電解池 電解原理

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1、 第3節(jié) 電解池 第一課時(shí) 電解原理 一、教材分析 本節(jié)內(nèi)容是人教版選修4《化學(xué)反應(yīng)原理》第四章第三節(jié)，教材主要介紹了電解原理以及電解原理的應(yīng)用。電解屬于電化學(xué)知識(shí)范疇，是中學(xué)化學(xué)理論體系不可缺少的一部分，是電解質(zhì)電離、氧化還原反應(yīng)、原電池等知識(shí)的綜合使用。本節(jié)教材可分為兩個(gè)部分：電解原理、電解原理的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)為第一課時(shí)。 二、學(xué)生分析 學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平和知識(shí)基礎(chǔ)都是我們要考慮的學(xué)情。學(xué)生已經(jīng)掌握了電解質(zhì)溶液導(dǎo)電、氧化還原理論、原電池的相關(guān)知識(shí)，所以學(xué)生學(xué)習(xí)電解原理在分析問(wèn)題時(shí)有一定的知識(shí)儲(chǔ)備。但是對(duì)于電解池工作原理的微觀(guān)想象可能存有著一定的困難。學(xué)生求知欲較強(qiáng)，合作意識(shí)與探

2、究精神逐漸形成。 三、課標(biāo)要求 知識(shí)與技能：理解電解原理，能寫(xiě)出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式，初步形成電解池工作原理的理論模型。 過(guò)程與方法：利用惰性電極電解氯化銅的實(shí)驗(yàn)，探究電解原理。引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀(guān)察、分析和推理；讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程，形成一定的實(shí)驗(yàn)水平、觀(guān)察水平和思維水平。 情感態(tài)度價(jià)值觀(guān)：體會(huì)化學(xué)家探究過(guò)程的艱辛，提升對(duì)科學(xué)家的敬仰，樹(shù)立榜樣的力量；通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，理論分析，揭開(kāi)偽科學(xué)的面紗，體會(huì)電解原理的應(yīng)用價(jià)值。 四、教學(xué)重、難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn)：電解原理。 教學(xué)難點(diǎn)：形成電解池工作原理的思維模型。 五、教學(xué)方法： 實(shí)驗(yàn)探究，小組合作、討論，多媒體等多種教學(xué)方法的綜

3、合。 【知識(shí)回顧】在前面我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了原電池的知識(shí)，誰(shuí)能舉例說(shuō)明原電池是怎樣的能量轉(zhuǎn)化裝置？ 【新課引入】前面我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了原電池的相關(guān)知識(shí)，知道了化學(xué)能在一定條件下能夠轉(zhuǎn)化為電能，我們把實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化的裝置叫原電池；我們也知道：能量之間能夠?qū)崿F(xiàn)相互轉(zhuǎn)化。那么，能不能設(shè)計(jì)一種裝置，將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能呢？在初中，我們接觸了電解水，當(dāng)電流通過(guò)水時(shí)，水被電解生成了氫氣和氧氣。那么，當(dāng)我們把電流通過(guò)水或水溶液時(shí)，到底發(fā)生了哪些變化？這種變化是否存有一定的規(guī)律？這節(jié)課我們就一起來(lái)探究這個(gè)課題：電解池。 【板書(shū)】 第三節(jié) 電解池 1、 電解原理 1、電解CuCl2溶液 活動(dòng)一：實(shí)驗(yàn)探究電解原理

4、 實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 在U形管中注入CuCl2溶液，插入兩根石墨電極，把濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙放在與直流電電源正極相連的電極附近，接通電源。（如圖） 電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) 電解質(zhì)溶液能導(dǎo)電，形成了閉合回路 與負(fù)極相連的b級(jí)上覆蓋了一層紅色物質(zhì) 析出金屬Cu 與正極相連a極有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，能使?jié)駶?rùn)的淀粉-KI試紙變藍(lán) 產(chǎn)生了Cl2 （1）原理分析 通電前：Cu2+ 和 Cl- 在溶液中自由移動(dòng) CuCl2====Cu2+ + 2Cl- 通電時(shí)

5、：在電極作用下，改作定向運(yùn)動(dòng)。陰離子→陽(yáng)極；陽(yáng)離子→陰極 放電： 這些離子到達(dá)電極時(shí)，就失去或獲得電子，發(fā)生氧化還原，這 個(gè)過(guò)程叫做放電 （2）電極反應(yīng) 陽(yáng)極： 2Cl- - 2e == Cl2 ↑ （氧化反應(yīng)） 陰極： Cu2+ +2e == Cu （還原反應(yīng)） 總反應(yīng)： CuCl2 ==== Cu +Cl2 ↑ 2、 電解原理 （1） 電解的概念 使電流通過(guò)電解質(zhì)溶液而在陰、陽(yáng)兩極引起氧化還原

6、反應(yīng)的過(guò)程叫做電解 （2） 電解池（或電解槽） 把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置 （3） 電解池的構(gòu)成條件 ①直流電源 ②兩個(gè)電極 ③電解質(zhì)溶液或熔融態(tài)電解質(zhì) ④形成閉合回路 （4） 電子流向：負(fù)極→陰極 ；陽(yáng)極→正極 （5） 電極產(chǎn)物的判斷 陽(yáng)極產(chǎn)物的判斷：活性電極（金屬活動(dòng)順序表中：Ag及Ag以前的金屬）,則電極材料失電子。 惰性電極（ Pt、石墨），則則S2->I->Br->Cl->OH->（含氧酸根）>F- 陰極產(chǎn)物的判斷：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(濃度

7、較小時(shí)) （6）常見(jiàn)電解反應(yīng)類(lèi)型 類(lèi)型 電極反應(yīng)特點(diǎn) 實(shí)例 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 H2O電離的H+ 、OH-放電 陰極： 4H+ +4e- ==2H2↑ 陽(yáng)極： 4OH--4e- ==2H2O+ O2↑ 強(qiáng)堿（NaOH) 含氧酸（H2SO4) 活潑金屬的含氧酸鹽（Na2SO4) 水 增大 升高 降低 不變 加入適量水 電解電解質(zhì)型 電解質(zhì)電離出的陰離子在陽(yáng)極上失電子，陽(yáng)離子在陰極上得點(diǎn)子 無(wú)氧酸（HCl） 不活潑金屬無(wú)氧酸鹽（CuCl2) 電

8、解質(zhì) 減小 升高 —— 加電解質(zhì)本身 放H2生堿型 陰極：水電離出的H+放電，4H+ +4e- ==2H2↑ 陽(yáng)極：電解質(zhì)電離出的陰離子在陽(yáng)極上失電子 活潑金屬無(wú)氧酸鹽（NaCl） 電解質(zhì)和水 生產(chǎn)新電解質(zhì)，原電解質(zhì)濃度減小 升高 加對(duì)應(yīng)的無(wú)氧酸（通HCl氣體） 放O2生酸型 陰極：電解質(zhì)電離出的陽(yáng)離子在陰極上得電子 陽(yáng)極：水電離出的OH-放電 4OH--4e- ==2H2O+ O2↑ 不活潑金屬含氧酸鹽（CuSO4 AgNO3 ） 電解質(zhì)和水 生產(chǎn)新電解質(zhì)，原電解質(zhì)濃度減小 降低 加對(duì)應(yīng)的不活潑金屬氧化物