2018_2019年高中化学第04章电化学基础专题4.3.1电解原理导学案新人教版选修4

丹凤中学2019届化学学科 导学案总计：900 编写人：李玉霞 审核人：王银伸 N0：2019HXX4—035班级： 小组： 姓名： 第四章 第三节 有志者自有千计万计，无志者只感千难万难 第三节 电解池第1课时 电解原理[学习目标] 1、能准确说出电解、电解池的概念。

2、根据电解实验总结出电解池的构成条件和工作原理。

3、会写电解CuCl 2溶液的电极方程式和电解方程式。

一、知识记忆与理解[自主预习]阅读课本P 79-80 内容并结合图4-8回答下列问题：1、电解和电解池的概念是什么？2、电解池的构成条件有哪些？3、CuCl 2溶液中存在的电离方程式有： 。

有哪些离子 ，通电前如何移动 ，通电后如何移动 。

4、电解池的阴极与电源的 极相连，发生 反应，阳极与电源的 极相连，发生 反应。

[预习检测]1、判断下列装置哪一个是电解池？2、如图是电解CuCl 2溶液的装置，其中c 、d 为石墨电极，则下列有关判断正确的是（ ）A 、a 为负极，b 为正极B 、a 为阳极，b 为阴极C 、电解过程中，d 电极质量增加D 、电解过程中，氯离子浓度不变二、思维探究与创新[问题探究]探究实验一：将两根石墨棒按如图连接，插入盛有CuCl 2溶液的U 形管中，观察到的现象和所得结论填入下表：实验现象丹凤中学2019届化学学科 导学案总计：900编写人： 李玉霞 审核人：王银伸 N0：2019HXX4—035班级： 小组： 姓名： 第四章 第三节 有志者自有千计万计，无志者只感千难万难 探究实验二：将两根石墨棒分别跟直流电源的正极和负极连接，浸入盛有CuCl 2溶液的烧杯中，再接通12 V 直流电，约3～5 min 后切断电源，将观察的现象记录在下表中：1、CuCl 2溶液中含有哪些粒子？在通电时这些粒子各向什么区域移动？发生了什么变化？你得到了什么结论？2、电解池中电子和电流是如何移动的？3、电解池两极发生什么反应？反应类型是什么？总反应是什么？是自发的吗？三、 技能应用与拓展[当堂检测]1、下列关于电解池工作原理的说法中，错误的是( )A 、电解池是一种将电能转变成化学能的装置B、电解池中发生的反应是非自发的氧化还原反应C 、电解池工作时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应D 、与原电池不同，电解池放电时，电极本身不会参加电极反应[拓展延伸] 1、下列关于电解KNO 3溶液的叙述正确的是（ ）A 、随着电解的进行，溶液的pH 减小B 、OH -向阳极移动，阳极附近溶液呈碱性C 、3NO 向阳极移动，K +向阴极移动，分别在对应的电极上析出D 、阴极上H +得电子被还原成H 2，使得阴极附近的溶液呈碱性你的收获与疑惑：教师评价：。

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第2课时电解原理的应用[学习目标定位］1。

熟知电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜、电冶金的原理，会写其电极反应式及化学方程式.2。

学会电解的有关计算。

一、电解原理的应用1。

氯碱工业(1)概念：用电解饱和氯化钠溶液的方法来制取氢氧化钠、氢气和氯气,并以它们为原料生产一系列化工产品的工业，称为氯碱工业。

（2）原理:①通电前,氯化钠溶液中含有的离子是Na＋、Cl－、H＋、OH－。

通电时，移向阳极的离子是Cl－、OH－,移向阴极的离子是Na＋、H＋。

②阳极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑;阴极反应式为2H＋＋2e－===H2↑；因H＋放电，促进了水的电离，使阴极区溶液显碱性。

③电解的总反应式化学方程式为2NaCl＋2H2O错误!H2↑＋Cl2↑＋2NaOH;离子方程式为2Cl－＋2H2O错误!H2↑＋Cl2↑＋2OH－。

（3）氯碱工业生产流程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氢气与阳极产生的氯气混合发生爆炸，也能避免氯气与阴极产生的氢氧化钠反应而影响氢氧化钠的产量和质量。

