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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 电解原理的应用 教学过程如下 你
2、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 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
3、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
4、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
5、 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 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 O
6、H 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
7、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 是 S2 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
8、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 2H2 变大 不变 加H2O Na2SO4溶液 2H2O2H2 O2 电解规律 阴极 阳极 氯气 铜 阳极 2Cl 2e 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 Cl2 阴极 2H 2e H2 2NaCl 2H2O2NaOH H2 Cl2 减小 增大 加HCl NaCl溶液 阳极 阴极
9、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 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
10、酸盐 CuSO4 阳极 4OH 4e O2 2H2O阴极 2Cu2 4e 2Cu 减小 CuO 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 H2SO4HClNaOHK2SO4CuCl2CuSO4NaClKMnO42 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
