26高二化学电解池教案.doc

精练精评 预习指导作业疑难 解题要点检测准备 预习指导错率统计 讲评方案巩固准备 学教心得吕四中学2013-2014学年度第一学期一体化教学案 WWW.J Emil: 班级 姓名 学号2012级高二化学学案（26）【学习课题】电解池：【学习目标】1知识与技能：（1）理解电解的原理，掌握电解池的构成条件及电极反应的书写。（2）通过实验探究出离子的放电顺序以及不同的电极材料，阴、阳极上产物的判断。2过程与方法：通过实验操作及对实验现象的观察、分析和推理，让学生体验科学探究的过程，形成一定的实验能力，观察能力、和思维能力。3情感态度与价值观：通过实验探究，培养学生良好的科学态度和科学方法，渗透由现象看本质、由个别到一般、由一般到特殊的辩证唯物主义观点。【自主学习】【知识点一】电解池：1定义：将 转化为 的装置。 2构成条件：(1) 。 (2)电解质溶液。 (3)形成闭合回路。(4)电解池的两极：阳极与电源 相连，发生 反应；阴极与电源 相连，发生 反应。3工作原理(以电解CuCl2溶液为例)实验现象实验结论电流表指针发生偏转与负极相连的b极上逐渐覆盖了一层与正极相连的a极上有刺激性气味的气体产生,能使湿润的淀粉KI试纸 (1)阳极发生的反应： 阴极发生的反应： 电池总反应为： 。(2)电子的流向： 电源负极 电源正极【规律总结】【巩固练习】1如图所示装置中，属于电解池的是()【合作探究】【知识点二】电解：1概念：使电流通过 而在阴、阳两极引起 的过程。2特点：(1)电解是最强有力的 手段，是 (填“可逆”或“不可逆”)的。(2)从本质上看，电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的 过程。3电极产物的判断：(1)阳极产物的判断：首先看电极，如果是活性电极，则电极材料失去电子，被溶解，溶液中的阴离子不失去电子。如果是惰性电极，则要看溶液中阴离子的失电子能力，根据阴离子的放电顺序加以判断。阴离子的放电顺序：S2IBrClOH含氧酸根F(2)阴极产物的判断： 直接根据阳离子放电顺序进行判断。阳离子放电顺序：AgHg2Fe3Cu2H(浓度大时)Sn2Fe2Zn2H(浓度小时)Al3Mg2Na(3)惰性电极是指石墨、Au、Pt等电极，除Au、Pt以外的金属电极是活性电极。4电极方程式的书写：(1)用惰性电极电解电解质水溶液时，首先要全面分析电解质溶液的组成，找全离子并分为阴、阳两组，然后排出阴、阳离子的放电顺序，写出两极上的电极反应式，根据两极的电极反应式写出反应的总方程式。(2)若阴极为H放电，则阴极区c(OH)增大；若阳极区OH放电，则阳极区c(H)增大；若阴、阳极分别同时有H、OH放电，相当于电解水，电解质溶液浓度增大(饱和溶液例外)。(3)电解后要恢复原电解质溶液的浓度，需要加入适量的某物质，该物质一般是阴极与阳极产物的化合物。【巩固练习】2写出用惰性电极电解下列溶液时的电极反应式和总反应方程式：电解NaOH溶液:阳极： 阴极 总方程式： 电解质浓度 ，pH 电解对象： ，要把电解质溶液复原，加 。电解H2SO4溶液:阳极： 阴极 总方程式： 电解质浓度 ，pH 电解对象： ，要把电解质溶液复原，加 。电解Na2SO4溶液:阳极： 阴极 总方程式： 电解质浓度 ，pH 电解对象： ，要把电解质溶液复原，加 。电解HCl溶液：阳极： 阴极 总方程式： 电解质浓度 ，pH 电解对象： ，要把电解质溶液复原，加 。电解CuCl2溶液：阳极： 阴极 总方程式： 电解质浓度 电解对象： ，要把电解质溶液复原，加 。电解CuSO4溶液：阳极： 阴极 总方程式： 电解质浓度 ，pH 电解对象： ，要把电解质溶液复原，加 。电解NaCl溶液：阳极： 阴极 总方程式： 电解质浓度 ，pH 电解对象： ，要把电解质溶液复原，加 。【例1】如图所示，甲是刚浸过NaCl溶液的石蕊试纸，A、B两铜片通过导线连接电源两极，在铜片间的滤纸上滴一滴KMnO4溶液，通电一段时间后，发现A、B间的紫红色圆点向A极移动了一段距离，则与A相连的是电源的_极，可发现滤纸的B极边沿附近有_色出现。【变式训练】1. 如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。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体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【例2】某同学按下图所示的装置进行电解实验。