点解原理及其应用

高三化学一轮复习精品教辅第26讲：电解原理及其应用【考纲要求】1. 判断某装置是否是电解池。

2. 理解电解原理、书写电解池工作时的电极反应式。

掌握电解前后溶液浓度和pH的变化。

3. 了解铜的电解精炼和电镀装置及原理。

4. 了解氯碱工业的反应原理。

5. 掌握有关电解的计算。

教与学方案一.电解1.定义。

2.电极判断：阳极相连，发生反应。

阴极相连，发生反应。

必记知识点：水中阴阳离子放电顺序阳极放电顺序：金属> S2-> I-> Br-> Cl-> OH->含氧酸根阴极得电子顺序：Ag+>Hg2+>Fe3+ (Fe3+ +e- = Fe2+) >Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+> Zn2+> Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+2、原电池与电解池的比较二、电解原理的应用1.氯碱工业（电解饱和食盐水）⑴电解过程中，与电源正极相连电极上所发生的化学方程式为，与电源负极相连的电极附近，溶液的pH⑵工业食盐含Ca 2+、Mg2+等杂质。

精制过程发生反应的离子方程式为：__________。

⑶如果粗盐中SO42-含量较高，必须添加钡试剂除去它，该钡试剂可以是a、Ba(OH)2b、Ba(NO3)2c、BaCl2⑷脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过、冷却、(填写操作名称)除去NaCl⑸若采用无隔膜电解冷的食盐水时，Cl2与NaOH充分接触，产物仅是NaClO和H2，相应的化学方程式为。

2.电镀：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过程镀件必须作极. 镀层金属必须作极.电解质溶液中必须含有金属离子。

【例2】若要在铜片上镀银，下列说法错误的是（）①将铜片接电源正极②将银片接在电源正极③在铜片上：Ag++e-=Ag④在银片上发生的反应是4OH—4e-=O2+2H2O⑤可用CuSO4溶液作电解质溶液⑥可用AgNO3溶液作电解质溶液3.电解精炼(电解精炼铜为例)阳极：阴极：【思考】电解过程中CuSO4溶液浓度如何变化？4.电解法冶炼金属（Al和Na）【例3】如图装置中，（1）当A键断开，B、C闭合时，甲为池，乙为池；（2）当A、C两键断开时，乙中铁极增重1.6g，则被氧化的铁有g；（3）将乙中两极都换成石墨，硫酸铜溶液换H2SO4后断开B、C两键，闭合A键，则甲为池，乙为池，当甲中锌极减轻6.5g时，乙中共放出气体mL（标况）。

《电解原理及其应用》教案一、三维目标： 1.知识与技能:(1)了解电解原理,掌握电解、电解池的概念(2)能书写电极反应式，培养学生分析问题，总结归纳对比的能力2.过程和方法：通过探究电解质溶液的电解，结合电解原理分析，通过教师的设疑、释疑调动学生积极思维，猜测并分析推理实验现象，通过实验验证，归纳总结基本规律，使学生掌握电解装置的分析方法。

培养学生的观察能力、动手实验能力以及分析问题、解决问题的能力。

3.情感态度和价值观：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难点：1.重点：理解电解原理和以电解CuCl2溶液、NaCl溶液为例分析电解产物。

2.难点：理解电解原理，非惰性电极作阳极对电解产物的判断二、教学设计：知识线：从电解水的现象入手，引出电解原理，电解池的定义和构成要素。

能力线：以实验探究为主，引发问题的思考及解决，最后得出结论。

提高学生分析问题的能力和实验动手能力。

三、教学过程：【引入】大多数的便携式移动电源并不会让你在离开电源的情况下超过两天。

我们不仅每天要为手机充电，同时还要为移动电源充电，而普通的移动电源也不能让我们尽情的使用手机。

不过现在，一款名叫Brunton Hydrogen Reactor的氢燃料移动电源终于从概念变成了现实。

虽然之前氢燃料电池技术在航天、交通、军事、生产等诸多领域已经有了不少应用，但是出现在电子科技产品中还是破天荒的头一回。

这是一款专门为野外求生玩家准备的产品，套件中的电池可给手机充电五六次，每次充电时间1小时左右，它有望成为露营、地震期间、紧急救援的新利器。

大家是否也需要这样一款移动电源呢？我们知道，氢氧燃料电池是将氢气与氧气反应的化学能转化成电能为用电器使用，同时生成水，那么如果我们能够把水再分解，原料就可以循环利用了，如何将水分解呢？生：电解。

