高中化学第1章化学反应与能量转化第2节电能转化为化学能电解电解原理的应用教学设计1高二化学教案

第1章第2节第2课时电解原理的应用【教课目的】1．理解电解原理，初步掌握一般电解反响产物的判断方法2．认识氯碱工业，电镀，冶金的原理3．掌握电解电极方程式的书写。金属的电化学腐化【教课过程】一、电解饱和食盐水的原理在NaCl溶液中，NaCl电离出Na和Cl，H2O电离出H和OH．通电后，在电场的作用下，Na和H向阴极挪动，Cl和OH朝阳极挪动．在阳极，因为Cl比OH简单失掉电子，所以Cl失掉电子被氧化生成Cl2．在阴极，Na不得电子而H获取电子被复原生成H2．H得电子后，使H2O电离向右挪动，所以，阴极产物包含H2和OH．阳极：2Cl2eCl2阴极：2H2eH2总反响：2Cl电解H22OH2H2OCl2或2NaCl电解H22NaOH2H2OCl2工业上电解饱和食盐水是用涂有钛、钌等氧化物的钛网作阳极，用碳钢网作阴极．二、电解饱和食盐水制烧碱一定解决两个主要问题第一个问题是：防止生成物Cl2与H2混淆和Cl2接触NaOH溶液．因为Cl2和H2混淆遇火或遇强光会爆炸，Cl2接触NaOH溶液会反响生成NaCl和NaClO，使产品不纯．第二个问题是：饱和食盐水一定精制．因为粗盐水电解会破坏离子互换膜．离子互换膜使用离子互换膜能解决上述第一个问题．离子互换膜属于功能高分子资料．离子互换膜分为阳离子互换膜和阴离子互换膜，阳离子互换膜只同意阳离子穿过，不准阴离子随和体分子穿过；阴离子互换膜只同意阴离子穿过，不准阳离子随和体分子穿过．在电解饱和食盐水制烧碱的工业上，使用阳离子互换膜如图4－16所示．阳离子互换膜把电解槽分红阴极室和阳极室，使阴极产物H2和NaOH溶液与阳极产物Cl2分开，防止混淆和接触．此外，在电解过程中，阳极室Cl减少，阴极室H减少而OH增加，Na从阳极室穿过阳离子互换膜进入阴极室，使溶液中的电荷得以均衡．工业上经过电解饱和食盐水而获取氯气、氢气和氢氧化钠溶液．再经过蒸发氢氧化钠溶液而获取固体氢氧化钠．注意：为何重申电解饱和食盐水，是因为Cl2在饱和食盐水中的溶解量较小．三、电解氯化铜溶液(1)通电前电离(离子自由挪动)CuCl2===Cu2++2Cl－H2OH++OH(2)通电时(离子定向挪动2++－－)Cu、H→阴极Cl、OH→阳极(3)两极放电(依照离子放电次序)2++阳极：Cl－－阴极：Cu＞H＞OH电极反响为阳极：2Cl－-2e=Cl2↑(氧化反响)阴极：Cu2++2e=Cu(复原反响)(4)pH变化判断只出H2，pH高升(H+放电)如NaCl、KBr、HCl只出O2，pH降低(OH-放电)如CuSO4、AgNO322+－H、O同时出(H、OH放电，实质电解水)四、电解质溶液电解规律（惰性电极）阳极：S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-阴极：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>H+>Al3+>Mg2+>Na+离子放电次序剖析：①离子放电：对电解来说，是指阴、阳离子分别在电解池的阳极、阴极得失电子的过程。②放电次序：分几种状况：（波及到要素好多，高中阶段要求以下）A.阳离子放电次序：阳离子在阴极放电（阳离子向阴极迁徙。）(联合金属活动性次序表中金属阳离子的氧化性强弱来剖析)导体作阴极，不行能得、失电子，只好是溶液中的阳离子在阴极上得电子（不论是惰性电极仍是开朗金属）+2++2+3++2+2+2+2++2+3+2++K、Ca、Na、Mg、Al<H2O中H<Zn、Fe、Sn、Pb<酸中H<Cu<Fe<Hg<AgⅠ类Ⅱ类Ⅲ类Ⅰ类：只好在熔融盐中放电生成金属单质，水溶液中不放电。+→HH2Ⅱ类：卤化物溶液中放电→M，含氧酸盐溶液和酸中不放电H+→H2Ⅲ类：均放电但Fe3+→Fe2+B.阴离子放电次序：阴离子朝阳极迁徙（使用惰性电极C、Pt、Au等时）简单阴离子>OH->含氧酸根离子2->I-----2-34SI2-注意：OH放电电极反响五、解和电离的差别和联系电离电解条件电解质溶于水或受热消融状态电解质电离后，再通直流电过程电解质电离成为自由挪动的离子例：阴阳离子定向挪动，在两极上失得电CuCl=Cu2++2Cl-子成为原子或分子。如：2电解Cu+Cl2CuCl2特色只产生自由挪动的离子发生氧化复原反响生成了新物质联系电解一定成立在电离的基础上六、原电池和电解池知识总结比较表内容原电池电解池电极规定较开朗金属做负极阴极：连结电源负极的一极电极反响负极发生氧化反响阳极氧化阴极复原电子挪动方向负极流向正极阳极流向阴极能量转变化学能变成电能电能变成化学能电源负极→电解池阴极→电解质溶液→电解池阳极→电源正极【板书设计】1．电解熔融的氯化钠2．电解氯化钠的水溶液铜的电解精练阳极:Zn-2e=Zn2+Cu-2e=Cu2+极阴:Cu2++2e=Cu检测题1.利用以下图所示装置，当X、Y采用不一样资料时，可将电解原理宽泛应用于工业生产。以下说法中正确的选项是（）A．氯碱工业中，X、Y均为石墨，Y邻近能获取氯气B．铜的精华中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是CuSO4C．电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层金属D．外加电流的阴极保护法中，Y是待保护金属2.相关以下四个常用电化学装置的表达中，正确的为（）A．图Ⅰ所示电池中，MnO2的作用是催化剂B．图II所示电池放电过程中，硫酸浓度不停增大C．图III所示装置工作过程中，电解质溶液中Cu2+浓度一直不变D．图IV所示电池中，Ag2O是氧化剂，电池工作过程中复原为Ag3.为加强铝的耐腐化性，现以铅蓄电池为外电源，以Al作阳极、Pb作阴极，电解稀硫酸，使铝表面的氧化膜增厚。其反响原理以下：电池：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)；电解池：2Al+3H2OAl2O3+3H2↑电解过程中，以下判断正确的选项是（）电池电解池AH+移向Pb电极H+移向Pb电极B每耗费3molPb生成1molAl2O3C2+—2+2阳极：2Al+3H2O-6e—23+正极：PbO+4H+2e=Pb+2HO=AlO+6HD4.以下说法正确的选项是（）A．工业上常经过电解熔融的MgO冶炼金属镁B．应用盖斯定律，可计算某些难以直接丈量的反响焓变C．用惰性电极电解Na2SO4溶液，阴、阳两极产物的物质的量之比为1：2D．在铁上镀铜，应采用铜作阴极金属镍有宽泛的用途。粗镍中含有少许Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍。电解时，以下相关表达正确的选项是（已知氧化性2+2+2+）Fe＜Ni＜Cu）（A．阳极发生复原反响，其电极反响式：Ni2++2e—=NiB．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增添相等C．电解后，电解槽底部的阳极泥中主要有Cu和PtD．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+将以下图实验装置的K闭合，以下判断正确的选项是()A．电子沿Zn→a→b→Cu路径流动B．Cu电极上发生复原反响C．片晌后甲池中c(SO)增大D．片晌后可察看到滤纸b点变红色参照答案【分析】A．氯碱工业上，用惰性电极电解饱和氯化钠溶液，阴极邻近获取氢氧化钠，即Y邻近能获取氢氧化钠，故A错误；B．铜的精华中，粗铜作阳极X，纯铜作阴极Y，硫酸铜溶液作电解质溶液，故

