电解原理(教案)

1、第三节电解池(1)总 课时教学目标1、理解电解原理，会判断电解池、电极产物、电极周围溶液pH值及整个溶液pH值的变化；2、能书写电极反应式及总反应式，培养分析归纳知识的能力。教学重点：理解电解原理和以电解 CuCl2溶液为例得出惰性电极作阳极时的电解的一般规律。教学难点：理解电解原理，非惰性电极作阳极对电解产物的判断，电解原理的应用。教学过程：一、电解原理1、电解原理：CuCl2 =Cu2+2C阴极：Cu2+ + 2e =Cu(还原反应)阳极：2Cl -2e =Cl2?(氧化反应)2、基本概念(1)使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极上引起氧化还原反应的过程叫做电解。(2)把电能转变为化学能的装

2、置叫做电解池或电解槽。电解(3)当离子到达电极时，失去或获得电子，发生氧化还原反应的过程CuCl2 - Cu + C12T2、电解池的两极阴极：与电源负极相连的电极。(发生还原反应)阳极：与电源正极相连的电极。(发生氧化反应)3、电解池中的电子的移动方向电源负极 一电解池阴极 一电解液中的阳离子(被还原)电解池中阴离子(被氧化)一电解池阳极一电源正极4、电解的本质：电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的电解过程5、离子的放电顺序阳离子：Ag + >Hg2+> Cu2+ >Fe2+ >Zn2+ >H + >A13+>Na+> K+阴离子：S2->

3、;I->Br->C1->OH >含氧酸根6、电极产物的判断_(1)阳极放电顺序：活泼阳极 (金属)无氧酸根离子>OH>含氧酸本!离子>F(2)阴极放电：溶液中的阳离子放电7、电极反应式的书写：列物质，标得失；选离子，配电荷；配个数，巧用水；两式加，验总式。8、电解规律(1)电解质分解型：无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐溶液的电解，水不参加反应(2)电解水型：强碱、活泼金属的含氧酸、含氧酸等溶液的电解，只有水参加+(3)放氢生碱型：电解活泼金属的无氧酸盐时，电解质的阴离子和水电离的H卡放电，溶质和水都参加反应，pH增大(4)放氧生酸型：电解不活泼金属的含氧酸

4、盐时, 和水都参加反应，pH减小。1、电解含氧酸阳极：4OH 4e = 2H 2O+O2T阴极：4H+ 4e = 2H2 T电解总的方程式：2H2O2H2 T +O2 T电解质电离的阳离子和水电离的OH离子放电，溶质H2SO4结论：用惰性电极电解含氧酸实质是电解水。电解后, H+增大，故溶液的 PH减小。2、电解无氧酸阳极：2Cl 2e = Cl2 T阴极：2H+ 2e = 2H2 T酸的浓度增大，即HC1 ,即H+减小，溶液的PH增大。总的方程式：2H202H2f +02 TNaOH结论：用惰性电极电解强碱实质是电解水。4、电解活泼金属的含氧酸盐阳极：40H 4e = 2H 2O+O2T阴极

5、：4H+ 4e = 2H2 T总的方程式：2H20曾三2H2 T +02 T0H-增大，故溶液的PH增大。结论：用惰性电极电解活泼金属的含氧酸盐实质是电解水。电解后溶液的PH不变，等于1。溶质消耗。电解的结果使Cu2+减小，溶液NaCl结论：用惰性电极电解活泼金属的无氧酸盐，溶质、水同时消耗。电解的结果生成碱，电解后溶液的PH增大。1、电解不活泼金属的含氧酸盐阳极：40H 4e = 2H 20+0 2 f阴极：Cu2+ + 2e = Cu电解总的方程式：2CuS04 +2H202H2S04+2Cu+02 TCuS04结论：用惰性电极电解不活泼金属的含氧酸盐，溶质、水同时消耗。电解的结果生成酸，

