鲁科版化学选修4电解池导学案

鲁科版化学选修4电解池导学案【学习目标】了解电解池的工作原理，知道电解在氯碱工业、电镀、电冶金方面的应用。【学习重点、难点】电解池的工作原理【知识梳理】一、电解原理【疑问1】：前面我们学过哪些化学反响的条件是需通电的？【疑问2】：看课本P11交流研讨，分组讨论后答复：通电前，熔融氯化钠中有哪些离子？这些离子的运动情况怎么样？接通电源后，外电路中电子流向是怎样的？通电后，熔融氯化钠中Na+,Cl-各向哪个方向移动？移到两极外表上的Na+,Cl-发生什么变化？说出两个电极名称〔与原电池有什么区别"〕，电极上发生的反响〔什么离子放电？〕，总结定义：电解，阴极，阳极。1、电解：在外加电源的作用下使电流通过溶液而在阴、阳两极引起的过程。2、电解原理明确：〔1〕电流是发生氧化—复原反响的根源、动力。⑵的同时，也就在两极发生了氧化复原反响，生成了新物质；而是由自由电子的定向运动形成，无反响发生，无新物质生成，两者有本质区别。与外电源正极相连的电极，与外电源正极相连的电极，电子，反响。与外电源负极相连的电极，电子，反响。定义：把转化为的装置。组成：两个电极、电解质溶液、直流电源电极极：极：电解池惰性电极：惰性电极：C、Pt、Au等，不管做阴极、阳极，本身都不反响。电极材料电极材料Fe、Fe、Cu、Ag等,做阴极本身反响,做阳极本身溶解。活泼电极：稀H2SO稀H2SO4CCu稀H2SO4CuC稀H2稀H2SO4FeeCCCCH3CH2OHABCD3.电解池电极反响规律(1)阴极：与电源极相连，电子，反响①电极本身不参加反响②一定是电解质溶液中阳离子“争〞得电子(2)阳极：与电源极相连，电子，反响①假设为金属〔非惰性〕电极，电极失电子②假设为惰性电极，电解质溶液中阴离子“争〞失电子=3\*GB2⑶离子放电顺序阴离子电子而阳离子电子的过程叫放电。4．画出电解池工作原理示意图例题1：以下关于电解池的表达中，正确的选项是()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．一样时间内，阳离子在阴极上得到的电子数与阴离子在阳极上失去的电子数相等例题2：以下关于电解池的表达不正确的选项是()A、与电源正极相连的是电解池的阴极B、与电源负极相连的是电极池的阴极C、在电解池的阳极发生的是氧化反响D、电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极【总结】原电池、电解池的比拟：装置原电池电解池定义反响特征形成条件电极名称〔电极构成〕电极反响电子流向电流流向能量转化溶液中带电粒子的移动应用二、电解原理的应用〔第二课时〕电解食盐水〔氯碱工业〕【疑问3】：电解饱和氯化钠溶液中，为什么两个电极上分别生成H2,Cl2：溶液中存在哪些离子？是哪些离子在放电？判断离子的放电顺序。氯碱工业：电解制、和。电极反响方程式：阳极：；阴极：；总方程式该电解池中阳极用电极〔金属、惰性〕【疑问4】：①Al3+、Zn2+谁放电？②H+、Cu2+谁放电？③Cl—、Br—谁放电？总结：常见离子放电规律。阳极：①活性材料作电极时：金属在阳极失电子被氧化成阳离子进人溶液，阴离子不容易在电极上放电。②用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时：溶液中阴离子的放电顺序〔由难到易〕是：S2->SO32->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根离子〕>F-阴极:无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反响，发生反响的是溶液中的阳离子。阳离子在阴极上放电顺序是：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(H+)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+注：当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化【小结】分析电解反响的一般思路：明确溶液中存在哪些离子明确溶液中存在哪些离子根据阳极氧化，阴极复原分析得出产物阴阳两极附近有哪些离子5、电极反响式、电解方程式的书写：写出用石墨做电极电解CuSO4溶液的电极反响式及总的电解方程式，①、首先分析、比拟出阴阳极的放电离子：CuSO4＝作极：H+Cu2+H2O=作极：OH－SO42－②、然后写电极反响式：阴极：阳极：③、最后使得失数相等，两极半反响相加得总方程式；〔电解离子方程式〕〔电解化学方程式〕【练习】完成以下溶液的电极反响。

(以石墨为电极电解)CuCl22溶液:阴极：阳极：总方程式：硫酸溶液：阴极：阳极：总方程式：盐酸：阴极：阳极：总方程式：NaOH溶液:阴极：阳极：总方程式：CuBr2溶液：阴极：阳极：总方程式：KCl溶液：阴极：阳极：总方程式：AgNO3溶液：阴极：阳极：总方程式：Na2SO4溶液：阴极：阳极：总方程式：【小结】用惰性电极电解电解质溶液的规律：电解类型举例电极反响电解质浓度PH溶液复原方法物质类别实例电解水型

