山东省滕州市高中化学 第1章 第2节 电能转化为化学能电解 第1课时 电解原理（1）教案 鲁科版选修4.doc

第一章化学反应与能量转化第二节电能转化为化学能电解（第一课时）课型：复习课考纲要求：1、理解电解原理，知道电解池的构成条件；2、能正确判断电解池的阴、阳极，能够判断电极反应物与产物；3、能会书写电极反应式和电解反应方程式。教材分析：电解属于电化学的知识的一部分，本节课属于电能转化成化学能一节课。与金属活动性顺序、氧化还原反应、电解质的电离、离子反应以及化学反应的能量变化等知识有关，还与考纲中的金属腐蚀与防护有很大的关联。不仅复习了电化学知识，还能把氧化还原反应、离子方程式和化学反应与能量变化等知识联系在一起，符合非常符合高三复习的规律。设计思路本节课内容电能转化为化学能电解第1课时。复习本节内容以上节复习的能量为切入点，从物质的熔融体系入手，引领学生复习回顾电解的原理，借助于电解池装置，可以使一个不自发的氧化还原过程发生，并且该氧化还原过程的氧化过程与还原过程是分别在两个电极上进行的；使他们对氧化还原反应的实质是电子的转移这一认识得到提升。通过本节内容的复习要先让学生清晰的回顾起阳极、阴极、电极反应等概念，并理解掌握电解池中阴阳离子移动方向及放电顺序等内容。然后再复习几个比较复杂的水溶液体系的例子：电解食盐水、电解精练铜和电镀，进一步巩固复习内容。知识与技能目标：（1）理解电解的原理，掌握电解、电解池概念，清晰地建立起电极反应的概念并能够正确地判断阴极和阳极。（2）能正确判断电解池的阴阳极，能正确书写电极反应式和电解反应式重点、难点：理解电解原理、正确地书写电极反应式。【基础再现】【教师活动】引题，电能与化学能的转化是能量变化的重要方式。在生产生活中应用广泛：二次电源的使用、金属的冶炼、电镀等。【学生活动】：独立完成：1、阅读课本、笔记，回顾“电解的原理”；2、填写导学案的下列内容。（5分钟）合作互助：同组内交换意见，检查更正。（5分钟）考点一电解的原理1电解定义:在 作用下，电解质在两个电极上分别发生 和 的过程。2能量转化形式： 转化为 。3电解池(1)构成条件有与_相连的两个电极。_(或_)。形成_。(2)电极名称及电极反应(如图)(3)电子和离子移动方向电子：从电源_流向电解池的_；从电解池的_流向电源的_。离子：阳离子移向电解池的_；阴离子移向电解池的_。【学生展示】2名同学将完成的导学案实物投影或学生朗读等形式展示，全班同学对内容修正，明确最终答案。【教师活动】对知识进行点评（以投影形式）：1、电解实质：不可自发进行的、吸热的氧化还原反应2、电解池的构成：两极一液一电源3、电极材料及电极反应: 惰性电极：石墨、铂、金等 a、电极材料：相同或不同导体 活性金属电极：银、铜、铁、锌等 b、电极反应 电子流出阴极带负电荷吸引阳离子阳离子得电子氧化反应产物：氢气、金属、低价离子等 电子流入阳极带正电荷吸引阴离子阴离子矢电子还原反应产物：氧气、非金属单质（s、cl2、o2）等 【学生活动】：独立完成：分析以石墨为电极电解饱和食盐水的过程。以以下内容体现出：装置简图标出电子、电流方向标出离子的移动方向写出电极式写出电解反应的离子方程式、化学方程式（5分钟） 合作互助：同组内交换意见，检查更正。（3分钟）【学生展示】2名同学将完成的内容以实物投影或学生板书等形式展示，全班同学对内容修正，明确最终答案。【教师活动】对知识进行点评（以投影形式）：4分析电解过程的思维程序(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(不要忘记水溶液中的h和oh)。(3)然后排出阴、阳两极的放电顺序阴极：阳离子放电顺序：agfe3cu2h(酸)fe2zn2h(水)al3mg2naca2k。阳极：活泼电极s2ibrcloh含氧酸根离子。(4)分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。(5)最后合并两个电极反应式得出电解反应的总化学方程式或离子方程式。【学生活动】：合作完成：用分析电解过程的思维程序分析电解下列物质的过程。