6、溶液的PH减小。教学后记:第三节电解池（2）总课时总的方程式：2HC1典42T +C12T结论：用惰性电极电解无氧酸（除HF）,溶质消耗。电解的结果消耗了3、电解可溶性碱阳极：40H 4e = 2H 20+0 2 f阴极：4H+ 4e = 2H2 T教学目标知识与技能：了解氯碱工业，电镀，冶金的原理过程与方法：培养学生的实验操作能力，团结协作能力、观察能力、分析能力、归纳总结能力以及运用知识解决问题的能力情感态度与价值观：通过电镀工业废水处理的简单介绍，增强学生的环境保护意识教学重点：电解池原理教学难点：电解原理的应用教学过程：二、电解原理的应用1.电解饱和食盐水制烧碱、氢气和氯气(1)实验原

7、理：阳极(放电顺序：Cl >OH )： 2Cl -2e = Cl 2 T (氧化反应)阴极(放电顺序：H+>Na + )： 2H+ +2e=H2 T还原反应)工电解总反应：2NaCl+2H 2O2NaOH +H 2 f +C12 T阴极阳极(2)工业制备方法-离子交换膜法2、电解精炼铜粗铜作阳极，纯铜作阴极，用CuSO4溶液作电解液。阴极(精铜)：Cu2+2e =Cu阳极(粗铜)：Cu-2e =Cu2+比铜活泼的金属杂质一一以阳离子形式留于溶液中比铜不活泼的金属杂质 一一形成阳极泥电解精炼铜过程中 CuSO4溶液的浓度基本不变。3、电镀铜(1)电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一

8、薄层其他金属或合金的过程。(2)电镀的主要目的是使金属增强抗腐蚀能力、增加美观和表面硬度。(3)镀层金属：通常是在空气或溶液中不易起变化的金属，如Cr、Zn、Ag、Cu等(4)在铁制品上镀铜：阳极一一铜阴极铁制品电镀液一一CuSO4溶液原理：阳极(Zn) Zn-2e=Zn 2+阴极(Fe) Zn2+2e = Zn4、电冶金(1)本质：利用电解使矿石中的金属离子获得电子，从它们的化合物中还原出来(2)适用范围：制取活泼金属单质，如电解 NaCl、MgCl2、AI2O3制取Na、Mg、Al【小结】本节课我们学习了铜的电解精炼和电镀铜的知识，铜的电解精炼类似于 在铜上镀铜”，故掌握电镀的原理是本节的

9、重点。下面请同学们根据所学知识填写课前所发放的表格。原电池、电解池与电镀池的比较原电池电解池电镀池定义将化学能转变成电能的装置将电能转变成化学能的装置应用电解原理在某些金属表面上镀一层其他金属的装置形成条件活泼性不同的两电极连接，电解质溶液，形成闭合电路两电极接直流电源，并插入电解质溶液中，形成闭合回路镀层金属接电源正极，待镀金属接 电源负极，电镀液必须含有镀层金 属的离子电极名称负极：较活泼金属正极：较小活泼金属或能导电的非金属阳极：与电源正极相连阴极：与电源负极相连同电解池，但阳极：必须是镀层金属阴极：镀件电极反应负极：氧化反应，金属失电子正极：还原反应，溶液中阳离了得电子阳极：氧化反应，

10、溶液中的阴 离子失电子，或电极金属失电 子阴极：还原反应，溶液中的阳 离了得电子阳极：金属电极失电子阴极：电镀液中阳离子得电子电子流向负极一导线一正极电源负极一导线一阴极一(阳离子向阴极移动，得电子；阴离子向阳极移动，失电子)一阳极一电源正极教学后记:第四节 金属的腐蚀与防护总课时教学目标1、了解金属腐蚀的种类，探究金属发生电化学腐蚀的原因2、掌握化学腐蚀和电化学腐蚀的区别。3、认识金属腐蚀的危害及防腐措施，感受化学对人类生产和生活的影响。 教学重点：吸氧腐蚀、析氢腐蚀的原理教学难点：吸氧腐蚀、析氢腐蚀的原理教学过程：、金属腐蚀金属（或合金）跟周围接触到的气体（或液体,）反应而腐蚀损耗的过程。

