4.3 电解池 第二课时 电解原理的应用 学案 人教版高中化学选修四

第2课时 电解原理的应用[明确学习目标] 1.了解电解在氯碱工业中的应用。

2.了解电解在电镀、电解精炼及电冶金方面的应用。

一、电解饱和食盐水 1．装置、现象及电极反应式2．解释放电顺序：□03H ＋>Na ＋ □04Cl －>OH － 3．总反应式化学方程式：□052NaCl ＋2H 2O=====电解2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑； 离子方程式：□062Cl －＋2H 2O=====电解2OH －＋H 2↑＋Cl 2↑。

二、电镀 1．定义电镀是应用□01电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他□02金属或□03合金的方法。

2．电镀池的构成(往铁件上镀铜)(1)阴极材料：□04Fe ，电极反应式：□05Cu 2＋＋2e －===Cu ； (2)阳极材料：□06Cu ，电极反应式：□07Cu －2e －===Cu 2＋； (3)电解质溶液：□08CuSO 4溶液。

3．电镀的目的主要是增强金属□09抗腐蚀能力，增强美观和表面硬度。

三、电冶金 1．金属冶炼的本质使矿石中的金属离子获得电子，从它们的化合物中□01还原出来。

M n ＋＋n e －===M 。

2．电冶金电解是最强有力的氧化还原手段，适用于一些□02活泼金属单质的制取，如冶炼钠、镁、铝等活泼金属。

3．电解熔融的氯化钠阳极反应式：□032Cl －－2e －===Cl 2↑； 阴极反应式：□042Na ＋＋2e －===2Na ； 总反应：□052NaCl(熔融)=====电解2Na ＋Cl 2↑。

1．用惰性电极电解含有酚酞的饱和NaCl 溶液，如何通过实验现象判断阴、阳两极？ 提示：2．若把铁件上镀铜的阴极材料换为小块精铜，阳极材料换为粗铜，能否通过电解方法由粗铜制精铜？提示：能。

阴极反应式为Cu 2＋＋2e －===Cu ，而粗铜作阳极，比铜活泼的金属成为阳离子进入溶液，但不会在阴极上得电子成为单质(因Cu 2＋得电子能力比它们要强)，不如Cu 活泼的金属不失电子，会随Cu 的消耗从粗铜上脱落沉入阳极区，成为阳极泥。

2021年高中化学 4.3电解池第2课时练习新人教版选修4 1．下列描述中，不符合生产实际的是( )A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极【解析】电解熔融的氧化铝制取金属铝，用碳作阳极，如果用铁作阳极，则铁失电子而消耗，故A不对；B、C、D符合生产实际，正确。

【答案】A2．粗铜中除含有铜以外，还含有少量锌、铁、银，在如图所示的装置中，用纯铜和粗铜分别作为两极进行电解，下列有关叙述中，正确的是( )A．可检测到电解液中有Zn2＋、Fe2＋B．可检测到电解液中有Fe3＋、Zn2＋、Ag＋C．电解过程中，溶液中的铜离子浓度保持不变D．通电一段时间后，取出两极，称得粗铜极减小的质量等于纯铜极增加的质量【解析】粗铜上发生反应：Zn－2e－===Zn2＋，Fe－2e－===Fe2＋，Cu－2e－===Cu2＋；银以单质形式沉积于阳极底部形成阳极泥，纯铜上发生反应：Cu2－＋2e－===Cu，结合电子守恒可知，溶液中的铜离子浓度略有减小，粗铜极减小的质量不等于纯铜极增加的质量。

【答案】 A3．电解硫酸铜溶液时，若要达到以下三个要求：①阳极质量减少②阴极质量增加③电解液中c(Cu2＋)基本不变，则可选用的电极是( )A．纯铜作阳极，含锌、银的铜合金作阴极B．含锌、银的铜合金作阳极，纯铜作阴极C．纯铁作阳极，纯铜作阴极D ．用石墨作阳极，用惰性电极作阴极【解析】 根据题目的三个要求，很明显为电镀铜原理，则选择纯铜作阳极就能保证阳极质量减少，阴极质量增加，电解液中c (Cu 2＋)基本不变。

