高中化学第二节 第2课时 电解池学案
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高三化学一轮复习电解池金属的腐蚀与防护班级:学案使用日期:2017年10月组题人:高彩芸董晓静姓名:电解池[考纲要求]1.了解电解池的工作原理,能写出电极反应和电池反应方程式。
2.理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。
考点一电解的原理1.电解定义在电流作用下,电解质在两个电极上分别发生和的过程。
2.能量转化形式电能转化为。
3.电解池(1)构成条件①②③(2)电极名称及电极反应式(如图)(3)电子和离子的移动方向特别提醒:电解时,在外电路中有电子通过,而在溶液中是依靠离子定向移动形成电流,即电子本身不会通过电解质溶液。
4.分析电解过程的思维程序(1)首先判断阴、阳极,分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。
(2)再分析电解质水溶液的组成,找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的H+和OH-)。
(3)然后排出阴、阳两极的放电顺序阴极:阳离子放电顺序:阳极:注意①阴极不管是什么材料,电极本身都不反应,一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。
②最常用、最重要的放电顺序:阳极:Cl->OH-;阴极:Ag+>Cu2+>H+。
③电解水溶液时,K+~Al3+不可能在阴极放电,即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。
(4)分析电极反应,判断电极产物,写出电极反应式,要注意遵循原子守恒和电荷守恒。
(5)最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。
深度思考1.用分析电解过程的思维程序分析电解下列物质的过程,并总结电解规律(用惰性电极电解)。
(1)电解水型电解质(水溶液)电极方程式电解物质总化学方程式电解质浓度溶液pH溶液复原含氧酸(如H2SO4)阳极:科网][来源:学科网ZXXK]阴极:来源:学+科+网][来源:Z#xx#k.Com][来源:Zxxk.Com]来源:学。
科。
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K][来源:学+科+网Z+X+X+K][来源:Z,xx,][来源:Z|xx|]强碱(如NaOH)活泼金属的含氧酸盐(如KNO3、Na2SO4)①电解水型电解一段时间后,其电解质的浓度一定增大吗?举例说明。
高中化学电解池的教案一、教学目标1. 理解电解槽的基本构造和工作原理。
2. 掌握电解质和电极在电解槽中的作用。
3. 了解电解过程中的化学反应及其特点。
4. 能够分析电解过程中的影响因素。
二、教学重点和难点1. 电解质和电极在电解槽中的作用。
2. 电解过程中的化学反应及其特点。
三、教学内容1. 电解槽的构造和工作原理2. 电解质和电极在电解槽中的作用3. 电解过程中的化学反应及其特点4. 电解过程中的影响因素四、教学过程1. 导入:通过引入一些实际中的电解过程,如氯碱法制备氢氧化钠、铝电解制备铝等,引起学生对电解的兴趣。
2. 概念讲解:讲解电解槽的构造和工作原理,电解质和电极在电解槽中的作用,并介绍电解过程中的化学反应及其特点。
3. 实验演示:进行一些简单的电解实验,让学生亲自操作观察电解过程,加深他们的理解。
4. 讨论分析:通过讨论电解过程中的影响因素,引导学生思考如何控制电解反应的方向和速度。
5. 练习检测:布置一些相关的练习题,帮助学生巩固所学内容。
6. 总结提高:总结本节课的重点内容,梳理学生的思路,引导他们深入思考。
五、教学资源1. 电解槽模型2. 实验器材3. 课件六、课后作业1. 阅读相关资料,了解不同电解过程的应用。
2. 思考电解过程中的影响因素,尝试回答相关问题。
3. 准备下节课的学习内容。
七、教学反思本节课为学生提供了综合理解和实践操作的机会,促进了他们的学习兴趣和能力发展。
同时也能够引导学生学会自主思考和合作探究,培养其实践操作和批判性思维能力。
第2节电解质第2课时电解质在水溶液中的反应【三维目标】(一)知识与技能1、使学生理解离子反应和离子方程式的含义。
2、掌握离子反应发生的条件和离子方程式的书写方法,并能准确书写常见的酸、碱、盐间相互反应的离子方程式。
(二)过程与方法1、通过稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应实质的探究,使学生学会运用以实验为基础的实验探究方法。
2、通过质疑、归纳等活动,提高学生分析、联想、类比、迁移以及概括的能力。
(三)情感态度与价值观1、能以“观察·思考”激发学生的学习兴趣;2、能以“迁移·应用”让学生体验学习的成功感;3、能通过“交流·研讨”活动,培养学生合作学习的意识。
【重点、难点】(一)知识与技能电解质在水溶液中反应的实质、离子反应、简单离子方程式的书写。