【问】那么电解的过程是怎样的呢？原理是什么呢？又是怎样进行能量转化的呢？今天让我们带着这样的问题来探讨电解的原理及其应用。

高中化学中的电解原理及其应用在高中化学的学习中，电解原理是一个十分重要的概念，它不仅在理论上具有深刻的意义，而且在实际应用中也有着广泛的用途。

让我们一起来深入了解一下这一神奇的化学原理及其丰富多样的应用。

一、电解原理的基本概念电解，简单来说，就是在直流电的作用下，使电解质溶液或熔融电解质在阴阳两极发生氧化还原反应的过程。

要理解电解原理，首先得清楚电解池的构成。

电解池由直流电源、两个电极（阳极和阴极）以及电解质溶液（或熔融电解质）组成。

在电解池中，与电源正极相连的电极称为阳极，与电源负极相连的电极称为阴极。

在电解过程中，阳极发生氧化反应，阴离子失去电子；阴极发生还原反应，阳离子得到电子。

例如，在电解氯化铜溶液时，氯离子在阳极失去电子生成氯气，铜离子在阴极得到电子生成铜单质。

二、电解原理的影响因素1、电极材料电极材料的性质会影响电解反应的进行。

惰性电极（如铂、金等）在电解时本身不参与反应，而活性电极（如铁、铜等）可能会参与反应。

2、电解质溶液的浓度电解质溶液浓度的大小会影响离子的迁移速度和反应速率。

3、电流强度电流强度越大，电解反应的速率通常越快。

4、温度适当提高温度可以加快离子的运动速度，从而加快电解反应的速率。

三、电解原理的应用1、电解精炼电解精炼是利用电解原理提纯金属的一种方法。

以铜的电解精炼为例，粗铜作为阳极，纯铜作为阴极，硫酸铜溶液作为电解质溶液。

在电解过程中，阳极的粗铜逐渐溶解，杂质如锌、铁、镍等比铜活泼的金属先溶解成为离子进入溶液，而金、银等不活泼的金属则沉淀为阳极泥；阴极上铜离子得到电子析出纯铜，从而达到提纯铜的目的。

2、电镀电镀是一种表面处理技术，也是基于电解原理。

将需要镀金属的物件作为阴极，镀层金属作为阳极，含有镀层金属离子的溶液作为电解质溶液。

通过电解，在阴极上沉积出均匀、致密、结合良好的镀层，起到保护、装饰或赋予特殊功能的作用。

比如，我们常见的镀铬、镀锌等。

3、氯碱工业氯碱工业是电解食盐水制取烧碱、氯气和氢气的工业生产方法。

电解原理及其应用教案一、教学目标1. 让学生了解电解的概念，掌握电解的基本原理。

2. 使学生了解电解的应用领域，认识电解在实际生产生活中的重要性。

3. 培养学生运用电解原理解决实际问题的能力。

二、教学内容1. 电解的定义及分类2. 电解原理及电解过程中的物质变化3. 电解的应用领域4. 电解在实际生产生活中的应用案例分析三、教学重点与难点1. 电解原理的微观解释2. 电解过程中的物质变化3. 电解应用领域的拓展四、教学方法1. 采用问题驱动法，引导学生探究电解原理及其应用。