11、1、化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。特点：反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。2、电化学腐蚀不纯的金属或合金与电解质溶液接触，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子被氧化的腐蚀。铁食极水膜（电解质溶液）在旧狭表面形成无数微小原由池分类析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强（弱酸）水膜酸性较弱或呈中性负极反应Fe -2e =Fe2+2Fe Ye = 2 Fe2+正极反应2H+2e=：=h 22H2O + O2 + 4e = 4OH总反应Fe + 2H+ =Fe2+ + H 22Fe + 2H2O + O2 = 2Fe(OH)24Fe(OH)2 + 2H 2O + O2=

12、 4Fe(OH) 3Fe2O3.xH 2O次要主要3、化学腐蚀与电化腐蚀的对比（1）本质：金属原子失电子而被氧化M ne = Mn(3)化学腐蚀：金属与其他物质直接氧化反应（不是电解质溶液M无电流产生）电优腐蚀：不独至雇或合金发生原电池反应/活泼金屋镀氧化电解质溥液C有电流产生）二、金属的防护1、物理方法2、电化学法【课堂练习】1 .把a、b、c、d4块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连可以组成几个原电池。若a、b相连时a为负极；c、d相连时电流由d到c; a、c相连时c极上产生大量气泡；b、d相连时b上有大量气泡产生；则四 种金属的活动性顺序由强到弱为： .(a>c>d>b

13、)2 .烧过菜的铁锅未及时洗去含有NaCl的残液，过一段时间便出现红棕色的铁锈斑点，已知该锈斑为Fe(OH)3失水的产物。表示Fe(OH)3生成的电极反应式、离子方程式和化学方程式分别为；(1)负 极,正极; (2) ; (3) 。(Fe-2e=Fe2+ ,2H2O+O 2+4e=4OH -,) (Fe2+2OH-=Fe(OH) 2； 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH) 3)3 .有人设计以Pt和Zn为电极材料，埋入人体内作为某种心脏病人的心脏起搏器的能源。它依靠人体内血液种含有一定浓度的溶解氧、H+和Zn2+进行工作。它的两极电极反应式分别为：。(正极：Zn-2e=Zn2+,负

14、极：2H2O+O2+4e=4OH-,)教学后记：第四单元电解原理及其应用针对性测试题、选择题:1 .如下图所示，铜片和锌片用导线连接后插入番茄里， 锌片是（）。A.阳极 B.正极 C.阴极 D.负极2 .下列叙述中不正确的是（）。A.电解池的阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原 反应B.原电池跟电解池连接后，电子从电池负极流向电解池阳极C.电镀时，电镀池里的阳极材料发生氧化作用D.电解饱和食盐水时，阴极得到氢氧化钠溶液和氢气3 .电解硫酸铜溶液时，若要求达到以下几点：阳极质量减少，阴极质量增加， 电解液中Cu2+不变，则可选用的电极是（）。A .纯铜作阳极，含锌、银的铜合金作阴极B.含锌、银的铜

15、合金作阳极，纯铜作阴极C.用纯铁作阳极，用纯铜作阴极D.用石墨作阳极，用惰性电极作阴极4 .下列叙述能说明金属甲比金属乙活泼的实际事实是（）。A.同价态的阳离子，甲的氧化性比乙强B.将甲、乙作电极与稀硫酸酸溶液组成原电池，甲是负极C.在氧化还原反应中，甲原子失去的电子比乙原子失去的电子多D.常温下，甲能和 NaOH溶液反应，而乙不能5 .在25oC时，将两根钳电极插入一定量的硫酸钠饱和溶液中进行电解，当电路中 有a mol电子转移时，溶液中析出mg Na2SO4 10 H2 O晶体。若温度不变，在剩余溶液中溶质的质量分数为（）。A .-mX100%m 18aB.-mX 100%m 9aC.71