(二)过程与方法:形成解决问题的方法及思维路径。
二、电解质在水溶液中的反应【引入】根据所学知识填写下表物质类别氯化钠溶液硫酸铜溶液氯化钡溶液电离方程式溶质粒子两两混合后的化学方程式【交流研讨】判断以上各溶液能否导电?两两混合后能发生反应的原因?现象又如何呢?【过渡】请动手实验验证你的结论【实验探究1】编号ⅠⅡⅢ实验验。
(1)实验Ⅰ的目的是______________________________________________。
(2)实验Ⅱ证明了________离子之间发生了化学反应,根据什么现象证明溶液中的另两种离子没有发生化学反应______________________________________________________________。
(3)由此可见,Ba2+不与________大量共存,Cl-不与________大量共存。
【学生讨论归纳】(1)验证Cl-与Cu2+、SO2-4与Na+不反应(2)Ba2+与SO2-4溶液为蓝色说明Cu2+未参加反应(3)SO2-4Ag+实验探究2.现象1 现象2 现象3电流计指针读数由_大_ 到_小_溶液红色__退去__有__白色沉淀_____产生现象的原因离子浓度变小氢氧根离子浓度变小Ba SO4不溶于水实际反应的离子H+OH-SO42-Ba 2+【交流研讨】⑴、大家到观察溶液中的现象和电流表指针有何变化?⑵、观察到的白色沉淀物质是什么?电流表指针为何变化?⑶、实验现象对于你认识稀硫酸与氢氧化钡在水溶液中的反应有什么启示?【学生讨论并归纳】(教师引导学生沿着如下路径分析归纳)硫酸与Ba(OH)2分别属于酸、碱类电解质→从电离的角度分析,硫酸与Ba(OH)2溶液中的所含微粒分别是H+、SO42-、Ba2+、OH-→电流计指针读数变小,溶液导电能力减弱,自由离子浓度减小,离子有消耗,参加了化学反应→溶液由红变紫,即溶液酸性减弱,证明H+和OH-结合生成了水→不难推断,白色难溶物是Ba2+与SO42-结合生成的BaSO4沉淀→稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应的实质是溶液中的H+、SO42-、Ba2+、OH-相互结合生成了水(难电离物)和BaSO4沉淀(难溶物)→电解质溶液间的反应实质是离子间的反应。
【学习目标】掌握电解质溶液中离子的放电顺序及电解质溶液的电解规律(惰性电极)【学习重点】电解质溶液中离子的放电顺序探究案【学习过程】三、电解质溶液中离子的放电顺序只有掌握电解质溶液中离子的放电顺序才能正确的写出电极反应方程式。
1.阴极上:由于阴极上电子,不管阴极材料是金属还是石墨,此时都不能得电子,只能是溶液中的得电子。
阳离子氧化性越强就越得电子。
因此阴极上氧化性强的离子得电子。
金属越不活泼,对应阳离子氧化性越,越得电子。
由此根据金属活动顺序表,分析下列离子得电子能力的强弱:金属活动顺序表Ag+Cu2+H+(酸) Pb2+Fe2+Zn2+H+(水) Al3+…小结:质量增加,或有氢气产生的电极一定是极。
2. 阳极上:电解池中阳极上电子,而与溶液中的都可失电子,因此阳极上的电极反应与有关。
由于一般的比阴离子更容易失去电子,因此如果用一般的金属材料做阳极,电解时阳极上是失去电子。
而阳极如果用石墨或金属铂(Pt)等难失电子的物质做惰性电极时,则是溶液中失去电子。
阴离子还原性越强就越失去电子。
通过查资料,分析下列离子失电子能力的强弱:S2-I-Br-Cl-OH-(水或碱)最高价含氧酸根离子F-。
四. 电解质溶液的电解规律练习:1、用惰性电极电解下列电解质溶液,请你分析下列问题(注意得失电子的顺序)①、CuCl2 :阴极:阳极总方程式:电解质浓度,pH电解对象:,要把电解质溶液复原,加。
②、HCl: 阴极:阳极总方程式:电解质浓度,pH电解对象:,要把电解质溶液复原,加。
小结:经过总方程式发现以上两个电解池反应的电解对象都是,这一类电解反应称为电解电解质型练习:2、用惰性电极电解NaCl溶液,请你分析下列问题阴极:阳极总方程式:电解质浓度,pH电解对象:,要把电解质溶液复原,加。
小结:经过总方程式发现该电解池反应的电解对象是,这一类电解反应称为放氢生碱型。
练习:3、用惰性电极电解CuSO4溶液,请你分析下列问题阴极:阳极总方程式:电解质浓度,pH电解对象:,要把电解质溶液复原,加。
电解池(第2课时)——高中化学选必1第三章第二单元1.通过运用电解原理,分析电解精炼、电镀等复杂体系中所发生的反应,培养学生的实验能力、观察能力、设计能力、分析能力和利用化学原理解决实际问题的能力。
2.认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用,体会电解对人类社会进步的重要贡献。
3.通过电解原理应用的学习,培养学生勇于创新、积极实践的科学态度。
从铜矿石到景泰蓝工艺品。
制作景泰蓝工艺品的流程如下图所示:思考问题:1.根据已经学到的电解原理设计:怎样将粗铜电解精炼得精铜,怎样镀金,以制得景泰蓝工艺品?2.电解池的模型还可能有什么样的变化,以指导实际工业生产?【任务二】实验室探究粗铜电解精炼得精铜【任务三】电镀——镀金之谜【任务二】实验室探究粗铜电解精炼得精铜1.设计精炼铜的实验装置【活动设计】学习目标情境导入学习任务学习活动通过设计电解精炼铜装置,预测电极反应,分析其反应原理。
