高中化學(xué)選修化學(xué)反應(yīng)原理 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能-電解導(dǎo)學(xué)案

PAGE高中化學(xué)選修化學(xué)反應(yīng)原理1.2電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能——電解導(dǎo)學(xué)案【課標(biāo)要求】1．理解電解的原理，能夠熟練的分析電解池的電極反應(yīng)類型并書寫給定條件的電極反應(yīng)式；歸納電解池的總反應(yīng)方程式。2．以電解飽和食鹽水、電解精煉銅、電鍍銅等為例，理解電解原理的應(yīng)用并能分析相關(guān)電解池成分的變化?！局攸c(diǎn)難點(diǎn)】重點(diǎn)是電解原理；難點(diǎn)是陰極和陽(yáng)極以及電極反應(yīng)的概念、正確書寫電極反應(yīng)式。【知識(shí)回顧】1．如何定量的描述一個(gè)化學(xué)反應(yīng)釋放和吸收的熱量呢？用什么方法可以準(zhǔn)確地測(cè)量這些熱量呢？2．書寫熱化學(xué)方程式應(yīng)注意什么問(wèn)題？【學(xué)案導(dǎo)學(xué)】一、電解的原理閱讀課本P11交流研討討論：（1）接通電源后，熔融氯化鈉中Na+和Cl—各向哪個(gè)方向移動(dòng)？（2）移到兩極表面的Na+和Cl—將發(fā)生什么變化？閱讀課本P12回答下面問(wèn)題：1．概念讓直流電通過(guò)溶液或的電解質(zhì)，而在分別發(fā)生反應(yīng)的過(guò)程叫電解。2．裝置電解池——借助氧化還原反應(yīng)，把能轉(zhuǎn)化為能的裝置.構(gòu)成條件：（1）外加直流電源；（2）與電源相連的兩個(gè)電極；（3）電解質(zhì)溶液或熔化的電解質(zhì)。3．原理（1）電子的流向:電子從外加電源的極流出，流到電解池的極再?gòu)年?yáng)極流回電源極。（注：電子只在外電路定向移動(dòng)，不能從溶液中移動(dòng)）（2）離子定向移動(dòng)的方向:陽(yáng)離子向極移動(dòng),陰離子向極移動(dòng).電極反應(yīng)在電解池中，氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)是在兩個(gè)電極上分別進(jìn)行，在電極上進(jìn)行的半反應(yīng)叫做電極反應(yīng)。電極反應(yīng)式可以表示電極上的變化情況以及

的轉(zhuǎn)移情況。按照電化學(xué)的規(guī)定，發(fā)生反應(yīng)的電極叫陽(yáng)極，連接電源的極；發(fā)生反應(yīng)的電極叫陰極，連接電源的極。【歸納小節(jié)】電極反應(yīng)分析：①首先分析作陽(yáng)極的材料：若為惰性電極（石墨、Pt、Au等材料組成的電極）：惰性電極材料本身不發(fā)生電極反應(yīng)，因此一定是電解質(zhì)(溶液)中的成分（陰離子）發(fā)生電極反應(yīng)。若為活性電極（除惰性電極外的材料）?；钚噪姌O作陽(yáng)極，電極本身（失電子）一定首先發(fā)生電極反應(yīng)。②電解質(zhì)溶液中有多種離子時(shí)，離子放電遵循一定的順序。③“三個(gè)方向”：電子的流向；電流的流向；溶液中陰陽(yáng)離子的流向。4．產(chǎn)物判斷（閱讀課本P14資料在線）陽(yáng)極：金屬電極或電解質(zhì)溶液中的陰離子失電子而得。常見陽(yáng)離子放電順序：陰極：由陽(yáng)離子得電子被還原而得。常見陰離子放電順序：【例1】據(jù)金屬的活動(dòng)順序規(guī)律，下列離子得電子能力由強(qiáng)到弱的順序怎樣？H+Cu2+Ag+Hg2+Zn2+Pb2+【例2】下圖中X、Y分別是直流電源的兩極，通電后，發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增加，b極板處有無(wú)色無(wú)臭氣體放出，符合這一情況的是（）a極板b極板X電極Z溶液A．銀鐵正極AgNO3B．石墨石墨負(fù)極NaOHC．鋅石墨負(fù)極CuSO4D．銅石墨負(fù)極CuCl2練習(xí)：按要求寫出下列電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式；①用石墨作電極電解NaCl溶液②用銅作電極電解NaCl溶液5．電極反應(yīng)式書寫：列物質(zhì)，標(biāo)得失；選離子，配電荷；配個(gè)數(shù)，巧用水；兩式加，驗(yàn)總式。二、電解原理的應(yīng)用1．電解食鹽水制備燒堿、氫氣和氯氣閱讀課本P13活動(dòng)探究：電極材料為分析該溶液中可能存在哪些離子，在電場(chǎng)中它們的移動(dòng)方向如何，可能發(fā)生的電極反應(yīng)是什么？陽(yáng)極現(xiàn)象：電極反應(yīng)式陰極現(xiàn)象：電極反應(yīng)式總反應(yīng)式：總反應(yīng)離子方程式：電解過(guò)程產(chǎn)生的陽(yáng)極產(chǎn)物是；陰極產(chǎn)物是。2．銅的電解精煉閱讀課本P15粗銅中含有的微量雜質(zhì)比銅活潑的是，比不如銅活潑的是銅的電解精煉中作為陽(yáng)極，作為陰極，電解質(zhì)溶液為陽(yáng)極反應(yīng)：陰極反應(yīng)：總反應(yīng)式：思考：電解過(guò)程形成的陽(yáng)極泥有何應(yīng)用？電鍍閱讀課本P16電鍍是利用原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或的過(guò)程。電鍍的主要目的是：活動(dòng)探究：①電極：陽(yáng)極——鍍層金屬或惰性電極陰極——待鍍金屬制品②電鍍液：含有的電解質(zhì)溶液?！纠?】電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。右圖表示一個(gè)電解池，裝有電解液a；X、Y是兩塊電極板，通過(guò)導(dǎo)線與直流電源相連。請(qǐng)回答以下問(wèn)題：（1）若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，同時(shí)在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則

