化学：1电解的原理教案鲁科版选修4

第二节电能转化为化学能一电解【课标三维定向】.知识与技能⑴以电解熔融的氯化钠为例，理解电解的基本原理，能够正确判断电解池的阴极和阳极。⑵了解氯碱工业、精炼粗铜及电镀铜的电解原理，能准确书写电极反应式和电解反应式；掌握惰性材料作电极时，离子的放电顺序。b5E2RGbCAP.过程与方法⑴通过理解电解的基本原理，体会电解原理的应用及计算。⑵通过电解熔融的氯化钠、观看氯碱工业的模型、精炼粗铜及电镀铜等，培养观察、分析、推理、归纳总结、迁移探究的能力。plEanqFDPw.情感态度与价值观激发自主探究的意识，培养“由表及里”的分析问题的辩证唯物主义观点的教育。同时进行环境保护的教育，提高环保意识。DXDiTa9E3d【学习策略指导】学习重点：以电解熔融的氯化钠为例，理解电解的基本原理，初步掌握一般电解反应产物的判断方法。学习难点：了解氯碱工业、精炼粗铜及电镀铜的原理，体会电解原理的应用。＜阴极和阳极以及电极反应的概念、正确书写电极反应式。）RTCrpUDGiT第一课时电解原理问题一、电解【自主学习】.电解熔融的氯化钠离子在电场中的定向移动是电解质溶液和熔融电解质导电的原因。在电场作用下，熔融的氯化钠中的和分别移向与电源负极和正极相连的电极。与电源负极相连的电极带有，Na+在这个电极上得到电子，被还原成钠原子：；而与电源正极相连的电极带有，Cl-在将电子转移给这个电极，自身被氧化成，最终生成：。将两个电极上所发生的反应组合起来，就是电解氯化钠制备金属钠的化学反应：。5PCzVD7HxA.电解的定义在的作用下，电解质在两个电极上分别发生和的过程［合作探究］:“电解”与“电离”是否是一回事？电解与电离的比较电离电解条件过程特点联系［要点强化指导］⑴电解时所用的电流必须是直流电，而不是交流电。⑵熔融态电解质可被电解，电解质溶液也可被电解。⑶电解的过程实质是一个氧化还原反应发生的过程，这一过程在通常情况下是不能进行的。问题二、电解池【自主学习】.电解池的含义将转化为的装置被称为电解池。.电解过程中的能量变化在电解过程中，电源向反应体系提供能，电能转化为能而“储存”在反应物中。.电解池的构成按照电化学规定，电解池中的两个电极是极、极，发生的电极叫做阳极＜阳极与电源的相连）；发生的电极叫做阴极＜阴极与电源的极相连）。故电解池由、以及组成。jLBHrnAlLg问题三、电极反应及其反应式的书写【自主学习】1.电极反应的含义在电解池中，氧化反应和还原反应是在两个上分别进行的。每个电极上或是发生电子的变化，或是发生电子的变化，分别相当于的一半，这种反应常称为半反应。XHAQX74J0X在电极上进行的半反应叫做电极反应，阳极上发生.反应，阴极上发生反应。［合作探究1］:电极与电子的移动方向有怎样的特点？⑴阳极与电源的相连，阳极上发生反应，电子由电解质中的放电经电解池极、外电路到电源的极，即：极二电源的极；LDAYtRyKfE⑵阴极与电源的极相连，阴极上发生反应，电子由电源的极、外电路到电解池极被电解质中的阳离子得到，即：电源的极二电解池的极。Zzz6ZB2Ltk［要点强化指导］电极与溶液＜或熔融电解质）中的离子移动⑴电解池的极上有富积的大量的，故电解质中带电荷的离子向该极移动；⑵电解池的极上缺失，故电解质中带电的离子向电解池的极移动。［规律指导与总结］:电极反应式的书写形式与步骤⑴电极反应式的书写形式有两种＜以Cl—被氧化为例）：①2Cl——2e-=Cl2T;②2Cl——Cl2T+2e⑵电极反应式的书写步骤:①看电极：主要看阳极是何类型的电极，若为活性电极，电极本身被氧化；若为惰性电极，溶液或融化状态的电解质中的阴离子被氧化。阴极一般不参与反应。dvzfvkwMII②看离子：搞清溶液或融化状态的电解质中有哪些阳离子、阴离子，首先排出放电顺序，然后书写电极反应式。③书写时一定不要忘了水的电离，水溶液中始终有毋和OH一,放电顺序中H+和OH^之后的离子一般不参与电极反应。