把化学反应与实际生产的可能性结合起来,培养学生实事求是和一切从实际出发的观念。
2. 分析工业粗铜精炼原理【活动设计】(1)观看工业粗铜精炼视频,分析实际工业粗铜精炼的反应原理。
(2)工业粗铜里含有铁、银、金等杂质,请分析实际生产电解过程中发生的变化。
【设计意图】学生通过观看工业粗铜的精炼过程,进一步认识到电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用,体会电解对人类社会进步的重要贡献。
并根据粒子的放电顺序,分析活性电极作阳极时的电解过程,写出相应的电极方程式。
【任务三】电镀——镀金1.分析铁钉镀锌原理【活动设计】电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法。
主要目的是增强金属抗腐蚀能力,增加美观或表面硬度。
日常生活中常见的电镀制品:……(1)分析铁钉上镀锌的原理及可行性。
(2)模拟实验,在生锈铁钉上镀锌,进一步确认镀锌的反应原理。
从学生熟知的生活事例(镀锌铁丝,镀锌铁管)入手,通过设计对照实验验证铁钉电镀锌的可能性,充分调动学生参与的积极性,激发他们强烈的求知欲。
电解池教案一、教学目标:1.了解电解池的定义及作用。
2.知道电解质能导电的原理。
3.掌握电解质的特征及分类。
4.了解电解池的组成和工作原理。
二、教学重点:1.电解质的特征及分类。
2.电解池的组成和工作原理。
三、教学难点:1.电解质能导电的原理。
四、教学过程:一、引入通过展示一个大家熟悉的实验现象:将电池直接连接水来执行灯泡,引入电解池的概念和作用。
引导学生思考:为什么电池连接水能点亮灯泡?二、概念解释1.电解池的定义:电解池是一种能够将电能转化为化学能的装置,通过电解质溶液或熔融电解质来进行电解反应。
2.电解质的定义:能够在溶液中或者熔融状态下导电的物质。
三、原理讲解1.导电的原理:电解质溶液中或者熔融状态下的离子能够载流子进行传导。
2.电解质的特征:(1)电离能力:能够在溶液中或者熔融状态下分解成离子。
(2)离子化程度:产生的离子数量与原质质量之比。
(3)电解质分类:一元离子化合物和多元离子化合物。
四、实验探究1.实验一:将纯净水和食盐分别加入两个不导电杯中,观察灯泡是否亮起。
2.实验二:将食盐溶液和石蜡加热至熔点,连接电池和灯泡,观察灯泡是否亮起。
通过两个实验的结果,引导学生总结电解质导电的条件和特点。
五、概念巩固通过讲解电解质的特征和电解池的组成和工作原理,巩固学生对电解池的理解。
六、检测评价组织学生进行小组讨论,共同解决以下问题:1.为什么纯净水不能导电?2.电解质的分类有哪些?3.电解池由哪些部分组成?4.电解质导电的原理是什么?通过学生的答题,检测和评价学生对电解池的理解程度。
七、作业布置设计一个简单的电解池实验,要求学生自己选择材料和实验步骤,并写出实验记录和结论。
《电解池》教案最全版.doc教案章节:一、电解池的概念与基本原理教学目标:1. 理解电解池的定义和作用。
2. 掌握电解池的基本原理。
3. 了解电解池的构成要素。
教学内容:1. 电解池的定义:电解池是一个能够进行电解的装置,通过外加电源提供电能,使溶液中的物质发生化学反应的过程。
2. 电解池的基本原理:在电解池中,电流通过溶液时,阳极吸引阴离子,发生氧化反应;阴极吸引阳离子,发生还原反应。
3. 电解池的构成要素:电解池由电源、电解质溶液、电极(阳极、阴极)和导线等组成。
教学活动:1. 引入电解池的概念,通过示例或图片让学生直观地理解电解池的作用。
2. 讲解电解池的基本原理,通过示例或实验来展示电解过程。
3. 介绍电解池的构成要素,通过图示或模型来展示各个部分的作用。
教学评估:1. 学生能够准确地回答电解池的定义和作用。
2. 学生能够解释电解池的基本原理。
3. 学生能够描述电解池的构成要素。
教案章节:二、电解质的导电性教学目标:1. 理解电解质的定义和分类。
2. 掌握电解质的导电性原理。
3. 了解不同类型电解质的导电性特点。
教学内容:1. 电解质的定义:电解质是指在溶液中能够产生自由移动的离子的物质。
2. 电解质的分类:根据电解质在水溶液中的电离程度,可以分为强电解质和弱电解质。
3. 电解质的导电性原理:电解质溶液中的离子能够导电,因为它们在溶液中可以自由移动。
教学活动:1. 引入电解质的概念,通过示例或图片让学生理解电解质的定义。
2. 讲解电解质的分类,通过实验或演示来区分强电解质和弱电解质。
3. 解释电解质的导电性原理,通过实验或图示来说明离子导电的过程。
教学评估:1. 学生能够准确地回答电解质的定义和分类。
2. 学生能够解释电解质的导电性原理。
3. 学生能够描述不同类型电解质的导电性特点。
教案章节:三、电解池的类型与操作教学目标:1. 了解不同类型的电解池及其应用。
2. 掌握电解池的操作步骤和技巧。
高中化学【电解池】学案1.电解熔融氯化钠实验(1)实验装置(2)实验现象通电后,在石墨片周围有气泡产生,在铁片上生成银白色金属。
(3)实验分析①熔融氯化钠中存在的微粒Na+、Cl-。