电解质(水溶液)电极方程式电解方程式或电解离子方程式被电解的物质电极产物溶液ph变化的原因、结果电解质溶液复原阳极阴极含氧酸(如h2so4)阳极：_阴极：_水减少，酸溶液的浓度_，ph_加 强碱(如naoh)阳极：_阴极：_水减少，碱溶液的浓度_，ph_加 活泼金属的含氧酸盐(如kno3、na2so4)阳极：_阴极：_水减少，盐溶液的浓度_，ph_(若为水解的盐)加 无氧酸(如hcl)，除hf外阳极：_阴极：_ h放电，c(h)减小，ph_ 加 不活泼金属的无氧酸盐(如cucl2)，除氟化物外阳极：_阴极：_ph基本不变加_活泼金属的无氧酸盐(如nacl)阳极：_阴极：_h放电，c(h)减小，c(oh)增大，ph_加 不活泼金属的含氧酸盐(如cuso4)阳极：_阴极：_ oh放电，c(oh)减小，c(h)增大，ph_加_【学生展示】1名同学将完成的内容以实物投影或学生板书、朗读等形式展示，全班同学对内容修正，明确最终答案。【教师活动】对知识进行点评：归纳：电极产物的判断方法阳极：电极质量减少或有非金属单质生成阴极：金属单质或氢气或低价阳离子生成5、电极反应式的书写方法：先看电源两极；再看电极材料；然后看放电顺序确定放电离子；书写电极半反应注意：两个电极反应式要遵循电荷守恒，电子得失的数目要相等；【小结】电解规律：（1）电解含氧酸、强碱溶液及活泼金属的含氧酸盐，实质上是电解水，电解水型。（2）电解不活泼金属的含氧酸盐，阳极产生氧气，阴极析出不活泼金属，放氧生酸型。（3）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。（4）电解活泼金属的无氧酸盐，阴极产生氢气，阳极析出非金属，放氢生碱型。（5）电解中电极附近溶液ph值的变化：阴极h+放电产生h2，_。 阳极oh-放电产生o2，_。【学生活动】：思考、完成下列问题1、电解过程中放h2生碱型和放o2生酸型的实质是什么？2、用惰性电极电解，若要使电解后的溶液复原，应怎样操作？3、.以铝材为阳极，在h2so4溶液中电解，使铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为_。.用al单质作阳极，石墨作阴极，nahco3溶液作电解液进行电解，生成难溶物r，r受热分解生成化合物q。写出阳极生成r的电极反应式： _。5cui是一种不溶于水的白色固体，可以由反应：2cu24i=2cuii2得到。现以石墨为阴极，以cu为阳极电解ki溶液，通电前向电解液中加入少量酚酞和淀粉溶液。回答下列问题：(1)阳极区的现象_。(2)阳极电极反应式_。【反思归纳】(1)书写电解池中电极反应式时，要以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成分子式。(2)要确保两极电子转移数目相同，且注明条件“电解”。(3)电解水溶液时，应注意放电顺序中h、oh之后的离子一般不参与放电。【真题再现】1（13天津）为增强铝的耐腐蚀性，现以铅蓄电池为外电源，以a1作阳极、pb作阴极，电解稀硫酸，使铝表面的氧化膜增厚。反应原理如下：电池：pb（s）+pbo2（s）+2h2so4（aq）=2pbso4（s）+2h2o（l）电解池：2al+3h2oal2o3+3h2电解过程中，以下判断正确的是答案： d2.（13浙江）电解装置如图所示，电解槽内装有ki及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。已知:3i2+6oh=io3+5i+3h2o下列说法不正确的是a右侧发生的电极方程式：2h2o+2e=h2+2ohb电解结束时，右侧溶液中含有io3c电解槽内发生反应的总化学方程式ki+3h2o=kio3+3h2d如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学方程式不变答案：d3.（13山东）金属冶炼和处理常涉及氧化还原反应。（1）由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是 afe2o3 bnacl ccu2s dal2o3（2）辉铜矿（cu2s）可发生反应2cu2s+2h2so4+5o2=4cuso4+2 h2o，该反应的还原剂是 ，当1mol o2发生反应时，还原剂所失电子的物质的量为 mol。向cuso4溶液中加入镁条时有气体生成，该气体是 （3）右图为电解精炼银的示意图， （填a或b）极为含有杂质的粗银，若b极有少量红棕色气体生成，则生成该气体的电极反应式为 （4）为处理银器表面的黑斑（ag2s），将银器置于铝制容器里的食盐水中并与铝接触，ag2s转化为ag，食盐水的作用为 解析：解析：（1）nacl与al2o3冶炼需要用电解法，fe2o3与cu2s可以用热还原法，所以为b、d。