《2022年第二单元第二课时教学案：电解池的工作原理及应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年第二单元第二课时教学案：电解池的工作原理及应用（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、学而不思则惘，思而不学则殆第二课时电解池的工作原理及应用一课标展示1理解电解池的工作原理，掌握不同类型电解池的电极反应式的书写方法。2了解并认识电解原理在实际生产、生活中的应用。二先学前测1在_ _的作用下， 在两电极上分别发生和的过程叫电解。通过电解使不能自发进行的反应顺利进行，电解过程中电能转化为。将电能转化为化学能的装置称为。2构成电解池的条件(1)两个相同或不同的电极。(2)外接 _ 。(3)电解质溶液。以上三部分形成。3电解原理：电子从外接电源的_ _流出，经导线到达电解池的，电解质溶液中的 _ _移向阴极，氧化性强的离子在阴极获得电子而被还原，发生还原反应；与此同时， 电解质溶液中
2、的_ _移向阳极， 其中还原性强的离子在上失去电子（也可能是阳极很活泼，本身失去电子）而被氧化，发生氧化反应，这样电子又从电解池的阳极流出，沿导线流回外接直流电源的正极。以氯化钠为例:氯化钠在高温条件下熔融并发生电离，变成自由移动Na+和 Cl-。在直流电作用下，Na+和 Cl-分别移向与电源负极和电源正极相连的电极。分别在这两个电极上得、失电子，生成Na 和 Cl2。4电极的判断及电极反应(1)阳极：与电源_相连，溶液中阴离子移向此极，失去电子，发生。(2) 阴 极 ： 与 电 源相 连 ， 溶 液 中 阳 离 子 移 向 此 极 ,得 到 电 子 ， 发 生_ 。5电解的应用(1)用电解法
3、精炼铜电解池构成：阳极为_ _（待精炼的铜） ；阴极为，电解质溶液为硫酸酸化的_ _溶液。电解过程中主要的电极反应为：阳极：（氧化反应）阴极：（还原反应） 。 最终纯铜在阴极析出，粗铜全部溶解，电解质溶液浓度基本保持不变。(2)电解饱和食盐水电解池的构成：碳块作阳极，铁作阴极；饱和食盐水作电解质溶液。通电前溶液中含有的离子为 _ _，通电时移向阴极，放电；_移向阳极，放电。电解过程中的电极反应为：阳极（碳）：2C1-2e-=Cl2 阴极（铁）： 2H+2e-=H2电解总反应：实验现象：两极均产生气体。溶液先使酚酞试液变红，说明有碱生成。阳极产生气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，说明有生成。(3
4、)电镀电镀是应用电解的原理在某些金属或非金属材料表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。电镀的本身就是电解。它的主要目的之一是。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 7 页学而不思则惘，思而不学则殆电镀池的构成条件是：在电镀时_ _作阳极，发生氧化反应而溶解。_ 作阴极。含镀层金属离子的溶液作电解液。三、合作交流1电离与电解是一回事吗？它们之间有什么联系？2如何用实验证明电解饱和食盐水的产物？3电解精炼铜时，电解液CuSO4的浓度没有发生变化吗？电镀铜时呢？四、要点突破1如何确定电解池的阴阳极？电解池的两极由电解池中的电极与电源正
5、、负极的连接情况直接判断：与电源正极相连的电极为电解池的阳极；与电源负极相连的电极为电解池的阴极。如果装置中未标有电源的正、负极， 也可由两极的反应来决定：发生氧化反应的为阳极，发生还原反应的为阴极。即：实战检验1：下图中能验证氯化钠溶液(含酚酞 )电解产物的装置是（）2判断电解过程中的电极产物的依据是什么？判断电解过程中电极产物的依据是：电极材料和离子放电顺序。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，也与离子浓度及电极材料有关。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），精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳
6、总结 - - - - - - -第 2 页，共 7 页学而不思则惘，思而不学则殆并不参与反应；另一类为活性电极（除铂、金以及在电解时很易钝化的铅、铬以外的金属）。活性电极若作阴极，只起导体的作用；若为阳极，发生氧化反应的往往是电极本身。电极上物质的变化情况以及电子的转移情况用电极反应式来表明。当电解质溶液中存在多种阳离子或者多种阴离子时，电解质溶液中各种离子在两极上得失电子是有一定顺序的，称之为放电顺序。放电顺序涉及多种因素，在中学阶段只要求掌握：阳极 若为惰性电极，则阴离子放电（失电子，发生氧化反应），放电顺序为：S2-I-Br-Cl- OH-含氧酸根离子 F-若为活泼电极，则电极本身失去电
