须待提纯金属的离子镀层金属接电源正极，待镀金属接电源负极电镀液须含有镀层金属的离子【投影练习】1.（ 1） a 、b 哪一极为正极？（2） 如要给铁叉镀锌，a 极选用什么材料？挑选何种溶液？（ 3） 如要给铁叉镀金，a 极选用什么材料？挑选何种溶液？2. 工业上采纳 fe、 c 为电极电解 k2mno4 溶液制 kmno4（1） 电解时 ,应以阴极 邻近溶液（2） 阳极反应式为（3） 总电解反应式为作阴极，电解过程中ph 将会,，.例一：铂电极电解1lcuno32和 kno3混合溶液 ,通电一段时间 ,两极均产生 11.2ls.t.p气体 .求电解后

18、溶液的ph,并确定析出铜的物质的量.解析：阳极4oh-4e- =2h2o+o2阴极cu2+2e- =cu2h+2e - =h2阳极转移电子的物质的量为: 0.5 4= 2mol, 消耗 4oh- 2mol, 即产生 h+ 2mol.阴极生成 0.5molh2, 消耗 h+ 1mol; 所以溶液中ch+=1mol/lph=0生成 h2 转移的电子 :0.52=1mol, 故仍有 1mole- 用于仍原 cu2+, 可析出铜为 0.5mol.【练习】 1.用石墨电极电解 100ml h2so4 与 cuso4 的混合液，通电一段时间后，两极均收集到 2.24l （标况）气体，就原混合液中cu2+的

19、物质的量浓度为（） a.1mol/lb.2mol/lc.3mol/ld.4mol/l2. 某硝酸盐晶体化学式为mno3 xnh2o ，式量为 242，将 1.21g 该晶体溶于水配成100ml溶液，用惰性电极进行电解；当有0.01 mol电子转移时，溶液中金属离子全部析出，此时阴极增重 0.32g ；求：金属 m 的相对原子质量及x、n 值；电解溶液的 ph（溶液体积仍为 100ml ）；m x+xe-=m0.005mol0.01mol0.32g所以： x = 2； arm = 64； n = 3产生 h+ 为 0.01mol ， ph=13. 右图中 x、 y 分别是直流电源的两极 ,通电后

20、发觉 a 极板质量增加 ,b 极板处有无色无臭气体放出 ,符合这一情形的4. 依据金属活动次序表，cu 不能发生如下反应： cu + 2h 2o=cuoh 2 + h2；但挑选恰当电极材料和电解液进行电解，这个反应就能变为现实； 以下四种电极材料和电解液中，能实现该反应最为恰当的是abcd阳极 石墨 cucucu 阴极 石墨 石墨fept 电解液 cuso4 溶液 na2so4 溶液 h2 so4 溶液 h2o5. 按下图的装置进行电解试验：a 极是铜锌合金， b 极为纯铜，电解质中含有足量的铜离子；通电一段时间后，如a 极恰好全部溶解，此时b 极质量增加 7.68 克，溶液质量增加0.03

21、克， a 合金中 cu、zn 原子个数比为a41b31c21d任意比【板书设计】（二）铜的电解精练现象：电流流向：电子流向：阴阳极反应方程式：阴极：cu2+ + 2e- cu阳极： cu cu 2+2e-电解的副产物（三）电镀电镀：是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程；留意点 : 电极：阴极 镀件 待镀金属制品 阳极 镀层金属或惰性电极电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液；三、电解池、电解精练池、电镀池的比较【作业】 p182【教学反思】第四课时 定义：电能转化为化学能电解的定义电解阴阳极的判定电解时电极产物的判定阳极：与电源正极相连阴极：与电源负极相连阳极产物的判定阴极

22、产物的判定阳极：阴离子的放电次序电解原理的应用阴极：阳离子的放电次序氯碱工业电镀铜的电解精练【学问总结】【典例精析】【例 1】如右图是电解 cucl 2 溶液的装置，其中c、d 石墨电极，就以下有关判定正确选项（c）a.a 为负极， b 为正极b. a 为阳极， b 为阴极c. 电解过程中， d 电极质量增加d. 电解过程中， cl - 物质的量浓度不变电极的放电次序【解析】依据电流方向，可推出a 为电源正极， b 为负极，就 c 是电解池的阳极，cl 失电子转化为 cl ；d 是电解2池的阴极，产生 cu ， d 电极质量会增加；【例 2】.用石墨电极连续电解以下溶液 （电流强度不变） ，阳

