人教版选修4 第4章第3节 电解池(第2课时) 作业
第2课时电解原理的应用
基础过关(20分钟)
1.关于镀铜和电解精炼铜,下列说法中正确的是( D )
A.都用粗铜作阳极、纯铜作阴极
B.电解液的成分都保持不变
C.阳极反应都只有Cu-2e-Cu2+
D.阴极反应都只有Cu2++2e-Cu
解析:镀铜时,纯铜作阳极,镀件作阴极,而电解精炼铜时,粗铜作阳极,纯铜作阴极,A错误;电解精炼铜时,阳极上是金属锌、铁、镍先于铜失电子,但是电镀池中,阳极上始终是金属铜失电子,所以电镀池中,电解质溶液浓度不变,但是,电解精炼铜的装置中,电解质溶液中铜离子浓度减小,B错误;电镀池中,阳极上金属铜失电子,但是电解精炼铜时,阳极上是金属锌、铁、镍先于铜失电子,C错误;镀铜和电解精炼铜装置中,阴极反应都只有Cu2++2e-Cu,D正确。2.观察下列几个装置示意图,有关叙述正确的是( B )
A.装置①工业上可用于生产金属钠,电解过程中石墨电极产生金属
B.装置②中阳极产生的气体可以使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
C.装置③中的离子交换膜允许阳离子、阴离子和小分子水通过
D.装置④的待镀铁制品应与电源正极相连
解析:装置①中阴极上金属离子放电生成单质,即金属单质在铁电极上生成,A错误;装置②中氯离子在阳极失电子,生成氯气,氯气能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,B正确;装置③中应是阳离子交换膜,所以只允许阳离子通过,而不允许阴离子氢氧根离子通过,C错误;装置④中,电镀池中,镀层作电解池阳极,待镀金属作阴极,则待镀铁制品应与电源负极相连,D错误。
3.下列关于铜电极的叙述不正确的是( D )
A.铜锌原电池中铜是正极
B.用电解法精炼粗铜时粗铜作阳极
C.在镀件上电镀铜时,用金属铜作阳极
D.电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极
解析:A项,锌比铜活泼,所以铜锌原电池中铜是正极,正确;B项,用电解法精炼铜时粗铜作阳极,发生氧化反应,纯铜作阴极,发生还原反应得到单质铜,正确;C项,电镀时,镀层金属作阳极,镀件作阴极,所以在镀件上镀铜时可用铜作阳极,正确;D项,电解稀硫酸制H2、O2时,若铜作阳极,则在阳极放电的是活性电极Cu,不是氢氧根离子,所以得不到氧气,错误。
4.金属镍有广泛的用途,粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解法制备高纯度的镍(已知:氧化性Fe2+ A.阳极发生还原反应,电极反应式只有:Ni2++2e-Ni B.电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等 C.电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+ D.电解后,电解槽底部的阳极泥中含有Cu和Pt 解析:阳极发生氧化反应,其电极反应式:Ni-2e-Ni2+,Fe-2e-Fe2+;Zn-2e-Zn2+,A 错误;电解过程中阳极失电子的有Fe、Zn、Ni,粗镍中的Cu、Pt沉积在电解池底部;阴极Ni析出的是Ni;依据电子守恒,阳极质量的减少与阴极质量的增加不相等,B错误;电解后,溶液中存在的金属阳离子有Fe2+、Zn2+、Ni2+;C错误;粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质作阳极,铜和铂活动性较镍弱,不失电子沉降电解池底部形成阳极泥,电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt,D正确。 5.若要在铜片上镀银时,下列叙述错误的是( C ) ①将铜片接在电源的正极②将银片接在电源的正极③在铜片上发生的反应 是:Ag++e-Ag ④在银片上发生的反应是:4OH--4e-O2↑+2H2O ⑤可用硫酸溶液作电解质溶液⑥可用硝酸银溶液作电解质溶液 A.①③⑥ B.②③⑥ C.①④⑤ D.②③④⑥ 解析:在铜片上镀银时,应该将单质银作为阳极,铜片作为阴极,用硝酸银溶液作为电解液。所以①将铜片接在电源的正极是错误的,铜片应该连接电源负极。④在银片上发生的反应是Ag-e-Ag+。⑤可用硫酸溶液作电解质溶液,是错误的,应该用硝酸银溶液,故C正确。 6.下列描述中,不符合生产实际的是( A ) A.电解熔融的氧化铝制取金属铝,用铁作阳极 B.电解法精炼粗铜,用纯铜作阴极 C.电解饱和食盐水制烧碱,用涂镍碳钢网作阴极 D.在镀件上电镀锌,用锌作阳极 解析:电解Al2O3时,Fe作阴极,石墨作阳极,若铁作阳极,Fe放电生成Fe2+。 7.按如图装置实验,若x轴表示流入阴极的电子的物质的量,则y轴可表示( D ) ①c(Ag+) ②c(N) ③a棒的质量④b棒的质量⑤溶液的pH A.①③ B.③④ C.①②④ D.①②⑤ 解析:该装置为电镀池,电解质溶液不变,故选D。 8.如图甲是一种利用微生物将废水中的尿素(H2NCONH2)的化学能直接转化为电能,并生成环境友好物质的装置,同时利用此装置的电能在铁上镀铜,下列说法中正确的是( C ) A.乙装置中溶液颜色会变浅 B.铁电极应与Y相连接 C.M电极反应式:H2NCONH2+H2O-6e-CO2↑+N2↑+6H+ D.当N电极消耗0.25 mol气体时,铜电极质量减少16 g 解析:乙装置为电镀装置,电镀液的浓度不变,因此溶液颜色不变,A项错误;电镀时,待镀金属作阴极,与电源负极相连,而N电极上O2转化为H2O,发生还原反应,N电极为正极,B项错误;根据N电极反应式:O2+4H++4e-2H2O、铜电极反应式:Cu-2e-Cu2+,由各电极上转 移电子数相等,可得关系式:O2～2Cu,则N电极消耗0.25 mol O2时,铜电极质量减少0.25 mol×2×64 g·mol-1=32 g,D项错误。 9.制备二氧化锰的装置如图,阳极以硫酸锰和硫酸混合液为电解液,阴极以稀硫酸为电解液,电解装置中大箭头表示溶液中阳离子移动的方向。下列说法正确的是( C ) A.N是电源的负极 B.右侧气孔逸出的气体可能为副产物H2 C.石墨电极的电极反应式为Mn2+-2e-+2H2O MnO2+4H+ D.电解过程中阳离子交换膜左侧硫酸浓度基本不变,右侧减小 解析:阳离子向阴极移动,说明左侧为阴极,则M为电源负极,N为电源正极,A项错误;右侧为阳极,逸出的气体可能是溶液中的氢氧根离子放电生成的氧气,B项错误;石墨电极为阳极,锰离子失去电子生成二氧化锰,C项正确;电解过程中阳离子向左侧移动,左侧溶液中H+放电生成H2,硫酸浓度不变,右侧MnSO4电解生成MnO2和H2SO4,硫酸浓度增加,D项错误。10.对金属制品进行抗腐蚀处理,可延长其使用寿命。 (1)以铝材为阳极,在H2SO4溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,阳极电极反应 为。 取少量废电解液,加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀,产生沉淀的原因是 。 (2)镀铜可防止铁制品腐蚀,电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因 是。 (3)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是。 a.电能全部转化为化学能 b.粗铜接电源正极,发生氧化反应 c.溶液中Cu2+向阳极移动 d.利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属 (4)粗铜的电解精炼如图所示。在粗铜的电解过程中,粗铜板是图中电极 (填图中的字母);在电极d上发生的电极反应为; 若粗铜中还含有Au、Ag、Fe,它们在电解槽中的存在形式和位置为 。 