下列说法不正确的是( )A电解过程中，石墨电极上有H2产生B电解初期，主反应方程式为：CuH2SO4CuSO4H2C电解一定时间后，石墨电极上有铜析出D整个电解过程中，H的浓度不断增大【例3】用惰性电极电解稀H2SO4、Cu(NO3)2、NaCl的混合液，最初一段时间阴极和阳极上分别析出的物质分别是 () AH2和Cl2 BCu和Cl2 CH2和O2 DCu和O2【变式训练】2.若将本题中NaCl改为Na2SO4，则电解的初始阶段阴极和阳极上析出的物质分别是什么？【巩固练习】3用惰性电极电解饱和Na2CO3溶液，若保持温度不变，则一段时间后()A溶液的pH变大 Bc(Na)与c(CO)的比值变大C溶液浓度变大，有晶体析出 D溶液浓度不变，有晶体析出4如图所示，铜片、锌片和石墨棒用导线连接后插入番茄里，电流表中有电流通过，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5某校“研究性学习小组”欲完成反应2HCl2Ag=2AgClH2而设计了下列四个实验，你认为可行的是()6有关甲、乙、丙、丁四个图示的叙述正确的是( )A甲中负极反应式为2H2e=H2B乙中阳极反应式为Age=AgC丙中H向碳棒方向移动D丁中电解开始时阳极产生黄绿色气体【知识点三】使用惰性电极电解电解质溶液的类型：类型电解水型电解电解质型放氢气生碱型放氧气生酸型电解质特点实例 电极反应式阳极 阴极 电解方程式 溶液pH变化-电解质溶液复原的方法【巩固练习】2用石墨作电极，分别电解下列各物质的溶液：CuCl2CuSO4NaClNaNO3盐酸 H2SO4KOH 其中只有水被电解的有 ()AB C D3.用惰性电极电解AgNO3溶液,说法不正确的是()A.电解过程中阴极质量不断增加B.电解过程中溶液的pH不断降低C.此时向溶液中加入适量的Ag2O固体可使溶液恢复到电解前的状况D.电解后两极产生的气体体积比为213.用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，加入一定质量的另一种物质(中括号内)，溶液能与原来溶液完全一样的是()ACuCl2CuSO4 BNaOHNaOH CNaClHCl DCuSO4Cu(OH)2【当堂检测】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.电解池中发生的反应是非自发的氧化还原反应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.用石墨作电极,电解下列物质的溶液,其实质不是电解水的是( )A.NaNO3 B.NaOH C.Na2SO4 D.NaCl3.用惰性电极电解下列溶液,其中随着电解的进行,溶液pH逐渐减小的是( )氯化钠溶液硫酸铜溶液氢氧化钠溶液稀硫酸稀盐酸硫酸钠溶液A. B. C. D.4.用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种物质(方括号内物质),能够使溶液恢复到原来的成分和浓度的是( )A.AgNO3AgNO3 B.NaOHH2O C.KClKCl D.CuSO4Cu(OH)25.在某电解质溶液里,用M和N作电极,通电一段时间后,发现M极质量减小,N极质量增大,符合这一情况的是( )A.电解质溶液是稀硫酸 B.金属M是阳极,金属N是阴极C.M和N是石墨电极 D.M是阴极,N是阳极2012级高二化学教案（26）【学习课题】电解池：【学习目标】1知识与技能：（1）理解电解的原理，掌握电解池的构成条件及电极反应的书写。（2）通过实验探究出离子的放电顺序以及不同的电极材料，阴、阳极上产物的判断。2过程与方法：通过实验操作及对实验现象的观察、分析和推理，让学生体验科学探究的过程，形成一定的实验能力，观察能力、和思维能力。3情感态度与价值观：通过实验探究，培养学生良好的科学态度和科学方法，渗透由现象看本质、由个别到一般、由一般到特殊的辩证唯物主义观点。【自主学习】【知识点一】电解池：1定义：将 转化为 的装置。 电能 化学能 2构成条件：(1) 。 (2)电解质溶液。(3)形成闭合回路。(4)电解池的两极：阳极与电源 相连，发生 反应；阴极与电源 相连，发生 反应。直流电源 负 正3工作原理(以电解CuCl2溶液为例)实验现象实验结论电流表指针发生偏转与负极相连的b极上逐渐覆盖了一层与正极相连的a极上有刺激性气味的气体产生,能使湿润的淀粉KI试纸 (1)阳极发生的反应： 阴极发生的反应： 电池总反应为： 。