高中化学电解池教案及习题附答案Word文档格式.docx
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2Na(s)+Cl2=2NaCl(s)△H=—822.3kJ•mol—1如果要真个反应反方向进行,则需要外界提供能量,那么大家想一想我们可以采用什么样的外界能量。
【学生】电能。
【提问】那么这样的反应是什么能转化为什么能?
【学生】电能转化为化学能
【教师】对,电能转化为化学能的一中重要方法就是电解,下面我们就来学习电解。
首先我们来以电解熔融NaCl了解一下电解的原理
【板书】一、电解的原理
【阅读交流】
1)、通电前,熔融氯化钠中存在哪些离子?
这些离子的运动情况怎样?
2)、通电后,外电路上的电流方向怎样?
3)、接通电源后,熔融氯化钠中Na+、Cl-各向那个方向运动?
4)、移到两极表面的Na+、Cl-将发生什么变化?
电解熔融NaCl
【讲解】在熔融NaCl中,存在自由移动的Na+和Cl-,做杂乱无章的运动。
通电后,电子由电源的负极流出,聚集到铁电极上。
由于正负电荷相互吸引,Na+要移向铁电极,做定向移动。
Na+在铁电极上得到电子,Na++e-=Na,发生还原反应。
电子要流向正极,那么石墨电极上哪来的电子?
【学生】思考,回答
【讲解】对,Cl-要移到石墨电极上,失去电子,2Cl-—2e-=Cl2↑,发生氧化反应。
为了维持电流,Cl-要不断地失去电子,不断地定向移动到石墨电极上。
这样在通电的情况下NaCl就分解成了Na和Cl2,电能就转化为化学能储存在Na和Cl2里面了。
这个过程就称之为电解。
下面我们看看有关电解的几个概念。
【板书】
(一)概念
1、电解:
【讲解】能够发生电解的装置叫电解池
【板书】2、电解池:
【提问】大家结合电解熔融NaCl的例子,说说构成电解池的条件有哪些?
【学生】回答
【板书】3、构成电解池的条件:
(1)外加直流电源
(2)两个固体电极
【讲解】这两个电极分别叫着阴、阳极,我们来看看阴阳极是怎么定义的?
【学生】阅读回答。
【讲解】结合电解熔融NaCl的例子讲解。
【板书】阴极:
发生还原反应的电极。
判断阴极的方法
与电源“-”相连的电极,
得到电子的电极,
阳离子移到的电极。
阳极:
发生氧化反应的电极。
判断阳极的方法
与电源“+”相连的电极,
失去电子的电极,
阴离子移到的电极。
(3)电解质溶液或熔融电解质
(4)构成闭合的电路
【练习】1.分析下图,属于电解池的有(③⑥)
2.下列说法正确的是(①④)
①电解是把电能转变成化学能;
②电解是化学能转变成电能;
③电解质溶液导电是化学变化;
④任何电解过程,必将导致氧化还原反应的发生;
【过渡】如果随便给你一个电解池,你怎么来判断电极的产物和每个电极上所发生的反应呢?
下面我们就来讲讲这个问题。
(二)电极产物的判断和电极方程式的书写
【讲解】要讲这个问题,首先我们得明白什么是电极反应,大家阅读课本了解一下。
【板书】1、电极反应:
【举例】2、电解熔融NaCl
电荷要守恒
2Na++2e-=2Na
2Cl-—2e-=Cl2↑
总方程式:
2Na++2Cl-
2Na+Cl2↑(离子方程式)
2NaCl
2Na+Cl2↑(化学方程式)
【举例】电解CuCl2的电极反应的书写。
电解CuCl2溶液
【讲解】对于电极方程式的书写有个一般步骤:
(1)明确电解液中存在的离子
【提问】CuCl2溶液中存在哪些自由移动的离子?
【过渡】对于阳离子,到底是Cu2+先得到电子,还是H+先得到电子呢?
这就涉及到离子的放电顺序的问题了,大家阅读课本,了解以下离子的放电顺序。
【学生】阅读课本。
(2)是哪些离子得失电子
放电顺序:
阴极:
阳离子得电子顺序:
Ag+>
Hg2+>
Fe3+>
Cu2+>
H+(酸)>
Pb2+>
Sn2+>
Fe2+>
Zn2+>
H+(水)Al3+>
Mg2+>
Na+>
Ca2+>
K+
阴离子失电子顺序:
活性电极﹥阴离子。
即:
Cu>
Hg>
Ag>
S2->
I->
Br->
Cl->
OH->
(NO3-、SO42-含氧酸根)>
F-
【讲解】那么大家根据放电顺序写出该电解的阴阳两极的电极方程式。
【练习】1.书写用石墨做电极电解硫酸的电极方程式和电解池方程式。
2.用惰性电解Fe2(SO4)3和Cu(NO3)2的混合溶液,写出电解的电极方程式。
【作业】用石墨做电极,电解H2SO4溶液NaSO4溶液NaOH溶液HgCl2溶液CuSO4溶液KI溶液,分别写出电解的电极方程式和总方程式。
为下节课讲电解的几种类型作铺垫!