（2）在该反应中，cu元素化合价由+1升高到+2，s元素由-2升高到+6，cu2s做还原剂，当有1molo2参与反应转移的电子为4mol，由于cu2+水解呈酸性，加入镁条时，镁与h+反应生成了氢气。（3）电解精炼时，不纯金属做阳极，这里就是a极；b电极是阴极，发生还原反应，生成了红棕色气体是no，遇空气氧化生成的no2，电极反应：no3-+3e-4h+no+2h2o。或no3-+e-2h+no2+h2o（4）做电解质溶液，形成原电池。答案：（1）bd（2）cu2s；4；氢气（3）a；no3-+3e-4h+no+2h2o（4）做电解质溶液，形成原电池。【课上巩固】基础题1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用锌片做阳极，铁片做阴极，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；2用惰性电极电解下列溶液，电解一段时间后，阴极质量增加，电解质溶液的ph下降的是（ ）a. cucl2 b. agno3 c.bacl2 d.h2so43.用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液，在电解的过程中，溶液的ph依次为升高，不变，降低的是（ ）aagno3 cucl2 cu(no)2 bkcl na2so4 cuso4ccacl2 koh nano3 dhcl hno3 k2so4ab +k2so4溶液 4右图为直流电源电解稀k2so4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加几滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是（ ）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ca电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色da电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色提高题5（08江苏）镍镉（ni-cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为koh溶液，其充、放电按下式进行：cd + 2niooh + 2h2ocd(oh)2 + 2ni(oh)2有关该电池的说法正确的是（ ）a充电时阳极反应：ni(oh)2 e + oh- = niooh + h2ob充电过程是化学能转化为电能的过程c放电时负极附近溶液的碱性不变d放电时电解质溶液中的oh-向正极移动6、某溶液中含有两种溶质nacl和h2so4，它们的物质的量之比为3：1。用石墨作电极电解该混合溶液中，其电极产物可明显分为三个阶段。下列叙述不正确的是 a阴极自始至终只析出h2 b阳极先析出cl2，后析出o2 c电解最后阶段为电解水 d溶液ph不断增大，最后为77、如右图所示，a、b是两根石墨棒。下列叙述正确的是a. a是正极，发生还原反应 b. b是阳极，发生氧化反应c. 稀硫酸中硫酸根离子的物质的量不变d. 往滤纸上滴加酚酞试液，a极附近颜色变红8.（04全国）在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体。上层液体中插入两根石墨电极，圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒，可以上下搅动液体，装置如右图。接通电源，阳极周围的液体呈现棕色，且颜色由浅变深，阴极上有气泡生成。停止通电，取出电极，用搅棒上下剧烈搅动。静置后液体又分成两层，下层液体呈紫红色，上层液体几乎无色。根据上述实验回答：（1）阳极上的电极反应式为_。（2）阴极上的电极反应式为_。（3）原上层液体是_。（4）原下层液体是_。（5）搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是_ _。（6）要检验上层液体中含有的金属离子，其方法_ _ _， 现象是_ 。课上巩固答案：1.c 2.a 3.b 4.d 5.a 6.d 7.c 8.(1) 2i- -2e -=i2 (2) 2h+2e-