(2)电子的流向： 电源负极 电源正极CuCl2CuCl2 阴极 阳极 说明电解质溶液在导电形成闭合回路 析出金属铜 产生了氯气 红色物质 变蓝 【规律总结】【巩固练习】1如图所示装置中，属于电解池的是()分析：形成电池解时应有外接电源，A、B项不符合；电解池的两极应插入电解溶液或熔化的电解质中形成闭合回路，D项不符合。答案：C【合作探究】【知识点二】电解：1概念：使电流通过 而在阴、阳两极引起 的过程。电解质溶液 氧化还原反应 2特点：(1)电解是最强有力的 手段，是 (填“可逆”或“不可逆”)的。(2)从本质上看，电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的 过程。氧化还原 不可逆 电解3电极产物的判断：(1)阳极产物的判断：首先看电极，如果是活性电极，则电极材料失去电子，被溶解，溶液中的阴离子不失去电子。如果是惰性电极，则要看溶液中阴离子的失电子能力，根据阴离子的放电顺序加以判断。阴离子的放电顺序：S2IBrClOH含氧酸根F(2)阴极产物的判断： 直接根据阳离子放电顺序进行判断。阳离子放电顺序：AgHg2Fe3Cu2H(浓度大时)Sn2Fe2Zn2H(浓度小时)Al3Mg2Na(3)惰性电极是指石墨、Au、Pt等电极，除Au、Pt以外的金属电极是活性电极。4电极方程式的书写：(1)用惰性电极电解电解质水溶液时，首先要全面分析电解质溶液的组成，找全离子并分为阴、阳两组，然后排出阴、阳离子的放电顺序，写出两极上的电极反应式，根据两极的电极反应式写出反应的总方程式。(2)若阴极为H放电，则阴极区c(OH)增大；若阳极区OH放电，则阳极区c(H)增大；若阴、阳极分别同时有H、OH放电，相当于电解水，电解质溶液浓度增大(饱和溶液例外)。(3)电解后要恢复原电解质溶液的浓度，需要加入适量的某物质，该物质一般是阴极与阳极产物的化合物。【巩固练习】2写出用惰性电极电解下列溶液时的电极反应式和总反应方程式：电解NaOH溶液:阳极： 阴极 总方程式： 电解质浓度 ，pH 电解对象： ，要把电解质溶液复原，加 。电解H2SO4溶液:阳极： 阴极 总方程式： 电解质浓度 ，pH 电解对象： ，要把电解质溶液复原，加 。电解Na2SO4溶液:阳极： 阴极 总方程式： 电解质浓度 ，pH 电解对象： ，要把电解质溶液复原，加 。电解HCl溶液：阳极： 阴极 总方程式： 电解质浓度 ，pH 电解对象： ，要把电解质溶液复原，加 。电解CuCl2溶液：阳极： 阴极 总方程式： 电解质浓度 电解对象： ，要把电解质溶液复原，加 。电解CuSO4溶液：阳极： 阴极 总方程式： 电解质浓度 ，pH 电解对象： ，要把电解质溶液复原，加 。电解NaCl溶液：阳极： 阴极 总方程式： 电解质浓度 ，pH 电解对象： ，要把电解质溶液复原，加 。答案：(1)2Cl2e=Cl2 2H2e=H2 2HClH2Cl2(2)4OH4e=2H2OO22Cu24e=2Cu2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2【例1】如图所示，甲是刚浸过NaCl溶液的石蕊试纸，A、B两铜片通过导线连接电源两极，在铜片间的滤纸上滴一滴KMnO4溶液，通电一段时间后，发现A、B间的紫红色圆点向A极移动了一段距离，则与A相连的是电源的_极，可发现滤纸的B极边沿附近有_色出现。解析当通电一段时间后，A、B间的紫红色圆点向A极移动了，由于紫红色是MnO的颜色，即MnO向A极移动，因阴离子向阳极移动，所以A为电解池的阳极(浸有NaCl溶液的石蕊试纸相当于电解池)，则与A相连的是电池的正极，B为阴极。阴极区H放电生成OH，使石蕊试纸变蓝。答案正蓝【变式训练】1. 如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。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体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电极附近呈红色解析a、b电极分别为电解池的阴极和阳极，其电极反应分别是4H4e=2H2和4OH4e=O22H2O；即a极气体体积比b极大。a极和b极溶液分别显碱性和酸性，故可以看到a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色。答案D【例2】某同学按下图所示的装置进行电解实验。