【答案】 A4.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，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是( )A ．a 为正极，b 为负极；NaClO 和NaClB ．a 为负极，b 为正极；NaClO 和NaClC ．a 为阳极，b 为阴极；HClO 和NaClD ．a 为阴极，b 为阳极；HClO 和NaCl【解析】 有关反应有2NaCl ＋2H 2O=====电解2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑，Cl 2＋2NaOH===NaCl ＋NaClO ＋H 2O ，因阳极生成Cl 2，阴极生成NaOH ，为使二者充分作用，Cl 2应在下端产生，从而推知电源b 为正极，a 为负极，消毒液的主要成分是NaCl 、NaClO 。

电解池【教课目的】1、知识与技术：（1）理解电解的原理。

（2）可以正确判断电解池的阴、阳两极。

（3）知道惰性资料做电极时，离子的放电次序以及阴、阳极上产物的剖析判断。

（4）初步掌握书写两极所发生的反响及电解的总化学方程式；会判断两极所发生的是氧化反响，仍是复原反响。

（5）经过一些设问及怀疑，培育学生的思想能力，归纳总结的能力，以及形成规律性认识的能力。

2、过程与方法：经过多媒体实验演示指引学生对实验现象的察看、剖析和推理，让学生体验科学探的过程，形成必定的实验能力、察看能力和思想能力。

平板直观反应教课成就。

3、态度与价值观：经过实验研究，培育学生优秀的科学态度和科学方法，浸透由现象看实质、由个别到一般、由一般到特别的辩证唯心主义看法。

【教课要点】电解池的工作原理【教课难点】离子放电次序、电极产物的判断【教课方法】多媒体直观展现、实验研究、启迪议论【教课器具】学平生板电脑和多媒体【教课过程】【前言】复习引入【板书】第三节电解池【多媒体演示实验】提示学生认真认真地察看实验现象。

【提出问题】1、通电前CuC1 2溶液中存在哪些离子？这些离子作怎样的运动？2、通电中1）溶液中的离子运动状况有何变化？是什么要素致使了这类变化？2）电路中的电流与电子流向怎样？当阴、阳离子移向碳电极表面时，哪些离子发生了变化？3）你能写出两个碳电极上发生的反响并指出反响的种类吗？总反响怎样呢？3、想想，整个过程中能量是怎样转变的？【多媒体】链接运画投影“电解氯化铜微观模拟”，让学生经过以上问题的分析加深对电解过程的微观与宏观认识。

【叙述】为了与原电池的两电极差别，我们把与电源正极相连的电极称为阳极，与负极相连的电极称为阴极。

【板书】阳极：与电源的正极相连。

阴极：与电源的负极相连。

【学生活动】学生达成阴、阳两极上的电极反响，并指出反响种类。

教师纠正。

【板书】阳极：2Cl - -2e一 =Cl2↑（氧化反响）阴极： Cu2+2e=Cu（复原反响）总反响： CuCl2电解 Cu+Cl2↑【小结】经过以上剖析，我们知道了当电流经过氯化铜电解质溶液时，离子定向挪动到阴、阳两极后发生氧化复原反响，生成了新的物质。

第三节电解池一、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。

《 电解池原理的应用教学设计一、教材分析（一）教材的地位与作用《电解池原理的应用》是选自人教版《普通高中课程标准实验教科书》选修四第四章第 3 节的内容。

《化学新课程标准》中明确指出：了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。

电解池原理》在中学阶段的 基本概念基础理论知识中，占有极其重要的地位，不仅是本章的重点，也是整 个中学化学学习的重点和难点之一。

在高中化学的教学中，电解池原理是电化学的第二个重点内容，是历年高考考题常考的热点，而历年来高考考题更加青睐于对电解池原理的应用的考察，既考察了电解池原理的基本内容，更考察了学生知识迁移的能力，所以，学习 电解池原理的应用部分内容很有必要性，让学生在课堂上接触高考考题的考察 方向和出题方式，接触新理念、新题型，敢于创新，以致在高考中不惧变化。

本课时的内容，属于高三一轮复习。

属于电解池原理部分复习内容的第二课时，学生在第一课时已有了电解池原理的基本概念，也了解了电解池的工作原理，因此，通过教材中学生最为熟悉的电解原理的应用部分的第一种应用方向： “电解饱和食盐水制取烧碱、氯气和氢气”引入，让同学们自己画出实验装置 图，并书写电极方程式，再一次回顾电解池的工作原理，随后，以此为载体， 再抛出多个问题，引出类似电解池应用的多种例子和多个考察的方向。