2. 利用多媒体展示电解实验现象，增强学生对电解过程的理解。

3. 开展小组讨论，培养学生团队合作精神。

五、教学过程1. 引入新课：通过展示电解水实验，引导学生思考电解的定义及分类。

2. 讲解电解原理：详细解释电解的微观过程，阐述电解过程中的物质变化。

3. 电解应用领域：介绍电解在金属冶炼、化工生产、电镀、水的电解等方面的应用。

4. 案例分析：分析电解在实际生产生活中的应用案例，如电解水制氢、电解食盐制氯气等。

5. 课堂小结：总结本节课所学内容，强调电解原理及其在实际中的应用。

6. 课后作业：布置相关练习题，巩固所学知识。

六、电解原理的深入探讨1. 电解质的定义与电解质溶液的导电性解释电解质的离子化和电解质溶液中离子的移动对导电性的影响。

2. 电解极性的确定介绍阴极和阳极的概念，解释电极电位的差异如何决定电解过程中的反应。

3. 电解电流与电极反应探讨电流的方向与电极反应的关系，以及电流强度对电解过程的影响。

七、电解实验设计与安全1. 电解实验的基本setup介绍进行电解实验所需的器材和设备，包括电源、电极、电解质溶液等。

2. 电解实验的安全注意事项强调实验过程中应遵守的安全规则，如使用适当的个人防护装备，防止电气火灾等。

3. 设计一个简单的电解实验指导学生设计一个从氯化铜溶液中提取铜的电解实验。

八、电解在现代工业中的应用1. 金属的冶炼与精炼解释电解在提取金属，如铜、铝、锌等过程中的作用。

《电解原理及其应用》教学设计和教学反思教学应用教学反思电解教学设计：一、教学目标1.知识目标：了解电解基本原理和电解质溶液的性质。

2.技能目标：能够分析电解过程中的电子流动和离子迁移。

3.情感目标：培养学生对电解过程的兴趣和好奇心。

二、教学内容1.电解基本原理2.电解质溶液的性质3.电解的应用三、教学过程1.导入（10分钟）通过实验示范或提问，引发学生对电解的兴趣和好奇心，了解学生对电解的初步认识。

