精品K12学习高考高中复习化学第四章电化学基础4.3电解池第1课时电解原理导学案
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【最新】2019年高中化学第四章电化学基础4-3电解池第1课时电解原理导学案学习目标: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. 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)3.掌握电解电极方程式的书写学习重难点:掌握电解电极方程式的书写;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)。
自主学习一.电解原理1.实验探究:教材P79页“实验4-2”【问题1】通电前,CuCl2溶液中存在阳离子:阴离子:【问题2】如图所示:与电源正极相连的电极叫极,与电源负极相连的电极叫极。
通电后,溶液中的离子如何运动?阳离子向极移动,阴离子向极移动【问题3】预测一下将发生怎样的电极反应?在阴极上发生电极反应(或者说放电)的离子是在阳极上放电的离子是给CuCl2溶液通电时现象:阴极上:,经检验该物质是。
阳极上:,经检验该物质是。
电极反应式:阳极:反应类型:反应。
阴极:反应类型:反应。
总反应式:过程分析:CuCl2溶液能导电是因为存在,通电后这些自由移动的离子,在电场作用下作移动,带负电的氯离子向极移动,在阳极,氯离子失去电子被为氯原子,并两两结合成氯分子,从阳极放出,带正电的铜离子向极移动,在阴极铜离子获得电子被成铜原子,覆盖在阴极上。
2. 电解:使电流通过溶液而在阴、阳两极引起的过程。
该过程中能转化为能。
这是一个过程(物理?化学?)显然:电解质溶液的导电过程就是的过程。
3. 电解池:将能转化为能的装置。
4.原电池与电解池的比较二.电解电极反应的分析1. 放电顺序阴极:由于阴极上要电子,不管阴极材料是金属还是石墨,此时都不能得电子,因此只能是溶液中的得电子。
阳离子氧化性越强就越得电子。
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:(1)金属活动顺序表(2)(用“〉”表示)Ag+ Hg2+ (Fe3+ )Cu2+ H+(酸)Pb2+ Fe2+ Zn2+ Al3+…(3)、、、、等活泼金属阳离子在水溶液中电解时不得电子。
第三节电解池(第一课时)电解原理【学习目标】1、理解电解池的工作原理2、了解电解池的构造,能写出电极反应和电池反应方程式3、掌握电解规律【学习的重难点】电解池的工作原理及电极反应和电池反应方程式【旧知回顾】1、电解质是指在_____________能够导电的化合物。
2、电离是指电解质在_____________或__________状态下离解成____________的过程。
3、原电池是_____________ 的装置。
4、构成原电池的条件是【学习新知】电解CuCl2溶液①通电前,CuCl2溶液中存在的阳离子有,阴离子有,这些离子来自于和②通电后,阳离子移向,阴离子移向。
在阳极放电的离子是,在阴极放电的离子是,分别发生反应和反应,生成和。
电极反应方程式为:阳极:阴极电解CuCl2溶液的总方程式为:③电解CuCl2溶液的现象是:一、电解原理1、电解:叫做电解。
电解池:的装置。
构成电解池的条件: I、II、III电解池的两极阳极与相连,在阳极上发生反应阴极与相连,在阴极上发生反应电解质溶液导电的实质电解质溶液导电的过程,就是的过程,就是在阴阳两极发生氧化还原反应的过程。
2、电子流向、电流方向、离子动向:电子流向:负极阴极;阳极正极电流方向:正极阳极电解质溶液阴极负极外电路离子动向:阳离子移向阴极,阴离子移向阳极。
3.离子放电顺序:阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。
阳极——①若为惰性电极(C,Pt, Au等),则阴离子放电(失电子,发生氧化反应),放电顺序为②若为活泼电极,则电极本身失去电子而放电。