第三节电解池第1课时电解原理[学习目标定位] 1.会描述电解池的工作原理，能正确书写电解池的电极反应式和总反应方程式。

2.熟悉电解规律和电解产物的判断方法。

一电解原理1.用氧化还原反应的观点分析判断下列各组微粒具有的性质，填写下表。

2.按下图所示装置完成实验，并填写下表。

3.实验原理分析(1)氯化铜溶液中的电离过程有①CuCl2===Cu2＋＋2Cl－，②H2＋＋OH－；溶液中存在的离子有Cu2＋、Cl－、H＋、OH－，通电前，这些离子在溶液中作自由运动。

(2)通电时，在电场的作用下，溶液中的离子作定向运动，即Cl－、OH－趋向a极，Cu2＋、H＋趋向b极。

(3)a 极电极反应式是2Cl －－2e －===Cl 2↑，b 极电极反应式是Cu 2＋＋2e －===Cu ，总反应式是CuCl 2=====电解Cu ＋Cl 2↑。

(4)结论：电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程。

归纳总结 电解原理(1)电解是使电流通过电解质溶液或熔融电解质而在两个电极上引起氧化还原反应的过程。

(2)电解池是将电能转化为化学能的装置。

(3)电极名称阴极：与电源负极相连的电极，发生还原反应； 阳极：与电源正极相连的电极，发生氧化反应。

(4)电解池的构成条件：具有与直流电源相连接的两个电极(阴极、阳极)，插入电解质溶液或熔融电解质中，形成闭合回路。

(5)电子和离子移动方向电子：从电源负极流向电解池的阴极，从电解池的阳极流向电源的正极。

离子：阳离子移向电解池的阴极；阴离子移向电解池的阳极。

提醒 金属导电是因为在电场作用下，自由电子发生定向移动，是物理变化；而电解质溶液导电是因为发生了氧化还原反应，是化学变化。

1.如下图所示装置中，属于电解池的是( )答案 C解析 判断某装置是否为电解池，要以构成电解池的三个基本条件为标准。

构成电解池的三个条件：①有与直流电源相连的两个电极；②有电解质溶液或熔融态电解质；③能形成闭合回路。

4-3-1 电解池（第一课时）【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】学习重点：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）学习难点：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）【自主预习】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。

【2019最新】高中化学第四章电化学基础4-3电解池第2课时电解原理的应用导学案学习目标：1、了解氯碱工业，电镀，冶金的原理2、掌握电解电极方程式的书写。

学习重难点：掌握电解原理及应用。

自主学习1、氯碱工业：电解制、和。

食盐溶液中，含有的离子包括离子放电顺序有：阳离子：阴离子：现象：阳极：阴极：电极反应方程式：阳极：阴极：总方程式该电解池中阳极可用作电极（金属、惰性）2. 电镀：电镀是应用的方法。

电镀的主要目的是电镀的原理：电镀时，通常把作阴极，把作阳极，用含有作电镀液。

在作用下，镀件表面就覆盖上一层均匀光洁而致密的镀层。

电解精炼铜：电解时，通常把作阴极，中通常含有Zn、Fe、Ni、Ag、Au等金属，用作阳极，用作电镀液。

电极反应：阳极：阴极：粗铜中的多数杂质沉积在电解槽底部，形成3.电冶金（1）金属冶炼就是使矿石中的。

电解是最强有力的手段。

（2）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，方程式工业上用电解的方法制取金属镁，方程式工业上用电解的方法制取金属铝，方程式合作探究:1. 现代氯碱工业中使用的离子交换膜法电解制碱的主要生产流程示意图如下：依据图完成下列填空：(1)与电源正极相连的电极上所发生反应的电极方程式为____________________________；与电源负极相连的电极附近，溶液的pH________(填“不变”、“升高”或“降低”)。

(2)工业食盐中含有Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等杂质，精制过程中发生反应的离子方程式为___________________ 、 __________________ 、_______________________ 。

(3)如果粗盐中SO42-的含量较高，必须添加钡试剂除去SO42-，该钡试剂可以是________。

A．Ba(OH)2B．Ba(NO3)2 C．BaCl2(4)为有效除去Ca2＋、Mg2＋、SO42-，加入试剂的合理顺序为________。

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。

4-1 原电池【学习目标】1．以铜锌原电池为例，熟悉原电池的工作原理2．会正确判断原电池的正极和负极3．学会原电池电极反应式的书写方法【学习重难点】学习重点：原电池的工作原理及电极反应式的书写。