rqyn14ZNXI④两个电极反应式所带的电荷必相等。⑤书写时可依据总的反应式和某一电极反应式来写另一电极反应式。用总的反应式减去某一电极反应式就等于另一电极反应式EmxvxOtOco问题四、电解质溶液中各离子的放电顺序【自主学习】.离子的放电是指离子失去电子或离子得到电子的过程。阴离子放电越容易，电子就越容易，性就越强；反之，阳离子放电越容易，电子就越容易，性就越强。SixE2yXPq5.阳离子的放电顺序：K+<Ca2+<Na+<Mg2YAl3+<H+<H裱度较小）<Zn2+<Fe2+<Sn2YPb2+<H+<H裱度较大）<Cu2+<Fe3+<Hg2YAg+<Pt2+<Au3+6ewMyirQFL.阴离子的放电顺序:S2—>I—>Br—>Cl—>O+>含氧酸根离子<SO42-、NO'等)>F—【问题分析示例】例题1:工业制铝是采用电解熔融的氧化铝的方法。试分析电解熔融的A12O3的原理，写出有关的电极反应式及总反应式。kavU42VRUs针对性练习：.工业制镁是采用电解熔融的氯化镁的方法。试分析电解熔融的MgCl2的原理，写出有关的电极反应式及总反应式。y6V3ALoS89例题2::以石墨为电极电解Cu<NO32溶液。⑴写出电极反应式；⑵写出电解的总反应式和离子方程式。针对性练习：.用惰性电极电解CuSO杂口NaCl的混合溶液，开始时阴极和阳极上分别析出的物质是<)A.H2和Cl2B.Cu和Cl2C.H2和O2D.Cu和02M2ub6vSTnP【课堂练习达标】3.下列关于电解梢的叙述不正确的是<)A.与电源正极相连的是电解梢的阴极B.与电源负极相连的是电解梢的阴极C.在电解梢的阳极上发生氧化反应D.电子从电源的负极沿导线流入电解梢的阴极4.能用电解的原理说明问题的是<)①电解是把电能转化成化学能；②电解是把化学能转化成电能；③电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化；④某些不能自发的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现；⑤任何溶液被电解时，必须导致氧化还原反应的发生。0YujCfmUCwA.①②③④B.②③⑤C.③④D.①③④⑤eUts8ZQVRd5.电解下列物质的水溶液时，在阴极区无金属析出的是<)A.AgNO3B.CuCl2C.NaOHD.CaCl2sQsAEJkW5T6.用石墨作电极，下列离子浓度相同时，在电解过程中最容易发生的电极反应是<)A.2Cl——Cl2T+2e-B.4OH-72H2O+O2T+4e—GMsIasNXkAC.S2-7S+2e-D.2Br——Br2+2e—TIrRGchYzg.若电解熔融的氢氧化钠，其有关的电极反应式及总反应式怎样？.在蒸储水中按物质的量之比为1：1：1：1加入AgNO3Ba<NO32、K2SO4NaCl,充分搅拌后，以钳电极电解该溶液，通电后最初所的还原产物与氧化产物的质量比为7EqZcWLZNX

A.1：8137:A.1：8137:7135.5：108D.108：35.5lzq7IGf02E.用碳棒作电极，在H大Na卡Cu2大Ag+、Cl—、NO3-、SO42-等离子中选出适当离子组成电解质，电解其溶液：zvpgeqJ1hk⑴当阴极放出H2,阳极放出O2时，电解质的名称是；⑵当阴极析出金属，阳极放出O2时，电解质的名称是；⑶当阴极放出H2,阳极放出Cl2时，电解质的名称是；⑷电解过程中电解质和水都减少时，电解质的名称是；⑸通过电子的物质的量与阴极析出的金属、阳极析出的气体的物质的量之比为4：2：1时，电解质的化学式是。参考答案例题1:解读：熔融氧化铝的中自由移动的A13+和O2—,其中O2—定向向阳极移动，在阳极上发生氧化反应：6O2--12e-=302T;A13+定向向阴极移动，在阴极上发生还原反应：4A13++12e-=4Al。总反应式为：2A12O3=4Al+302T。NrpoJac3v1答案：阳极6O2--12e—=3O2T;阴极4A13++12e-=4Al。