②通电后离子的运动方向:阳离子Na+(填离子符号)移向铁电极;阴离子Cl-(填离子符号)移向石墨电极。
③电极上发生的变化:铁电极:2Na++2e-===2Na,石墨电极:2Cl--2e-===Cl2↑。
(4)实验结论熔融氯化钠在电流作用下发生了化学变化分解生成了Na和Cl2。
2.基本概念(1)电解:让直流电通过电解质溶液或熔融的电解质,在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。
(2)电解池①定义:将电能转化为化学能的装置。
②构成条件:直流电源、固体电极材料以及电解质溶液或熔融的电解质并构成闭合回路。
(3)电极阳极——发生氧化反应的电极(与电源正极相连)阴极——发生还原反应的电极(与电源负极相连)(4)电极反应在电极上进行的半反应,可以用电极反应式表示。
3.电解池的工作原理4.电极产物的判断与电极反应式的书写1.电解时电极产物的判断——“阳失阴得”2.电极反应式的书写5.分别写出用惰性电极电解下列足量溶液时的电极反应式以及总反应方程式。
(1)Na 2SO 4溶液:阴极:4H ++4e -===2H 2↑;阳极:4OH --4e -===2H 2O +O 2↑ 总反应方程式: 2H 2O=====通电2H 2↑+O 2↑ 复原加: H2O (2)CuCl 2溶液:阴极:Cu 2++2e -===Cu 阳极: 2Cl --2e -===Cl 2↑ 总反应方程式: CuCl 2=====通电Cu +Cl 2↑ 复原加: CuCl2 (3)CuSO 4溶液:阴极: 2Cu 2++4e -===2Cu 阳极:4OH --4e -===2H 2O +O 2↑ 总反应方程式: 2CuSO 4+2H 2O=====通电2Cu +O 2↑+2H 2SO 4 复原加: CuO (4)KCl 溶液:阴极: 2H ++2e -===H 2↑ 阳极: 2Cl --2e -===Cl 2↑ 总反应方程式:2KCl +2H 2O=====通电2KOH +H 2↑+Cl 2↑ 复原加: HCl (5)AgNO 3溶液:阴极:4H ++4e -===2H 2↑ 阳极: 2Cl --2e -===Cl 2↑总反应方程式:4AgNO 3+2H 2O=====通电4Ag +O 2↑+4HNO 3 复原加:Ag 2O 或Ag 2CO 3 (6)HCl 溶液:阴极: 2H ++2e -===H 2↑ 阳极: 2Cl --2e -===Cl 2↑ 总反应方程式: HCl =====通电H 2↑+Cl 2↑ 复原加: HCl 1.电解食盐水制备烧碱、氢气和氯气 (1)装置 (2)现象①阳极上:产生黄绿色气体。
43电解池2课前复习:1、电解池是______________________________________________的装置2、阳极:__________________,若是惰性电极(),_____放电,放电顺序______________________若是活泼电极(),_________放电;阴极:_______,不管惰性电极还是活泼电极,总是_______放电,放电顺序_ _____ 3、电解质导电的实质是什么?与金属导电的区别?课中掌握一、写出下列电解池的电极反应式和总反应式(1)用惰性电极电解硫酸钠溶液:若要恢复到原溶液浓度,加入一定量____________阳极电极反应式: ;阴极电极反应式: 。
总反应式: 。
电解水型(2)用惰性电极电解氯化铜溶液:若要恢复到原溶液浓度,加入一定量____________阳极电极反应式: ;阴极电极反应式: 。
总反应式: 。
型(3)用惰性电极电解饱和NaCl溶液:若要恢复到原溶液浓度,加入一定量_____阳极电极反应式: ;阴极电极反应式: 。
总反应式: 。
型(4)用惰性电极电解硫酸铜溶液:若要恢复到原溶液浓度,加入一定量____________阳极电极反应式: ;阴极电极反应式: 。
总反应式: 。
型归纳:①电解时电极方程式的写法②使电解质溶液恢复到原溶液浓度的方法注意:无论电解质溶液酸碱性,即H+、OH-无论大小都有可能参加反应-----电解是最强有力的氧化还原手段-----与其它反应的不同处二、用活性电极电解例:用铁做电极电解氯化铜溶液的电极反应式阳极阴极总反应方程式问:①铁与氯化铜反应,三种情况速率大小的比较-----电解是最强有力的氧化还原手段②用铁做电极电解氯化钠溶液的电极反应式、总反应方程式的写法③用铜做电极电解稀硫酸的电极反应式、总反应方程式如何写?此反应说明了什么?三、如何判断电解池的阴阳极?1、阳极:与正极相连的、发生氧化反应的、阴离子移向的一极。
高中化学电解池教案
学科:化学
年级:高中
教学目标:
1. 了解电解池的基本结构和原理。
2. 能够描述电解池中发生的反应过程。
3. 能够应用所学知识解决相关问题。
教学重点:
1. 电解池的构成要素。
2. 电解过程中的正负电极反应。
教学难点:
1. 电解过程中的电子转移和离子迁移。
2. 电解池反应速率与离子浓度的关系。
教学准备:
1. 幻灯片或教学板书。
2. 演示电解池装置。
3. 实验器材和试剂。
教学过程:
一、导入