解析:(1)阳极是Al发生氧化反应,要生成氧化膜,还必须有H2O参加,故电极反应式为 2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+;加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀,是由于废电解液中的H+与HC反应生成CO2气体,H+被消耗,c(OH-)增大,OH-与Al3+结合生成Al(OH)3白色沉淀。 (2)电镀时,阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu2+,以补充溶液中的Cu2+。 (3)电解精炼的过程中电能不能全部转化为化学能,小部分转化为热能,故a错误;粗铜的电解精炼,粗铜接电源正极,失电子发生氧化反应,故b正确;溶液中Cu2+向阴极移动,故c错误;Ag、Pt、Au等金属氧化性比Cu弱,将以沉淀的形式沉积于电解槽底部形成阳极泥,故d 正确。 (4)根据电解精炼铜的原理,粗铜作阳极,连接电源正极,即为图中c;电极d连接电源负极,即d 作阴极,电极反应为Cu2++2e-Cu;粗铜中的Au、Ag的氧化性比Cu弱,以单质的形式沉积在c极下方形成阳极泥,而Fe氧化性强于Cu,先失电子形成Fe2+进入电解质溶液中。 答案:(1)2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+ H+与HC反应生成CO2气体,H+被消耗,溶液中c(OH-)增大,OH-与Al3+结合生成Al(OH)3沉淀 (2)阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu2+,以补充溶液中的Cu2+ (3)bd (4)c Cu2++2e-Cu Au、Ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方,Fe以Fe2+的形式进入电解质溶液中 能力提升(15分钟) 11.电化学降解N的原理如图所示。下列说法中不正确的是( D ) A.铅蓄电池的A极为正极,电极材料为PbO2 B.铅蓄电池工作过程中负极质量增加 C.该电解池的阴极反应为2N+6H2O+10e-N2↑+12OH- D.若电解过程中转移2 mol电子,则交换膜两侧电解液的质量变化差(Δm左-Δm右)为10.4 g 解析:根据图知,电解槽右边部分N元素化合价由+5价变为0价,所以硝酸根离子发生还原反应,则Ag-Pt电极为阴极、Pt电极为阳极,所以A是正极、电极材料为PbO2,A正确;铅蓄电池工作过程中负极为Pb失电子生成硫酸铅,所以负极质量增加,故B正确;阴极上硝酸根离子得电子发生还原反应,电极反应式为2N+6H2O+10e-N2↑+12OH-,C正确;转移2 mol电子时,阳极(阳极反应为H2O失电子被氧化为O2和 （H+)消耗1 mol水,产生2 mol H+进入阴极室,阳极室质量减少18 g;阴极的电极反应式为2N+6H2O+10e-N2↑+12OH-,转移2 mol电子,阴极室中放出0.2 mol N2(5.6 g),同时有2 mol H+(2 g)进入阴极室,因此阴极室质量减少3.6 g,故膜两侧电解液的质量变化差(Δm左-Δm右)=18 g-3.6 g=14.4 g,D错误。 12.工业上,常用Fe2(SO4)3溶液作腐蚀液,腐蚀铜质电路板得到废液主要成分是FeSO4和CuSO4,含少量Fe2(SO4)3。某学习小组设计装置从废液中提取铜,如图所示。已知:Fe2+失电子能力比OH-强。下列说法正确的是( D ) A.电解初期阴极没有铜析出,原因是2H++2e-H2↑ B.石墨极的电极反应式为2H2O+4e-4H++O2↑ C.若电路中转移2 mol电子,理论上有2 mol M从交换膜左侧向右侧迁移 D.若将废液2充入阳极室时可再生腐蚀液(硫酸铁溶液) 解析:依题意,废液1含有Fe2+、Cu2+,少量的Fe3+,及少量的H+,氧化性:Fe3+>Cu2+>H+,初期没有铜析出,是因为Fe3++e-Fe2+,A错误;石墨极为阳极,阳极室的电解液是稀硫酸,阳极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+,B错误;电解池中阴离子由阴极室移向阳极室,M为S,电路中转移2 mol电子时,理论上迁移1 mol S,C错误;将硫酸亚铁溶液充入阳极室,失去电子能力:Fe2+>OH-,阳极反应式为Fe2+-e-Fe3+,S由阴极室迁移到阳极室,获得Fe2(SO4)3,D正确。 13.电解原理在化学工业中有广泛应用。 (1)电解食盐水是氯碱工业的基础。目前比较先进的方法是阳离子交换膜法,电解示意图如图所示,图中的阳离子交换膜只允许阳离子通过,请回答以下问题: ①图中A极要连接电源的(填“正”或“负”)极。 ②精制饱和食盐水从图中位置补充,氢氧化钠溶液从图中(填“a”“b”“c”“d”“e”或“f”)位置流出。 ③电解总反应的离子方程式是。 (2)电解法处理含氮氧化物废气,可回收硝酸,具有较高的环境效益和经济效益。实验室模拟电解法吸收NO x的装置如图所示(图中电极均为石墨电极)。用NO2气体进行模拟电解法吸收实验。 ①写出电解时NO2发生反应的电极反应: 。 ②若有标准状况下2.24 L NO2被吸收,通过阳离子交换膜(只允许阳离子通过)的H+为mol。 (3)为了减缓钢制品的腐蚀,可以在钢制品的表面镀铝。电解液采用一种非水体系的室温熔融盐,由有机阳离子、Al2C和AlC组成。 ①钢制品应接电源的极。 ②已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应,阴极电极反应式 为。 ③若改用AlCl3水溶液作电解液,则阴极电极反应式为。 解析:(1)①电解过程中阳离子向阴极移动,则图中A极为阳极,要连接电源的正极。②B电极为阴极,表面H+发生还原反应,促进水的电离,阴极区产生大量OH-,同时阳极区Cl-发生氧化反应,则精制饱和食盐水从图中a位置补充,氢氧化钠溶液从图中d位置流出。③电解饱和食盐水发生反应的离子方程式是2Cl-+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH-。 (2)①根据图知,电解时,左室中电极上氢离子放电生成氢气,则左室为阴极室,右室为阳极室,阳极上通入的是氮氧化物,生成硝酸,所以阳极上氮氧化物失电子和水生成硝酸,阳极反应式 为NO2-e-+H2O N+2H+。②n(NO2)==0.1 mol,阳极反应式为NO2-e-+ H2O N+2H+,有0.2 mol氢离子生成,因为有0.1 mol硝酸生成,故有0.1 mol氢离子通过阳离子交换膜。 (3)①依据电镀原理分析,钢铁上镀铝是利用铝作阳极与电源正极相连,钢铁作阴极与电源负极相连;②由有机阳离子、Al2C和AlC组成的离子液体作电解液来实现,离子液体是一种室温熔融盐,为非水体系,电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应,则阴极反应生成铝是发生的还原反应,铝元素化合价降低,分析离子液体成分,结合电荷守恒分析可知是Al2C得到电子生成Al和AlC,电极反应为4Al2C+3e-Al+7AlC;③改用AlCl3水溶液作电解液,则溶液中氢离子在阴极放电生成氢气:2H++2e-H2↑。 答案:(1)①正②a d ③2Cl-+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH- (2)①NO2-e-+H2O N+2H+②0.1 (3)①负②4Al2C+3e-Al+7AlC ③2H++2e-H2↑ 14.(1)制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术,装置如图所示,其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为。 电解后, 室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水,可得到Na2S2O5。 (2)以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]水溶液为原料,通过电解法可以制备四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH],装置如图所示。 ①收集到(CH3)4NOH的区域是(填“a”“b”“c”或“d”)。 ②写出电池总反应: 。解析:(1)阳极上阴离子OH-放电,电极反应式为2H2O-4e-4H++O2↑,电解过程中H+透过阳离子交换膜进入a室,故a室中NaHSO3浓度增加。 (2)①根据题给信息及题图,阴极的电极反应式为2H2O+2e-H2↑+2OH-,阳极的电极反应式为2Cl--2e-Cl2↑;根据阳离子交换膜只允许阳离子通过,所以收集到(CH3)4NOH的区域是d。 ②根据题意,参与电极反应的物质实际上是(CH3)4NCl和水,产物是(CH3)4NOH、Cl2和H2,由此可写出电池的总反应为2(CH3)4NCl+2H2O2(CH3)4NOH+H2↑+Cl2↑。 答案:(1)2H2O-4e-4H++O2↑ a (2)①d ②2(CH3)4NCl+2H2O2(CH3)4NOH+H2↑+Cl2↑ 人教版高中化学教案-选修四-4.3-电解池应用-教案4完美版 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN 江苏省江阴市澄西中学高中化学电解池原理的应用教案新人教版 选修4 【学习目标】 1、熟记离子的放电顺序，掌握电解反应式的书写。 2、了解电解原理在氯碱工业、电镀、电冶金属等方面的应用。 3、认识电能转化为化学能的实际含义。 【预习与复习】 1、默写离子的放电顺序： 2、写出用惰性电极电解下列物质的水溶液的电极反应式和电解方程式 （1）HCl： （2）NaCl： （3）CuSO4： （4）NaOH： （5）AgNO3： 【交流合作】电解原理的应用 1、氯碱工业： （1）装置 （2）阳极：阴极：， 总反应式：。 （3）阳离子交换膜作用：。 2、电镀(在铁表面镀铜) 实验现象：。 阳极：， 阴极：。 小结：（1）电镀时，作阳极，作阴极，作电镀液。 [问题思考]1、理想状况下硫酸铜溶液（电镀液）中离子浓度是否发生变化？ 2、设计在铁制品上镀银的实验方案。 3、电解精炼铜 （1）电极反应 （2）装置 （3）铜前金属先但不，铜后金属不反应，形成“阳极泥”。 （4）硫酸铜溶液浓度（填“不变”“变大”“变小”） 4、电解冶炼金属 由于电解是最强有力的氧化还原手段，所以电解法是冶炼金属的一种重要的方法。对于冶炼像钠、钙、镁、铝这样活泼的金属，电解法几乎是唯一可行的工业方法。 （1）制备金属钠 阳极： 阴极：。 电解反应：。 （2）制备金属镁 阳极： 阴极：。 电解反应：。 （3）制备金属铝 阳极： 阴极：。 电解反应：。 【典例互动】 电解池及电化学防护 2．电解反应中反应物的判断——放电顺序 ⑴阴极:阴极材料总是受到保护（无论是活泼电极还是惰性电极均不参与反应）故溶液中阳离子得电子 阳离子得电子顺序—金属活动顺序表的反表：（阳离子放电顺序与浓度有关，并不绝对） Ag+ >Hg2+ >Cu2+ >(H+) >Pb2+ >Sn2+ >Fe2+ >Zn2+ >Al3+ >Mg2+ >Na+ >Ca2+>K+ ⑵阳极A. 若阳极是活性电极时：电极本身被氧化，溶液中的离子不放电 B. 阳极材料是惰性电极(C、Pt、Au、Ti等)时： 阴离子失电子：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞（OH－）＞NO3－等含氧酸根离子＞F－ 3．电解反应方程式的书写步骤： ①分析电解质溶液中存在的离子； ②看阳极电极材料，确定阳极参加反应的物质。若阳极材料为活性电极，则电极材料本身放电。 若阳极材料为惰性电极，则阳极是溶液中的阴离子按照放电顺序进行放电。 ③确定电极、写出电极反应式； ④写出电解方程式。 如：（阳极材料为惰性电极材料） ⑴电解NaCl溶液（放氢生碱型）：溶质、溶剂均发生电解反应，pH增大。（活泼金属的无氧酸盐） 2NaCl+2H2O 电解 ====H2↑+Cl2↑+2NaOH ⑵电解CuSO4溶液（放氧生酸型）：溶质、溶剂均发生电解反应，pH减小。（不活泼金属的含氧酸盐） 2CuSO4 + 2H2O 电解 ====2Cu + O2↑+ 2H2SO4 ⑶电解CuCl2溶液（电解电解质本身）：溶剂不变，实际上是电解溶质，pH增大。（不活泼金属的无氧酸盐） CuCl2电解 ==== Cu＋Cl2↑ 电解盐酸（电解电解质本身）：（无氧酸） 2HCl 电解 ==== H2↑＋Cl2↑ ⑷电解稀H2SO4、NaOH溶液、Na2SO4溶液（电解水型）：溶质不变，实际上是电解水，pH分别减小、增大、 不变。酸、碱、盐的加入增加了溶液导电性,从而加快电解速率（不是起催化作用）。（含氧酸、强碱和活泼金属的含氧酸盐） 阳极：4OH－－4e－电解 ====2H2O＋O2↑ 阴极：4H＋＋4e－电解 ====2H2↑ 电解方程式：2H2O 电解 ==== 2H2↑ + O2↑， ⑸若阳极材料为活性电极，如用铜电极电解Na2SO4溶液: Cu +2H2O 电解 ==== Cu(OH)2 + H2↑ （注意：不是电解水。） 4．电镀（电解精炼铜） (1)定义：利用电解原理在某些金属表面镀上已薄层其他金属或合金的方法。其实质是一种特殊情况下的电解。 (2)构成：阴极:待镀金属制品阳极：镀层金属（粗铜）电镀液：含镀层金属离子的电解质溶液 如：在铁制品表面电镀铜： 阳极（铜）：Cu －2e－== Cu2+ 阴极（铁制品）：Cu2+ + 2e－== Cu 电解精炼铜的结果：阳极上粗铜逐渐溶解，杂质Ag、Pt等沉积在电解槽的底部，形成阳极泥（阳极），阴极上纯铜逐渐析出。理论上电解质溶液浓度在电镀过程中保持不变（只需更换阴极电极）。 课题 4.3电解池(二)课型新授课主备人授课人授课班级授课时间2017. 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 教学难点电解池应用 教学过程 【引言】上节课我们学习了电解的原理，电解是通过电流引起化学反应的过程，即将电能转变成了化学能。电解的原理在工业上有哪些应用呢？这节课就向同学们介绍两个电解原理在工业上应用的事例. 【板书】二、电解原理的应用 【讲解】电解饱和食盐水以制备烧碱、氢气和氯气，电解饱和食盐水的工业生产叫氯碱工业。 【板书】1、电解饱和食盐水制烧碱、氢气和氯气 【投影】 实验装置及原理 按上图装置，在U形管里倒入饱和食盐水，插入一根石墨棒做阳极，一根铁棒做阴极。同时在两边管中各滴入几滴酚酞试液，并用湿润的碘化钾淀粉试纸检验阳极放出的气体。接通直流电源后，注意管内发生的现象。 【讲解】在这个反应中，由于H＋在阴极上得到电子而生成H2，破坏了附近的水的电离平衡，促进了水继续电离，结果阴极区溶液里OH―浓度增大而呈碱性。 【板书】(1) 实验原理： 阳极(放电顺序：Cl->OH-)：2Cl―-2e == Cl2↑ (氧化反应) 阴极(放电顺序：H＋>Na＋)：2H＋+2e==H2↑(还原反应) 总反应：2NaCl+2H2O 电解 2NaOH +H2↑+ Cl2↑ 阴极阳极 【注意】在学习电解食盐水的化学原理时，学生往往不容易理解碱为什么在阴极区生成。这点可以从H＋在阴极上大量被还原，从而引起水的电离平衡被破坏，来分析在阴极区积累大量OH-的理由。 【板书】(2)工业制备方法---离子交换膜法 教学设计 选修4第三单元第三节电解池（第1课时）教材分析：《电解池》包含两部分内容：一是电解原理，二是电解原理的应用。电解原理研究的是电能转化为化学能,属于电化学基础的基本内容。这部分内容的重点是认识“电能如何转换成化学能”，对学生的要求是了解使电能转变为化学能的条件和方法，加深对氧化还原反应的认识. 学情分析：《电解池》是在学生学习了《原电池》和《化学电源》之后接触的电化学知识，由于有高一的学习基础，学生会觉得《原电池》和《化学电源》的内容相对简单，因此觉得《电解池》的内容也会简单;但是学生在接触了相应的电解池练习之后，就会觉得有难度。