魯科高中化學(xué)四電解原理（導(dǎo)學(xué)案）

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精1-2—1電解原理【學(xué)習(xí)目標(biāo)】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(xué)習(xí)重難點(diǎn)】學(xué)習(xí)重點(diǎn)：電解原理及電解規(guī)律學(xué)習(xí)重點(diǎn)：電解原理及電解規(guī)律【自主預(yù)習(xí)】1．用氧化還原反應(yīng)的觀點(diǎn)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(qiáng)弱順序第1組①Zn2＋、②Na＋、③Cu2＋、④H＋第2組①Cu、②Fe、③OH－、④Cl－2。判斷下列說(shuō)法的正誤（1）金屬導(dǎo)電是因?yàn)樵陔妶?chǎng)作用下，自由電子發(fā)生定向移動(dòng)（)(2)電解質(zhì)是在熔融或溶于水時(shí)能夠?qū)щ姷奈镔|(zhì)（)(3)金屬導(dǎo)電是物理變化，電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)變化（)（4）硫酸銅溶于水后，能發(fā)生電離產(chǎn)生自由移動(dòng)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(shí)驗(yàn)裝置圖.根據(jù)圖示回答下列問(wèn)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(xué)方程式：2H2O2H2↑＋O2↑。4.（1)電解：讓直流電通過(guò)溶液或熔融的,在兩個(gè)電極上分別發(fā)生反應(yīng)和反應(yīng)的過(guò)程。（2）電解池：。（3）電解池的兩極：陽(yáng)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(fù)極陰極陽(yáng)極電源正極(5)離子移動(dòng)方向:陰離子移向，發(fā)生氧化反應(yīng)；陽(yáng)離子移向陰極，發(fā)生反應(yīng)?！绢A(yù)習(xí)檢測(cè)】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(fù)極相連的是電解池的陰極在電解池的陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)電子從電源的負(fù)極沿導(dǎo)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(dòng)形成的B．金屬導(dǎo)線中，電子從電源的負(fù)極流向電解池的陽(yáng)極，從電解池的陰極流向電源的正極C．電解熔融的NaCl時(shí),Cl—向陰極移動(dòng)，Na+向陽(yáng)極移動(dòng)D．相同時(shí)間內(nèi)，陽(yáng)離子在陰極上得到的電子與陰離子在陽(yáng)極上失去的電子數(shù)相等合作探究探究活動(dòng)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(gè)電極分別與電源的正極和負(fù)極相連.(1)通電前，熔融NaCl中存在的微粒有，這些微粒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是。（2）通電后離子運(yùn)動(dòng)方向：陽(yáng)離子（填離子符號(hào))移向鐵電極，發(fā)生反應(yīng)；陰離子（填離子符號(hào))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(guò)或熔融電解質(zhì)而在兩個(gè)電極上引起的過(guò)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(yáng)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(gè)電極(陰極、陽(yáng)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(dǎo)電的過(guò)程就是電解質(zhì)的電解過(guò)程?！緦W(xué)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(yùn)動(dòng)形成的B．金屬導(dǎo)線中，電子從電源的負(fù)極流向電解池的陽(yáng)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(dòng)，陽(yáng)離子向陽(yáng)極移動(dòng)D．相同時(shí)間內(nèi)，陽(yáng)離子在陰極上得到的電子數(shù)與陰離子在陽(yáng)極上失去的電子數(shù)相等探究活動(dòng)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(shí)驗(yàn)：(1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觀察到的現(xiàn)象是:①檢流計(jì)指針；②與負(fù)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?rùn)的淀粉KI試紙。(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論是(3）實(shí)驗(yàn)原理分析①氯化銅溶液中的電離過(guò)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(yùn)動(dòng)。②通電時(shí)，在電場(chǎng)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(shí),移向陽(yáng)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(wèn)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(yáng)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(xué)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(fù)原，只加入水的是，只加入電解質(zhì)的是；欲使電解后的⑥復(fù)原需，欲使電解后的⑦復(fù)原需加入。[歸納總結(jié)］1．分析電解問(wèn)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(yáng)離子（包括水電離出的H＋和OH－）。（2）通電時(shí)：陰離子移向陽(yáng)極,陽(yáng)離子移向陰極，結(jié)合放電順序分析誰(shuí)優(yōu)先放電(注意活潑金屬作陽(yáng)極時(shí)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(shí)的各種變化情況，如兩極現(xiàn)象、水的電離平衡移動(dòng)、離子濃度的變化、pH變化等。2．電極反應(yīng)規(guī)律(1)陰極：無(wú)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(yáng)離子。陽(yáng)離子放電順序:Ag＋〉Cu2＋>H＋〉Pb2＋〉Fe2＋〉Zn2＋……（2)陽(yáng)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(qiáng)的陰離子失去電子被氧化.其放電順序：金屬陽(yáng)極>S2－>I－〉Cl－>OH－>含氧酸根。3．用惰性電極進(jìn)行電解時(shí)的電解規(guī)律用惰性電極進(jìn)行電解時(shí)各種變化情況簡(jiǎn)析:類型電極反應(yīng)特點(diǎn)溶液種類電解對(duì)象電解質(zhì)濃度pH電解質(zhì)溶液復(fù)原電解水型陰極:陽(yáng)極：NaOHH2SO4Na2SO4電解電解質(zhì)型電解質(zhì)電離出的陰、陽(yáng)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(yáng)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(yáng)離子放電陽(yáng)極：H2O放出O2生成酸CuSO4【學(xué)以致用】2．用惰性電極電解AgNO3溶液，下列說(shuō)法不正確的是()A．電解過(guò)程中陰極質(zhì)量不斷增加B．電解過(guò)程中溶液的pH不斷降低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∶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(yáng)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(xí)】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(shuō)法中,錯(cuò)誤的是（）A．電解池是一種將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)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(shí)，陽(yáng)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(shí),電極本身不會(huì)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(shí)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(jìn)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(shí)間后再加入一定量的某種物質(zhì)(方括號(hào)內(nèi)物質(zhì)),能夠使溶液恢復(fù)到原來(lái)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(shí)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(fèi)是陽(yáng)極，N是陰極C．M和N是石墨電極D．M是陰極，N是陽(yáng)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(yáng)極上產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為_(kāi)_______________________________；常溫下,若將電解后的溶液稀釋至1L，則溶液的pH約為_(kāi)_______.【總結(jié)與反思】通過(guò)自評(píng)、互評(píng)、師評(píng)相結(jié)合對(duì)本節(jié)學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行反思感悟。

【參考答案】【自主預(yù)習(xí)】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(xí)檢測(cè)】1.【合作探究】探究活動(dòng)一1。(1）Na＋、Cl－，自由移動(dòng)（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(xué)能(3)負(fù)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?！緦W(xué)以致用】1。D探究活動(dòng)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(lán)（2)電解質(zhì)CuCl2溶液在導(dǎo)電過(guò)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(dòng)，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(diǎn)溶液種類電解對(duì)象電解質(zhì)濃度pH電解質(zhì)溶液復(fù)原電解水型陰極：2H＋＋2e－=H2↑陽(yáng)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(yáng)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(yáng)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(yáng)離