起到了 举一反三，让学生融会贯通，学以致用。

（二）教学目标基于对教材的理解和分析，以及普通高中化学课程标准和本校高三学生的实际相结合，我确定本节课的教学目标为：（1）知识与技能目标①理解电解池原理的概念②掌握电解池电极方程式和总方程式书写的一般方法③能熟练分析多个变装后的电解池装置（2）过程与方法①培养学生的分析推理能力，利用已有知识解决实际问题的能力②通过组织学生对变装电解池装置的分析，培养学生对比、归纳、总结的能力③通过多种电解池装置的分析，培养学生的创新思维能力（3）情感态度与价值观目标①培养学生求真务实的分析精神②让学生通过自主探究获得知识，体验科学知识的形成过程，体会科学研究成功的乐趣③培养学生透过现象看本质的辩证唯物主义观，找出事物变化规律（三）教学重难点重点：理解电解池原理的概念,并能对电解池原理进行应用难点：电解池原理进行应用，对陌生的电解池进行分析二、学情分析（一）知识与经验本校的学生属于省重点中学的学生，学生在高一时候已经学习了氧化还原反应，离子方程式书写，这些都是电化学部分内容的必备工具性知识。

第四章第三节电解池（第2课时）【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【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＋…严格讲：离子的放电能力与其浓度也有一定的关系，如酸溶液中：c[H+(酸)]>c[ H+(水)]，因而放电能力 > 。

但在中学范围内一般不考虑上述金属离子浓度对其放电能力的影响。

、、、、、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。

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－。

注意：放电顺序这个考点不难，但要细心，极易出错。

要能根据放电顺序判断阴、阳极产物，如果是惰性电极则直接考虑溶液中离子的放电顺序。

如果阳极是较活泼金属（即除金、铂以外的金属），那一定要能想起：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。

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。

课题 4.3电解池(二)课型新授课主备人授课人授课班级授课时间2017.教学目标知识与技能：了解氯碱工业，电镀，冶金的原理过程与方法培养学生的实验操作能力，团结协作能力、观察能力、分析能力、归纳总结能力以及运用知识解决问题的能力情感态度与价值观通过电镀工业废水处理的简单介绍，增强学生的环境保护意识教学重点电解池原理教学难点电解池应用教学过程【引言】上节课我们学习了电解的原理，电解是通过电流引起化学反应的过程，即将电能转变成了化学能。

电解的原理在工业上有哪些应用呢？这节课就向同学们介绍两个电解原理在工业上应用的事例.【板书】二、电解原理的应用【讲解】电解饱和食盐水以制备烧碱、氢气和氯气，电解饱和食盐水的工业生产叫氯碱工业。

【板书】1、电解饱和食盐水制烧碱、氢气和氯气【投影】实验装置及原理按上图装置，在U形管里倒入饱和食盐水，插入一根石墨棒做阳极，一根铁棒做阴极。

同时在两边管中各滴入几滴酚酞试液，并用湿润的碘化钾淀粉试纸检验阳极放出的气体。

接通直流电源后，注意管内发生的现象。

【讲解】在这个反应中，由于H＋在阴极上得到电子而生成H2，破坏了附近的水的电离平衡，促进了水继续电离，结果阴极区溶液里OH―浓度增大而呈碱性。

【板书】(1) 实验原理：阳极(放电顺序：Cl->OH-)：2Cl―-2e == Cl2↑ (氧化反应)阴极(放电顺序：H＋>Na＋)：2H＋+2e==H2↑(还原反应)总反应：2NaCl+2H2O 电解2NaOH +H2↑+ Cl2↑阴极阳极【注意】在学习电解食盐水的化学原理时，学生往往不容易理解碱为什么在阴极区生成。

这点可以从H＋在阴极上大量被还原，从而引起水的电离平衡被破坏，来分析在阴极区积累大量OH-的理由。

【板书】(2)工业制备方法---离子交换膜法【讲解】由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成，每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。

将电解槽隔成阴极室和阳极室和阴极室，它只允许阳离子(Na ＋)通过，而阻止阴离子(Cl -、OH -)和气体通过。

第四章电化学基础第三节电解池第二课时——电解原理的应用长沙市第一中学张亚文核心素养通过电解饱和食盐水、电镀、铜的电解精炼的学习，培养学生将化学成果应用于生活的意识和社会责任感。