阴极——无论是惰性电极,还是活性电极,阴极都不会参与电极反应,始终为阳离子放电(得电子,发生还原反应),放电顺序为:【练习】1、写出分别用惰性电极电解下列溶液的电极反应式NaCl溶液 CuCl2溶液阳极阳极阴极阴极铜2总反应方程式总反应方程式2、分别用Fe做阳极材料电解下列溶液的电极反应式CuSO4溶液 Na2SO4溶液阳极阳极阴极阴极总反应方程式总反应方程式二、用惰性电极电解电解质溶液的规律及溶液pH的变化课堂练习1、分析下图,哪个是原电池,哪个是电解池。
第三节电解池第一课时电解原理[课标要求]1.了解电解池的构造,理解电解原理。
2.能够正确书写电解的电极反应式和总反应式。
1.电解池组成“三条件”:①外接电源;②电解质溶液;③闭合回路。
2.离子放电“两顺序”(惰性电极):阳极:S2->I->Br->Cl->OH-。
阴极:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(H2O)>Al3+。
3.电解池阴、阳极“四特点”:阳极:外接直流电源正极—流出电子—发生氧化反应—阴离子移向。
阴极:外接直流电源负极—流入电子—发生还原反应—阳离子移向。
电解原理1.电解CuCl2溶液的实验2.电解的概念使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。
3.电解装置——电解池(1)概念:将电能转变为化学能的装置。
(2)构成条件。
①两个电极:阳极——与电源正极连接; 阴极——与电源负极连接。
②电解质溶液或熔融电解质。
③直流电源。
④构成闭合回路。
(3)工作原理: ①电极反应类型。
阳极→氧化反应;阴极→还原反应。
②电子流向:电源负极→阴极;阳极→电源正极。
③电流方向:电源正极→阳极;阴极→电源负极。
④离子流向:阳离子→阴极;阴离子→阳极。
1.阴、阳离子在电解过程中的移动方向与在原电池中的移动方向有什么区别和联系? 提示:原电池中,阳离子移向正极;阴离子移向负极;电解池中,阳离子移向阴极;阴离子移向阳极。
即阳离子都是移向发生还原反应的电极,阴离子都是移向发生氧化反应的电极 。
2.在氯化铜溶液中除了Cu 2+和Cl -之外还有H +和OH -,这两种离子为什么没有得到或失去电子?提示:电解时,溶液中离子的放电先后顺序与离子的氧化性或还原性有关,氧化性强的阳离子先得电子被还原,还原性强的阴离子先失电子被氧化。
Cu 2+比H +更容易得电子,而Cl -比OH -更容易失电子,可从氧化性强弱的角度比较得电子的顺序,从还原性强弱的角度比较失电子的顺序。
第三节电解池(第一课时)学习目标:1、了解电解池的工作原理2、初步掌握一般电解反应产物的判断方法3、会写两极反应式和总反应式重、难点:电解池的工作原理学法指导:在回忆有关电解质及其电离的基础上,理解电解质导电的前提是电离,电解质导电的过程是使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程(即电解)。
在分析电解反应产物时,一般先看电解池的阳极(与电源正极连接)材料,若为惰性电极(Pt或C)则非金属阴离子在阳极上失电子,发生氧化反应,电解池的阴极(与电源负极连接)则为阳离子得电子发生还原反应。
然后把两极的反应相加即为总反应(但H+和OH-若是水提供的应写H2O,注意还要写反应条件“电解”)教学过程:一、自主学习:(一)思考回忆1、电解质是指在___________________能够导电的化合物。
2、电离是指电解质在_______或______状态下离解成 _____________的过程。
3、原电池是____________________的装置。
4、构成原电池的条件是:(二)观察与思考1、把C换成Cu能否使铜离子变成Cu?2、把C换成Zn呢?3、若把两极都换成C能否使铜离子变成Cu?二、独立思考、合作探究:观察实验:电解饱和氯化铜溶液,回答相关问题(一)实验现象:(二)总结归纳:电解池:1、定义:把能转化为能的装置。