因此在学习这部分内容的时候，应该注意尽量使知识简单化，重点掌握电解池原理和常见题型的解题技巧，降低学生的学习难度. 三维教学目标 1．知识与技能： （1）理解电解原理，初步掌握电解反应产物的判断方法； (2）了解氯碱工业，电镀，冶金的原理； （3）掌握电解电极方程式的书写。 2．过程与方法： （1）运用对比记忆,初步掌握电解池的原理,掌握用分析、综合、归纳的方法书写电极反应方程式 (2）通过理解“闭合回路”的概念，掌握电解池中电荷的运动方向 （3)通过动手实验,分析讨论，熟悉电解质溶液中离子的放电顺序 3．情感态度与价值观： (1）培养积极参与、探究电解池原理的求知欲 （2）调动学习化学的热情，充分感受电化学在生活、生产中的作用 （3）养成独立思考、分工合作的能力 教学重点及难点 重点：电解原理； 难点：电解原理的应用。 教法建议及教具准备 1．触类旁通由于原电池和电解池的原理有较多的类似的地方,在学习了原电池的知识之 后，学生对电极反应和氧化还原反应已经有了一定的理解。学习了电解池的知识之后,学生对高中阶段的电化学知识就有了比较全面的认识。在教学中，应该注意抓住几点。 （1）采用对比的方法，将电解池和原电池的原理和知识点进行对比,衔接氧化还原反应的知识，重视启发引导,培养科学的学习习惯。这样，既能很好的掌握新学的知识，又能比很好的巩固、加深以前的知识，并且能对电化学理论有系统的认知。 (2）在教学中,充分联系前面的内容,注意分析和归纳总结，使体系完整。 （3）认真做好学生实验和演示实验，既能加强感性认知，又可以提高学生的细致观察、分析和逻辑推理的能力。 2．指点迷津学生学习电解池内容时,还是觉得会有困难，特别是氧化还原知识掌握有所欠缺的同学会觉得难度很大.因此，在教学中，要重点帮助学生解决以下问题。 （1)重视思维的引导过程.在“闭合回路"的概念上,要让学生对正电荷和负电荷的回路充分理解，才能很好的理解阳离子在电解池的阴极反应，阴离子在电解池的阳极反应. （2）用氧化还原反应的知识帮助学生理解离子的放电顺序。 【教学过程】 一、电解原理 1、电解原理：CuCl 2 ＝Cu2+＋2Cl－ 阴极：Cu2+＋2e－=Cu （还原反应） 阳极：2Cl－-2e－=Cl 2 ↑（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置叫做电解池或电解槽。 (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 CuCl 2Cu＋Cl 2 ↑ ２、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→电解池阴极→电解液中的阳离子（被还原）电解池中阴离子（被氧化）→电解池阳极→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+＞Al3+＞Na+＞K+ 阴离子：S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞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―>含氧酸根离子>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＋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盐时，电解质电离的阳离子和水电离的OH―离子放电，溶质和水都参加反应，pH减小。 1、电解含氧酸 个性化辅导讲义 讲义编号 学员编号：年级：高二课时数：学员姓名：辅导科目：化学学科教师： 授课课题电化学基础-原电池、电解池授课时间及时段年月日星期时段：— 教学目标1.理解原电池的工作原理，了解组成原电池的条件 2.掌握电极反应和原电池总反应方程式的书写 3.认识化学能与电能的相互转化 教学内容与过程 1．原电池和电解池的比较： 装置原电池电解池 实例 原理使氧化还原反应中电子作定向移 动，从而形成电流。这种把化学能 转变为电能的装置叫做原电池。 使电流通过电解质溶液而在阴、阳 两极引起氧化还原反应的过程叫 做电解。这种把电能转变为化学能 的装置叫做电解池。 形成条件①电极：两种不同的导体相连； ②电解质溶液：能与电极反应。 ③能自发的发生氧化还原反应 ④形成闭合回路 ①电源； ②电极（惰性或非惰性）； ③电解质（水溶液或熔化态）。 反应 类型 自发的氧化还原反应非自发的氧化还原反应 电极名称 由电极本身性质决定： 正极：材料性质较不活泼的电极； 负极：材料性质较活泼的电极。 由外电源决定： 阳极：连电源的正极； 阴极：连电源的负极； 电极反应负极：Zn-2e-=Zn2+ （氧化反应） 正极：2H++2e-=H2↑（还原反应） 阴极：Cu2+ +2e- = Cu （还原反应） 阳极：2Cl--2e-=Cl2↑ （氧化反应） 电子 流向负极→正极 电源负极→阴极； 阳极→电源正极 电流 方向正极→负极 电源正极→阳极； 阴极→电源负极 能量 转化 化学能→电能电能→化学能 应用 ①抗金属的电化腐蚀； ②实用电池。①电解食盐水（氯碱工业）；②电镀（镀铜）；③电冶（冶炼Na、Mg、Al）；④精炼（精铜）。 2.原电池正负极的判断： ⑴根据电极材料判断：活泼性较强的金属为负极，活泼性较弱的或者非金属为正极。 ⑵根据电子或者电流的流动方向：电子流向：负极→正极。电流方向：正极→负极。 ⑶根据电极变化判断：氧化反应→负极；还原反应→正极。 ⑷根据现象判断：电极溶解→负极；电极重量增加或者有气泡生成→正极。 ⑸根据电解液内离子移动的方向判断：阴离子→移向负极；阳离子→移向正极。 3.电极反应式的书写： 负极：⑴负极材料本身被氧化： ①如果负极金属生成的阳离子与电解液成分不反应，则为最简单的：M-ne-=M n+如：Zn-2e-=Zn2+ 电解池教案 一．电解池的构成条件和工作原理 阳极：发生氧化反应，若是惰性中极，则是溶液中阴离子失电子电源负极→阴极，阳极→电源正极 以电解CuCl2 溶液为例 1．电极 阳极—与电源正极相连 阴极—与电源负极相连 隋性电极—只导电,不参与氧化还原反应(C/Pt/Au) 活性电极—既导电又参与氧化还原反应(Cu/Ag) 【问】：通电前和通电时分别发生了怎样的过程？ 通电前：CuCl2=Cu2++2Cl- H2O H++OH- 通电中：阳离子（Cu2+,H+）向阴极移动被还原； 阴离子（Cl-,OH-）向阳极移动被氧化 【讲】：即在电极上分别发生了氧化还原反应，称电极反应。2．电极反应( 阳氧阴还 ) 【巧记】:阳—氧 yang 阳极：2Cl- -2e-=Cl2 (氧化) 阴极：Cu2++2e-=Cu(还原) 总电极方程式：___________________ 3．电解：电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程叫电解。 电解池：借助电流引起氧化还原反应的装置，即把电能转化为化学能的装置叫电解池或电解槽。 【问】：构成电解池的条件是什么？ 【答】电源、电极、电解质构成闭和回路。 【思考】：电解CuCl2水溶液为何阳极是Cl-放电而不是OH-放电，阴极放电的是Cu2+而不是H+？ 二．离子放电顺序： 阴极：阳离子放电（得电子）顺序——氧化性 Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+阳极:(1)是惰性电极（Pt，Au，石墨）时：阴离子在阳极上的放电顺序（失e-）:S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42->F-(SO32-/MnO4->OH-) (2)是活性电极（在金属活动顺序表中Ag以前）时：电极本 身溶解放电 【练习】：电解碘化汞、硝酸铜、氯化锌、盐酸、硫酸、氢氧化钠的电极方程式。 三．电解规律 （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 高中化学学习材料 （精心收集**整理制作） 《电解池》练习题 1．