B错误；C．电镀工业上，

Y是待镀金属，

X是镀层金属，故

C错误；D．外加电流的阴极保护法中，阴极是待保护金属，即

Y是待保护金属，故

D正确；应选

D。【答案】

D2.【分析】

A、该电池反响中二氧化锰获取电子被复原，为原电池的正极，错误；

B、铅蓄电池放电时电池反响为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，该反响中硫酸参加反响，浓度降低，错误；C、粗铜中不单含有铜还含有其余金属，电解时，粗铜中有铜和其余金属失电子，纯铜上只有铜离子得电子，

所以阴极上析出的铜大于阳极上减少的铜，

所以溶液中铜离子浓度降低，错误；

D、该原电池中，正极上氧化银得电子生成银，所以

AgO是氧化剂，发生复原反响生成Ag，正确。【答案】D【分析】A、电池：依据原电池的工作原理，阳离子移向正极，依据电池总电极反响式，Pb的化合价高升，Pb作负极，PbO2作阳极，H＋移向PbO2电极；电解池：阳离子移向阴极，＋2－－2e－=PbSO；电解池：即H移向Pb电极，故错误；B、电池：Pb电极反响式为Pb＋SO44－－=Al2O3＋3H2O，经过电子量相等，所以存在－2Al＋6OH－6e3Pb～6e～Al2O3，每耗费3molPb，生成1molAl2O3，故正确；C、电池正极反响式为：PbO2＋4H＋2－＋2e－=PbSO4＋＋SO42H2O，电解池阳极反响式为：2Al＋6OH－－6e－=Al2O3＋3H2O，故错误；D、Pb电极反响2－－2e－=PbSO4，负极增量增大，电解池中Pb电极反响式2H2O＋2e－=H2式为：Pb＋SO4↑＋2OH－，Pb电极质量不变，故正确。【答案】BD【分析】A、因为氧化镁的熔点特别高，由固体转变成熔融状态，耗费好多的能量，所以工业上常电解氯化镁，冶炼金属镁，故错误；B、盖斯定律：对一个化学反响，不论是一步达成仍是分几步达成，其反响热是同样的，所以能够利用盖斯定律，计算某些难以直接丈量＋＋2e－－－=O2↑＋2H2O，的反响焓变，故正确；C、阴极反响式：2H=H2↑，阳极反响式4OH－4e依据电子守恒，阴阳两极产物的物质的量之比为2：1，故错误；D、依据电镀的原理，铁做阴极，铜作阳极，故错误。【答案】B5.【分析】A、依据电解原理，阳极上失掉电子，化合价高升，发生氧化反响，故错误；B、精华中粗金属作阳极，活动性金属作阳极，依据金属活动性，金属性强的先失电子，所以先是Zn－2e－=Zn2＋，阴极是Ni2＋＋2e－=Ni，所以电解过程中阳极减少的质量与阴极增添的质量不相等，故错误；C、依据氧化性，推出Ni比Cu开朗，Ni失电子，Cu不失电子，阳极泥是Cu和Pt，故正确；D、精华时，电解液是含有Ni2＋的，所以电解后金属阳离子除含有Fe2＋、Zn2＋外，还含有Ni2＋，故错误。【答案】C【分析】A、闭合K组成原电池，锌比铜开朗，锌作负极，铜作正极，依据原电池工作原理，电子从Zn流出，达到a，在滤纸上没有电子的经过，只