学习难点：原电池的工作原理及电极反应式的书写。

【自主预习】一．1.氧化还原反应的本质是2．原电池是将转化为的装置。

其本质是原理的应用。

二．原电池工作原理：1．知识回顾—以 Cu-Zn-硫酸铜原电池为例，如右图【思考】原电池的工作原理是怎样的？（教材P72）【结论】把氧化反应和还原反应分开在不同的区域进行，再以适当的方式连接起来，就可以获得电流三．原电池的形成条件：（1）两个活泼性不同的电极.相对活泼的金属作，较不活泼的金属或能导电的非金溶液；（3（4四．原电池的设计方法—构成原电池的基本条件，是进行原电池设计的基本依据。

1、根据电池反应写出电极反应式，以2Ag+(aq) + Cu(s) == Cu2+(aq) + 2Ag(s)为例。

把以上反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应，从而确定电极反应。

氧化反应（负极）：；还原反应（正极）：。

2．电极材料的选择：电池的电极必须导电。

一般电池的负极必须能够与电解质溶液反应，容易失去电子，往往以负极反应为依据确定电极材料，这里选用为负极。

正极与负极之间只有产生电势差，电子才能定向移动，所以正极和负极一般不用同一种材料，且正极材料的活动性比Ag弱，多采用惰性电极C。

本例也可用等金属3．电解质溶液的选择。

电解质溶液一般要能够与负极发生反应。

本例电解质溶液要含有，可以为溶液。

但若是两个半反应分别在两个烧杯中进行，则左右两个烧杯中的电解质溶液应与电极材料具有相同的，如下图，图中的X是，Y是4．形成闭合回路。

五．电极反应式的书写：1．如果题目给定的是图示装置，先分析正、负极，再根据正、负极规律（负氧正还）书写电极反应式。

2．如果题目给定的是总反应式，可分析此反应中的氧化反应或还原反应，再选择某一极上的简单变化情况去写电极反应式，另一极的电极反应式可直接写或用总反应式减去已写出的电极反应式即可。

第四章电化学基础章末复习教学目标1、强化对本章知识点的理解与运用，提高学生运用理论知识分析问题的能力，加深对理论知识的理解的能力。

2、自主探究与归纳，提升对电化学基础相关知识的理解与运用。

3、提高学生思考的能力，体现合作学习，让学生自主地获取知识，感受到学习的乐趣。

教学重点：归纳整理电化学原理的相关理论的理解与运用教学难点：电化学理论的综合应用【基础知识自查】知识点一、原电池1．概念：将化学能转化为电能的装置叫做原电池_ 。

2．组成条件①两个活泼性不同的电极②电解质溶液③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路3．电子流向外电路：负极——导线——正极内电路：盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液，盐桥中阳离子移向正极的电解质溶液。

4．电极反应以锌铜原电池为例：负极：氧化反应： Zn－2e-＝Zn2＋（较活泼金属）正极：还原反应： 2H＋＋2e-＝H2↑（较不活泼金属）总反应式： Zn+2H+=Zn2++H2↑5．正、负极的判断（1）从电极材料：一般较活泼金属为负极；或金属为负极，非金属为正极。

（2）从电子的流动方向负极流入正极。

（3）从电流方向正极流入负极。

（4）根据电解质溶液内离子的移动方向阳离子流向正极，阴离子流向负极（5）根据实验现象①溶解的一极为负极②增重或有气泡一极为正极【例题1】下列关于原电池的叙述正确的是（）A．构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属B．原电池是将化学能转变为电能的装置C．在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原D．原电池放电时，电流的方向是从负极到正极【答案】B【例题2】原电池的电极名称不仅与电极的性质有关，也与电解质溶液有关，下列说法中不正确的是（）A．有Al、Cu、稀H2SO4组成原电池，其负极反应式为：Al-3 e-==Al3+B．Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为：2Al＋8OH－－6e－=2AlO2－＋4H2OC．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式为：Cu-2e-==Cu2+D．由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为：Cu-2e-==Cu2+【答案】C【解析】A、铝比铜活泼，因此铝为负极，电极反应式为Al－3e－=Al3＋，故A说法正确；B、Mg虽然比Al活泼，但是Mg不与NaOH反应，因此Al为负极，即负极反应式为2Al＋8OH－－6e－=2AlO2－＋4H2O，故B 说法正确；C、铁比铜活泼，因此铁作负极，即负极反应式为Fe－2e－=Fe2＋，故C说法错误；D、铝与浓硝酸发生钝化反应，因此铜作负极，即负极反应式为Cu－2e－=Cu2＋，故D说法正确。