7、子而放电，电极溶解。因为活泼电极的还原性几乎大于一切阴离子。阴极 无论是惰性电极，还是活性电极，阴极总是受到保护，不会参与电极反应，始终为阳离子放电（得电子，发生还原反应），放电顺序为（金属活动性顺序的反向）：Ag+ Hg2+ Fe3+ Cu2+ H+（酸） Pb2+ Sn2+Fe2+Zn2+ H+( H2O)Al3+Mg2+Na+Ca2+K+因此，判断电解过程中的电极产物的步骤：分析电解质溶液的组成，找全离子（包括水电离出的H+及 OH-）并分为阴、阳两组；分析离子的放电顺序；确定电极，写出电极反应式。实战检验2：某学生设计了一个“ 黑笔写红字 ” 的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合
8、液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是A铅笔端作阳极，发生还原反应B铂片端作阴极，发生氧化反应C铅笔端有少量的氯气产生Da 点是负极， b 点是正极3用惰性电极电解的一般规律是什么？类型电极反应举例电解物质电解质溶液的浓度pH 恢复原溶液方法电解水型阴极2H+2e-= H2阳极40H-4e-=02+2H20 NaOH 水增大增大加水H2SO4 水增大减小加水Na2SO4 水增大不变加水电解电解质型电解质电离出的阴阳离子分别在两极放电HCl 电解质减小增大加 HCl CuCl2 电解质减小增大加 CuCl2放氢生碱型阴极：放出氢气生成
9、碱，阳极：电解质阴离子放电NaCl 水与电解质各半生成新电解质增大加 HCl 放氧生酸型阴极：电解质阳离子放电，阳极： OH-放电生成酸CuSO4 水与电解质各半生成新电解质减小加 CuO 注意：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 7 页学而不思则惘，思而不学则殆(1)电解水型：含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐（如NaOH、H2SO4、K2SO4等）的电解。(2)电解电解质型：无氧酸（除HF 外） 、不话泼金属的无氧酸盐（氟化物除外）溶液的电解。(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。(4)放氧生酸型：
10、不活泼金属的含氧酸盐溶液的电解。实战检验3：三氧化二镍 (Ni2O3)可用于制造高能电池，其电解法制备过程如下：用NaOH 调NiCl2溶液 pH 至 7.5，加放适量硫酸钠后进行电解。电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成 Cl0-，把二价镍氧化为三价镍。以下说法正确的是( )A可用铁作阳极材料B电解过程中阳极附近溶液的pH 升高C阳极反应方程式为2C1- - 2e-=Cl2D 1 mol 二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了1 mol 电子4电解原理有哪些应用？电解原理应用于实际生产中，主要有工业上应用电解食盐水溶液的方法制取烧碱、氢气和氯气，电镀等。(1)电解饱和食盐水制备烧碱、氢
11、气和氯气实验装置和步骤按右图装置，在U 形管里倒入饱和食盐水，插入一 根 石 墨棒作阳极，一根铁棒作阴极同时在两边管中各滴人几滴 酚 酞 试液，并用湿润的淀粉碘化钾试纸检验阳极放出的气体。接 通 直 流电源后，注意管内发生的现象。实验原理分析阳极（放电顺序Cl-OH-） ：2C1- - 2e-=Cl2阴极（放电顺序H+Na+） ：2H+2e-= H2在上述反应中，由于H+在阴极上得到电子而生成H2，破坏了附近水的电离平衡，促进了水继续电离，结果阴极区溶液里OH-的浓度增大而呈碱性。总 反 应 ： 2NaCl+2H2O H2 + Cl2 + 2NaOH产物检验Cl2：湿润的淀粉碘化钾试纸；NaO
12、H: 酚酞溶液； H2：收集后检验爆鸣声(2)电镀电镀特点： “ 一多、一少、一不变。” 一多指阴极上有镀层金属沉积，一少指阳极上有镀层金属溶解，一不变指电解液浓度不变。例：在一根铁棒上镀上Cu 阳极： Cu-2e-=Cu2+阴极： Cu2+2e-=Cu (3)电解冶炼活泼金属Na、Mg 、Al 等电解熔融NaCl 得金属钠阴极： 2Na+2e-=2Na 阳极； 2C1-2e-=Cl2总反应：2NaCl 2Na+Cl2精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 7 页学而不思则惘，思而不学则殆电解熔融MgCl2得单质 Mg 阴极：
13、Mg2+2e-=Mg 阳极： 2C1-2e-=Cl2总反应：MgCl2 Mg + Cl2电解熔融Al2O3制单质 Al 阴极： Al3+3e-=Al 阳极： 2O2- -4e- = O2总反应： 2A12O3 4Al+ 3O2实战检验4：以惰性电极电解CuSO4溶液。 若阳极上产生气体的物质的量为0.010mol，则阴极上析出Cu 的质量为( ) A.0.64 g B.1.28 g C.2.56 g D.5.12 g 五、随堂练习1用铂电极（惰性）电解下列溶液时，阴极和阳极上的产物分别是H2和 O2的是 ( ) A.稀 NaOH 溶液BHC1 溶液CCuSO4溶液D酸性 AgNO3溶液2下图中