2、电解:使电流通过而在阴、阳两极引起反应的过程3、构成条件:(三)交流与讨论:1、使用的电极材料是活性的还是惰性的?2、通电前氯化铜溶液中存在哪些阴阳离子?3、接通电后阴、阳离子如何定向移动?4、当离子到达电极表面后,发生的什么类型的反应?5、电解后溶液中离子的浓度是否都有变化?(四)观看电解氯化铜溶液微观模拟,总结归纳:电解池4、电解原理:(五)交流与讨论:在溶液中存在Cu2+ 、Cl-、H+、OH-四种离子,为何发生氧化还原反应的是Cu2+ 、Cl-?说明两极的离子放电的顺序受什么所影响?(六)总结归纳:电解池:5、离子放电顺序(氧化还原能力强弱):阴极阳离子的得电子顺序:巧记:与金属活泼性反向关系阳极阴离子的失电子顺序:三、小结:分析电解反应的一般思路四、练习:1、分析下图,哪个是原电池,哪个是电解池。
电解原理教学目标知识与技能:1、理解电解原理,会判断电解池、电极产物、电极周围溶液pH值及整个溶液pH值的变化;2、能书写电极反应式及总反应式,培养分析归纳知识的能力。
过程与方法:利用惰性电极电解氯化铜的实验,探究电解原理,了解电解的应用,特别是电解在电镀、电解精炼、电冶炼等方面的应用。
情感态度与价值观:通过电解知识的学习,发现其在日常生活和工农业生产中的广泛应用,激发学生勇于创新、积极实践的科学态度。
教学重点:理解电解原理和以电解CuCl2溶液为例得出惰性电极作阳极时的电解的一般规律。
教学难点:理解电解原理,非惰性电极作阳极对电解产物的判断,电解原理的应用。
教学过程:【复习】在前面我们已经学习了原电池的知识,谁能举例说明原电池是怎样的能量转化装置?【学生讨论】学生讨论后回答:原电池是把化学能转变成电能的装置。
【引入】1799年,当意大利人发明了最原始的电池---伏打电池之后,许多科学家对电产生了浓厚的兴趣,电给世界带来了太多的不可思议,好奇心驱使着人们去进行各种尝试,想看看它还能否出现什么奇特的现象。
1807年,当英国化学家载维将铂电极插入熔融的氢氧化钾并接通直流电源时,奇迹终于产生了,在阴极附近产生一种银白色的金属,随即形成紫色的火焰。
这就是发现钾元素的主要过程,当时在社会上引起了轰动。
他随后用电解法又相继发现了钠、钙、锶、钡、镁、硼、硅等元素,戴维成为发现化学元素最多的。
这其中的奥妙是什么呢?电解时,物质的变化是如何发生的呢?电能如何才能转变成化学能呢?(展示几个电解工业的工厂实景)这就是本节课我们要共同探讨的问题。
【板书】第四章第三节电解池一、电解原理1、电解原理【设疑】我们已经知道,金属和电解质溶液都能导电,金属的导电过程是物理变化,电解质溶液的导电过程是否与金属的导电过程相同呢?【学生实验】学生以学习小组为单位完成【实验4—1】(也可将该实验分三步实施),并观察、记录实验现象。
教师巡回指导。
第一课时电解原理1.电解池组成“三条件":①外接电源;②电解质溶液;③闭合回路。
2.离子放电“两顺序”(惰性电极):阳极:S2->I->Br->Cl->OH-;阴极:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Sn2+>Zn2+>Fe2+>H+(H2O)>Al3+。
3.电解池阴、阳极“四特点”:阳极:外接直流电源正极——流出电子——发生氧化反应-—阴离子移向阴极:外接直流电源负极——流入电子——发生还原反应——阳离子移向电解原理[自学教材·填要点]1.电解CuCl2溶液(1)通电前,CuCl2溶液中存在的离子是CuCl2电离产生的Cu2+和Cl-,以及水电离产生的H+、OH-。
(2)工作原理:总反应:Cu2++2Cl-错误!Cu+Cl2↑。
(3)CuCl2溶液导电的过程,就是CuCl2电解的过程,就是在阴阳两极发生氧化还原反应的过程。
2.电解和电解池(1)电解:使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程.(2)电解池:在外加电源的作用下,将电能转变成化学能的装置。
(3)电解池的两极:阳极——与电源正极相连,发生氧化反应;阴极——与电源负极相连,发生还原反应.(4)构成电解池的条件:①直流电源;②两个电极;③电解质溶液或熔融电解质;④形成闭合回路。
(5)离子的定向移动:阴离子移向阳极;阳离子移向阴极。
(6)电子的流向:电源负极―→阴极错误!阳极―→电源正极。
[师生互动·解疑难](1)惰性电极是指石墨、Au、Pt等电极,除Au、Pt以外的金属电极是活性电极。
(2)阳极产物的判断:①首先看电极,如果是活性电极,则电极材料失去电子,被溶解.如果是惰性电极,根据阴离子的放电顺序加以判断。
②阴离子的放电顺序:S2-〉I-〉Br-〉Cl-〉OH-〉含氧酸根>F-。
