高中化学电解池教案及习题附答案Word格式文档下载.docx
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共5课时(新课3课时,复习练习2课时)
教学过程:
(第一课时)
【联想?
质疑】已知金属钠与氯气反应的热化学方程式:
—1
2Na(s)+Cl2=2NaCl(s)△H=—822.3kJ?
mol
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?
+、Cl-将发生什么变化?
4)、移到两极表面的Na
-e-e
石墨电极铁电极
+
Na
-
熔融NaClCl
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。
与电源“-”相连的电极,
判断阴极的方法
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。
与电源“+”相连的电极,
判断阳极的方法
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
++2e-=2Na
2Na
电荷要守恒
2Cl
—2e-=Cl2↑
-=Cl2↑
++2Cl-
总方程式:
通电
2Na+Cl2↑(离子方程式)
2NaCl2Na+Cl2↑(化学方程式)
【举例】电解CuCl2的电极反应的书写。
石墨电极石墨电极
2+
Cu
CuCl2溶液
H
Cl
OH
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?
2+先得到电子,还是H+先得到电子呢?
这就涉及到离子的
【过渡】对于阳离子,到底是Cu
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>
Hg
>
Fe
3+
H
+2+2+2+
(酸)>
Pb
Sn>
Fe>
Zn
(水)Al
Mg
Ca
K
阴离子失电子顺序:
活性电极﹥阴离子。
即:
Cu>
Hg>
Ag>
S
2->
I3-、SO42-含氧酸根)>
F-
->
Br->
Cl->
OH->
(NO
【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:
与电源“+相”连的电极,
与电源“—”相连的电极,
判断阳极的方法
++2e-=2Na阴极:
++2Cl-
Ag
2+3+
Fe>
+>
Ca2+>
K+
I
-
Br
3-、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?
6.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?
):
++2e-→H2↑阳极:
2Cl-→Cl2↑+2-e
2H
总方程式(阴极产物,阳极产物各是什么?
总反应式:
2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+C2l↑(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。
Cl2
H2
NaCl浓溶液H2O(含少量NaOH)
NaCl稀溶液
NaOH浓溶液
阳离子交换膜
【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
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