魯科高中化學四電解原理（導學案）

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精1-2—1電解原理【學習目標】1．理解電解池的工作原理,能正確書寫電解池的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式2.掌握電解規(guī)律和電解產(chǎn)物的判斷方法【學習重難點】學習重點：電解原理及電解規(guī)律學習重點：電解原理及電解規(guī)律【自主預(yù)習】1．用氧化還原反應(yīng)的觀點分析判斷下列各組微粒具有的性質(zhì)，填寫下表：組別微粒性質(zhì)強弱順序第1組①Zn2＋、②Na＋、③Cu2＋、④H＋第2組①Cu、②Fe、③OH－、④Cl－2。判斷下列說法的正誤（1）金屬導電是因為在電場作用下，自由電子發(fā)生定向移動（)(2)電解質(zhì)是在熔融或溶于水時能夠?qū)щ姷奈镔|(zhì)（)(3)金屬導電是物理變化，電解質(zhì)溶液導電是化學變化（)（4）硫酸銅溶于水后，能發(fā)生電離產(chǎn)生自由移動的Cu2＋和SOeq\o\al(2－，4)（）(5)氯化鈉溶液中只存在Na＋和Cl－(）3．右圖為電解水的實驗裝置圖.根據(jù)圖示回答下列問題:（1）A端為電源的正極，C試管中收集到的氣體是，D試管中收集到的氣體是。(2）寫出電解水的化學方程式：2H2O2H2↑＋O2↑。4.（1)電解：讓直流電通過溶液或熔融的,在兩個電極上分別發(fā)生反應(yīng)和反應(yīng)的過程。（2）電解池：。（3）電解池的兩極：陽極—與電源相連，發(fā)生反應(yīng)。陰極—與電源相連,發(fā)生反應(yīng).（4）電子流向：電源負極陰極陽極電源正極(5)離子移動方向:陰離子移向，發(fā)生氧化反應(yīng)；陽離子移向陰極，發(fā)生反應(yīng)?！绢A(yù)習檢測】下列關(guān)于電解池的敘述中不正確的是（）與電源正極相連的是電解池的陰極與電源負極相連的是電解池的陰極在電解池的陽極發(fā)生氧化反應(yīng)電子從電源的負極沿導線流入電解池的陰極2.下列關(guān)于電解池形成的閉合回路的敘述中，正確的是（）A．電解池的閉合回路僅是電子的定向移動形成的B．金屬導線中，電子從電源的負極流向電解池的陽極，從電解池的陰極流向電源的正極C．電解熔融的NaCl時,Cl—向陰極移動，Na+向陽極移動D．相同時間內(nèi)，陽離子在陰極上得到的電子與陰離子在陽極上失去的電子數(shù)相等合作探究探究活動一：電解的原理右圖為工業(yè)上電解熔融氯化鈉生產(chǎn)金屬鈉的裝置示意圖。容器中盛有熔融的氯化鈉,兩側(cè)分別插入石墨片和鐵片作為電極材料，兩個電極分別與電源的正極和負極相連.(1)通電前，熔融NaCl中存在的微粒有，這些微粒的運動狀態(tài)是。（2）通電后離子運動方向：陽離子（填離子符號)移向鐵電極，發(fā)生反應(yīng)；陰離子（填離子符號)移向石墨電極，發(fā)生反應(yīng)。電極上發(fā)生的變化是①鐵電極：2Na＋＋2e－=2Na;②石墨電極：2Cl－－2e－=Cl2↑.（3）由以上分析可知：熔融的NaCl在作用下發(fā)生了，分解生成了。2．電解和電解池(1）電解是使直流電通過或熔融電解質(zhì)而在兩個電極上引起的過程.(2）電解池是將轉(zhuǎn)化為的裝置.(3)電極名稱陰極：與電源相連的電極，發(fā)生反應(yīng);陽極：與電源相連的電極，發(fā)生反應(yīng)。（4)電解池的構(gòu)成條件:具有與相連接的兩個電極(陰極、陽極),插入溶液或熔融電解質(zhì)中，形成。［歸納總結(jié)］（1）電解池的工作原理示意圖（2）電解質(zhì)導電的過程就是電解質(zhì)的電解過程?！緦W以致用】1．1．下列關(guān)于電解池的敘述中,正確的是 (）A．電解池中的閉合回路僅是由電子的定向運動形成的B．金屬導線中，電子從電源的負極流向電解池的陽極，從電解池的陰極流向電源的正極C．在電解質(zhì)溶液中，陰離子向陰極移動，陽離子向陽極移動D．