化学电解原理(第一课时)
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第一课时 电解原理 课前预习学案一、预习目标预习实验“电解池原理”,初步把握实验原理、目的要求、材料用具和方法步骤。
二、预习内容“电解池原理”实验 1.实验原理:2.材料用具实验仪器:小烧杯、玻璃棒、碳棒、导线、电流表、 电源、改进的塑料制电解槽; 实验药品:CuCl 2溶液、淀粉碘化钾试纸、NaOH 溶液、CuSO 4溶液、 片、 片。
3.实验步骤:⑴ ; ⑵ ; ⑶ 4.观察和记录: 三、提出疑惑同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中课内探究学案一、学习目标1.知道电解的基本原理,会判断一般电解反应产物;2.能说出电解、电解池及形成条件;3.正确使用实验器材,完成“电解池原理”实验操作。
学习重难点:知道电解的基本原理,会判断一般电解反应产物。
二、学习过程 (一)电解原理 1、试验探究如图所示:与电源正极相连的电极叫 极,与外电源正极相连的电极, 电子, 反应。
与外电源负极相连的电极, 电子, 反应。
定义: 把 转化为 的装置。
组成:两个电极、 电解质溶液、 直流电源 电极极:极: 电解池与电源负极相连的电极叫 极。
若烧杯中的液体为CuCl 2溶液,合上电源开关, 能否看到小灯泡发光? 。
给CuCl 2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 。
两支电极上发生的反应为:阳极: 。
反应类型: 反应。
阴极: 。
反应类型: 反应。
总反应式: 。
过程分析:CuCl 2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,根据 相互吸引的原理,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。
所用电流一般为直流电还是交流电较好? !该过程中 能转化为 能! 这是一个物理过程还是一个化学过程? 过程!显然:电解质溶液的导电过程就是 的过程。
第二节电解池第1课时电解原理基础巩固1.下列说法错误的是()。
A.电解质溶液的导电过程是化学变化,而金属的导电是物理变化B.电解质溶液导电的过程,就是电解质溶液的电解过程C.电解质在任何条件下均可以导电D.电解质溶液导电过程中一定有新物质生成答案:C解析:电解质溶液导电的过程就是被电解的过程,在电解过程中发生氧化还原反应,一定有新物质生成,所以是化学变化。
金属导电是靠自由电子的定向移动,无新物质生成,是物理变化。
电解质只有发生电离,产生自由移动的离子才能导电,C项错误。
2.下列关于电解池的叙述中不正确的是()。
A.与电源正极相连的是电解池的阴极B.与电源负极相连的是电解池的阴极C.在电解池的阳极发生氧化反应D.电子从外接电源的负极沿导线流入电解池的阴极答案:A解析:电解池中与电源正极相连的是电解池的阳极,与电源负极相连的是电解池的阴极,电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极,因此阴极发生还原反应,阳极发生氧化反应。
3.以石墨为电极,电解KI溶液(含有少量的酚酞溶液和淀粉),下列说法错误的是()。
A.阴极附近溶液呈红色B.阳极逸出气体C.阳极附近溶液呈蓝色D.溶液的pH变大答案:B解析:以惰性电极电解KI溶液类似于电解NaCl溶液,阳极反应式2I--2e-I2,阴极反应式2H2O+2e-H2↑+2OH-,阴极逸出氢气,阴极附近溶液显碱性,使酚酞溶液变红色,A项正确;阳极生成I2,与淀粉作用使溶液呈蓝色,不产生气体,B项错误,C项正确;电解生成KOH,溶液pH增大,D项正确。
4.用石墨作电极电解1 mol·L-1 CuSO4溶液,当c(Cu2+)为0.5 mol·L-1时,停止电解,要使电解质溶液恢复至原来状态,可向剩余溶液中加入下列物质中的()。
A.CuSO4B.CuOC.Cu(OH)2D.CuSO4·5H2O答案:B解析:电解过程中的反应:阳极4OH--4e-2H2O+O2↑,阴极2Cu2++4e-2Cu,总反应为2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑。
第2节电能转化为化学能——电解第1课时电解的原理目标与素养:1.理解电解原理及电解池的组成。
(证据推理与模型认知)2.了解电解规律及其应用。
(宏观辨识)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.电解池的工作原理微点拨:电解质的导电过程是被电解的过程,属于化学变化;金属导电过程是电子的定向移动,属于物理变化。
1.判断对错(对的在括号内打“√”,错的在括号内打“×”。
)(1)与电源正极相连的是电解池的阴极。
()(2)用惰性电极电解NaCl溶液时可以得到Na和Cl2。
()(3)电解池工作时,阳极发生还原反应,失去电子。
()(4)电解池工作时,阳极上的电子通过电解质溶液移向阴极。
()(5)电解AgNO3溶液时,Ag+移向阳极,NO-3移向阴极。
()[提示](1)×电解池的阳极连接电源的正极。
(2)×用惰性电极电解NaCl溶液得H2、Cl2、NaOH。
(3)×电解过程中,阳极发生氧化反应。
(4)×电解池中电子不通过电解质溶液。
第四章第二节第一课时《电解原理》教学设计一、课标解读1.内容要求①认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。
②了解电解池的工作原理,认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。
2.学业要求能分析、解释电解池的工作原理,能设计简单的电解池。
二、教材分析《电解原理》将带领学生进一步认识化学变化所遵循的基本原理,初步形成关于物质变化的科学观念。
在了解化学反应中能量转化所遵循的规律的基础上,赞赏运用化学反应原理对科学技术和人类社会文明所起的重要作用。
同时基于电解池原型建构电化学认知模型,基于认知模型认识更多、更复杂的电解池装置,分析、解决电化学真实问题,理解物质变化和能量转化,发展“证据推理与模型认知”的素养。
化学反应中,化学能与其他形式的能量可以相互转化并遵循能量守恒定律。
化学能与电能的直接转化需要通过氧化还原反应在一定的装置中才能实现,电解池是将电能转化为化学能的装置。
《电解原理》在人教版旧教材中位于选修4第四章第三节,在人教版新教材中位于选择性必修1第四章第二节。
与旧教材相比,新教材有如下变化:1.深入分析CuCl2溶液的电解实验新教材中保留了CuCl2溶液的电解实验,并更细致深入地分析了其原理。
①描述现象:新教材对现象的描述为“与直流电源负极相连的石墨棒上逐渐覆盖一层红色的铜,与电源正极相连的石墨棒上有气泡产生,湿润的碘化钾淀粉试纸变成蓝色”,将“阴极阳极”的概念后移至原理分析中。
②得出结论:新教材删去了“CuCl2溶液在电流的作用下发生了化学变化,分解生成了Cu和Cl2”,改为“CuCl2溶液在通电条件下生成了Cu和Cl2”,更贴近实验事实,更符合学生的认知。
③分析原理:新教材依次分析了通电前后水溶液中CuCl2的行为。
以通电后Cu2+和Cl-迁移方向为学生展示了离子导体的分析思路。
2.强化对电解原理的认识在分析电解池的工作原理时,新教材删去了关于“该实验中电解质溶液的导电过程,就是电解质溶液的电解过程”的表述,增加了“上述过程可以看作外接电源提供的电能,借助电解池将还原剂(如Cl-)的电子转移给了氧化剂(如Cu2+)”。