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1、选修四 化学反应原理,第一章 化学反应与能量变化,课题 电解的原理,教学目标,知识与技能： 1、理解电解原理，会判断电解池、电极产物、电极周围 溶液pH值及整个溶液pH值的变化； 2、能书写电极反应式及总反应式，培养分析归纳知识的能力。 过程与方法： 利用惰性电极电解氯化铜的实验，探究电解原理，了解电解的应用， 特别是电解在电镀、电解精炼、电冶炼等方面的应用。 情感态度价值观： 通过电解知识的学习，发现其在日常生活和工农业生产中的广泛应用，激发学生勇于创新、积极实践的科学态度。,重点： 理解电解原理和惰性电极作阳极 时的电解的一般规律。 难点： 理解电解原理，非惰性电极作阳极对电解产物的判断，
2、电解原理的应用。,教学过程如下：,你知道吗？,工业上分别以氯化钠和氧化铝为原料生产金属钠和金属铝。你知道工业生产中是如何实现此过程的吗？,电解熔融氯化钠,阴极,阳极,氯 气,钠,熔融NaCl,通电前：分析熔融电解质中的离子情况 阳离子： 阴离子：,通电后：（必须直流电）,Na+,Cl-,交流与讨论1：,做无规则运动,钠离子和氯离子做定向移动，,钠离子移向阴极附近， 氯离子移向阳极附近.,交流与讨论2：,电解池中离子和电子的移动方向,Cl-,Na+,Cl-,（2）判断电极产物并书写电极反应: 阳离子移向阴极放电，阴离子移向阳极放电 阳极：2Cl- + 2e- =Cl2 氧化反应 阴极：2Na+
3、+2e-=2Na 还原反应 总式：,第二节 电解池,一、电解原理,1、电解：,使电流通过电解质溶液而在阴、 阳两极引起氧化还原反应的过程。,2、电解池（电解槽）：,把电能转化为化学能的装置,注意：电流必须是直流而不是交流。 熔融态的电解质也能被电解。,【思考1】电解池的两极是怎样确定的？,、两个电极及电极反应,阴极：与电源负极相连电子流进还原反应 阳极：与电源正极相连电子流出氧化反应,、两个电极的确定及电极反应,阴极,阳极,、两个电极的类型：,惰性电极(铂、金、石墨)： 仅仅导电，不参与反应 活性电极(除铂、金外的金属)： 既可以导电、又可以参与电极反应,惰性电极与活性电极,【思考2】形成电解
4、池的条件是什么？,阴极,阳极,阴极,阳极,4、形成电解池的条件,与电源相连的两个电极,电解质溶液或熔化的 电解质,形成闭合回路,阴极,阳极,【思考3】在电解过程中，电子、离子是如何形成闭合回路的？,电子的流向: 电子从外加电源的负极流出，流到电解池的阴极，再从阳极流回电源正极。（注意：电子只在外电路定向移动，不能从溶液中移动）,离子定向移动的方向: 阳离子向阴极移动, 阴离子向阳极移动。,【思考4】电解质溶液导电的实质是什么？,阴极,阳极,5、电解质溶液导电的实质,对电解质溶液（或熔融态电解质）通电时，电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，电解质的阳离子移向阴极得电子发生还原反应；电解质的阴
5、离子移向阳极失去电子（有的是组成阳极的金属原子失去电子）发生氧化反应，电子从电解池的阳极流出，并沿导线流回电源的正极。这样，电流就依靠电解质溶液（或熔融态电解质）里阴、阳离子的定向移动而通过溶液（或熔融态电解质），所以电解质溶液（或熔融态电解质）的导电过程，就是电解质溶液（或熔融态电解质）的电解过程。,【思考5】如何书写电极反应方程式和总方程式？,电解过程不仅可以在熔融电解质中进行， 也可以在电解质溶液中进行。,现象： 阳极：有气泡，有刺激性气味，并能使 湿润的KI-淀 粉试纸变蓝（Cl2),阴极：碳棒上有一层红色的铜析出,活动与探究,通电前：分析电解质溶液中的离子情况 阳离子：H+、Cu2+
6、 阴离子：OH-、Cl- 做无规则运动,通电后：（必须直流电） （1）确定电极名称： (与电极材料无关) 阳极（接电源正极） 阴极（接电源负极）,阳离子：Cu2+H+ 阴离子：Cl-OH-,Cu2+、H+,Cl-、OH-,（2）判断离子的放电顺序：,（3）判断电极产物并书写电极反应: 阳离子移向阴极放电， 阴离子移向阳极放电,通式： 阴极：氧化剂ne- = 还原产物 阳极：还原剂ne- = 氧化产物 总电解反应式：阴阳极反应式相加所得的式子（考虑电子守恒）,、电极反应式的书写： （以电解CuCl2 为例）,阴极,阳极,阳离子移向阴极放电， 阴离子移向阳极放电 阴极：Cu2+2e-Cu 还原反应