【板书设计】
一、电解的原理
2、电解池:
3、构成电解池的条件:
阴极:
与电源“—”相连的电极,
K+
(NO3-、SO42-含氧酸根)
(第二课时)
【复习提问】
1、什么叫电解?
2、什么叫电解池?
3、判断阴、阳极的方法有哪些?
4.以石墨作电极分别电解下列溶液,在阴极不能得到氢气的是(B)
A.Na2SO4B.AgNO3C.NaClD.NaOH
【讲解】电解的几种类型
(1)电解含氧酸、强碱溶液及活泼金属的含氧酸盐,实质上是电解水,电解水型;
(2)电解不活泼金属无氧酸盐,实际上是电解电解质本身,分解电解质型;
(3)电解不活泼金属的含氧酸盐,放氧生酸型;
(4)电解活泼金属(K/Ca/Na)的无氧酸盐,放氢生碱型;
【板书】二、电解原理的应用
电解的类型:
1.电解水型
2.分解电解质型
3.放氧生酸型
4.放氢生碱型
【过渡】下面我们结合几个例子看看电解原理的应用
(一)电解食盐水
【预习提示】1、预测电解食盐水的现象是有哪些?
2、电解食盐水的产物是什么?
3、在电解食盐水时,溶液中各离子的移向何极?
4、在电解食盐水的过程中,溶液的PH值如何变化?
【学生】预习后回答
【视频】电解食盐水
【讲解并板书】现象:
电流流向:
电子流向:
阴阳极反应方程式(滴加酚酞红,红色先出现在哪?
):
2H++2e-→H2↑阳极:
2Cl-→Cl2↑+2e-
总方程式(阴极产物,阳极产物各是什么?
总反应式:
2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑(条件:
通电)
溶液PH值变化:
【学生】预习氯碱工业
【讲解】氯碱工业示意图及阳离子交换膜的两个优点。
【讲解】在电解过程中,由于阴极区OH
浓度变小,水的电离平衡向生成H
和OH
的方向移动,随着H
不断变为氢原子并最终形成氢气逸出,使阴极区溶液中的OH
越来越多。
用隔膜就可以阻止OH
移向阳极,则使氢氧化钠可以在阴极附近的溶液中富集,由阴极溶液可以得到烧碱。
还可以得到另外两种重要的化工产品—氯气和氢气。
【指导学生阅读资料在线】水的电离和离子放电顺序
【强调】离子放电顺序是对在一定条件下,离子并不都能在电极上发生反应。
而且所给的离子放电顺序是一定条件下的经验规律,不同的实验条件会存在不同的顺序,规律是有条件限制的。
【阅读】工业电解食盐水制备烧碱
【课堂练习】练习册P131、2、4、13
【作业】P181
二、电解原理的应用
5.电解水型
6.分解电解质型
7.放氧生酸型
8.放氢生碱型
现象:
电流流向:
(第三课时)
【知识回顾】上节课我们学习了哪些知识点?
【学生】
【预习提示】1、在铜的电解精练中,阴阳极材料各是什么?
能不能换成其他的材料?
2、对电解质溶液是有什么要求?
3、阴阳极反应方程式是什么?
4、可以得到什么副产物?
(二)铜的电解精练
【视频】铜的电解精练
阴阳极反应方程式:
Cu2++2e-→Cu阳极:
Cu→Cu2++2e-
电解的副产物
(三)电镀
【预习提示】【讲解】一件表面镀有其他金属的制品,我们可以把它的结构大致分为两大部分:
镀件和镀层金属。
那么这个镀层金属是这么镀在这个镀件上的呢?
这节课我们就来看看这个问题。
【活动探究】在铁钉上镀铜
【板书】电镀:
是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。
注意点:
①电极:
阴极——镀件(待镀金属制品)阳极——镀层金属或惰性电极
②电镀液:
含有镀层金属离子的电解质溶液。
【投影小结】电解池、电解精练池、电镀池的比较
电解池
电解精练池
电镀池
定义
将电能转变成化学能的装置
应用电解原理将不纯的金属提纯的装置
应用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属的装置
形成条件
①两电解接直流电源
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- 高中化学 电解池 教案 习题 答案