16、m161(m 18a)x 100%D.71m161(m 9 a)x 100%6 .常温时，将500 ml Ph=5的Cu SO4溶液用石墨电极电解一段时间，测得溶液的PH变为2,若使溶液的浓度、PH与电解前相同，可采用的方法（）。A .向溶液中加入 0.245g Cu (OH) 2B.向溶液中力口 0.31g CuSO4C.向溶液中加 0.0025 mol H2 SO4并加热BD.向溶液中加0.2g CuO7 .按A图装置进行实验，若图 B的X轴表示 流入电极的电子的量，则 Y轴不可能表示的情况 是()。A. Ag B. NO 3C.溶液的PH D.银棒的质量8 .溶液中含有两种溶液质一氯化钠

17、和硫酸，他们的物质的量之比为3: 1。用石墨做电极电解该溶液时，根据反应产物可明显分为三个阶段，则下列叙述不正确的是()。A.阴极只析出氢气B.阳极先析出氯气后析出氧气C.电解最后阶段为电解水D.电解过程中溶液的 PH不断增大，最后 PH为7AgNO3溶液，乙池中盛 ,乙池中电极上析出D. Na2SO4a克时，在阳极上同时产9 .甲、乙两个电解池均为 Pt电极，且互相串联，甲池盛有 有一定量的某盐溶液，通电一段时间后，测得甲池中电极质量增加 金属，则乙池中溶质可能是()。A. CuSO4B. MgSO4C. Al (NO 3)310 .用惰性电极电解 M (NO 3 )x的水溶液，当阴极上增重

18、生b L氧气(标准状况)，从而可知M的相对原子质量为(A. B . 11.2 ax/bC. 5.6 ax/bD. 2.5 ax/b二、填空题：11.氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下:粗盐为口 NaOH NaiCOjCb HanT I iI 'ilO%NaOH l6%NaCl 化盐精f 电解脱盐沉渣50%NaOH依照图示，完成下列填空： 在电解过程中，与电源正极相联的电极上所发生反应的化学方程式为与电源负极相连的电极附近，溶液PH值 (选填：不变，升高或下降)。工业食盐含Ca2+、Mg/等杂质，精制过程发生反应的离子方程式为如果粗盐中SO42含量较高，必须添加根试剂除

19、去SO42 ,该钢试剂可以是OA. Ba (OH) 2B. Ba (NO 3 )2C. BaCl2(4)为有效除去Ca2+、Mg/、SO42 ,加入试剂的合理顺序为 (选填A、 B、C,多填扣分)。A.先加NaOH,后加 Na2CO3,再加根试剂。B.先加NaOH,后加银试剂，再加 Na2CO3。C.先加根试剂，后加 NaOH,再加Na2CO3。脱盐工序中利用 NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过 冷却、(填写操作名称)除去 NaCl。 在隔膜法电解食盐水时， 电解槽分隔为阳极区和阴极区， 防止Cl2与NaOH反应； 采用无隔膜电解冷的食盐水时， Cl2与NaOH充分接触，产物仅是 NaC

20、lO和H2,相应的 化学方程式为。bdc12.由于Fe (OH)2极易被氧化，所以实验室很难用亚铁盐溶液与 烧碱反应制得白色纯净的Fe (OH)2沉淀，应用下图电解实验可以制得白色的纯净的Fe (OH)2沉淀。两电极材料分别为 石墨和铁。a电极材料应为 ,电极反应式为 。电解液C可以是。A.纯净水 B. NaCl溶液 C. NaOH溶液 D. CuCl2溶液d为苯，其作用是 ,在加入苯之前对 C应作何简单处理(4)为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是 。A.改用稀硫酸作电解液B.适当增大电源的电压。C.适当减小两电极间距离D.适当降低电解液的温度。 若C中用Na2SO4溶液，当电解一段