下列说法不正确的是( )A电解过程中，石墨电极上有H2产生B电解初期，主反应方程式为：CuH2SO4CuSO4H2C电解一定时间后，石墨电极上有铜析出D整个电解过程中，H的浓度不断增大解析本题主要考查电解的基本原理，由题目所给图示可知，活性材料金属铜作阳极发生反应：Cu2e=Cu2，同时溶液中的H在阴极石墨上发生反应：2H2e=H2，总反应方程式为CuH2SO4CuSO4H2，所以A正确，B正确，D不正确。随着电解过程不断进行，溶液中的Cu2浓度不断增大，一定时间后即当Cu2移动到阴极附近时，由于Cu2的氧化性大于H，故此时阴极发生反应：Cu22e=Cu，所以C正确。答案D【例3】用惰性电极电解稀H2SO4、Cu(NO3)2、NaCl的混合液，最初一段时间阴极和阳极上分别析出的物质分别是 () AH2和Cl2 BCu和Cl2 CH2和O2 DCu和O2解析用石墨电极电解CuSO4溶液，发生反应：2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2，根据电解液的恢复依据“出什么，加什么”的原则，应向溶液中加入适量的CuO，C项正确。答案C【变式训练】2.若将本题中NaCl改为Na2SO4，则电解的初始阶段阴极和阳极上析出的物质分别是什么？提示：若将NaCl改为Na2SO4，则溶液中存在H、Cu2、Na、SO、NO、OH，离子的放电顺序为，阳离子：Cu2HNa，阴离子：OHSONO，则阴极反应式：Cu22e=Cu，阳极反应式：4OH4e=2H2OO2，故阴极析出Cu，阳极产生O2。【巩固练习】3用惰性电极电解饱和Na2CO3溶液，若保持温度不变，则一段时间后()A溶液的pH变大 Bc(Na)与c(CO)的比值变大C溶液浓度变大，有晶体析出 D溶液浓度不变，有晶体析出解析：用惰性电极电解饱和Na2CO3溶液，实际是电解水，故Na2CO3会结晶析出，若保持温度不变，则仍为原温度下的饱和溶液，故溶液浓度不变，pH不变，c(Na)c(CO)不变，故选D。答案：D4如图所示，铜片、锌片和石墨棒用导线连接后插入番茄里，电流表中有电流通过，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解析：根据图示推知左侧为原电池，其中Zn作负极，Cu作正极，Cu片上发生还原反应；右侧为电解池，其中Cu为阴极，发生还原反应，C为阳极，发生氧化反应。答案：A5某校“研究性学习小组”欲完成反应2HCl2Ag=2AgClH2而设计了下列四个实验，你认为可行的是()解析： 由于银的化学活泼性不如氢，所以反应不能自发进行，若要使银能置换出盐酸中的氢，需要外加电源，组装成电解池。而且，在电解池中，Ag必须作阳极，在反应中使银被氧化。符合上述要求的是C选项。答案：C6有关甲、乙、丙、丁四个图示的叙述正确的是(C)A甲中负极反应式为2H2e=H2B乙中阳极反应式为Age=AgC丙中H向碳棒方向移动D丁中电解开始时阳极产生黄绿色气体【知识点三】使用惰性电极电解电解质溶液的类型：类型电解水型电解电解质型放氢气生碱型放氧气生酸型电解质特点含氧酸可溶性强碱活泼金属含氧酸盐无氧酸不活泼金属无氧酸盐活泼金属无氧酸盐不活泼金属含氧酸盐实例H2SO4NaOHKNO3HClCuCl2NaClCuSO4电极反应式阳极4H4e=2H22H2e=H22Cl2e=Cl22H2e=H22Cu4e=2Cu2阴极4OH4e=O22H2O Cu2e=Cu22Cl2e=Cl22Cl2e=Cl24OH4e=O22H2O 电解方程式2H2O2H2O22HCl H2Cl2CuCl2 CuCl22NaCl2H2O2NaOHH2Cl22CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2溶液pH变化减小增大不变增大-增大减小电解质溶液复原的方法加水氯化氢氯化铜氯化氢CuO或CuCO3【巩固练习】2用石墨作电极，分别电解下列各物质的溶液：CuCl2CuSO4NaClNaNO3盐酸 H2SO4KOH 其中只有水被电解的有 ()AB C D解析：只有水被电解，即在阴极上H放电(溶液中阳离子是较活泼的金属离子)，在阳极上OH放电(溶液中含有含氧酸根离子或F)，符合这一要求的是。答案：C3.用惰性电极电解AgNO3溶液,说法不正确的是()A.电解过程中阴极质量不断增加B.电解过程中溶液的pH不断降低C.此时向溶液中加入适量的Ag2O固体可使溶液恢复到电解前的状况D.电解后两极产生的气体体积比为21解析解决有关电解问题首先应注意电极材料,在此基础上写出电极反应和总的电解反应式,根据总的电解反应式来分析电解前后的物质变化和溶液浓度变化,分析溶液的pH变化必须注意原溶液的pH情况。用惰性电极电解AgNO3溶液,总的电极反应式为4AgNO32H2O4AgO24HNO3。可知:阴极上析出Ag,