第三节电解池(第一课时)
一、教学目标:
1.理解电解原理,初步掌握一般电解反应产物的判断方法。
2.了解氯碱工业,电镀,冶金的原理。
3.掌握电解电极方程式的书写。
二、教学重点:
电解原理及应用。
三、教学过程:
我们知道化学能可以转变为热能,即反应热。化学能也能转变为电能,用原电池装置。今天这节课我们就来学习电能如何转化为化学能。
第三节电解池。
一、电解原理。
讲:首先我们来比较金属导电和电解质导电的区别。
过渡:电解质导电的实质是什么呢?一起看实验。
实验:现象—一极有气泡,检验为氯气;另一极有红色的物质析出,分析为铜。
讲:要分析此现象我们得研究此装置,首先看电极。
1.电极。阳极—与电源正极相连。
阴极—与电源负极相连。
隋性电极—只导电,不参与氧化还原反应(c/pt/au)
活性电极—既导电又参与氧化还原反应(cu/ag)
问:通电前和通电时分别发生了怎样的过程?
通电前:cucl2=cu2++2cl- h2o h++oh-
通电中:阳离子(cu2+,h+)向阴极移动被还原;
阴离子(cl-,oh-)向阳极移动被氧化。
讲:即在电极上分别发生了氧化还原反应,称电极反应。
2.电极反应( 阳氧阴还 )
阳极:2cl- -2e-=cl2 (氧化)
阴极:cu2++2e-=cu(还原)
总电极方程式。
放电:阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电。
3.电解:电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程叫电解。
讲:所以电解质导电的实质便是——电解。
电解池:借助电流引起氧化还原反应的装置,即把电能转化为化学能的装置叫电解池或电解槽。
问:构成电解池的条件是什么?
电源、电极、电解质构成闭和回路。
思考:电解cucl2水溶液为何阳极是cl-放电而不是oh-放电,阴极放电的是cu2+而不是h+ ?
4.离子的放电顺序。
阴极:(阳离子在阴极上的放电顺序(得e-))
ag+>hg2+>fe3+>cu2+>h+(指酸电离的)>pb2+>sn2+>fe2+>zn2+>al3+>mg2+>na+>ca2+>k+
阳极(1)是惰性电极时:阴离子在阳极上的放电顺序(失e-)
s2->i->br->cl->oh->no3->so42-(等含氧酸根离子)>f-(so32-/mno4->oh-)
2) 是活性电极时:电极本身溶解放电。
问:放电能力弱于h+和oh–的物质在水溶液中放电吗?
否,但亚铁离子浓度远大于氢离子浓度时,亚铁离子放电。
问:电解水时为了增强水的导电性常常需加入氢氧化钠或稀硫酸,为什么?可以加食盐吗?
练习:电解碘化汞、硝酸铜、氯化锌、盐酸、硫酸、氢氧化钠的电极方程式。
5.电解规律:
1)电解含氧酸、强碱溶液及活泼金属的含氧酸盐,实质上是电解水,电解水型。
问:初中电解水时加硫酸或氢氧化钠增强导电性,影响水的电解吗?
电解硫酸和氢氧化钠时为何h2和o2之比大于2?氧气溶解度大于氢气。
又为何硫酸一定大于2,而氢氧化钠可能等于2?硫酸根可能放电。
2)电解不活泼金属的含氧酸盐,阳极产生氧气,阴极析出不活泼金属,放氧生酸型。
练习:电解硫酸铜方程式。加入下列哪些物质可以恢复到硫酸铜原来的溶液:氧化铜、氢氧化铜、铜、碳酸铜。
3)电解不活泼金属无氧酸盐,实际上是电解电解质本身,分解电解质型。
4)电解活泼金属(k/ca/na)的无氧酸盐,阴极产生氢气,阳极析出非金属,放氢生碱型。
6.电解中电极附近溶液ph值的变化。
1)电极区域 a.阴极h+放电产生h2,阴极区域ph变大。
b.阳极oh-放电产生o2,阳极区域ph变小。
2)电解质溶液中 a.电解过程中,既产生h2,又产生o2,则原溶液呈酸性的ph变小,原溶液呈碱性的ph变大,原溶液呈中性的ph不变(浓度变大)。
b.电解过程中, 无h2和o2产生, ph几乎不变。但象cucl2变大。
c.电解过程中,只产生h2, ph变大。
d.电解过程中,只产生o2, ph变小。
过渡:如果把阳极换成铜棒,阳极发生的反应就是铜自身溶解,如果电解质是硫酸,阴极析出的是什么?也是铜,这就是我们的铜的电解精炼法。
二、电解原理的应用。
1.铜的电解精炼。
阳极:粗铜棒。
阴极:精铜棒。
电解质:含铜电解质。
问:精炼中硫酸铜的浓度怎样?基本不变,但变小。
过渡:若把阴极精铜棒换成铁棒,电解过程变吗?