(3)阴极产物的判断:直接根据阳离子放电顺序进行判断。
阳离子放电顺序:Ag+〉Hg2+>Fe3+>Cu2+〉H+(浓度大)〉Pb2+〉Sn2+〉Fe2+>Zn2+>H+(浓度小)>Al3+>Mg2+>Na+.1.写出用惰性电极电解下列溶液时的电极反应式和总反应方程式:(1)电解HCl溶液:①阳极:__________________________________________________________________;②阴极:__________________________________________________________________;③总反应式:_______________________________________________________________。
电解原理
学习目标:
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. 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)
3.掌握电解电极方程式的书写
学习重难点:
掌握电解电极方程式的书写;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)。
自主学习
一.电解原理
1.实验探究:教材P79页“实验4-2”
【问题1】通电前,CuCl2溶液中存在
阳离子:阴离子:
【问题2】如图所示:与电源正极相连的电极叫极,
与电源负极相连的电极叫极。
通电后,溶液中的离子如何运动?
阳离子向极移动,阴离子向极移动
【问题3】预测一下将发生怎样的电极反应?
在阴极上发生电极反应(或者说放电)的离子是
在阳极上放电的离子是
给CuCl2溶液通电时现象:
阴极上:,经检验该物质是。
阳极上:,经检验该物质是。
电极反应式:
阳极:反应类型:反应。
阴极:反应类型:反应。
总反应式:
过程分析:CuCl2溶液能导电是因为存在,通电后这些自由移动的离子,在电场作用下作移动,带负电的氯离子向极移动,在阳极,氯离子失去电子被为氯原子,并两两结合成氯分子,从阳极放出,带正电的铜离子向极移动,在阴极铜离子获得电子被
成铜原子,覆盖在阴极上。
2. 电解:使电流通过溶液而在阴、阳两极引起的过程。
该过程中能转化为能。
这是一个过程(物理?化学?)
显然:电解质溶液的导电过程就是的过程。
3. 电解池:将能转化为能的装置。
4.原电池与电解池的比较
二.电解电极反应的分析
1. 放电顺序
阴极:
由于阴极上要电子,不管阴极材料是金属还是石墨,此时都不能得电子,因此只能是溶液中的得电子。
阳离子氧化性越强就越得电子。
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:
(1)金属活动顺序表
(2)(用“〉”表示)Ag+ Hg2+ (Fe3+ )Cu2+H+(酸)
Pb2+ Fe2+ Zn2+ Al3+…
(3)、、、、等活泼金属阳离子在水溶液中电解时不得电子。
【小结】质量增加,或有氢气产生的电极一定是极。
阳极:
①活性材料作电极时:金属在阳极电子被成离子进人溶液,
②用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时:溶液中阴离子的放电顺序(由易到难)(用“〉”表示):
S2- I- Br- Cl- OH-(水或碱)最高价含氧酸根离子 F-
【小结】当阳极为活泼金属时,金属电极优先放电。
2. 电解质溶液电解规律:
【小结】用惰性电极电解时,若使电解后的溶液恢复原状态,应遵循“缺什么加什么,缺多少加多少”的原则,一般加入阴极产物与阳极产物的化合物。
3.电极方程式的书写(以电解ZnSO4为例)
①标出电极名称—阴极或阳极;分析、比较出阴阳极分别放电的离子:
②写出电极方程式:
阳极:;反应类型:反应。
阴极:;反应类型:反应。
阴、阳两极中得、失电子的总数要,每一极上都要满足和守恒,
③两极半反应相加得总方程式;
【练习】用石墨电极电解下列电解质溶液,写出其电极反应式(注意得失电子的顺序)(1) AgNO3
阴极:阳极
总方程式:
(2) KCl
阴极:阳极
总方程式:
合作探究:
1.构成电解池的条件有哪些?