7、 阳极：2Cl- -2e- Cl2 氧化反应 总反应式：,加CuCl2溶液,变小,【思考6】电解后氯化铜的浓度如何变化？,【思考7】若要使电解质溶液复原，怎么办？,【思考8】什么叫放电？,阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。,【思考9】为什么Cu2+、Cl-放电，而不是 H+和OH-？,阴离子放电：与阴离子的还原性的相对强弱有关 阳离子放电：与阳离子的氧化性的相对强弱有关,【思考10】阴阳离子的放电顺序是什么？,离子放电顺序：,活性材料作电极时：金属在阳极失电子被氧化成阳离子进人溶液，阴离子不容易在电极上放电。 用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时：溶液中阴离子的放电顺序（由易到难）
8、是：,S 2-SO32-I -Br -Cl -OH -NO3 -SO42-(等含氧酸根离子）F-,Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+(H+) Al3+Mg2+Na+Ca+K+,无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。 阳离子在阴极上放电顺序是：,阳极：,阴极:,小结：分析电解反应(用惰性电极时)的一般思路：,明确溶液中存在哪些离子,根据阳极氧化、阴极还原以及氧化性、还原性强弱判断反应的离子先后， 最后分析得出产物,阴阳两极附近有哪些离子,阳极,阴极,氧气,氢 气,阳极: 4OH- 4e- = 2H2O+O2 ,阴极: 4H + 4e- =
9、 2H2 ,变大,不 变,加 H2O,Na2SO4溶液,2H2O 2H2 + O2 ,电解规律,阴极,阳极,氯 气,铜,阳极：2Cl-2 e- =Cl2,阴极：Cu2+ 2e-=2Cu,减小,减小,CuCl2,CuCl2溶液,阳极,阴极,氯气,氢 气,阳极: 2Cl- 2e- = Cl 2,阴极: 2H + 2e- H2 ,2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 + Cl2 ,减小,增 大,加 HCl,NaCl溶液,阳极,阴极,氧 气,铜,阳极: 4OH- 4e-=2H2O+O2,阴极：Cu2+ 2e- = Cu,减小,减小,加 CuO,CuSO4溶液,电解质溶液用惰性电极电解的示例：,含氧酸
10、,H2SO4,强碱,NaOH,活泼金属的含氧酸盐,Na2SO4,无氧酸,HCl,阴极:4H+ + 4e- = 2H2 阳极:4OH-4e-=O2+2H2O,减小,增大,不变,H2O,阳极:2Cl- 2e-=Cl2 阴极:2H+2e- = H2,增大,HCl,不活泼金属的无氧酸盐,CuCl2,阳极:2Cl- 2e- =Cl2 阴极:Cu2+2e- = Cu,增大,CuCl2,活泼金属的无氧酸盐,NaCl,阳极:2Cl-2e- =Cl2 阴极:2H+2e- = H2,增大,HCl,不活泼金属的含氧酸盐,CuSO4,阳极:4OH-4e-=O2+2H2O 阴极:2Cu2+4e- = 2Cu,减小,Cu
11、O,放氢生碱,放氧生酸,课堂练习,1、电极反应方程式及电解总反应方程式的书写(惰性电极，溶液)： H2SO4 HCl NaOH K2SO4 CuCl2 CuSO4 NaCl KMnO4 2、用石墨作电极电解CuCl2、NaCl的混合溶液时，阴极析出的物质是_；阳极产物是_。 3、两极都用银片作电极电解AgNO3溶液时，阳极的产物是_；阴极的产物是_。,右图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关的判断正确的是（ ） A、a为负极，b为正极 B、a为阳极，b为阴极 C、电解过程中，d电极质量增加 D、电解过程中，氯离子浓度不变,C,练习5：分析以惰性电极电解下列溶液的电极反应。 （）硝酸银溶液 （）氯化钠溶液 （）稀硫酸 （）氢氧化钠溶液,课后反思,培养微粒观，重视由微观到宏观的逻辑推理，凸现原理的形成过程。 本节课充分考虑了学生的原有知识，把握住了学生的认知起点，用问题适当搭建台阶，是学生在探究活动中能顺利完成知识的构建。 课后访谈今后教学中要多关注学生思维的障碍点。,