①電解池中X極上的電極反應(yīng)式是。在X極附近觀察到的現(xiàn)象是。②Y電極上的電極反應(yīng)式是，檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是。⑵如要用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO4溶液，則①X電極的材料是，電極反應(yīng)式是②Y電極的材料是，電極反應(yīng)式是（說(shuō)明：雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫出）③若電路中有0.04mol電子通過(guò)時(shí)，陰極增重克?！纠?】金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制備高純度的鎳，下列敘述正確的是（已知：氧化性Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋）()A．陽(yáng)極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式：Ni2＋＋2e－→NiB．電解過(guò)程中，陽(yáng)極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加相等H2SO4C．電解后，溶液中存在的金屬陽(yáng)離子只有Fe2＋和ZnH2SO4D．電解后，電解槽底部的陽(yáng)極泥中只有Cu和Pt探究訓(xùn)練：用惰性電極電解燒杯里的溶液探究1．電解含氧酸（如稀硫酸）陽(yáng)極：___________________________陰極：_____________________總的方程式：_______________________________________HCl結(jié)論：惰性電極電解含氧酸實(shí)質(zhì)是電解_______。電解后，酸的濃度_______[填增大、減小、不變，下同]，c（H+）______，若恢復(fù)原濃度應(yīng)加入HCl探究2．電解無(wú)氧酸(如稀鹽酸)陽(yáng)極：__________________陰極：______________________總的方程式：______________________________NaOH結(jié)論：用惰性電極電解無(wú)氧酸(除HF)，實(shí)質(zhì)上電解的是_______因消耗了_____，故c（H+）_____，溶液的酸性_____，若恢復(fù)原濃度應(yīng)加入NaOH探究3．電解可溶性堿（如NaOH溶液）陽(yáng)極：______________________陰極：______________________總的方程式：______________________________結(jié)論：用惰性電極電解強(qiáng)堿溶液實(shí)質(zhì)是電解_____。電解后，堿的濃度_______，即C(OH-)_____，若恢復(fù)原濃度應(yīng)加入Na2SO4探究4．電解活潑金屬的含氧酸鹽（如Na2Na2SO4陽(yáng)極：___________________________陰極：______________________總的方程式：________________________CuCl2結(jié)論：用惰性電極電解活潑金屬的含氧酸鹽實(shí)質(zhì)是電解_____。若恢復(fù)原濃度應(yīng)加入CuCl2探究5．電解不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽(如CuCl2溶液)陽(yáng)極：________________________陰極：________________________總的方程式：_______________________________結(jié)論：用惰性電極電解不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽(除氟化物)，實(shí)質(zhì)電解的是_____。若恢復(fù)原濃度應(yīng)加入探究6．電解活潑金屬的無(wú)氧酸鹽（氯化鈉溶液）陽(yáng)極：陰極：總的方程式：若恢復(fù)原濃度應(yīng)加入CuSO4CuSO4探究7．電解不活潑金屬的含氧酸鹽(如CuSO4溶液)陽(yáng)極：陰極：總的方程式：____________________結(jié)論：用惰性電極電解不活潑金屬的含氧酸鹽，_____、_____同時(shí)消耗。電解后因生成____，溶液的酸性_____，若恢復(fù)原濃度應(yīng)加入。當(dāng)堂訓(xùn)練：1．下列有關(guān)用惰性電極電解AgNO3溶液一段時(shí)間后的說(shuō)法正確的是（）A．電解過(guò)程中陽(yáng)極質(zhì)量不斷增加B．電解過(guò)程中溶液的pH不斷升高C．此時(shí)向溶液中加入適量的Ag2O固體可使溶液恢復(fù)到電解前的狀況D．電解后兩極產(chǎn)生的氣體體積比為2∶12．如圖為用惰性電極電解CuCl2溶液并驗(yàn)證其產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)裝置，則下列說(shuō)法不正確的是（）A．電源a極為負(fù)極B．KI—淀粉溶液會(huì)變藍(lán)色C．若加入適量CuCl2可使電解后的溶液恢復(fù)原狀態(tài)D．電極Ⅰ上發(fā)生的電極反應(yīng)為：Cu－2e－===Cu2＋3．如圖裝置分別通電一段時(shí)間后，溶液的質(zhì)量增加的是（）4．某溶液中含有兩種溶質(zhì)NaCl和H2SO4，它們的物質(zhì)的量之比為3∶1.用石墨做電極電解該混合溶液時(shí)，根據(jù)電極產(chǎn)物，可明顯分為三個(gè)階段。下列敘述不正確的是（）A．陰極自始至終只析出H2