2019-2020年高中化学 电解池工作原理教案 新人教版选修4

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1、2019-2020年高中化学电解池工作原理教案新人教版选修4【学习目标】1、了解电解池的构造特点及工作原理,能判断电极类型、电子流向和离子移动方向。2、掌握离子的放电顺序,熟练书写电解池阴、阳极的电极反应式及电解总反应方程式。【预习与回顾】:1、回顾必修1所学内容,完成工业上冶炼Na、Mg、Al及氯碱工业的化学反应方程式。2、预习P18—交流与讨论回答:(1)电解池和原电池有哪些异同点?(2)电解前后阴、阳离子如何移动?3、电解(1).概念使直流电通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。(2).特点①电解是最强有力的氧化还原反应手段,

2、是(填“可逆”或“不可逆”)的。②电解质溶液的导电过程,就是电解质溶液的过程。4、电解池(1).定义:把能转化成能的装置。(2).形成条件①电源;②两个电极:与电源正极相连的一极是极;与电源负极相连的一极是极;③电解质溶液或熔融电解质;④形成回路。【观察与思考】电解氯化铜溶液①现象阳极:湿润的淀粉KI试纸——          阴极:石墨棒上有物质生成——          ②电极反应阳极(C):(反应)阴极(C):(反应)总反应:。③电子流向:;电流方向。离子流向。④能量转化:能→能【归纳比较】:比较原电池与电解池原电池电解池①反应特点②能量变

3、化③电极名称④判断依据⑤电子流向⑥电极反应⑦实例【要点突破】:1.如何确定电解池的阴阳极?电解池的两极由电解池中的电极与电源正、负极的连接情况直接判断:与电源正极相连的电极为电解池的阳极;与电源负极相连的电极为电解池的阴极。如果装置中未标有电源的正、负极,也可由两极的反应来决定:发生氧化反应的为阳极,发生还原反应的为阴极。即:例1.下图中能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是( )2.判断电解过程中的电极产物的依据是什么?判断电解过程中电极产物的依据是:电极材料和离子放电顺序。阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。放电顺序取决于离子本身

4、性质,也与离子浓度及电极材料有关。电解时所使用的电极分为两类:一类为惰性电极,只起导体的作用(如铂、石墨等),并不参与反应;另一类为活性电极(除铂、金以及在电解时很易钝化的铅、铬以外的金属)。活性电极若作阴极,只起导体的作用;若为阳极,发生氧化反应的往往是电极本身。电极上物质的变化情况以及电子的转移情况用电极反应式来表明。当电解质溶液中存在多种阳离子或者多种阴离子时,电解质溶液中各种离子在两极上得失电子是有一定顺序的,称之为放电顺序。放电顺序涉及多种因素,在中学阶段只要求掌握:阳极——①若为惰性电极,则阴离子放电(失电子,发生氧化反应),放电顺序

5、为:S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子>F-②若为活泼电极,则电极本身失去电子而放电,电极溶解。因为活泼电极的还原性几乎大于一切阴离子。阴极——无论是惰性电极,还是活性电极,阴极总是受到保护,不会参与电极反应,始终为阳离子放电(得电子,发生还原反应),放电顺序为(金属活动性顺序的反向):Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(H2O)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+因此,判断电解过程中的电极产物的步骤(1)阳极产物“两眼看”:(2)阴极产物:无需看电极材料,因为电

6、极本身不参与反应,溶液中的阳离子放电(氧化性顺序):Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(H2O)>Al3+>Mg2+>Na+。例2.某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿,然后平铺在一块铂片上,接通电源后,用铅笔在滤纸上写字,会出现红色字迹。据此,下列叙述正确的是A.铅笔端作阳极,发生还原反应B.铂片端作阴极,发生氧化反应C.铅笔端有少量的氯气产生D.a点是负极,b点是正极例3.三氧化二镍(Ni2O3)可用于制造高能电池,其电解法制备过程如下:用NaOH调N

7、iCl2溶液pH至7.5,加放适量硫酸钠后进行电解。电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成Cl0-,把二价镍氧化为三价镍。以下说法正确的是……()A.可用铁作阳极材料B.电解过程中阳极附近溶液的pH升高C.阳极反应方程式为2C1--2e-=Cl2D.1mol二价镍全部转化为三价镍时,外电路中通过了1mol电子【典型互动】1.下列有关电解池的说法正确的是(  )A.在电解池中与外接电源负极相连的电极是阳极B.无论电解何种物质,阳极上失电子数都与阴极上得电子数相等C.电解氯化铜溶液时,在阴极上有气体生成D.电解NaCl、CuCl2两种溶液,参加反应

8、的物质是相同的2.学生欲完成反应Cu+H2SO4===CuSO4+H2↑而设计了下列四个实验,你认为可行的是(  )3.Cu2O是一种半

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