14、x、y 分别是直流电源的两极，通电后发现a 极板质量增加，b 极板处有无色、无臭气体放出，符合这一情况的是( ) 3如图所示，下列叙述正确的是( ) A. Y 为阴极，发生还原反应BX 为正极，发生氧化反应CY 与滤纸接触处有氧气生成DX 与滤纸接触处变红4质量分数为0.052(5. 2%) 的 NaOH 溶液 1L(密度为 1. 06 g.mL-1)用铂电极电解，当溶液中的 NaOH 的质量分数改变了0.010 (1.0%)时停止电解，则此时溶液中应符合的关系是( ) 六、自我评价1在铁制品上镀上一定厚度的锌层，以下电镀方案中正确的是( ) a 极板b 极板X 电极Z 溶液A 锌石墨负极Cu
15、SO4 B 石墨石墨负极NaOH C 银铁正极AgNO3D 铜石墨负极CuCl2 NaOH 的质量分数阳极析出物的质量 /g 阴极析出物的质量 /g A 0.062(6.2%) 19 152 B 0.062(6.2%) 152 19 C 0.042(4.2%) 1.2 9.4 D 0.042(4.2%) 9.4 1.2精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 7 页学而不思则惘，思而不学则殆A锌作阳极，铁制品作阴极，溶液中含Fe2+B锌作阳极，铁制品作阴极，溶液中含Zn2+C锌作阴极，铁制品作阳极，溶液中含Fe3+D锌作阴极，铁制
16、品作阳极，溶液中含Zn2+2某校 “ 研究性学习小组” 欲完成反应2HCl+2Ag=2AgCl+H2 而设计了下列四个实验，你认为可行的是 ( ) Fe AgAg AgC AgAg AgHCl HCl HCl HClA B C D3如图所示， Pt、Cu、Zn、C 分别为四个电极，当闭合开关A后，以下表述正确的是( ) ACu 极为原电池负极BCu 极附近显碱性CC 极发生氧化反应D电子流向为C 极流向Pt极4用酸性氢氧燃料电池电解苦卤水（含Cl-、Br一、Na+、Mg2+）的装置如图所示（a、b 为石墨电极）下列说法中，正确的是（）A电池工作时，正极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-
17、B电解时， a 电极周围首先放电的是Br-而不是Cl-说明当其他条件相同时前者的还原性强于后者C电解时，电子流动路径是：负极一外电路一阴极一溶液一阳极一正极D忽略能量损耗，当电池中消耗0.02 g H2时，b 极周围会产生0.02 g H25如图是直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊试液，下列实验现象中正确的是( ) A逸出气体的体积，a电极的小于b 电极的B电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体Ca 电极附近呈红色，b 电极附近呈蓝色Db 电极附近呈红色，a 电极附近呈蓝色6电解普通水 (H2O)和重水 (D2O)的混合物， 通电一段时间以后
18、，两极共生成气体18.5 g，其体积为 33.6L( 标况下 )，在所生成的气体中重氢和普通氢的原子个数比为( ) A2:3 B2:5 C1:2 D1:3 7下列叙述正确的是( ) A在原电池的负极和电解池的阴极上都是发生氧化反应B铝比铁活泼，但铝制品比铁制品在空气中耐腐蚀C用惰性电极电解饱和NaCl 溶液，若有2 mol 电子转移，则生成1 mol NaOH D用惰性电极电解Na2SO4溶液，阴阳两极产物的物质的量之比为1:2 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 7 页学而不思则惘，思而不学则殆8E 为黑色物质， B 是气
19、体， C 是金属， 反应是C 在 D 的稀溶液中进行的，则 A 为，D 为，写出反应I 的离子方程式。9在 25时，用石墨电极电解2.0 L0.5 mol/LCuSO4溶液 .5 min 后，在二个石墨电极上有6.4 g Cu 生成试回答下列问题：(1)发生氧化反应的是极，电极反应式为. (2)若电解后溶液的体积不变，则电解后溶液的pH 为(3)若将溶液恢复到与电解前一样，则需加入mol 的. (4)若用等质量的两种铜片代替石墨作电极，电解后两铜片的质量相差g，电解液的pH （填 “ 变小 ” 、“ 变大 ” 或 “ 不变 ” ）. 10.下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100
20、g 5.00%.的 NaOH 溶液、足量的CuSO4溶液和 100g 10. 00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极(1) 接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%，乙中 c 电极质量增加。据此回答间题：电源的N 端为极；电极 b 上发生的电极反应为列式计算电极b 上生成的气体在标准状况下的体积电极 c 的质量变化是g 电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：甲溶液乙溶液丙溶液(2)如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？。疑点反馈 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 7 页