总反应式为：2A12O3—4A1+3O2T。例2:解读：Cu<NO32的水溶液中有Cu<NO32和H2O两种物质组成，而H2O电离出的H+和OHk中的OHk放电，在改写总化学方程式时，来自于H2O的OH-要改写作H2OCu<NO32的水溶液中Cu2+>H+W种阳离子和NO3-、OH-两种阴离子。Cu2-KH+在阴极上的放电顺序是：Cu2+>H+;OH-、NO3-在阳极上放电顺序是：OH—>NO3-。所以，电极反应式为：阳极4OH——2H2O+O2T+4e—;1nowfTG4KI阴极2Cu2++4e——2Cu将两个电极反应式相加，得到电解的总反应式为：2Cu<NO32+2H2O=2Cu+O2T+4HNO3或2Cu2++2H2O-2Cu+O2T+4H+。练习：1.解读：熔融的氯化镁中自由移动的Mg2刷C1—,•其中C1一定向向阳极移动，在阳极上发生氧化反应：2C1--2e-=Mg2H2eMg2H2e-=Mcg总反应式为：MgCl2连Mg+Cl2"fjnFLDa5Zo.解读：在CuSO有口NaCl的混合溶液中，存在的阳离子放电顺序是：Cu2+>Na+>H号存在的阴离子放电顺序是：Cl—>O+>NO3一。所以，开始的电极反应式为：tfnNhnE6e5阳极2Cl——Cl2T+2e阴极Cu2H2e——Cu答案：B.解读：电解梢中的两个电极是阴、阳极，发生氧化反应的电极叫做阳极，与电源的正极相连；发生还原反应的电极叫做阴极，与电源的负极相连。电解梢中的电子由阳极二电源的正极；由电源的负极二电解池的阴极。HbmVN777sL答案：A.解读：从能量的角度看，电解是把电能转化成化学能的过程故①对②错。电解质溶液导电的过程，必须伴随着两个电极上氧化还原反应的发生，同时生成新的物质，故③、⑤对。某些不能自发的氧化还原反应，通过电源提供能量可以实现。故④对。V7l4jRB8Hs答案：D.解读：在各溶液中，阳离子的放电顺序是：Ag+>Cu2+>H+>Na+>Ca2+。所以在各溶液中的阴极区产生的物质是：Ag、ClkH2、H2。83lcPA59W9答案CD.解读：下列离子浓度相同时，阴离子的放电顺序是：S2—>Br—>Cl—>0+。答案：C.解读：熔融的氢氧化钠电离出Na+和0+。0+在电压的作用下定向向阳极移动，在阳极上发生氧化反应；而Na+定向向阴极移动，在阴极上发生还原反应。因此：mZkklkzaaP⑴电极反应式：阳极：40%—4e-=2H2O+02T;阴极：4Na++4e—=4Na。⑵总反应式为：4Na0H=4Na+2H20+02".解读：.当在蒸储水中按物质的量之比为1：1：1：1加入AgN03Ba<N032、K2S04NaCl时，首先会立即生成AgCl、BaS04沉淀，成为KN0侨口NaN03勺溶液，有K+、Na+、N03-、H+和0H―,再电解，实质是电解的水，产物分别是H2和02,故质量之比为1：8。AVktR43bpw答案：A.析：⑴当阴极放出H2,阳极放出02时，说明离子放电顺序中，阳离子氧化性排在H+W面的离子，如：Na+;阴离子还原性排在0H—后面的含氧酸根离子，如：N03-、SO42-。ORjBnOwcEd⑵当阴极析出金属，阳极放出02时，说明离子放电顺序中，阳离子氧化性排在H+前面的离子，如：Cu2+、Ag+;阴离子还原性排在0H-后面的含氧酸根离子，如：N03-、SO42-。注意：Ag2SO4是沉淀。2MiJTy0dTT⑶当阴极放出H2,阳极放出C12时，说明离子放电顺序中，阳离子氧化性排在H+后面的离子，如：Na+;阴离子是C1—。gIiSpiue7A⑷电解过程中电解质和水都减少时，说明可能是电解质中的阳离子<Cu2+、Ag+)与水电离的OH-,此时，电解质中的阴离子应是NO3^、SO42-;或可能是电解质中的阴离子<C1—)与水电离的H+,此时，电解质中的阳离子应是Na+。注意：Ag2SO4是沉淀。uEh0U1Yfmh⑸通过电子的物质的量与阴极析出的金