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︰3 B．3︰2︰1 C．6︰3︰1 D．6︰3︰2 2．下列描述中，不符合生产实际的是 A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极 B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极 C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极 D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极 3．右图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关的判断正确的是 A. a为负极、b为正极 B. 电解过程中，氯离子浓度不变 C. 电解过程中，d电极质量增加 D. a为阳极、b为阴极 4．关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是 A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠 B．若在阳极附近的溶液中滴人KI溶液，溶液呈棕色 C．若在阴极附近的溶液中滴人酚酞试液，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，充分搅拌后落液呈中性 5．用石墨作电极，电解1 mol·L－1下列物质的溶液，溶液的pH保持不变的是A．HCl B．NaOH C．Na2SO4D．NaCl 6．用惰性电极实现电解，下列说法正确的是 A 电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液p H不变 B 电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液pH减小 C 电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:2 D 电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:1 7. 用铂电极(惰性)电解下列溶液时，阴极和阳极上的主要产物分别是H 2和 O 2的是 A . 稀NaOH 溶液 B . HCl 溶液 C . 酸性MgSO 4溶液 D . 酸性AgNO 3溶液 8. 某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Cl 2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 确的是 A. a 为正极，b 为负极；NaClO 和NaCl B. a 为负极，b 为正极；NaClO 和NaCl C. a 为阳极，b 为阴极；HClO 和NaCl D. a 为阴极，b 为阳极；HClO 和NaCl 9. 用惰性电极实现电解，下列说法正确的是 A . 电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH 不变 B . 电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH －，故溶液pH 减小 C . 电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2 D . 电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1 10．用惰性电极电解M(NO 3)ｘ的水溶液，当阴极上增重ag 时，在阳极上同时产生b L 氧气(标准状况)，从而可知M 的相对原子质量是 A. b ax 4.22 B. b ax 2.11 C. b ax 6.5 D. b ax 5.2 11.把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氯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︰3 B ．3︰2︰1 C ．6︰3︰1 D ．6︰3︰2 12. 化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确．． 的是 A ．电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为：2Cl － －2e － = Cl 2 ↑ B ．氢氧燃料电池的负极反应式：O 2 + 2H 2O + 4e - = 4OH － C ．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为：Cu －2e － = Cu 2+ D ．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：Fe －2e － = Fe 2+ 13. 将两个铂电极插入500 mL CuSO 4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064 g (设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)。此时溶液中氢离子浓度约为 A . 4×l0-3 mol / L B . 2×l0-3 mol / L C . 1×l0-3 mol / L D . 1×l0-7 mol / L 14．某混合溶液中只含有两种溶质NaCl 和H 2SO 4，且n (NaCl)︰n (H 2SO 4)=3︰1。若以石墨电极 电解该溶液，下列推断中不正确的是 A ．阴极产物为H 2 B ．阳极先析出Cl 2，后析出O 2 第四章电基础 第三节电解池 一、教材分析 《电解池》是人教版高中选修四《反应原》第四章第三节，这部分教材主要介绍了电解原以及电解原的应用。电解属于电的知识范畴，是中论体系不可缺少的一部分，同时电解与物中的电、能量的转换有密切的联系，是氧还原反应、原电池、电离等知识的综合运用。本节教材可分为三个部分：电解原、电解原的应用、电镀。把握教材意图后，我把本节内容安排为两课时完成。 二、教目标 1．知识目标： (1)知道电解的基本原，会判断一般电解反应产物； (2)能说出电解、电解池及形成条件； (3)知道铜的电解精炼和电镀铜的原，知道氯碱工业反应原，能正确书写电极反应式和电解的总方程式； (4)通过对比、分析明确原电池与电解池的区别和联系 2．能力目标： (1)培养生观察、分析、整、归纳总结、探究等能力； (2)通过实验培养生的观察能力、分析能力和解决实际问题的能力； 3．情感、态度和价值观目标： (1)指导生积极参与教过程，激发其主动探究的意识； (2)对生进行辩证唯物主义教育和环境保护教育，培养生正确的处世态度； (3)通过氯碱工业的习，培养生确立论联系实际的习方法，进一步树立探究精神及合作意识，同时增强环境保护意识。 三、教重点难点 重点：电解原、氯碱工业反应原 难点：离子放电实质 四、情分析 生的认知发展水平和知识基础都是我们要考虑的情。我们的生素质不太高，没有强烈的求知欲，思维能力渐趋成熟。但也有思维方面的劣势，他们习惯演绎式的教方法，探究习的经验少。在知识方面，生在初中没有电知识；在高一中习过有关电的原电池；在生活中也很少有涉及到电解应用经历。 五、教方法 1．实验探究与启发讨论法。 2．案导：见后面的案。 3．新授课教基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导案、布置预习 六、课前准备 1．生的习准备：预习实验“电解池原”，初步把握实验的原和方法步骤。 2．教师的教准备：多媒体课件制作，，课内探究案，课后延伸拓展案。3．教环境的设计和布置：四人一组，实验室内教。