选修四专题2电解池讲义.doc

课 题 电解池 授课日期及时段 教学目的 1．理解电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。 2．了解电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜以及电冶金等电解原理的应用。 3．掌握电解原理的有关计算。 教学内容 一、课前检测 1．电解水的化学方程式如何书写？ 【答案】2H2O2H2↑＋O2↑ 2．根据金属活动性顺序，你能排列出常见阳离子的氧化性强弱顺序吗？阴离子呢？ 【答案】阳离子氧化性顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋＞Pb2＋＞Sn2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋。 阴离子还原性顺序：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞NO＞SO＞F－。 二、知识点梳理 一、2．实验 CuCl2溶液的电解 实验步骤 在U形管中注入CuCl2溶液，插入两根石墨棒作电极，把湿润的碘化钾淀粉试纸放在与直流电源正极相连的电极(阳极)附近。接通直流电源 实验现象 ①阴极石墨棒上逐渐覆盖了一层__红色的铜_；②在阳极石墨棒上有_刺激性气味气体_产生，且使湿润的碘化钾淀粉试纸变成__蓝__色 原理分析 CuCl2电离 CuCl2===Cu2＋＋2Cl－ 电极反应 阳极：_2Cl－－2e－===Cl2↑_； 阴极：_Cu2＋＋2e－===Cu__ 总反应 ___Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑_____ 结　论 电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的___电解___过程 3．电解池 把__电___能转变为___化学___能的装置，叫电解池。 在电解池中，与电源负极相连的电极是__阴极___，在阴极上发生__还原__反应；与电源__正极__相连的电极是阳极，在阳极上发生__氧化__反应。 电解原理的应用 1.电解饱和食盐水(氯碱工业) (1)电极反应式 阳极：___2Cl－－2e－===Cl2↑__； 阴极：___2H＋＋2e－===H2↑ __。 (2)总反应 化学方程式： _______2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑_____。 离子方程式：2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑。 2．电镀及金属精炼 (1)概念：应用电解原理在某些金属或非金属材料表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。 (2)主要目的是使金属增强抗腐蚀能力，增加美观和表面硬度。 (3)电镀时，_待镀的金属制品___作阴极，_镀层金属__作阳极，用含有_镀层金属离子___的溶液作电解质溶液。 (4)应用：电解精炼铜时，用_纯铜板_作阴极，_粗铜板_作阳极，_CuSO4溶液_作电解液。 3．电冶金 由于电解是最强有力的氧化还原手段，所以电解法是冶炼像钠、钙、镁、铝这些活泼金属的重要方法。如电解熔融NaCl制备金属钠，电极反应：阴极：2Na＋＋2e－===2Na，阳极：_2Cl－－2e－===Cl2↑_，总反应：_2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑_。 三、重难点突破 【慎思1】 电解质溶液导电与金属导电过程一样吗？ 【答案】不一样，金属导电是因为金属中存在自由电子，是自由电子的定向移动形成电流，是物理过程，而电解质溶液是靠溶液中的自由离子定向移动形成电流，并在两极发生氧化还原反应。 【慎思2】 思考并讨论，如何确定电解池的阴、阳极？ 【答案】(1)通过与直流电源的连接： 阳极——连接电源正极；阴极——连接电源负极。 (2)通过发生的反应： 阳极——发生氧化反应；阴极——发生还原反应。 (3)通过电子流向及反应中电子得失： 阳极——电子流出，反应中失电子； 阴极——电子流入，反应中得电子。 【慎思3】 根据所列出条件，选出组装一电解池的物质(用短线连接)。 ①电源　　　　　　 a．干电池 b．照明线路中插座 c．乙醇 ②电解液　　　　 d．KCl溶液 　　　　　　　　 e．硅酸 ③电极　　　　　　 f．石英 　　　　　　　　 g．石墨 【答案】①电源——a.干电池 ②电解液——d.KCl溶液 ③电极——g.石墨 【慎思4】 电解饱和食盐水时阴极区溶液为什么呈碱性？ 【答案】电解饱和食盐水过程中，因离子放电顺序为H＋＞Na＋，所以H＋在阴极上得电子而生成H2，破坏了水的电离平衡，促进了水的电离；使阴极区溶液中c(OH－)＞c(H＋)，所以阴极区溶液呈碱性。 【慎思5】 电镀和电解精炼过程中电解质溶液的变化有何不同？ 【答案】(1)电镀时，以镀层金属作阳极时，阳极消耗的金属离子与阴极析出的金属阳离子完全相等，因此电镀液的浓度不变。 (2)电解精炼铜时，以粗铜为材料作阳极属于活性电极，粗铜有杂质(锌、铁、镍、银、金等)，当铜不断溶解时，位于金属活动性顺序铜之前的金属如Zn、Fe、Ni等，也会失去电子，如Zn－2