相同時間內(nèi)，陽離子在陰極上得到的電子數(shù)與陰離子在陽極上失去的電子數(shù)相等探究活動二:酸、堿、鹽溶液的電解規(guī)律1．按右圖所示裝置完成CuCl2溶液的電解實驗：(1）實驗過程中觀察到的現(xiàn)象是:①檢流計指針；②與負極相連的b極上逐漸覆蓋了一層；③與正極相連的a極一側(cè)有產(chǎn)生,能使?jié)駶櫟牡矸?KI試紙。(2)實驗結(jié)論是(3）實驗原理分析①氯化銅溶液中的電離過程有CuCl2=Cu2＋＋2Cl－，H2OH＋＋OH－；溶液中存在的離子有。通電前，這些離子在溶液中做自由運動。②通電時，在電場的作用下，溶液中的離子做，即趨向a極，趨向b極.③a極電極反應(yīng)式是2Cl－－2e－=Cl2↑,b極電極反應(yīng)式是Cu2＋＋2e－=Cu，總反應(yīng)式是CuCl2Cu＋Cl2↑。2．有下列兩組離子：①Cu2＋、Na＋、H＋、Ag＋；②Cl－、I－、SOeq\o\al（2－，4）、OH－。用惰性電極電解時,移向陽極的是，放電先后順序是；移向陰極的是，放電先后順序是.3．用惰性電極電解下列酸、堿、鹽電解質(zhì)溶液：①H2SO4；②HCl；③NaOH；④Na2SO4；⑤CuCl2;⑥NaCl；⑦CuSO4.回答下列問題:（1）陰極反應(yīng)式與①相同的有，其電極反應(yīng)式是2H＋＋2e－=H2↑；與⑤相同的有，其電極反應(yīng)式是Cu2＋＋2e－=Cu。（2）陽極反應(yīng)式與①相同的有,其電極反應(yīng)式是4OH－－4e－=O2↑＋2H2O；與②相同的有，其電極反應(yīng)式是2Cl－－2e－=Cl2↑.(3)寫出下列電解的化學方程式③⑥⑦（4)只水發(fā)生電解的是,只電解質(zhì)本身發(fā)生電解的是，電解質(zhì)和水都發(fā)生電解的是。（5）電解后溶液的pH顯著增大的是，減小的是，不變的是。(6）欲使電解后的溶液復原，只加入水的是，只加入電解質(zhì)的是；欲使電解后的⑥復原需，欲使電解后的⑦復原需加入。[歸納總結(jié)］1．分析電解問題的基本方法思路（1)通電前：電解質(zhì)溶液中含有哪些陰、陽離子（包括水電離出的H＋和OH－）。（2）通電時：陰離子移向陽極,陽離子移向陰極，結(jié)合放電順序分析誰優(yōu)先放電(注意活潑金屬作陽極時優(yōu)先放電)。(3)正確書寫電極反應(yīng)式，要注意原子數(shù)、電荷數(shù)是否守恒。(4）能結(jié)合題目要求分析電解時的各種變化情況，如兩極現(xiàn)象、水的電離平衡移動、離子濃度的變化、pH變化等。2．電極反應(yīng)規(guī)律(1)陰極：無論是惰性電極還是活性電極都不參與電極反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的是溶液中的陽離子。陽離子放電順序:Ag＋〉Cu2＋>H＋〉Pb2＋〉Fe2＋〉Zn2＋……（2)陽極：電極材料本身失去電子被氧化而溶入溶液中,或者溶液中還原性強的陰離子失去電子被氧化.其放電順序：金屬陽極>S2－>I－〉Cl－>OH－>含氧酸根。3．用惰性電極進行電解時的電解規(guī)律用惰性電極進行電解時各種變化情況簡析:類型電極反應(yīng)特點溶液種類電解對象電解質(zhì)濃度pH電解質(zhì)溶液復原電解水型陰極:陽極：NaOHH2SO4Na2SO4電解電解質(zhì)型電解質(zhì)電離出的陰、陽離子分別在兩極放電HClCuCl2放H2生堿型陰極：H2O放出H2生成堿陽極:電解質(zhì)的陰離子放電NaCl放O2生酸型陰極：電解質(zhì)的陽離子放電陽極：H2O放出O2生成酸CuSO4【學以致用】2．用惰性電極電解AgNO3溶液，下列說法不正確的是()A．電解過程中陰極質(zhì)量不斷增加B．電解過程中溶液的pH不斷降低C．此時向溶液中加入適量的Ag2O固體可使溶液恢復到電解前的狀況D．電解后兩極產(chǎn)生的氣體體積比為2∶13．用石墨作電極電解CuCl2和KCl的混合溶液,電解初期陰極和陽極分別析出的物質(zhì)是（）A．H2、Cl2B．Cu、Cl2C．H2、O2D．