课前打开实验室门窗通风，课前准备好如下仪器装置和药品： 实验仪器：小烧杯、玻璃棒、碳棒、导线、电流表、直流电、改进的塑料制电解槽； 实验药品： 2溶液、淀粉碘钾试纸、NOH溶液、SO 4 溶液、铜片、铁片。 七、课时安排：2课时 第一课时电解原 第二课时电解的应用 八、教过程 第一课时电解原 【复习引入】反应过程中，除有新物质生成之外还常常伴有能量的转，如能转为电能的原电池反应。 （1）请每位同自己设计一组原电池装置图，注明电极名称、所用材料、电子流动方向、写出电极反应式； （2）构成原电池的条件是什么？能量如何变？ 电能会不会转为能呢？若能，又需要通过什么装置？怎样才能实现电能到能的转？将是我们这一节要习的内容。 【板书】第三节电解池 电解池 【知识一览】 一、电解原理 1．电极反应 2．离子的放电顺序 阴极：（阳离子在阴极上的放电顺序(得e-)） Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸电离的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+ 阳极：(1)是惰性电极时：阴离子在阳极上的放电顺序（失e-） S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根离子)>F-(SO32-/MnO4->OH-) (2) 是活性电极时：电极本身溶解放电 3．电解规律： 二、电解原理的应用 1．铜的电解精炼 2．电镀铜 3．电解饱和食盐水——氯碱工业 4．电冶金 【知识与基础】 1．下列关于电解池工作原理的说法中，错误的是( ) A．电解池是一种将电能转变成化学能的装置 B．电解池中使用的液体只能是电解质溶液 C．电解池工作时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应 D．与原电池不同，电解池放电时，电极本身不会参加电极反应 2．如图中X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现，a极板质量增加，b极板处有无色无味气体放出，符合这一情况的是( ) 3．①电解是将电能转化为化学能；①电能是将化学能转变成电能；①电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化；①不能自发进行的氧化还原反应可通过电解的原理实现； ①任何物质被电解时，必导致氧化还原反应发生。这五种说法中正确的是( ) A．①①①① B．①①① C．①① D．①①4．电解100 mL含c(H＋)＝0.30 mol/L的下列溶液，当电路中通过0.04 mol电子时，理论上析出金属质量最大的是( ) A．0.10 mol/L Ag＋B．0.20 mol/L Zn2＋ C．0.20 mol/L Cu2＋D．0.20 mol/L Pb2＋ 5．用惰性电极实现电解，下列说法正确的是( ) A．电解稀硫酸，实质上是电解水，故溶液pH不变 B．电解稀NaOH溶液，要消耗OH－，故溶液pH减小 C．电解Na2SO4溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1①2 D．电解CuCl2溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1①1 6．将两个铂电极插入500 mL CuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064 g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓度约为( ) A．4×10－3 mol/L B．2×10－3 mol/L C．1×10－3 mol/L D．1×10－7 mol/L 7．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，用惰性材料作电极在一 2019-2020年高中化学《电解池》教案5 新人教版选修4 一、教学目标： 1．理解电解原理，初步掌握一般电解反应产物的判断方法 2．了解氯碱工业，电镀，冶金的原理 3．掌握电解电极方程式的书写。 二、教学重点： 电解原理及应用 三、教学过程： 我们知道化学能可以转变为热能，即反应热。化学能也能转变为电能，用原电池装置。今天这节课我们就来学习电能如何转化为化学能。 第三节电解池 一、电解原理 讲：首先我们来比较金属导电和电解质导电的区别。 过渡：电解质导电的实质是什么呢？一起看实验。 实验：现象—一极有气泡，检验为氯气；另一极有红色的物质析出，分析为铜。 讲：要分析此现象我们得研究此装置，首先看电极。 1．电极 阳极—与电源正极相连 阴极—与电源负极相连 隋性电极—只导电,不参与氧化还原反应(C/Pt/Au) 活性电极—既导电又参与氧化还原反应(Cu/Ag) 问：通电前和通电时分别发生了怎样的过程？ 通电前：CuCl2=Cu2++2Cl- H2O H++OH- 通电中：阳离子（Cu2+,H+）向阴极移动被还原； 阴离子（Cl-,OH-）向阳极移动被氧化 讲：即在电极上分别发生了氧化还原反应，称电极反应。 2．电极反应( 阳氧阴还 ) 阳极：2Cl- -2e-=Cl2 (氧化) 阴极：Cu2++2e-=Cu(还原) 总电极方程式：___________________ 放电：阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电。 3．电解：电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程叫电解。 讲：所以电解质导电的实质便是——电解 电解池：借助电流引起氧化还原反应的装置，即把电能转化为化学能的装置叫电解池或电解槽。 问：构成电解池的条件是什么？ 电源、电极、电解质构成闭和回路。 高中化学学习材料 第四章《电化学基础》第三节《电解池》 周考卷——电解原理 时间：45分钟满分：100分 一、选择题(每小题4分，每小题有1－2个正确选项) 1．用惰性电极实现电解，下列说法正确的是： A．电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变 B．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液pH减小 C．电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2 D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1 2．下列关于实验现象的描述不正确的是： A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡 B．用锌片作阳极，铁片作阴极，电解氯化锌溶液，铁片表面出现一层锌 C．把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁 D．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快 3．在外界提供相同电量的条件下，Cu2＋和Ag＋分别按Cu2＋＋2e－===Cu和Ag＋＋e－===Ag在电极上放电，析出铜的质量为1.92g，则析出银的质量为： A．1.62g B．6.48g C．3.24g D．12.96g 4．将含有KCl、CuBr2、Na2SO4三种物质的水溶液用铂电极进行电解，且电解时间足够长。有以下结论：①溶液中几乎没有Br－；②电解质溶液为无色；③最终溶液显碱性；④K＋、Na＋和SO2－4的浓度几乎没有变化。正确的是(设Cl2、Br2全部从溶液中逸出): A．①②③B．仅③C．①④D．均正确 5．根据金属活动性顺序表，Cu不能发生：Cu＋2H2O===Cu(OH)2＋H2↑的反应。但选择恰当电极材料和电解液进行电解，这个反应就能变为现实。