通过提问引导学生回忆电解的概念,引出电解池的概念。
二、讲解电解池的构成及原理
1. 介绍电解池的构成要素:正负电极、电解质溶液、外电路。
2. 讲解电解池中发生的正负电极反应及整体反应过程。
三、实验演示:电解水
1. 准备电解池装置,将水加入电解池中,连接电源进行电解。
2. 观察电解过程中气泡产生情况,说明水分解的反应过程。
四、练习与讨论
1. 学生自主完成练习题,巩固所学知识。
2. 引导学生探讨电解反应速率与离子浓度的关系。
五、总结与展望
总结电解池的结构与原理,并展望电解技术在生产和环保领域的应用。
六、作业
布置课后作业,进一步巩固所学内容。
教学反思:
通过本节课的教学,学生能够掌握电解池的构成要素及原理,了解电解过程中的反应过程。
教学中可采用实验演示的方式增加学生的亲身体验,提高学生对电解池理论的理解和掌握。
教学设计从容说课本节内容包括两大部分:一是电解原理,二是电解原理的应用。
电解原理和原电池原理都是电化学的重要基础理论,不同的是,原电池原理研究的是如何利用能够自发进行的氧化还原反应将化学能转变为电能;而电解原理研究的是如何借助电能使不能自发进行的氧化还原反应能够发生,从而使电能转换成化学能。
教科书将理论研究与实践探讨都放在了十分突出的地位,“电解池”是将理论与实际相联系的实体,通过“电解氯化铜溶液实验”引出电解原理,又在理解电解原理的基础上介绍相关化工生产方面的应用,如氯碱工业、电解精炼铜、电镀工业以及电冶金等。
教科书中还安排了两个活动,一是[思考与交流],将原电池和电解池作对比,另一个是[科学探究],要求设计一套电解饱和食盐水的装置并进行实验。
以帮助学生了解使电能转变为化学能的条件和方法,加深对氧化还原反应的认识,提高辩证思维的能力。
同时,还可以使学生树立理论联系实际的学风。
本节教学的中心是认识“电能如何转换成化学能”,为避免中心偏移,对以下知识点的深度要予以适当控制。
(1)对于电解过程中阴、阳两极上离子的放电顺序,只要求学生通过对实验现象的观察和分析有一个粗略的了解。
要特别注意:教学中不要把阴、阳离子在电极上的放电顺序绝对化。
因为阴、阳离子在两极上的放电情况比较复杂,与离子性质、溶液浓度、电流密度和电极材料等都有关系。
(2)关于电解原理在氯碱工业、电解精炼铜和电冶金工业中金属钠的冶炼等方面的应用仅限于主要原理介绍,对生产的主要设备只作一般性的了解,而对具体生产流程则不作要求。
本节教学可采取实验探究与讲授相结合的方式。
教学建议:1.课时分配。
第一课时,电解原理;第二课时,电解原理的应用。
2.新课引入。
第一课时,可以通过“电解氯化铜溶液”的实验直接引入;也可以通过回顾科学发展史引入。
3.教学中要把握好重点。
“电解氯化铜溶液”的实验既是理解电解原理的突破口,也是本节教学的中心,应充分发挥该实验在教学中的作用,努力引导学生通过自己的观察,了解电解装置和电解过程中的实验现象,并用所学知识分析电极表面发生变化的原因,进而认识电解池的功能,认识“电解质溶液的导电过程,就是电解质的电解过程”。
第2课时电解原理的应用基础巩固1.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化,均能通过一步化学反应实现的是( )。
A.NaCl Cl2漂白粉B.Cu2(OH)2CO3CuO Cu(OH)2C.MgCO3MgCl2溶液MgD.Fe3O4Fe FeCl3答案:A解析:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,A项正确。
CuO与H2O不能直接化合生成Cu(OH)2,B项错误。
电解MgCl2溶液时,阴极得不到Mg单质,C 项错误。
Fe与HCl反应生成FeCl2,D项错误。
2.用电解法制取KIO3的方法是以石墨和铁为电极电解KI溶液,电解反应方程式为KI+3H2O KIO3+3H2↑。
下列说法中正确的是( )。
A.电解时石墨作阴极B.电解时阳极上产生H2C.电解过程中阴极溶液pH升高D.阴极电极反应式:I6e+3H2O I+6H+答案:C解析:电解时,铁作阴极,石墨作阳极,若铁作阳极,则铁放电,A项错误;阳极发生氧化反应,I 失电子被氧化,电极反应为I6e+3H2O I+6H+,B、D两项错误;阴极上水放电,2H2O+2e H2↑+2OH,阴极溶液的pH升高,C项正确。
3.欲在铁制品上镀上一定厚度的锌层,以下设计方案正确的是( )。
A.锌作阳极,铁制品作阴极,ZnSO4溶液作电镀液B.锌作阴极,铁制品作阳极,ZnCl2溶液作电镀液C.锌作阳极,铁制品作阴极,FeSO4溶液作电镀液D.锌作阴极,铁制品作阳极,Fe(NO3)2溶液作电镀液答案:A解析:根据电镀的一般原理,镀件(铁制品)作阴极,镀层金属(锌)作阳极,含锌离子的溶液作电镀液。
只有A项符合。
4.将烧碱吸收H2S后的溶液加入如图所示的电解池的阳极区进行电解,以实现H2S转化为S的目的。
下列判断错误的是( )。
A.电解过程中阳极区发生如下反应:S22e S↓,(n1)S+S2B.电解时阴极的电极反应式:2H2O+2e H2↑+2OHC.该装置的离子交换膜为阳离子交换膜D.电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质,其离子方程式可写成+2H+n S↓+H2↑答案:D解析:电解过程中阳极区发生氧化反应,得到硫单质,然后是硫单质和硫离子之间的反应,即S22e S↓,(n1)S+S2,A项正确。