21、时间看到白色Fe (OH)2沉淀后，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，混合物中另一明显现象为 。三、计算13.电解26.8%的食盐水1500g,若食盐的利用率为 87.3%,求：(1)在27 cx 105大气压 下可制得H2多少升？ (2)这些氢气和氯气全部化合成氯化氢，溶于水制成功 31%的盐酸， 其质量为多少g? (3)电解液中氢氧化钠的质量分数浓度为多少？第四单元电解原理及其应用答案电解原理(一)I、自我探究1 .在水溶液中或熔化状态下，化合物。2 .在水分子的作用下，熔融，自由移动的离子。3 .无规则，定向，电解。4 .电池：、电解池：、 两个相互联接(或互相接触)活泼性不同的两极

22、；与两极接触的电解液；负;正。 外电源，两导电电极，与两接触的电解液；阳，阴。(3)化学能，电能，化学能；氧化一还原反应。3.依据电解，原电池原理，在烧杯中 右烧杯中，右边 C棒上有Cu析出, 负极：Zn-2e = Zn 2+正极：2 H+ +2e = H2T总：Zn +2 H+= Zn 2+ + H2T评彳1. B 2. B 3. B 4, DZn逐渐溶解，C棒上有气体析出 左边有气体析出。阳：2cl 2e = Cl2 T阴：Cu 2+ +2e = Cu总：Cu 2+ +2Cl = Cu + Cl 2 T第一节电解原理(二)、自我探究1 .负，阴，还原，阳，失，氧化。惰性，失去，活泼性。2

23、.阳，电镀，不变。3 .铜化学性质较不活泼，不易被氧化腐蚀，铜又光亮、美丽。加快金属的腐蚀。评彳1. C 2. AC 3. A 4. CD 5. B6. (1) Cu2+ + 2H2O - Cu(OH)2 + H +(1) 电解时，溶质 CuCl2减少，溶液浓度减少，导致 PH值升高。(3) PH值先降低，然后趋于稳定、PH值。(4) “实验派”观点正确。电解产生的C12溶于水并与水反应生成两种酸，会使 PH值降低，Cl2饱和后，PH值不再变化。第二节氯碱工业一、自我探究1 .性 Na + 、Cl 一、L 、OH 2Cl 2e = Cl2 T2 H+ +2e = H2T 2Cl + 2 H2O

24、 P里 CI2T + H2T+ 2 OH无色，无色变成红色，气泡，阳极极板上产生的气体用湿润的淀粉，碘化钾试 纸检验，阳极产生的气体，收集点燃听到噗的响声。评价：1. (1)先加 BaCl2 溶液足量。Ba 2+ + SO42- = BaSO4 J再加 Na2CO3 溶液足量。Ba 2+ + CO3 2- = BaCO3jCa 2+ + CO32- = CaCO3j Mg 2+ + CO3 2-= MgCO 3再加 NaOH 溶液足量。 Mg 2+ +2 OH = Mg(OH) 2,(2)过滤。(3)加适量盐酸。CO3 2- +2 H+ = CO2T+ H2OH+ + OH = H2O3. B

25、第二节电解饱和食盐水电解2 NaCl + 2 H 2O = H 2 T + Cl 2 T 2NaOHCa(OH)2(石灰乳)+2 Cl 2 = Ca(ClO) 2+CaCl2 +2 H2O2. （1） _H2O（含少NaOH） （2）精制上和NaCl溶液 （3）淡盐水 （4） C12 H2(6) NaOH溶液一、自我探究1. (1)制取漂白粉 高温木CaCO3 = CaO + CO 2 TCaO + H2O = Ca(OH) 2(2)制聚氯乙烯应用(1)所制得的CaO、H2和Cl2高温人点燃CaO + 3C = CaQ + COTH2 + Cl2 = 2HCl催化剂_催化剂ulCaG+ 2H2O HC -CHT +