23、极上产愤怒体的的量可能发生如下图所示变化的是（d） a.ki 溶液b.na 2so4 溶液c.cuso4 溶液d.nacl 溶液【解析】电解ki 溶液时， i优先在阳极失去电子生成i 2，起初没有气体放出；电解na2so4 溶液相当于电解水，在阳极生成氧气，图象中不行能显现拐点；电解cuso4 溶液时，始终是 oh在阳极失去电子生成o2，图象中同样不行能显现拐点；电解nacl 溶液时， cl 优先在阳极失去电子生成cl 2，当 cl 消耗完时，转换为 oh 放电而生成 o2，每转移 1mol 电子， 可生成 0.5molcl 2，但只能生成 0.25molo 2，也就是说，前半段斜率较大，后半

24、段斜率较小，与图象完全吻合；【例 3】.有 x 、y 、z、m 四种金属，已知：x 可以从 y 的盐溶液中置换出y ； x 和 z 组成原电池时， z 为正极； y 和 z 的离子共存于电解液中，y 离子先放电； m 的离子氧化性强于 y 的离子；就这四种金属的活动性由强到弱的次序是（d）a.xyzmb.xzmyc.mzxyd.xzym【解析】 x 可以置换出 y ，说明金属活动性 xy ； x 和 z 作原电池电极时， z 为正极，说明金属活动性 xz ； y 和 z 的离子共存， y 离子先放电，说明金属活动性 zy ；m 的离子氧化性强于 y 的离子，说明金属活动性 mzym ；【例 4

25、】.用指定材料做阳极和阴极来电解肯定物质的量浓度的溶液甲， 然后加入物质乙能使溶液复原；就合适的组合是（ b ）阳极阴极溶液甲物质乙a.ptptnaohnaoh 固体b.ptpth 2so4h2oc.cptnacl盐酸d.粗铜精铜cuso4cuoh 2cu-2e【解析】电解 naoh 、 h2 so4 溶液，都是电解水，所以加水就可以复原， a 错误； b 正确； 电解 nacl 溶液后应加入氯化氢使之复原，假如加盐酸，会使 nacl 溶液物质的量浓度减小，c 错误； d 选项，阳极： 变，不用加任何物质； cu 2，阴极 cu2 2e cu ，电解质溶液物质的量浓度没【例 5】某同学想制作一

26、种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液；通电时，为使 cl 2 被完全吸取，制得有较强杀菌才能的消毒液，设计了如图的装置，就对电源电极名称和消毒液的主要成分判定正确选项（b ）a.a 为正极， b 为负极： naclo 和 naclb.a 为负极， b 为正极： naclo 和 naclc.a 为阳极， b 为阴极： hclo 和 nacld.a 为阴极， b 为阳极： hclo 和 nacl【解析】用石墨作电极时，在阳极上应是cl 放电，2cl 2e cl 2，在阴极上是水电离出的 h放电， 2h 2e h2，水电离出的 h 消耗后，产生的 oh 与 cl 2 反应产生 c

27、lo，就消毒液为naclo 和 nacl ，假如 cl 2 在上端产生，就cl 2 直接向外排出，不能与oh 反应，故 cl 2应在下端产生，即b 为电源的正极，与之相连的碳棒为阳极；【练习讲评】【题 1】下图为直流电源电解稀na2so4 水溶液 的装置；通电后在石墨电极a 和 b 邻近分别滴加一 滴石蕊溶液；以下试验现象中正确选项（d ）a. 逸出气体的体积， a 电极的小于 b 电极的b. 一电极逸出无味气体， 另一电极逸出刺激性气 味气体c. a 电极邻近呈红色， b 电极邻近呈蓝色d. a 电极邻近呈蓝色，b 电极邻近呈红色na2 so4 溶液【解析】电解硫酸钠实质上只电解水；依据阳失