2.知识讲解（30分钟）详细讲解电解的基本原理，包括电解液中的离子和电子流动、电解产物的生成等。

同时介绍电解质溶液的性质，如导电性、电解度等。

3.实例分析（20分钟）通过实例分析，让学生了解电解过程中发生的化学反应和电化学反应，并进行相关计算。

4.电解的应用（20分钟）介绍电解在实际应用中的重要性，如电解制氢、电镀等，并展示相关实验。

5.总结和归纳（10分钟）总结本节课的重点内容，引导学生进行归纳总结，巩固所学知识。

6.课后拓展（10分钟）布置相关拓展作业，让学生进一步加深对电解原理及其应用的理解。

教学反思：本节课通过讲解电解的基本原理和应用，旨在引发学生对电解的兴趣和好奇心，并帮助学生初步掌握电解的基本概念和相关计算方法。

在教学过程中，我采用了多种教学方法，如实验示范、实例分析等，以培养学生的实践能力和动手操作能力。

在教学过程中，我发现学生对电解的概念和原理存在一些模糊和混淆，对于电解质溶液的性质也理解不深入。

在知识讲解环节，我通过生动形象的语言和实际示例，对电解过程进行了详细讲解，使学生能够更好地理解电解的原理和机制。

而在实例分析环节，我选择了一些常见的电解反应进行分析，让学生能够通过计算来进一步巩固所学知识。

在电解的应用环节，我通过展示相关实验，让学生更加直观地了解电解在实际应用中的重要性和广泛性。

在教学过程中，我根据学生的学习情况进行了及时的调整。

发现学生对一些概念的理解存在困惑时，我及时进行澄清和解释，帮助学生更好地理解。

电解原理及其应用1．电解原理[电解、电解池(槽)] 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叫做电解．借助于电流引起氧化还原反应的装置，也就是把电能转变为化学能的装置，叫做电解池或电解槽．构成电解池(电解槽)的条件： (1)有外加直流电源．(2)有电解质溶液或熔融的离子化合物．(3)有两个电极(材料为金属或石墨，两极材料可相同或不同)： 阴极：与直流电源的负极直接相连的一极． 阳极：与直流电源的正极直接相连的一极． (4)两个电极要与电解质溶液接触并形成回路．注意 电解池的阴、阳极完全由外加直流电源的负、正极确定，与电极材料本身的性质无关．而原电池的正、负极则由构成电极材料本身的性质决定．[惰性电极和活性电极] 在电解时，根据电极本身是否参与氧化还原反应，可把电极分为惰性电极和活性电极两类：(1)惰性电极(C 、Pt 等)：只起导电作用，不参与反应；(2)活性电极(除Pt 、Au 外的其余金属)：当作阳极时，除起导电作用外，还失去电子变成金属阳离子进入溶液中． [电解原理]阴极：阴极→发生还原反应→溶液中的金属阳离子或H ＋得电子→电极的质量增加或放出H2→电极本身一定不参加反应．阳极：阳极→发生氧化反应→活性电极溶解或惰性电极时溶液中的阴离子(或OH －)失去电子→电极的质量减轻或放出O 2或析出非金属单质． 电子流向：外接电源(+)→外接电源(一)→电解池阴极→溶液中离子定向移动→电解池阳极→外接电源(+)．电流方向：与电子流向相反． [离子的放电顺序](1)在阴极上．在阴极上发生的是得电子反应，因此，电极本身只起导电作用而不能发生氧化还原反应，发生反应的是溶液中的阳离子，它们得电子的能力顺序为： Ag ＋、Fe 3＋、Cu 2＋、H ＋、Pb 2＋、Fe 2＋、Zn 2＋、（H ＋）、Al 3＋、Mg 2＋、Na ＋、Ca 2＋、K ＋得电子能力由易到难说明 上列顺序中H ＋有两个位置：在酸溶液中，H ＋得电子能力在Cu 2＋与Pb 2＋之间；若在盐溶液中，则H ＋位于Zn 2＋与Ag ＋之间．(2)在阳极上．首先应考虑电极是活性电极还是惰性电极，若为活性电极，则是阳极本身失去电子被氧化成阳离子进入溶液中，即：+-=-n M ne M ，此时不能考虑溶液中阴离子的失电子情况；若为惰性电极，溶液中的阴离子失电子的能力顺序为：NO 3－或SO 42－等含氧酸根、OH －、Cl －、Br －、I －、S 2－失电子能力由弱到强2[用惰性电极作阳极电解酸、碱、盐水溶液的规律]归纳：(1)电解含氧酸、强碱和活泼金属含氧酸盐的水溶液，实际上都是电解水，即：2H2O2H2↑+ O2↑(2)电解无氧酸(HF除外)、不活泼金属无氧酸的水溶液，就是电解溶质本身．例如：2HCl H2↑+ Cl2↑CuCl2Cu + C12↑(3)电解活泼金属无氧酸盐溶液时，电解的总化学方程式的通式可表示为：溶质+ H2O H2↑+ 碱+ 卤素单质X2(或S)(4)电解不活泼金属含氧酸盐的溶液时，电解的总化学方程式的通式可表示为：溶质+ H2O O2↑+ 酸+ 金属单质(5)电解时，若只生成H2，pH增大．若只生成O2，则pH减小．若同时生成H2和O2，则分为三种情况：电解酸的溶液，pH减小；电解碱的溶液，pH增大；电解盐的溶液，pH不变．2．电解原理的应用[铜的电解精炼、电镀铜][氯碱工业](1)电解饱和食盐水溶液的反应原理．阳极电极反应式(Fe 棒)：2H ＋+2e －＝H 2↑ (H ＋得电子产生H 2后，阴极区OH －浓度增大而显碱性)阳极电极反应式(石墨)：2C1――2e －＝Cl 2↑ 电解的总化学方程式：2NaCl + H 2O2NaOH + H 2↑+ Cl 2↑(2)设备：离子交换膜电解槽．离子交换膜电解槽主要由阳极、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．电解槽的阳极用金属钛制成；阴极由碳钢网制成．(3)阳离子交换膜的作用：①把电解槽隔为阴极室和阳极室；②只允许Na ＋通过，而Cl －、OH －和气体则不能通过．这样，既能防止生成的H 2和Cl 2相混合而发生爆炸，又能避免C12进入阴极区与NaOH 溶液作用生成NaClO 而影响烧碱的质量．(4)离子交换膜法电解制烧碱的主要生产流程说明为除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO42－等杂质离子，需依次加入过量的BaCl2溶液(除去SO42－)、NaOH溶液(除去Mg2＋、Fe3＋)和Na2CO3溶液(除去Ca2＋和剩余的Ba2＋)，最后加入盐酸中和NaOH以及将剩余的Na2CO3转化为NaCl．。