下列四组电极和电解液中，能实现该反应最为恰当的是: 第三节电解池 一、教学目标： 1．理解电解原理，初步掌握一般电解反应产物的判断方法 2．了解氯碱工业，电镀，冶金的原理 3．掌握电解电极方程式的书写。 二、教学重点： 电解原理及应用 三、教学过程： 我们知道化学能可以转变为热能，即反应热。化学能也能转变为电能，用原电池装置。今天这节课我们就来学习电能如何转化为化学能。 第三节电解池 一、电解原理 讲：首先我们来比较金属导电和电解质导电的区别。 过渡：电解质导电的实质是什么呢？一起看实验。 实验：现象—一极有气泡，检验为氯气；另一极有红色的物质析出，分析为铜。 讲：要分析此现象我们得研究此装置，首先看电极。 1．电极 阳极—与电源正极相连 阴极—与电源负极相连 隋性电极—只导电,不参与氧化还原反应(C/Pt/Au) 活性电极—既导电又参与氧化还原反应(Cu/Ag) 问：通电前和通电时分别发生了怎样的过程？ 通电前：CuCl2=Cu2++2Cl- H2O H++OH- 通电中：阳离子（Cu2+,H+）向阴极移动被还原； 阴离子（Cl-,OH-）向阳极移动被氧化 讲：即在电极上分别发生了氧化还原反应，称电极反应。 2．电极反应( 阳氧阴还 ) 阳极：2Cl- -2e-=Cl2 (氧化) 阴极：Cu2++2e-=Cu(还原) 总电极方程式：___________________ 放电：阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电。 3．电解：电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程叫电解。 讲：所以电解质导电的实质便是——电解 电解池：借助电流引起氧化还原反应的装置，即把电能转化为化学能的装置叫电解池或电解槽。 问：构成电解池的条件是什么？ 电源、电极、电解质构成闭和回路。 思考： 电解CuCl2水溶液为何阳极是Cl-放电而不是OH-放电，阴极放电的是Cu2+而不是H+？4．离子的放电顺序 阴极：（阳离子在阴极上的放电顺序(得e-)） Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸电离的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+阳极(1)是惰性电极时：阴离子在阳极上的放电顺序（失e-） S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根离子)>F-(SO32-/MnO4->OH-) (2) 是活性电极时：电极本身溶解放电 问：放电能力弱于H+和OH–的物质在水溶液中放电吗？ 否，但亚铁离子浓度远大于氢离子浓度时,亚铁离子放电。 问：电解水时为了增强水的导电性常常需加入氢氧化钠或稀硫酸，为什么？可以加食盐吗？ 常见的原电池电极反应式的书写 1、伏打电池：（负极—Zn，正极—Cu，电解液—H2SO4） 负极：Zn–2e－==Zn2+正极：2H++2e－==H2↑ 总反应离子方程式Zn + 2H+ == H2↑+ Zn2+ 2、铁碳电池(析氢腐蚀)：（负极—Fe，正极—C，电解液——酸性) 负极：Fe–2e－==Fe2+正极：2H++2e－==H2↑ 总反应离子方程式Fe+2H+==H2↑+Fe2+ 3、铁碳电池(吸氧腐蚀)：（负极—Fe，正极—C，电解液——中性或碱性) 负极：2Fe–4e－==2Fe2+正极：O2+2H2O+4e－==4- OH 总反应化学方程式：2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 ；2Fe(OH)3==Fe2O3 +3 H2O (铁锈的生成过程) 4.铝镍电池：（负极—Al，正极—Ni，电解液——NaCl溶液) 负极：4Al–12e－==4Al3+正极：3O2+6H2O+12e－==12- OH 总反应化学方程式：4Al+3O2+6H2O==4Al(OH)3 (海洋灯标电池) 5、铝–空气–海水（负极－－铝，正极－－石墨、铂网等能导电的惰性材料，电解液－－海水） 负极：4Al－12e－==4Al3+ 正极：3O2+6H2O+12e－==12OH－ 总反应式为：4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3（铂网增大与氧气的接触面）(海洋灯标电池) 6、普通锌锰干电池：(负极——Zn，正极——碳棒，电解液——NH4Cl糊状物) 负极：Zn–2e－==Zn2+正极：2MnO2+2NH4++2e－==Mn2O3 +2NH3+H2O 总反应化学方程式：Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O 7、碱性锌锰干电池：（负极——Zn，正极——碳棒，电解液KOH糊状物） 负极：Zn + 2OH– 2e－== Zn(OH)2正极：2MnO2 + 2H2O + 2e－==2MnO(OH) +2OH－总反应化学方程式：Zn +2MnO2 +2H2O == Zn(OH)2 + MnO(OH) 8、银锌电池：(负极——Zn，正极－－Ag2O，电解液NaOH ) 负极：Zn+2OH－–2e－== ZnO+H2O 正极：Ag2O + H2O + 2e－== 2Ag + 2OH－ 总反应化学方程式：Zn + Ag2O == ZnO + 2Ag 高中化学人教版选修四第四章电化学基础4.3.1电解池C卷（练习） 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、 2017_2018学年高中化学新人教版选修4第四章电化学基础 (共12题；共45分) 1. （2分） (2019高二上·福州期中) 下列我国科技创新的产品设备在工作时有化学能转变成电能的是（） A . 长征5号火箭使用的液氧煤油发动机 B . 北斗导航卫星的太阳能电池板 C . 位于江苏的海上风力发电厂 D . 世界首部可折叠柔屏手机 2. （2分） (2018高二上·慈溪期中) 在电解水制取H2和O2时，为增强溶液的导电性常加入一些电解质。下列物质中最合适的是（） A . Na2SO4 B . CuCl2 C . NaCl D . AgNO3 3. （2分） (2015高三上·老河口期中) 如图所示，铜片、锌片和石墨棒用导线连接后插入番茄里，电流计中有电流通过，则下列说法正确的是（） A . 锌片是负极 B . 两个铜片上都发生氧化反应 C . 石墨是阴极 D . 两个番茄都形成原电池 4. （2分） (2017高二上·河北期中) 若某电能与化学能的转化装置(电解池或原电池)中发生的总反应的离子方程式是Cu+2H+=Cu2++H2↑，则下列关于该装置的有关说法中正确的是（） A . 该装置可能是原电池，也可能是电解池 B . 该装置只能是原电池，且电解质溶液为硝酸 C . 该装置只能是电解池，且金属铜为该电解池的阳极 D . 该装置只能是原电池，电解质溶液不可能是盐酸 5. （2分） (2019高一下·南岸期末) 某固体酸燃料电池以固体为电解质传递，其基本结构如图，电池总反应可表示为，下列有关说法正确的是 A . 电子通过外电路从b极流向a极 B . b极上的电极反应式为 C . 每转移电子，消耗标准状况下 D . 由a极通过固体酸电解质传递到b极 6. （2分） (2016高一下·长春期中) 对原电池的电极名称，下列叙述中错误的是（） A . 电子流入的一极为正极 B . 比较不活泼的一极为正极 C . 电子流出的一极为负极 D . 发生氧化反应的一极为正极 7. （2分） (2018高二上·黑龙江月考) Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如图所示，电解总反应为2Cu＋H2O Cu2O＋H2↑。下列说法正确的是（） A . 石墨电极上产生氢气 B . 铜电极发生还原反应 选修4《电解池》教 学设计 教学设计 选修4第三单元第三节电解池（第1课时）教材分析：《电解池》包含两部分内容：一是电解原理，二是电解原理的应用。