强碱

含氧酸

活泼金属的含氧酸

电解电解质本身型无氧酸

不活泼金属的无氧酸盐

溶质和溶剂同时电解放H2生碱型活泼金属的无氧酸盐

生成新电解质

放O2生酸型不活泼金属的含氧酸盐

生成新电解质

典型例题】：例1*学生想制作一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Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的选项是〔〕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分析：用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液发生的反响是：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，副反响为：2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O，则可推知使Cl2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液的主要成分是NaClO和NaCl溶液，其中起消毒作用的是NaClO溶液。电解过程中阴极产生H2，结合图示，消毒液发生器的液体上部空间充满的是H2，故电源a极是负极，b为正极。所以答案为B。【稳固练习】1．判断以下图甲中A、B、C、D属于原电池的是，属于电解池的是；并写出以下装置的电极反响式。图1图2ABABCD甲：乙：丙：2．如右图所示用铂电极电解下表中各组物质的水溶液，电解一段时间以后，甲、乙两池中溶液的pH值均减小，而在①和④两极，电极产物的物质的量之比为1：2的是〔〕ABCD甲KOHH2SO4Na2SO4CuSO4乙CuSO4AgNO3HClHNO33.以下有关电解池的说法不正确的选项是〔〕A.电解池是把电能转化为化学能的装置。B.电解池中阴离子向阴极移动，阳离子向阳极移动。C.电解池中与电源正极相连的一极是阳极，发生氧化反响D.电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的电解过程4.右图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则以下有关的判断正确的选项是〔〕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，氯离子浓度不变5.以下关于电解槽的表达中不正确的选项是〔〕A.与电源正极相连的是电解槽的阴极B.与电源负极相连的是电解槽的阴极C.在电解槽的阳极发生氧化反响D.电子从电源的负极沿导线流入阴极6.关于电解NaCl水溶液，以下表达正确的选项是〔〕A.电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠B.假设在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色C.假设在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈无色D.电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性7.在原电池和电解池的电极上发生的反响，同属氧化反响或同属复原反响的有〔〕①原电池的正极帮电解池的阳极所发生的反响；②原电池的正极和电解池的阴极所发生的反响③原电池的负极和电解池的阳极所发生的反响④原电池的负极和电解池的阴极所发生的反响A.①②B.①④C.③④ D.②③【能力提高】8.以惰性电极电解CuSO4溶液，假设阳极上产生的气体的物质的量为0.010mol，则阴极上析出Cu的质量为()A.0.64gB.1.28gC.2.56gD.5.12g9.根据金属活动性顺序，Ag不能发生反响：2HCl+2Ag=2AgCl+H2↑。但选择恰当电极材料和电解液进展电解，这个反响就能变为现实。以下四组电极和电解液中，为能实现该反响最恰当的是()10.把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为〔〕A．1：2：3B．3：2：1C．6：3：1D．6：3：211.用惰性电极电解以下溶液，一段时间后，再参加一定量的另一种物质〔括号内〕，溶液能与原来溶液完全一样的是〔〕A.CuCl2[CuSO4]B.NaOH[NaOH]C.NaCl[HCl]D.CuSO4[Cu(OH)2]12.右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附近分别滴加一滴石蕊溶液。以下实验现象中正确的选项是〔〕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电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色第三课时电解池的应用铁片铜片硫酸铜溶液铁片铜片硫酸铜溶液原理：电镀是利用原理在*些金属外表镀上一薄层其他金属或合金的过程，它是电解原理的又一重要应用。电镀可以使金属更加美观耐用，增强防锈抗腐能力。例如，钢铁是人们最常用的金属，但钢铁有个致命的缺点，就是它们易被腐蚀。防止钢铁发生腐蚀的一种最常用方法就是在其外表镀上其他金属，如锌、铜、铬、镍等。电镀时，通常把作阴极，把作阳极，用含有作电镀液。铜的电解精炼极极一般火法冶炼得到的粗铜中含有多种杂质〔如锌、铁、镍、银、金极极电解时，通常把作阴极，把作阳极，用含有作电镀液。粗铜中的多数杂质〔〕沉积在电解槽底部，形成电极反响：阳极：阴极:思考：电解完后，CuSO4溶液的浓度有何变化？电冶金实质：对于、、、这样活泼的金属，工业上用电解法冶炼。工业上用电解的方法制取金属钠，方程式工业上用电解的方法制取金属镁，方程式工业上用电解的方法制取金属铝，方程式【稳固练习】分析以下图，哪个是原电池，哪个是电解池〔〕2．以下关于铜电极的表达，正确的选项是〔〕A．铜锌原电池中铜是正极B．用电解法精炼粗铜时，铜作阳极C．在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极D．电解稀硫酸制H2、O2时，铜作阳极3、用铜电极电解以下电解质溶液，请你分析以下问题〔注意得失电子的顺序〕(1)、H2SO4:阴极：阳极总方程式：(2)、ZnSO4:阴极：阳极总方程式：【能力提高】1．以下关于铜电极的表达，正确的选项是〔〕。A．铜锌原电池中铜是正极B．用电解法精炼粗铜时，铜作阳极C．在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极D．电解稀硫酸制H2、O2时，铜作阳极2．右图中*、y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无臭气体放出,符合这一情况的3．根据金属活动顺序表，Cu不能发生如下反响：Cu+2H2O=Cu(OH)2↓+H2↑。但选择恰当电极材料和电解液进展