冯曾子炀 电解池 1316

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1、 立升教育教学设计方案LiSHeng Education立升教育 成就学习梦想 1教师姓名 占爱国 学生姓名 冯曾子炀 上课时间学 科 化学 年 级 高三 教材版本 新课标人教版阶 段 第（ ）周 观察期： 维护期 课时计划 第（ ）小时共（ ）小时课题名称 电化学基础之电解池教材分析电化学中电解池是个重、热点、是必考题，常结合原电池一起考查。在高考中大概占 8 分左右。主要结合电解装置来对电解过程进行分析，各个内容如果变化要弄清楚，同时常要求写出相应反应的电极方程式。是高考化学中的难点部分，同时常结合生活实际不断出新的类型。学情分析电解池相关知识点是热点，同时也是难点，所以同学们要努力学好它

2、。针对高考对电化学的考查特点，同学们要努力把基础学好，同时在学习时要和原电池进行比较，要能区分原电池，电解池，电镀池各装置。同时要理解不同的电解池发生反应的原理和类型。教学目标1、 掌握电解池的定义，原理及装置，掌握阴极和阳极的判断方法及发生反应的变化2、 能写出电解池各电极方程式，能分析电解池反应的过程，知道各离子的放电顺序3、 掌握电解池的四种类型，并会写出各类型电解的情况，会比较原电池，电解池，电镀的不同。能画出这三者的装置图，掌握电解池的工业应用：理解氯碱工业、铜的精炼，电冶金4、 掌握金属的腐蚀原理及类型，理解常见金属的防腐方法教学重点 电解池的工作原理，原电池，电解池，电镀的区别，

3、电解池的应用以及电极方程式的书写教学难点 电极方程式的书写，电解池电解的四种类型，对电解池工作时的分析教 学 过 程:1、知识梳理（一） 、电解池 1.电解质溶液的导电和金属导电的区别：金属导电是因为金属内部的自由电子发生的定向移动，电解质导电是因为阴阳离子的定向移动。电极名称：电解池中与直流电源负极相连的电极叫阴极，与直流电源正极相连的电极叫阳极。2.电解 (1)概念：使电流流过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫电解。(2)电解池的工作原理3.实验分析：电解 CuCl2 溶液(1)电极材料：阴极可用惰性电极甚至较活泼的金属，但阳极需使用惰性电极，否则会发生氧化反应而溶解。(2)

4、惰性电极一般指金、铂、石墨电极，银、铜等均是活性电极。(3)实验现象：通电后，电流表指针发生偏转，阴极石墨棒上析出一层红色固体，阳极表面有气泡放出，可闻到刺激性气味。(4)淀粉碘化钾试纸的作用：检验阳极产物是否为 Cl2。使用时应先润湿并缠于玻棒端或用镊子夹持，作用时间不宜太久，否则变蓝后会被 Cl2 漂白。4.电解时电极产物的判断(1)阳极产物判断：首先看电极，如果是活性电极(金属活动顺序表 Ag 以前)，则电极材料失电子，电极被溶解，溶液中的阴离子不能失电子。如果是惰性电极(Pt、Au、石墨)，则要再看溶液中的离子的失电子能力。此时根据阴离子放电顺序加以判断。(阴离子放电顺序：S 2-I

5、-Br -Cl -OH -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：Ag+ Hg2+Fe 3+Cu 2+Pb 2+Sn 2+Fe 2+Zn 2+H +Al 3+Mg 2+Na +Ca 2+ + 立升教育教学设计方案LiSHeng Education立升教育 成就学习梦想 25.电解质溶液电解时(均为惰性电极 )，pH 变化情况，电解液复原所需加入物质及电解类型。溶液电解 pH 变化规律：若水中 OH-在阳极放电生成 O2,则阳极区溶液增生 H+，pH 降低;若水中 H+在阴极放电生成 H2,则阴极区溶液增生 OH-，pH 升高;总反应的结果，若溶液生