基本说明1、教学内容所属模块：选修4《化学反应原理》2、年级：高中二年级3、所用教材：人教版4、所属章节：第四章第三节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，如氯碱工业、电镀、电解、电冶金、电池充电等。

本节课是学生学习“电解原理”知识后的自然延伸与实际应用的有机结合，它有助于学生系统学习电化学知识，并学会用理论知识来解释在生产生活、科研中的实际应用原理，为将来进行科研工作打好基础。

学情分析选修4《化学反应原理》第四章第一、二节和第三节第一课时中，学生已经具有借助氧化还原理论、金属活动顺序和物理学中的电学知识判断电源正负极、电解池的阴阳极，溶液中离子放电顺序的关系、正确书写电极反应式和基本的电解原理分析的能力。

因此，在本节课中，可利用已有的电解池原理知识来理解常见的生产生活中电解原理应用相关知识，例如电解饱和食盐水、电镀、铜的精炼、电冶金等工业生产，有助于学生将理论知识与实际生活相结合，达到理论联系实际的目的，激发学习兴趣。

本节内容是高考大纲中的必考热点内容，电化学知识既可以综合学科内的知识，如化学实验现象的判断和分析、定量实验的操作要求、离子方程式的书写、氧化还原反应问题分析、化学计算等，也可以涉及学科间知识的运用，如物理学中的有关电流强度的计算、有关电量和阿伏加德罗常数的计算等，还可以与生产生活（如金属的腐蚀和防护、电镀废液的危害与环保）、新科技及新技术（新型电池）等问题相联系，是不可忽视的知识点．关于电化学的内容是历年高考的重要知识点之一,已成高考的必考题.其考查的内容有:原电池、电解池、电镀池的电极名称及电极反应式等。

如2015年高考全国新课标卷I第11题，考察内容为微生物电池的总反应式，以及质子交换膜的问题；如2015天津高考卷第4题考查内容为阳离子膜知识；如2015年北京高考第27题第（4）问考查电解海水以及阳离子膜的作用等。

4.3电解原理CuCl 2溶液中两根碳棒，分别跟直流电源的正极和负极相连接，接通一段时间后，观察两极上的现象并用湿润的KI-淀粉试纸检验所生成的气体。

【质疑】1.通电前溶液中存在哪些离子？这些离子是如何运动的？【分析】接通直流电后，原来的离子运动发生了这样的变化？有关离子在两极发生了什么样的反应？【观看】动画实验【提问】两极产物是什现，与电源负极相连的一端的碳棒上有红色固体物质析出，与电源正极相连的一端碳棒上有使湿润的淀粉-KI试纸变蓝的气体生成。

分析整理作出判断，红色物质为铜，黄绿色的气体为氯气。

回答：通电前溶液力及口头表达能力。

调动学生思维，分层次思考，有利于激发学习兴趣。

分析方法在教学中潜移默化的渗透。

实现感性认识到理性认识的过程。

么？【讲解】电解CuC12溶液的原理可表示为：阳极：2C1- -2e- == C12↑（氧化反应）阴极：Cu2+ + 2e- == Cu （还原反应）总反应：CuC12 Cu + C12↑【概括】通俗记法，利用谐音。

阳（极）--氧（化反应）【思考与交流】1、如何判断电解池的阴阳极？2、在CuCI2溶液中有自由移动的Cu2+、CI-、H+、OH-，为什么只有Cu2+、CI-得失电子，而H+、却不能在两极上得失电子呢？二、离子放电顺序【讲解】阳离子得到电子或阴离子失去电子的过中Cu2+、CI-、H+、OH-自由移动讨论分析，回答：通电后带正电的Cu2+、H+向阴极移动；带负电的CI-、OH-向阳极移动。

Cu2+在阴极得电子变成了单质Cu,CI-在阳极失电子变成了CI2。

回答阳极产物—氯气（CI2）阴极产物—铜（Cu）加深记忆，培养兴趣。

调动学生处于积极思考状态，培养思维能力。

培养阅读能力及自学能力、分析问题的能力。

创设问题情境激发学生求知欲望，培养自学能力。

［讲］电解饱和食盐水以制备烧碱、氢气和氯气，电解饱和食盐水的工业生产叫氯碱工业。

［板书］1、电解饱和食盐水制烧碱、氢气和氯气［投影］实验装置及原理按上图装置，在U形管里倒入饱和食盐水，插入一根石墨棒做阳极，一根铁棒做阴极。