2.在电解池工作时,电子的流向是怎样的?电流的流向又是怎样的?
3.电离和电解有什么区别和联系?
4. 在电解氯化铜溶液的装置中,若把电解质换成氯化钠,其结果又如何呢?写出电解
的化学方程式。
5. 电解水时常常需加入氢氧化钠或稀硫酸,为什么?可以加食盐吗?
6. 从NO-3、SO2-4、H+、Cu2+、Ba2+、Ag+、Cl-等离子中选出适当的离子组成电解质,
采用惰性电极对其溶液进行电解。
(1)两极分别放出H2和O2时,电解质的化学式可能是
________________________________________________________________________
(2)若阴极析出金属,阳极放出O2,电解质的化学式可能是
________________________________________________________________________
(3)两极分别放出气体,且体积比为1∶1,电解质的化学式可能是
_______________________________________________________________________
巩固练习:
1.下列说法正确的是
①电解是把电能转变成化学能②电解是化学能转变成电能③电解质溶液导电是化学变化,金属导电是物理变化④不能自发进行的氧化还原反应,通过电解的原理可以实现⑤任何溶液被电解时,必然导致氧化还原反应的发生
A.①②③④ B.②③⑤ C.③④ D.①③④⑤
2.如图所示的装置能够组成电解池的是
3. 电解某盐溶液时在阴阳两极上一定相等的是
A.析出金属的物质的量B.析出金属的质量
C.通过的电子数目 D.放出气体的体积
4.某同学为了使反应2HCl+2Ag = 2AgCl+H2↑能进行,设计了如图所示的四个实验,你认为可行的方案是
5. 如图所示,X、Y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色、无臭气体放出。
符合这一情况的是下表中的
6. 按如图所示装置进行实验,并回答问题:
1) 判断装置的名称:A池为________ ,
B池为________ .
(2) 锌极为________,电极反应式为_________________ ;
铜极为___________,电极反应式为________________ ;
为________,电极反应式为________ ;
石墨棒C
1
石墨棒C
附近产生的实验现象为______ _.
2
极析出224 mL气体(标准状况下),锌的质量变化(增加或减少)了_______ g.
(3)当C
2
CuSO
溶液的质量变化(增加或减少)了________ g.
4
参考答案:
自主学习、
一、4
二、略
合作探究:
1. ①直流电源②两个电极③电解质溶液或熔融电解质④构成闭合回路
2. 电子流向:电源负极→电解池阴极→电解质溶液→电解池阳极→电源正极
电流流向与电子流向相反。
3. 电离和电解的条件、过程不同,但电解必须建立在电离的基础上。
4、为了增强水的导电性,而氢氧化钠和硫酸本身不发生反应。
不能加氯化钠。
5、 (1)HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2、Ba(OH)2中任意一种
(2)AgNO3、Cu(NO3)2、Ag2SO4、CuSO4中的任意一种
(3)HCl、BaCl2中的任意一种
巩固练习:1. D 2. C D 3. C 4. C 5. A
6. (1)原电池电解池
(2)负 Zn - 2e- == Zn2+正 Cu2+ + 2e- == Cu 阳:Cl- - 2e- == Cl2↑ 阴无色溶液变红色
(3)减少 0.65 增加 0.01。