6、成酸 ,则溶液 pH 降低；若生成碱，则 pH 升高(1)分解水型：含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐(如 NaOH、H 2SO4、K 2SO4 等)的电解。阴极：4H +4e-=2H2 阳极： 4OH 4e -=O2+2H 2O 总反应：2H 2O 2H2+O 2阴极产物：H 2；阳极产物：O 2。 电解质溶液复原加入物质：H 2O。pH 变化情况：原来酸性的溶液 pH 变小，原来碱性的溶液 pH 变大，强酸(含氧酸) 强碱的正盐溶液 pH 不变。(2) 分解电解型：无氧酸(除 HF 外)、不活泼金属的无氧酸盐( 氟化物除外)的电解，如 HCl、CuCl 2 等。阴极：Cu 2+2e-=Cu

7、阳极：2Cl -2e -=Cl2 总反应：CuCl 2 Cu+Cl2阴极产物：酸为 H2，盐为金属； 阳极产物：卤素等非金属单质。电解液复原加入物质为原溶质，如电解 CuCl2 溶液，需加 CuCl2。pH 变化情况：如电解无氧酸溶液 pH 变大但不会超过 7；如为盐溶液的电解则视无氧酸根的情况而定。(3)放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外) 溶液的电解，如 NaCl、MgBr 2 等。阴极：2H +2e-=H2 阳极： 2Cl-2e -=Cl2 总反应：2NaCl+2H 2O 2NaOH+H2+Cl 2阴极产物：碱和 H2；阳极产物：卤素等非金属单质。电解饱和食盐水的产物分别为 Na

8、OH 和 H2 以及 Cl2。电解液复原加入物质为卤化氢。电解饱和食盐水，要使电解质溶液复原需加入 HCl。pH 变化情况：电解液 pH 显著变大(4)放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐溶液的电解，如 CuSO4、AgNO 3 等。阴极：2Cu 2+4e-=Cu 阳极：4OH -4e -=O2+2H 2O 总反应：2CuSO 4+2H2O 2Cu+O2+2H 2SO4阴极产物：析出不活泼金属单质；阳极产物是该盐对应的含氧酸和氧气如电解 CuSO4 溶液，复原需加入 CuO。pH 变化情况：溶液 pH 显著变小。电解反应类型 电解质类型 规律 例 PH变化 溶液复原法含氧酸 实质电解水H 2 +

9、O2电解稀H 2SO4 降低 加 H2O强碱溶液 实质电解水H 2 + O2电解NaOH溶液 升高 加 H2O电解水活泼金属含氧酸盐实质电解水H 2 + O2 电解Na 2SO4溶液 不变 加 H2O无氧酸 酸 H2 + 非金属 2HCl=H2 + Cl2 升高 加 HCl电解质分解 不活泼金属无 氧酸盐 盐 金属 + 非金属 CuCl2 = Cu + Cl2 加 CuCl2放氧生酸不活泼金属含氧酸盐盐+ 水 金属+O 2+酸2CuSO4 +2H2O = 2Cu+O2+2H2SO4 降低 加 CuO(CuCO3)放氢生碱活泼金属无氧酸盐盐+水H 2 +非金属 +碱2KCl + 2H2O = H

10、2+Cl2+2KOH 升高 加 HCl四.电解的应用：1.实验分析：电解饱和食盐水在 U 型管里装入饱和食盐水，滴入几滴酚酞试液，用碳棒作阳极、铁棒作阴极，将湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极附近，接通电源，观察管内发生的现象及试纸颜色的变化。阳离子交换膜的作用：阻止 Cl-、OH -等阴离子及气体分子通过。这样可防止阴极产生的 H2 与阳极产生的 Cl2 混合而爆炸，也避免了 Cl2 与阴极产生的的 NaOH 作用生成 NaClO 而影响 NaOH 产品质量注意：铁棒不可作阳极，否则发生 Fe2e =Fe2+； 碘化钾淀粉试纸需事先用水润湿。现象：阴、阳两极均有气体放出，阳极气体有刺激性气味，能使