第二节电解池第2课时◆教材分析电解池是借助于电能,使不能自发进行的氧化还原反应能够发生,从而使电能转化为化学能的装置。
它的应用相当广泛,由此形成的工业也很多,如电镀、电解、电冶金电池充电等。
本节课是学生学习原电池知识后的自然延伸,有助于学生更加系统地学习电化学知识,并为后续学习电化学知识在生产、生活和科研中的重要作用打好理论基础。
◆学情分析本课时内容选自选择性必修1《化学反应原理》第四章第二节。
通过必修2的学习,学生已经掌握了简单的原电池知识;通过选择性必修1《化学反应原理)第四章第一节的学习,学生已经具备借助氧化还原理论、金属活动性顺序和物理学中的电学知识判断原电池正、负极以及设计原电池和书写原电池电极反应的能力。
因此,在本节课中,可利用原电池的原理逆向思考自然过渡到电解池的学习中去,并应用氧化还原相关知识拓展和延伸电化学理论。
◆教学目标【知识与技能】(1)了解电解反应的一般规律。
(2)了解氯碱工业、电镀、电冶金、电解精炼铜的原理。
【过程与方法】(1)通过运用电解原理,分析电冶金以及电解饱和食盐水、电镀、电解精炼等复杂体系中所发生的反应,培养学生的实验能力、观察能力、设计能力、分析能力和利用化学原理解决实际问题的能力。
(2)通过对电解原理的探究和应用,使学生掌握逻辑推理的方法,熟悉归纳化学反应原理的过程和运用相关原理解决问题的演绎过程。
【情感态度与价值观】(1)通过氯碱工业、电镀、电冶金、电解精炼铜与生产、生活实际的联系,增强学生的学习兴趣。
(2)通过电解原理应用的学习,培养学生勇于创新、积极实践的科学态度。
◆教学重难点电解原理的一般规律,氯碱工业、电镀、电冶金、电解精炼铜的电解原理。
◆教学过程一、导入新课【复习提问】1.电解池的构成条件?2.水溶解中离子的放电顺序?3.分析书写电解池电极反应的一般思路?【学生回答】1.电解池的构成条件:①外加直流电源;②阴、阳电极;③电解质溶液或熔融电解质;④形成闭合回路。
化学能与电能第二课时课题化学能与电能第一课时教学目标知识与技能:了解常见化学电源的种类及其工作原理;掌握常见燃料电池工作原理及电极反应的书写。
过程与方法:通过自行阅读资料,培养自学的能力。
情感态度与价值观:体会化学学科与日常生产实践的紧密联系,体会学习化学的喜悦。
教学重难点常见燃料电池的工作原理及电极反应的书写教学过程【复习旧知,引入新课】【过渡】这是上节课我们所学的内容,这样我们就可以得到原电池的四个形成条件:通常用活泼性不同的两种材料作电极;两极之间填充电解质溶液;必须形成闭合回路;必须存在自发的氧化还原反应。
这里我们提到的电池多属于化学电池,化学电池的发展经历了什么了历程?这节课我们就来学习一下。
【板书】一、发展中的化学电源【讲解】化学电池按照其性质分,分为一次电池、二次电池和燃料电池。
下面我们就从电池的电极反应、优点、缺点等方面学习不同类型的电池。
1、干电池(1)锌锰干电池的结构特点一次性电池,放电后不能再使用,内部氧化还原反应不可逆。
用锌制圆筒型外壳作负极,位于中央的顶盖有铜的石墨作正极,在石墨周围填充NH4Cl和淀粉糊作电解质,还填有MnO2和炭黑(Zn—Mn电池)。
为提高使用寿命,用KOH代替NH4Cl来提高性能。
负极(锌筒):Zn —2e-= Zn2+;正极(石墨):正极:2NH4++2e-=2NH3↑+H2↑电池的总反应式为:Zn +2NH4+= Zn2++ 2NH3↑+H2↑优点:制作简单、价格便宜。
缺点:寿命短,电压下降快。
(2)碱性锌锰干电池电解液: 中性NH4Cl→碱性KOH(离子导电性更好)负极:锌片→锌粉(反应面积成倍增长,使放电电流大幅度提高)优点:能量和储存时间有所提高,适用于大电流和连续放电。
负极(Zn):Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2正极(MnO2):2Mn(OH)2+2e-+2H2O=2MnO(OH)+2OH-电池总反应:Zn+2MnO2 +2H2O=Zn(OH)2+2MnO(OH)(3)纽扣电池电极反应:负极:Zn+ 2OH- -2e- =ZnO+H2O正极:Ag2O+ H2O +2e- =2Ag+ 2OH-总反应: Ag2O+ Zn =ZnO+ 2Ag2、充电电池:又称二次电池,能够重复使用至一定周期。
二学习目标:1、了解电解池原理,初步掌握电解反应产物的判断方法和电极反应式的书写。
了解电解原理在氯碱工业、电镀、金属冶炼等工业生产中的应用。
类型实例浓度变化PH变化情况复原需加入物质阳极阴极总溶液电解水型NaOH溶液H2SO4溶液Na2SO4溶液分解电解质型HCl溶液CuCl2溶液放H2生碱型NaCl溶液放O2生酸型CuSO4溶液一、电解原理的应用1、氯碱工业【思考】⑴、电解饱和食盐水的阴极产物、阳极产物分别是什么?写出电极反应方程式:阳极:阴极:总方程式:。
该电解池中阳极用电极(金属、惰性)⑵、从Cl- Cl2一定需要加氧化剂吗?。
