高中第2节 电能转化为化学能——电解学案教案

2. 电能转化为化学能——电解

 [2010考试说明要求]

了解电解池的工作原理，能写出电极反应和电解池反应方程式

[课标要求]

了解电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。
[活动和探究建议]

实验探究：1、观察电解食盐水的实验现象，总结电解原理。

        2、根据电解原理，设计一个给钥匙镀铜的实验方案。

[重点与难点]

重点  电解池的工作原理

难点　电解池的应用和计算

第一课时

1、什么是电离？

2、什么是电解，电解的原理是什么？电离、电解的区别？

3、构成电解池的条件是什么？

4、在电极的阴极上，阳离子的放电顺序为：                                        

在惰性电极的阳极上，阴离子放电的顺序为：                          

若非惰性电极作阳极，失电子失电子的又是谁？                                                 

一、电解池的工作原理

【问题组】 阅读教材P11

1．电离是指电解质_________或_________状态下离解成________过程。电离需要通电吗？

2．NaCl熔融后电离成_________离子，其在通电前作_________运动。通电后，在外电源的作用下，离子作_________移动而导电。(其中阳离子向电源的_________极移动，阴离子向电源的_________极移动。) 在导电的同时，在阳、阴两极发生氧化—还原反应，即被电解。

3. 通电后电极表面分别发生了什么化学反应？                                       

请写出电极上发生的电极反应式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　                                               

电解池总反应：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

4. 请分析电解过程中电子的流向：                                               

【归纳整理】

电解池的定义                                               

阳极                                                       

构成电解池的条件是                                                     。

1. CuCl₂溶液中含有哪些离子？
2. 通电前后，溶液中离子的运动状态有何不同？
3. CuCl₂溶液在通电过程中两极分别有什么现象发生？
4. 完成电极反应式和电解反应方程式

【规律1】电极产物的判断依据——离子放电顺序和电极材料

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）．另一类为活性电极（除铂、金以外的金属），活性电极作阴极，只起导体的作用；若为阳极，电极本身．发生氧化反应。

（1）在电极的阴极上，阳离子的放电顺序为：                          

（2）在惰性电极的阳极上，阴离子放电的顺序为：                          

注：若非惰性电极作阳极，失电子的是电极本身．

二．电解原理的应用：

  1．电解饱和食盐水制取氯气和烧碱：

【活动探究1】惰性电极（石墨或金铂电极）电解饱和食盐水

1. 在氯化钠溶液存在                   离子，接通直流电源后，溶液中         离子向阳极移动，由于   离子比    离子容易失去电子，在阳极被氧化；溶液中          离子向阴极移动，由于   离子比    离子容易得到电子，在阴极被还原；在         极区得到NaOH。

（2）原料食盐水的净制：食盐水中一般混有Mg²⁺、Ca²⁺、SO₄^2-等离子，电解前须净制以除去这些杂质离子。方法是：

【问题解决】

分析氯碱工业在电解饱和食盐水时为什么要阻止阴极区的OH^-进入阳极区：          

写出使用惰性电极电解H₂SO₄溶液、CuSO₄溶液、的电极反应式和电解池总反应式。

第二课时

写出使用惰性电极电解HCl溶液、Na₂SO₄溶液、NaOH溶液、AgNO₃溶液的电极反应式和电解池总反应式。

1. HCl溶液                                                                  
2. Na₂SO₄溶液                                                             
3. NaOH溶液                                                             
4. AgNO₃溶液                                                                   

【规律2】电解规律：

电解规律：用惰性电极电解酸、碱、盐各种电解质溶液，依据放电顺序有四种类型：

①含氧强酸、强碱和活泼金属含氧酸盐溶液电解，实际上是电解             。

②无氧酸、不活泼金属无氧酸盐溶液电解，实际上是               电解。

③活泼金属无氧酸盐溶液电解，             同时发生电解。

不活泼金属含氧酸盐溶液电解，             同时发生电解。

1．用惰性电极实现电解，下列说法正确的是

A．电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，

B．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH^－，

C．电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:2

D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:1

2．用惰性电极电解下列溶液，电解一段时间后，电解质的浓度不变的是（    ）。

A、H₂SO₄       B、KOH       C、AgNO₃       D、NaCl

3、用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，再加入一定质量的另一种物质（中括号内），溶液能与原来溶液完全一样的是（    ）。

A、CuCl₂[CuSO₄]     B、NaOH[NaOH]      C、KCl[HCl]     D、CuSO₄[Cu(OH)₂]

【规律3】电解池阴、阳极的判断方法：

（1）根据电极与电源两极相连的顺序判断。

（2）根据电解质溶液里离子流动的方向判断。

在电解质溶液里_______离子移向阴极，_______离子移向阳极。

(3)根据两极发生的现象判断。

在电解池中的阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，两极可观察

到不同的现象。:

【例题】

1．如何利用滤纸、食盐水、酚酞溶液，表面皿和导线等来判断一个

低压直流电源的正、负极？简单说明实验方法及原理。

2．如图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈蓝色。下列说法中正确的是（    ）

 B．x是负极，y是正极。

 C．a极和Pt都有气泡产生。

 D．CuSO₄溶液PH值保持不变，U形管溶液PH值增大。

解析：该装置为串联的电解池。在u形管中，阳极，反应式为：__________，___遇淀粉变蓝，故___极为阳极，与