Cu、O【歸納總結(jié)】【鞏固練習】1．如圖所示的裝置能夠組成電解池的是（）2．下列關(guān)于電解池工作原理的說法中,錯誤的是（）A．電解池是一種將電能轉(zhuǎn)變成化學能的裝置B．電解池中發(fā)生的反應(yīng)是非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)C．電解池工作時，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)D．電解池放電時,電極本身不會參加電極反應(yīng)3．用石墨作電極，電解下列物質(zhì)的溶液，其實質(zhì)不是電解水的是（）A．NaNO3 B．NaOHC．Na2SO4 D．NaCl4．用惰性電極電解下列溶液，其中隨著電解的進行，溶液pH逐漸減小的是()①氯化鈉溶液②硫酸銅溶液③氫氧化鈉溶液④稀硫酸⑤稀鹽酸⑥硫酸鈉溶液A．①③⑤ B．②④⑤C．②④ D．②④⑥5．用惰性電極電解下列溶液一段時間后再加入一定量的某種物質(zhì)(方括號內(nèi)物質(zhì)),能夠使溶液恢復到原來的成分和濃度的是（）A．AgNO3[AgNO3] B．NaOH[H2O]C．KCl［KCl］ D．CuSO4[Cu(OH）2]6．在某電解質(zhì)溶液中，用M和N作電極，通電一段時間后,發(fā)現(xiàn)M極質(zhì)量減小，N極質(zhì)量增大，符合這一情況的是()A．電解質(zhì)溶液是稀硫酸B．金屬M是陽極，N是陰極C．M和N是石墨電極D．M是陰極，N是陽極7．用惰性電極電解CuSO4溶液。若陰極上析出Cu的質(zhì)量為3。2g，則陽極上產(chǎn)生的氣體在標準狀況下的體積為________________________________；常溫下,若將電解后的溶液稀釋至1L，則溶液的pH約為________.【總結(jié)與反思】通過自評、互評、師評相結(jié)合對本節(jié)學習過程進行反思感悟。

【參考答案】【自主預(yù)習】1。氧化性;③〉④>①>②;還原性；②>①>④〉③2.（1)√（2）×（3）√（4）√（5）×3.O2，H2，2H2O2H2↑＋O2↑【預(yù)習檢測】1.【合作探究】探究活動一1。(1）Na＋、Cl－，自由移動（2)Na＋，還原，Cl－，氧化(3）直流電源，氧化還原反應(yīng)，Na和Cl2.2.（1）電解質(zhì)溶液，氧化還原反應(yīng)（2)電能，化學能(3)負極,還原；正極，氧化（4）直流電源，插入電解質(zhì)溶液電解質(zhì)，閉合回路。【學以致用】1。D探究活動二1.（1）①發(fā)生偏轉(zhuǎn)；②紅色物質(zhì)；③有刺激性氣味的氣體，變藍（2)電解質(zhì)CuCl2溶液在導電過程中有金屬銅析出，并產(chǎn)生了氯氣；(3）①Cu2＋、Cl－、H＋、OH－,②定向移動，Cl－、OH－，Cu2＋、H＋②,I－>Cl－〉OH－>SO42￣；①，Ag＋>Cu2＋〉H＋>Na＋。(1）②③④⑥,⑦(2）③④⑦，⑤⑥（3)③2H2O2H2↑＋O2↑；⑥2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；⑦2CuSO4＋2H2O2H2SO4＋2Cu＋O2↑。(4)①③④，②⑤，⑥⑦（5)②③⑥,①⑦，④⑤（6）①③④,②⑤，通入HCl氣體，CuO【歸納總結(jié)】類型電極反應(yīng)特點溶液種類電解對象電解質(zhì)濃度pH電解質(zhì)溶液復原電解水型陰極：2H＋＋2e－=H2↑陽極：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑NaOH水增大增大加水H2SO4水增大減小加水Na2SO4水增大不變加水電解電解質(zhì)型電解質(zhì)電離出的陰、陽離子分別在兩極放電HCl電解質(zhì)減小增大加氯化氫CuCl2電解質(zhì)減小略增大加氯化銅放H2生堿型陰極：H2O放出H2生成堿陽極：電解質(zhì)的陰離子放電NaCl電解質(zhì)和水生成新電解質(zhì)增大加氯化氫放O2生酸型陰極:電解質(zhì)的陽離