⑶、阴极产物和阳极产物能接触吗?。
2、电镀;电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其它金属或合金的方法。
例铁件上镀铜:电极反应:阳极():阴极():电镀液:含的电解质【小结】电镀时,通常把作阴极,把作阳极,用含有作电镀液。
3、粗铜的精炼(铜中含有少量的Zn、Fe、Ni、Au、Ag等)电解时,通常把作阴极,把作阳极,用含有作电镀液。
阳极主反应为其次反应有:;阴极电极反应式为:。
粗铜中的活泼金属杂质如等溶解进入溶液,不活泼金属杂质沉积在电解槽底部,形成。
思考:阳极溶解铜速率与阴极析出铜速率是否相等?。
4、冶炼金属:对于、、、、这样活泼的金属,工业上用电解法冶炼。
工业上用电解的方法制取金属钠,化学方程式。
工业上用电解的方法制取金属镁,化学方程式。
工业上用电解的方法制取金属铝,化学方程式。
【例题1】电解原理在化学工业中有广泛应用。
右图表示一个电解池,装有电解液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。
请回答以下问题:(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,则①电解池中X极上的电极反应式为。
在X极附近观察到的现象是。
②Y电极上的电极反应式为,检验该电极反应产物的方法是。
(2)如要用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,则①X电极的材料是,电极反应式是。
第二节电解池(第二课时)
班级姓名小组
[学习目标]
1.通过对氯化铜溶液电解过程的分析,了解电解、电解池的概念,认识电解是电能转化为化学能的一种重要形式。
2.形成系统分析电解池的一种思路和方法,能初步设计简单的电解池。
[重点、难点]
1.重点:电解池原理
2.难点:电解池思维模型的建构
[学业要求]
利用电解池原理分析电解池
[候课2分钟]阅读课本101-105页
一、电解饱和食盐水
烧碱、氯气都是重要的化工原料,习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做。
1.电解饱和食盐水的原理
通电前:溶液中的离子是。
通电后:①移向阳极的离子是,比容易失去电子,被氧化成。
阳极:( 反应)。
②移向阴极的离子是,比容易得到电子,被还原成。
其中H+是由水电离产生的。
阴极:( 反应)。
③总反应:
化学方程式为;
离子方程式为。
2.氯碱工业生产流程
工业生产中,电解饱和食盐水的反应在离子交换膜电解槽中进行。
(1)阳离子交换膜电解槽
(2)阳离子交换膜的作用:只允许Na+等阳离子通过,不允许Cl-、OH-等阴离子及气体分子通过,可以防止阴极产生的与阳极产生的混合发生爆炸,也能避免与阴极产生的反应而影响氢氧化钠的产量。
3.氯碱工业的产品及其应用
(1)氯碱工业的产品主要有 、 、 、 、 等。
(2)以电解饱和食盐水为原理的氯碱工业的产品在有机合成、造纸、玻璃、肥皂、纺织、印染、农药、金属冶炼等领域中应用广泛。
(1)电解饱和食盐水时,阴极发生氧化反应:2Cl --2e -===Cl 2↑( ) (2)氯碱工业电解槽中滴入酚酞溶液,变红色的区域为阳极区( ) (3)电解饱和食盐水时,阳极和阴极都可以选择金属材料(如铁)( ) (4)电解饱和NaCl 溶液可以制取金属钠( ) (5)利用电解饱和食盐水可制得“84”消毒液( )
在新冠肺炎疫情期间,“84”消毒液是环境消毒液之一。
某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器,用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液,通电时,为使Cl 2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液,设计了如图所示的装置。
c 、d 都为石墨电极。
完成下列填空:
(1)a 为电源的________极(填“正”“负”“阴”或“阳”,下同),c 为电解池的
________极。
(2)d 电极上发生的电极反应式:____________________,电解产生消毒液的总化学
方程式为
_______________________________________________________________。
答案 (1)负 阳 (2)2H 2O +2e -
===H 2↑+2OH -
NaCl +H 2O=====电解
NaClO +H 2↑
1.关于电解NaCl 溶液,下列叙述正确的是( ) A .电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠 B .若向阳极附近的溶液中滴入KI 溶液,溶液呈棕色 C .若向阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液,溶液呈无色
D .电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,充分搅拌后溶液呈中性 答案 B