第1课时电解原理学习目标1.理解电解原理,初步掌握一般电解反应两极反应物、产物的判断方法,能写出电极反应式和电解化学方程式。

2.理解电解质溶液、电极对电解的影响。

学习过程【交流研讨】1.利用下列仪器和用品,设计出尽量多的原电池:两根石墨棒、一根铜棒、一根铁棒、CuCl2溶液,烧杯和导线任取(画出你设计的原电池)。

2.怎样才能将非自发进行的氧化还原反应引发呢?【实验探究】课本实验4-2:电解CuCl2溶液CuCl2溶液的电解思考:1.通电前,CuCl2溶液中存在哪些离子?它们在溶液中如何运动?通电后,离子在溶液中的运动如何变化?2.标出电路中电子流向,分析流入阴极的电子到哪里去了,流出阳极的电子从哪里来?3.写出两极的电极反应式,判断反应类型?【总结归纳】1.根据自己的理解阐述什么是电解,什么是电解池?2.电解池中的电极上分别发生什么类型的反应?3.构成电解池的条件有哪些?4.当一个电极附近存在多种可能的放电离子时,会有一种离子优先放电。

离子放电能力与什么因素有关?离子的放电顺序是怎样的?(物质在电解池的阴、阳两极发生反应的过程叫放电)【知识迁移】1.请设计一个电解NaCl溶液的简易装置图,标出阴、阳极,注明电子及阴、阳离子的移动方向,并写出电极反应式。

2.根据上述练习,思考如何判断电解池阴极,有哪些依据?3.分析总结书写电解池电极反应的一般思路?【练习1】判断正误:①电解池中发生的反应是自发进行的。

( )②在电解池的阴极发生氧化反应。

( )③与电源正极相连的是电解池的阴极。

( )④电子从电源负极沿导线流入电解池的阴极。

( )⑤电解池溶液中阳离子移向阴极,且所有阳离子均得电子。

( )【练习2】下列说法正确的是( )①电解是把电能转变成化学能的过程②电解是把化学能转变成电能的过程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,通过电解可以实现A.①②③④B.②③C.③④D.①③④【练习3】如图所示是电解氯化铜溶液的装置,其中c、d为石墨电极,下列有关判断正确的是( )A.a为负极,b为正极B.a为阳极,b为阴极C.电解过程中,d电极质量增加D.电解过程中,氯离子的浓度不变随堂检测1.关于原电池、电解池的电极名称,下列说法错误的是( )A.原电池中失去电子的一极为负极B.电解池中与直流电源负极相连的一极为阴极C.原电池中相对活泼的一极为正极D.电解池中发生氧化反应的一极为阳极2.电解池中,阳极的电极材料一定( )A.发生氧化反应B.与电源正极相连C.是铂电极D.得电子3.若某装置发生反应:Cu+2H+Cu2++H2↑,关于该装置的有关说法正确的是( )A.该装置一定为原电池B.该装置为电解池C.若为原电池,Cu为正极D.电解质溶液可能是稀硝酸4.有关以下甲、乙、丙、丁四个图示的叙述正确的是( )A.甲中负极反应式为2H++2e-H2↑B.乙中阳极反应式为Ag++e-AgC.丙中H+向石墨棒方向移动D.丁中电解开始时阳极产生黄绿色气体5.下面列出了电解不同物质时发生的电极反应,其中错误的是( )A.电解饱和食盐水,阴极:Na++e-NaB.电解CuSO4溶液,阴极:Cu2++2e-CuC.电解熔融NaCl,阴极:Na++e-NaD.电解NaOH溶液,阳极:4OH--4e-2H2O+O2↑6.用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为1∶3的CuSO4和NaCl的混合液,可能发生的反应有( )①2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2↑②Cu2++2Cl-Cu+Cl2↑③2Cl-+2H+H2↑+Cl2↑④2H2O2H2↑+O2↑A.①②③B.①②④C.②③④D.②④7.用惰性电极电解某溶液时,发现两极只有H2和O2生成,则电解一段时间后,下列有关该溶液(与电解前同温度)的说法中正确的有( )①该溶液的pH可能增大②该溶液的pH可能减小③该溶液的pH可能不变④该溶液的浓度可能增大⑤该溶液的浓度可能不变⑥该溶液的浓度可能减小A.①②③B.①②③④C.①②③④⑤D.全部8.Cu2O是一种半导体材料,右图是基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图,电解总反应为2Cu+H2OCu2O+H2↑。