28、氧、阴得仍，可知阴极（a 电极）产生氢气， 阳极（ b 电极）产生氧气，所以a 电极邻近富集着氢氧根离子，使石蕊呈蓝色，4h2o+4e +2h 2 +4oh ；而 b 电极邻近发生2h 2o 4e o2+4h 而使石蕊呈红色；【题 2】以下关于电解池中形成的闭合回路的表达中，正确选项（d）a. 电解池中的闭合回路仅是由电子的定向运动形成的b. 金属导线中，电子从电源的负极流向电解池的阳极，从电解池的阴极流向电源的正极c.在电解质溶液中，阴离子向阴极运动，阳离子向阳极运动d.相同时间内，阳离子在阴极上得到的电子与阴离子在阳极上失去的电子数相同【解析】在电解池中，导线和电极上是由电子的定向移动，而

29、溶液中就靠离子的定向移动，才使整个电解池形成一个闭合回路；导线中电子的方向与电流方向相反，故电子从电解池的阳极流向电源的正极， 从电源的负极流向电解池的阴极；电解质溶液中， 阳离子向阴极移动， 阴离子向阳极移动；不论如何，两极上转移的电子数总是相等的；【题 3】以下表达中不正确选项（d）a. 电解池的阳极上发生氧化反应，阴极上发生仍原反应b.不能自发进行的氧化仍原反应可通过电解实现c.电镀时，电镀池里的阳极材料发生氧化反应d.电解饱和食盐水时，阳极得到naoh 溶液和氢气【解析】电解饱和食盐水时，在阳极得到氯气，在阴极得到氢气和naoh 溶液；【题 4】用惰性电极电解以下溶液，电解一段时间后，

30、阴极质量增加，电解质溶液的ph 下降的是（ b）a.cucl 2 溶液b.agno 3 溶液c.bacl 2 溶液d.h 2so4 溶液【解析】 4 agno 3 2h 2o=4ag+o 2 +4hno 3阴极产物为ag，阳极产物为氧气和氢氧化钠；【题 5】电解溶液时，假如阴极上有1.6g 铜析出，就阳极上产愤怒体的体积（标准状况）约为（ a ）a.0.28lb.0.56lc.014ld.11.2l【解析】此题第一要判定阳极上产生什么气体，依据阳失氧，阴得仍， 可推知阳极上产生的气体是氧气，从电子转移的角度可知电子转移0.05mol ，故氧气有 028l ；1.6g112v o 2 64gmo

31、l422.4lmol0.28l【题 6】用含少量银和锌的粗铜做阳极，纯铜片做阴极，cuso4 溶液做电解液，电解一段时间后，阳极质量削减了x g ，就（ d）a. 电解液质量增加 x gb. 阴极质量增加 x gc.阴极质量增加 a g ， axd. 阴极质量增加b g， bal 3+k + ，阴离子：422cl- oh -so 2-；电极反应为：阳极2cl - cl +2e，阴极 2h +2e h ，溶液中仍伴有3+-+-al+3oh=aloh 3 ， 其 中h 和 oh 是 由 水 电 离 产 生 的 ， 故 电 解 总 反 应 式 为 ：2al 3+6cl -+6h通电2o2aloh3

32、+3h2 +3cl2；恰好 nal 3+ :ncl -=1:3 ，所以电解至二者消耗完时，溶液为k2so4溶液，接下来接续电解实际上是电解水，所以ph 值先增大后保持不变且接近于 7，沉淀就从无到最大值；【题 11】工业上为了处理含有cr2o72-的酸性工业废水，采纳下面的处理方法：往工业废水中加入适量 nacl ，以铁为电极进行电解，经过一段时间，有croh 3 和 feoh 3 沉淀生成， 工业废水中铬元素的含量已低于排放标准；请回答以下问题：(1) 两极发生反应的电极式为阳极：，阴极：(2) 写出变为的离子方程式：(3) 工业废水由酸性变为碱性的缘由是(4) 填”能”或”不能 ”改用石墨电极，缘由是+【解析】用铁做电极电解时，阳极：为铁失电子生成亚铁离子，阴极为氢离子得电子生成氢气；阳极生成的亚铁离子进入溶液中与cr 2o72-发生氧化仍原反应生成铁离子和铬离子，在电解过程中， h不断放电以及