2.工业电解饱和食盐水制烧碱时需阻止OH -
移向阳极,目前采用阳离子交换膜将两极溶液分开(如图)(F 处加少量NaOH 以增加溶液导电性)。
(1)C 、D 分别是直流电源的两电极,C 是电源______极,D 是电源
________极。
(2)电解一段时间后,________由A 口导出,______由B 口导出。
阴极附近碱性增强的原因是(用电极反应式表
示)__________________________________________。
(3)若不采用阳离子交换膜,OH -
向阳极移动,发生的反应可用离子方程式表示为________________________________________________________________________。
答案 (1)负 正 (2)Cl 2 H 2 2H 2O +2e -
===H 2↑+2OH -
(3)Cl 2+2OH -
===Cl -
+ClO -
+H 2O 二、电镀 电冶金 1.电镀与电解精炼
电镀是一种利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的加工工艺。
电镀的主要目的是使金属增强抗腐蚀能力,增加表面硬度和美观。
镀层金属 2.(1)金属冶炼的本质:使矿石中的 获得电子变成 的过程:M n ++n e -
===M 。
(2)电解法用于冶炼较活泼的金属(如钾、钠、镁、铝等),但不能电解其盐溶液,应电解其熔融态。
如电解熔融氯化钠可制取金属钠的电极反应式:
阳极: ; 阴极: ; 总反应:2NaCl(熔融)=====电解
2Na +Cl 2↑。
(1)在Fe 上电镀Zn ,应用Zn 作阳极,用ZnSO 4溶液作电镀液( )
(2)电解精炼铜时,粗铜作阳极,活泼性比Cu 弱的杂质金属成为阳极泥沉在阳极区( ) (3)工业冶炼金属铝时,电解熔融态AlCl 3( ) 答案 (1)√ (2)√ (3)×
(1)电解精炼铜时,阳极减少的质量和阴极增加的质量相等吗?
(2)电解精炼铜时,电解质溶液的浓度如何变化?
(3)在铁上镀铝,能否用AlCl 3溶液作电解质溶液?简述原因。
(4)教材资料卡片中提到许多有机化学反应包含电子的转移,使这些反应在电解池中进行时称为电有机合成。
已知电合成己二腈的总反应为2CH 2===CHCN +H 2O===NC(CH 2)4CN +1
2
O 2↑。
请尝试写出阳极和阴极的电极反应式。
(1)电解精炼过程中的“两不等”:电解质溶液浓度在电解前后不相等;阴极增加的质量和阳极减少的质量不相等。
(2)电镀过程中的“一多,一少,一不变”:“一多”指阴极上有镀层金属沉积;“一少”指阳极上有镀层金属溶解;“一不变”指电镀液(电解质溶液)的浓度不变。
[5分钟限时练]
1.若要在铜片上镀银,下列叙述错误的是( )
①将铜片接在电源的正极 ②将银片接在电源的正极 ③在铜片上发生的反应是Ag +
+e -
===Ag ④在银片上发生的反应是4OH -
-4e -
===O 2↑+2H 2O ⑤可用CuSO 4溶液作电解质溶液 ⑥可用AgNO 3溶液作电解质溶液
A .①③⑥
B .②③⑥
C .①④⑤
D .②③④⑥
2.金属镍有广泛的用途。
粗镍中含有少量铁、锌、铜、铂等杂质,可用电解法制备高纯度的镍,下列叙述正确的是(已知:氧化性:Fe 2+
<Ni 2+
<Cu 2+)( )
A .阳极发生还原反应,其电极反应式:Ni 2+
+2e -
===Ni B .电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加不相等 C .电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Fe 2+
和Zn 2+
D .电解后,电解槽底部的阳极泥中有铜和铂,没有锌、铁、镍
3.海水提镁的最后一步是将氯化镁电解获取金属镁,下列有关该电解过程的叙述正确的是( ) A .两个电极必须都用惰性电极
B .阳极可以用金属电极,阴极必须是惰性电极
C.电解熔融状态的氯化镁
D.电解氯化镁的水溶液
4.二甲醚(CH3OCH3)直接燃料电池具有启动快、效率高等优点,用二甲醚燃料电池电解甲基肼(CH3NHNH2)制氢的装置如图所示,其中X、Y、M、N均为惰性电极。
下列说法正确的是()
A.M极的电极反应式为CH3NHNH2+12OH--10e-===CO2-3+N2↑+9H2O
B.若忽略水的消耗与生成,甲中电解质溶液的pH减小,乙中电解质溶液的pH增大
C.乙中的交换膜是阴离子交换膜,OH-透过交换膜向N极移动
D.理论上,当生成6.72 L H2时,消耗CH3OCH3的质量为2.3 g
5. 以CH4、O2、熔融Na2CO3组成的燃料电池电解制备N2O5,装置如图所示。
下列说法正确的是
A.石墨1为电池负极,Pt2为电解池阴极
B.石墨2上的电极反应为O2+2CO2-4e-===2CO2-3
C.阳极的电极反应为N2O4+H2O-2e-===N2O5+2H+
D.每制得1 mol N2O5,理论上消耗标况下2.8 L的CH4
[5分钟限时练答案]
1. C
2. BD
3. C
4. A
5. AD。