江苏省新沂市王楼中学高中化学 《第二单元化学能与电能的转化 电解规律》教案 新人教版选修4

用心 爱心 专心 1 专题专题专题专题 1 1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化 单元单元第二单元化学能与电能的转化第二单元化学能与电能的转化 教学教学 课题课题 节题节题第二课时电解规律第二课时电解规律 知识与技能知识与技能通过电能转变为电能的探究活动 了解电解池的工作原理 能正确 书写电解池的阴 阳极的电极反应式及电解反应方程式 过程与方法过程与方法通过实验探究电能转化为化学能的装置 培养实验探究能力 教学教学 目标目标 情感态度情感态度 与价值观与价值观 通过分析电解饱和氯化钠溶液 原理体会化学反应对人类生活生产 的作用 化学在解决人们生产 生活中的重要作用 教学重点教学重点离子放电顺序 教学难点教学难点电极反应式的正确书写 教学准备教学准备氯化钠溶液 U 形管 稳压电源 教师主导活动教师主导活动学生主体活动学生主体活动 教教 学学 过过 程程 回顾 如何写电解池中两极的电极反应式 交流与讨论交流与讨论 P P19 19电解氯化钠溶液原理 电解氯化钠溶液原理 1 在氯化钠溶液存在 离子 接通直流电源后 溶液中 离子向阳极 移动 由于 离子比 离子容易失去电子 在阳极被氧化 溶液中 离子向阴极移 动 由于 离子比 离子容易得到电子 在 阴极被还原 在 极区得到 NaOH 2 请写出电解食盐水过程中的电极反应为 总反应的电解方程式 3 分析氯碱工业在电解饱和食盐水时为什么要 阻止阴极区的 OH 进入阳极区 讨论 1 判断阴极 阳极 电子得失 2 离子反应 NaCl Na Cl H2OH OH 自由移动 Na Cl H OH 能 电后作定向移动 Na H 移 向阴极氢离子得电子变成氢气 OH Cl 向阳极移动失电子 氯 离子失电子而变成氯气 阳极 2Cl 2e Cl2 阴极 2H 2e H2 或 2H2O 2e H2 2OH 2Cl 2H2O Cl2 H2 2OH Cl2 2OH Cl ClO 用心 爱心 专心 2 教师主导活动学生主体活动 教 学 过 程 1 1 电极产物的判断依据 电极产物的判断依据 离子放电顺序和电极材料 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性质 也与电极材料有关 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 另一类为活性电极 除铂 金以 外的金属 活性电极作阴极 只起导体的作用 若为阳 极 电极本身 发生氧化反应 1 在电极的阴极上 阳离子的放电顺序为 2 在惰性电极的阳极上 阴离子放电的顺序为 注 若非惰性电极作阳极 失电子的是电极本身 2 电解规律及溶液 PH 分析 1 电解规律 用惰性电极电解酸 碱 盐各种电解质 溶液 依据放电顺序有四种类型 含氧强酸 强碱和活泼金属含氧酸盐溶液电解 实际 上是电解 阴 4H 4e 2H2 阳 4OH 4e O2 H2O 无氧酸 不活泼金属无氧酸盐溶液电解 实际上 是 电解 活泼金属无氧酸盐溶液电解 同时发生电解 不活泼金属含氧酸盐溶液电解 同时发生电解 2 电极附近溶液 PH 值变化 电解时 如果溶液中 H 或 OH 在电极上放电 使得电极附 近溶液中的 H 或 OH 浓度发生改变 而引起电极附近 PH 值变化 电解时 如在阳极上生成 O2 这时由 在阳极上放电 使得阳极附近 OH H 阳极区 PH 值 如在阴 极上生成 H2 这时由于 在阴极上放电 使得阴极附近 H OH 阴极区 PH 值 3 电解质溶液 PH 值变化 若电解时 只生成 H2 而不生成 O2 溶液的 PH 值 若只生成 O2 而不生成 H2 溶液的 PH 值 若既生成 H2 又生成 O2 实际上就是电解 此时若 原溶液为酸性 其 PH 值 若为碱性 其 PH 值 若为中性 其 PH 值不变 若既不生成 H2 也不生成 O2 溶液的 PH 值变化不大 思考 电解质原溶液如何恢复 讨论 按金属活动顺序表 Fe3 Cu2 H Fe2 Na 阴离子放电顺序 X OH 含氧酸根离子 硫酸 硝酸 氢氧化钠 氢氧化钙 硫酸钠 硝酸钾 电解水 HCl CuCl2 溶质电解 水和溶质 如 NaCl 放氢成碱 如 CuSO4 放氧成酸 溶液的 PH 视电解情况分析 NaCl 溶液电解后 需加入 盐酸 CuSO4溶液需加氧化铜 教师主导活动学生主体活动 用心 爱心 专心 3 教 学 过 程 1 06 江苏 某同学按右图所示的装置进行电解实验 下列说法正确的是 A 电解过程中 铜电极上有 H2产生 B B 电解初期 主反应方程式为 Cu H2SO4 电解 CuSO4 H2 C C 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 2 06 北京 铝和氢氧化钾都是重要的工业产品 请回答 1 工业冶炼铝的化学方程式是 2 铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是 3 工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸杂质 可用离子交换膜法电解提纯 电解槽内装有阳离子交换膜 只允许阳离子通过 其工作原理如图所示 该电解槽的阳极反应式是 通电开始后 阴极附近溶液 pH 会增大 请简述原因 除去杂质后的氢氧化钾溶液从溶液出口 填写 A 或 B 导出 答 1 2Al2O3 通电 4Al 3O2 2 2Al 2OH 2H2O 2AlO2 3H2 3 4OH 4e 2H2O O2 H 放电 促进水的电离 OH 浓度增大 B 3 从 H Na Ba2 Cu2 Cl 中选出两种离子组成电解质 按下列要求进行电解 将电解质的化学式填空 使用惰性电极 1 电解过程中溶液颜色变浅且水量不变 2 电解过程中电解质含量不变