11、湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝；阴极区域溶液变红。说明阴极区域生成物为碱性物质与 H2，阳极产物是 Cl2。2.电解饱和食盐水反应原理：溶液存在 Na+、Cl 、H +、OH 四种离子。电极反应式：阴极：2H +2e =H2( 还原反应)； 阳极：2Cl 2e =Cl2(氧化反应)。(1)阴极区域变红原因：由于 H+被消耗，使得阴极区域 OH 离子浓度增大( 实际上是破坏了附近水的电离平衡，由于 KW 为定值，c(H +)因电极反应而降低，导致 c(OH )增大，使酚酞试液变红)。(2)湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝原因：氯气可以置换出碘化钾中的碘，Cl 2+2KI=2KCl+I2，I 2 使淀粉变蓝。注

12、意：如果试纸被熏蒸的太久，蓝色会因为湿氯气的漂白作用而褪去。电解饱和食盐水的总反应式： 立升教育教学设计方案LiSHeng Education立升教育 成就学习梦想 3该电解反应属于放氢生碱型，电解质与水均参与电解反应，类似的还有 K2S、MgBr 2 等。3.铜的电解精炼原理：电解时，用粗铜板作阳极，与直流电源的正极相连；用纯铜板作阴极，与电源的负极相连，用 CuSO4溶液(加入一定量的硫酸)作电解液4.电解冶炼铝：工业上，用纯净的氧化铝为原料，采用电解的方法制取铝。纯净的氧化铝熔点很高(2045) ，很难熔化，现在都用熔化的冰晶石 (Na3AlF6)作熔剂，使氧化铝在 1000左右溶解在液

13、态的冰晶石里，成为冰晶石和氧化铝的熔融体，然后进行电解。电极反应式： 阴极： 4Al 3+12e-4Al 阳极： 6O 2 12e-3O 2总反应式：2Al 2O3 4Al3O 2 (只能电解 Al2O3，不能是 AlCl3)在冶炼铝时，阳极产生氧气石墨阳极在如此高温条件下将不断被氧气氧化而消耗，因而需不断补充石墨阳极。5.电镀铜原理：电镀时，一般都是用含镀层金属离子的电解质溶液为电镀液；把待镀金属制成品浸入电镀液中与直流电源的负极相连，作为阴极，而用镀层金属为阳极，阳极金属溶解在溶液中成为阳离子，移向阴极，并在阴极上被还原成金属析出。 电镀铜规律可概括为“阳极溶解，阴极沉积，电解液不变”2.

14、原电池、电解池、电镀池的比较原电池 电解池 电镀池定义 将化学能转变成电能的装置 将电能转变成化学能的装置 应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的装置。一种特殊的电解池装置举例形成条件活动性不同的两电极(连接)电解质溶液(电极插入其中并与电极自发反应)形成闭合回路两电极接直流电源两电极插人电解质溶液形成闭合回路镀层金属接电源正极，待镀金属接电源负极电镀液必须含有镀层金属的离子反应自发性 能自发进行的氧化还原反应反应一般不能够自发进行，需电解条件 反应一般不能够自发进行，需电解条件装置特点 无外接直流电源 有外接直流电源 有外接直流电源电极名称负极：较活泼金属；正极：较不活泼金属(或能导电

15、的非金属等)阳极：电源正极相连的电极阴极：电源负极相连的电极 阳极：镀层金属；阴极：镀件电子流向 电子由负极经导线流入正极电子从电源负极流入阴极再由阳极流回电源正极 电子从电源负极流入阴极再由阳极流回电源正极能量转变 化学能转变为电解 电能转变为化学能 电能转变为化学能电极反应负极(氧化反应) ：金属原子失电子正极(还原反应)：溶液中的阳离子得电子阳极(氧化反应) ：溶液中的阴离子失电子，或金属电极本身失电子阴极(还原反应) ：溶液中的阳离子得电子阳极(氧化反应) ：金属电极失电子；阴极(还原反应) ：电镀液中阳离子得电子离子流向 阳离子：负极正极(溶液中)阴离子：负极正极(溶液中) 阳离子阴极(溶液中)阴离子阳极(溶液中) 阳离子阴极(溶液中)阴离子阳极(溶液中)相似之处 均能发生氧化还原反应，且同一装置中两个电极在反应过程中转移电子总数相等3.原电池、电解池、电镀池判定规律：若无外接电源，可能是原电池，然后依据原电池的形成条件分析判定；若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