电解原理研究的是电能转化为化学能，属于电化学基础的基本内容。这部分内容的重点是认识“电能如何转换成化学能”，对学生的要求是了解使电能转变为化学能的条件和方法，加深对氧化还原反应的认识。 学情分析：《电解池》是在学生学习了《原电池》和《化学电源》之后接触的电化学知识，由于有高一的学习基础，学生会觉得《原电池》和《化学电源》的内容相对简单，因此觉得《电解池》的内容也会简单；但是学生在接触了相应的电解池练习之后，就会觉得有难度。因此在学习这部分内容的时候，应该注意尽量使知识简单化，重点掌握电解池原理和常见题型的解题技巧，降低学生的学习难度。 三维教学目标 1．知识与技能： （1）理解电解原理，初步掌握电解反应产物的判断方法； （2）了解氯碱工业，电镀，冶金的原理； （3）掌握电解电极方程式的书写。 2．过程与方法： (1) 运用对比记忆，初步掌握电解池的原理，掌握用分析、综合、归纳的方法书写电极反应方程式 （2）通过理解“闭合回路”的概念，掌握电解池中电荷的运动方向 （3）通过动手实验，分析讨论，熟悉电解质溶液中离子的放电顺序 3．情感态度与价值观： （1）培养积极参与、探究电解池原理的求知欲 （2）调动学习化学的热情，充分感受电化学在生活、生产中的作用 （3）养成独立思考、分工合作的能力 教学重点及难点 重点：电解原理； 难点：电解原理的应用。 教法建议及教具准备 1．触类旁通由于原电池和电解池的原理有较多的类似的地方，在学习了原电池的知识之后，学生对电极反应和氧化还原反应已经有了一定的理解。学习了电解池的知识之后，学生对高中阶段的电化学知识就有了比较全面的认识。在教学中，应该注意抓住几点。 （1）采用对比的方法，将电解池和原电池的原理和知识点进行对比，衔接氧化还原反应的知识，重视启发引导，培养科学的学习习惯。这样，既能很好的掌握新学的知识，又能比很好的巩固、加深以前的知识，并且能对电化学理论有系统的认知。 （2）在教学中，充分联系前面的内容，注意分析和归纳总结，使体系完整。 （3）认真做好学生实验和演示实验，既能加强感性认知，又可以提高学生的细致观察、分析和逻辑推理的能力。 2．指点迷津学生学习电解池内容时，还是觉得会有困难，特别是氧化还原知识掌握有所欠缺的同学会觉得难度很大。因此，在教学中，要重点帮助学生解决以下问题。 （1）重视思维的引导过程。在“闭合回路”的概念上，要让学生对正电荷和负电荷的回路充分理解，才能很好的理解阳离子在电解池的阴极反应，阴离子在电解池的阳极反应。 （2）用氧化还原反应的知识帮助学生理解离子的放电顺序。 【教学过程】 人教版《选修四化学反应原理》电解池（第一课时）说课稿各位领导、评委、各位同行： 我今天说课的题目是：《选修四化学反应原理》第四章第三节电解池的第一课时，我主要从六个方面对本节课进行阐述 一、教材的地位和作用 电解原理是中学化学严重基本理论之一，既涉及到电化学的理论知识，又与元素化合物知识、氧化还原反应等密切相关，故占有严重的地位。在此之前，学生已经学习了将化学能转化为电能的装置——原电池，通过对电解池的学习之后，学生将形成一个将氧化还原反应、能量转换、元素化合物知识、电解质溶液、原电池和电解原理和有关计算等知识联系起来的知识网络，对培养学生从实践到理论，又从理论到实践的认知规律的提高有很大的作用 二、教学目标 根据本教材的结构和内容分析，结合着高二年级学生他们的认知结构及其心理特征，我制定了以下的教学目标：知识与技能（知识目标）：1．理解认识电解原理。 2．理解电解质溶液、电极对电解的影响 过程与方法（能力目标）： 通过学习活动，培养学生的动手操作能力，通过对实验现象的观察、分析和推理，培养学生发现问题、分析问题和解决 问题的科学探究精神和创新能力。 情感态度与价值观（情感目标）： 使学生亲身经历“实践－认识－再实践－再认识”的认知过程，帮助学生牢靠树立理论联系实际的学风；培养学生认真完成实验、仔细观察现象、合理分析实验的严格求实的科学态度，培养学生与他人合作、交流的意识和能力，提高辩证思维的能力 三、教学的重、难点 教学重点：理解电解的基本原理 教学难点：理解电解质溶液、电极材料对间接的影响 四、教法 通过实验与多媒体的有机结合，进行问题探究、实验探究、分组讨论，归纳总结，体现“以问题为引导，学生为主体”的新课改精神 五、学法指导 指导学生运用实验观察、分析、比较、讨论、概括、练习等学习手段，通过亲自动手参与实验，分析讨论实验现象，得出结论的过程培养其探索精神及分析问题、解决问题的能力。同时，也能够培养学生的主体性与合作精神 六、教学过程 教学流程： 问题引入——活动探究1——学习电解理论——活动探究2、 活动探究3——完善电解原理——课堂小结——学习反馈（固化能力，形成学科思想和学科能力） 本节课的容量大，我在本节课的教学中注意突出重点，条理清晰，松懈合理。各项活动的安排也注重互动、交流，最大限度的调动学生参与课堂的积极性、主动性 第三节 电解池 上信中学 陈道锋 一、电解原理 1．电解 (1)定义：使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。在此过程中，电能转化为化学能。 (2)特点：①电解是不可逆的；②电解质导电一定发生化学变化。 2．电解池 (1)概念：电解池是把电能转化为化学能的装置。 (2)电解池的构成条件 ①有与电源相连的两个电极。 ②两个电极插入电解质溶液(或熔融电解质)中。 ③形成闭合回路。 (3)电极名称及电极反应式 以用惰性电极电解CuCl2溶液为例： 总反应方程式：CuCl2=====电解 Cu ＋Cl2↑。 (4)电解池中电子和离子的移动方向 ①电子：从电源负极流出后，流向电解池阴极；从电解池的阳极流向电源的正极。 ②离子：阳离子移向电解池的阴极，阴离子移向电解池的阳极。 3．电解产物的判断及有关反应式的书写 (1)首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。 (2)再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组(勿忘水溶液中的H ＋和OH －)。 (3)排出阴、阳两极的放电顺序 4．电解本质：电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程 5、反应规律： 阳极：活泼金属—电极失电子（Au，Pt除外）； 惰性电极—溶液中阴离子失电子 阴离子失电子能力： 活泼金属（除Pt，Au）>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根(NO3->SO42-)>F- 阳离子得电子能力： Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+（水）>Al3+> Mg2+ >Na+>Ca2+>K+（即金属活泼性顺序表的逆向） 规律：铝前（含铝）离子不放电，氢（酸）后离子先放电，氢（酸）前铝后的离子看条件。 6、四类电解型的电解规律（当阳极为惰性电极时） ①电解水型（强碱，含氧酸，活泼金属的含氧酸盐），pH由溶液的酸碱性决定，溶液呈碱性则pH增大，溶液呈酸性则pH减小，溶液呈中性则pH不变。电解质溶液复原—加适量水。 ②电解电解质型（无氧酸，不活泼金属的无氧酸盐），无氧酸pH变大，不活泼金属的无氧酸盐pH不变。电解溶液复原—加适量解质。 ③放氢生碱型（活泼金属的无氧酸盐），pH变大。电解质溶液复原—加阴离子相同的酸。 ④放氧生酸型（不活泼金属的含氧酸盐），pH变小。电解质溶液复原—加阳离子相同的碱或氧化物。 7、注意事项 （1）无氧酸是其本身的电解 （2）含氧酸时水的电解 （3）可溶性碱式水的电解 （4）活泼型金属的含氧酸盐也是水的电解 （5）活泼金属的无氧盐阴极析出氢气并伴随溶液显碱性，阳极析出非金属单质（6）不活泼金属的无氧盐时该盐的电解 （7）中等活动性金属的含氧酸盐阴极析出金属，极得到氧气同时性提高。人教版高中化学教案-选修四-4.3-电解池应用-教案4完美版
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