不变,但不是精炼铜了,而叫电镀铜。
2.电镀铜。
阳极:镀层金属。
阴极:待镀金属(镀件)
电镀液:含镀层金属的电解质。
3.电解饱和食盐水——氯碱工业。
问:1、电解饱和食盐水的阴极产物、阳极产物分别是什么?
2、转移的电子数和氢氧化钠的物质的量的关系?
3、从cl- cl2一定需要加氧化剂吗?
4、阴极产物和阳极产物能接触吗?
5、饱和食盐水为何需要精制?如何精制?
精制:步骤一、1)先加过量的bacl2和过量的naoh(顺序可换),再加入过量的na2co3
2)过滤。3)加盐酸调节ph为7
步骤。二、送入阳离子交换塔除去ca2+、mg2+等。
4.电冶金。
电解熔融氯化钠:2nacl(熔融)=(电解)2na+cl2
适用范围:活泼金属k~al
练习:1、在水中加等物质的量的ag+,pb2 +,na +,so42-, no3- ,cl-,该溶液放在用惰性电极做电极的电解槽中,通电片刻,则氧化产物与还原产物质量比为( )
a. 35.5:108 b. 16:207 c.8:1 d.108:35.5
2、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溶液能与原来完全一样的是。
氯化铜加硫酸铜、氢氧化钠加氢氧化钠、氯化钠加***、硫酸铜加氢氧化铜。
.1摩氯化铜和0.1摩溴化钠共0.4摩电子转移,分析过程。
4、铁、c/硫酸——c、c/氯化铜用导线相连,分析正负极和阴阳极及两装置的p h的变化。
5、如何判断电解池的阴阳极?
与正极相连的、发生氧化反应的、阴离子移向的一极是阳极,反之是阴极。
如:高锰酸钾的做电解质,发现红色加深的是什么极?
湿润的淀粉ki试纸并滴有酚酞,变红的是什么极?变蓝的是什么极?
6、以a、b两根石墨电极电解足量的硝酸银溶液,通电t分钟,在b极收到11.2ml标况下气体,此后将电源反接,以相同的电流强度通电t/2分钟。问:
(1)a、b分别是什么极?(2)电源反接后a、b电极质量如何变化?(3)若溶液体积为200ml,则通电t/2分钟时的溶液p h=?
第三节《电解池》教学设计 第一课时
黄石五中王神秀。一 教学分析 本节内容是人教版高中化学选修4 化学反应原理 第四章电化学第三节电解池,教材主要介绍了电解原理及其应用。电解属于电化学知识范畴,是中学化学理论体系不可缺少的一部分,是氧化还原反应 原电池原理 电离理论等知识的综合运用。本节教材分为两个部分 第一部分电解原理,第二部分电解...
电解第一课时
装订线。庆云第一中学课堂导学案。设计者 裴会莲审核者 刘洪利 高二化学编号 x4 0 日期 12年9月日班级 姓名。第二节电能转化为化学能 电解 第一课时电解原理 一 学习目标 1 通过学习电解熔融氯化钠能说出电解的原理。2 能说出电解池 电解 阴极 阳极 电极反应的概念,会判断阴极和阳极。二 自主...
电解第一课时学案
高二化学限时训练 一 1 下列关于电解槽的叙述不正确的是 a 与电源正极相连的是电解槽的阴极b 与电源负极相连的是电解槽的阴极。c 在电解槽的阳极上发生氧化反应d 电子从电源的负极沿导线流入电解槽的阴极。2 能用电解原理解释的问题是。电解是把电能转化成化学能 电解是把化学能转化成电能 电解质溶液导电...