化学能与电能的转化第二课时电解规律

时间第三周 3月5日 本模块第8课时

课题专题专题1化学反应与能量变化
单元第二单元化学能与电能的转化
节题第二课时电解规律
教学目标知识与技能通过电能转变为电能的探究活动，了解电解池的工作原理，能正确书写电解池的阴、阳极的电极反应式及电解反应方程式。
过程与方法通过实验探究电能转化为化学能的装置，培养实验探究能力。
情感态度
与价值观通过分析电解饱和氯化钠溶液，原理体会化学反应对人类生活生产的作用，化学在解决人们生产、生活中的重要作用。
教学重点离子放电顺序
教学难点电极反应式的正确书写。
教学准备氯化钠溶液、U形管、稳压电源。
教

学

过

程

教师主导活动学生主体活动
[回顾]如何写电解池中两极的电极反应式。

[交流与讨论] P19电解氯化钠溶液原理。
1．在氯化钠溶液存在 离子，接通直流电源后，溶液中 离子向阳极移动，由于 离子比 离子容易失去电子，在阳极被氧化；溶液中 离子向阴极移动，由于 离子比 离子容易得到电子，在阴极被还原；在 极区得到NaOH。
2．请写出电解食盐水过程中的电极反应为：
总反应的电解方程式

3、分析氯碱工业在电解饱和食盐水时为什么要阻止阴极区的OH-进入阳极区： [讨论]
1、判断阴极、阳极，电子得失。
2、离子反应。

NaCl==Na+ + Cl―
H2O H++OH―
自由移动Na+ 、 Cl―H+、OH―能电后作定向移动，Na+ 、H+、移向阴极氢离子得电子变成氢气，OH―Cl―向阳极移动失电子，氯离子失电子而变成氯气

阳极：2Cl――2e-= Cl2
阴极：2H++2e-= H2
或2H2O+2e-= H2+2OH―
2Cl―+2H2O = Cl2 +H2+2OH

Cl2+2OH ==Cl―+ClO―

教
学
过
程教师主导活动学生主体活动
1．电极产物的判断依据――离子放电顺序和电极材料
阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电．放电顺序取决于离子本身性质，也与电极材料有关．电解时所使用的电极分为两类：一类为惰性电极，只起导体的作用（如铂、石墨等）．另一类为活性电极（除铂、金以外的金属），活性电极作阴极，只起导体的作用；若为阳极，电极本身．发生氧化反应。
（1）在电极的阴极上，阳离子的放电顺序为：
（2）在惰性电极的阳极上，阴离子放电的顺序为：
注：若非惰性电极作阳极，失电子的是电极本身．
2．电解规律及溶液PH分析：
（1）电解规律：用惰性电极电解酸、碱、盐各种电解质溶液，依据放电顺序有四种类型：
①含氧强酸、强碱和活泼金属含氧酸盐溶液电解，实际上是电解 。
阴：4H++4e-=2H2↑
阳：4OH―-4e-=O2↑+H2O
②无氧酸、不活泼金属无氧酸盐溶液电解，实际上

是 电解。
③活泼金属无氧酸盐溶液电解， 同时发生电解。
不活泼金属含氧酸盐溶液电解， 同时发生电解。
(2)电极附近溶液PH值变化：
电解时，如果溶液中H+或OH-在电极上放电，使得电极附近溶液中的H+或OH-浓度发生改变，而引起电极附近PH值变化。
电解时，如在阳极上生成O2，这时由_____在阳极上放电，使得阳极附近[OH-]___[H+]，阳极区PH值_____；如在阴极上生成H2，这时由于___在阴极上放电，使得阴极附近[H+]___[OH-]，阴极区PH值___。
（3）电解质溶液PH值变化：
若电解时，只生成H2，而不生成O2，溶液的PH值___；
若只生成O2，而不生成H2，溶液的PH值_________；
若既生成H2，又生成O2，实际上就是电解_____;此时若原溶液为酸性，其PH值______，若为碱性，其PH值______，若为中性，其PH值不变；
若既不生成H2，也不生成O2，溶液的PH值变化不大。
[思考]电解质原溶液如何恢复？
[讨论]
按金属活动顺序表：
Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Na+
阴离子放电顺序：
X―>OH―>含氧酸根离子

硫酸、硝酸、
氢氧化钠、氢氧化钙
硫酸钠、硝酸钾
电解水，
HCl、CuCl2
溶质电解，
水和溶质，
如NaCl“放氢成碱”
如CuSO4“放氧成酸”
溶液的PH视电解情况分析

NaCl溶液电解后，需加入盐酸，
CuSO4溶液需加氧化铜。

教
学
过
程教师主导活动学生主体活动
1．（06江苏）某同学按右图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是
A．电解过程中，铜电极上有H2产生
B．电解初期，主反应方程式为：Cu+H2SO4
CuSO4+H2↑
C．电解一定时间后，石墨电极上有铜析出
D．整个电解过程中，H＋的浓度不断增大
2．（06北京）铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。请回答：
(1)工业冶炼铝的化学方程式是____________________________________。
(2)铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是___________________________。
(3)工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸杂质，可用离子交换膜法电解提纯。
电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)，其工作原理如图所示。

①该电解槽的阳极反应式是____________________。
②通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，
请简述原因___________________________
③除去杂质后的氢氧化钾溶液从溶液出口___________
______(填写“A”或“B”)导出。
[答] （1）2Al2O3 4Al+3O2↑
（2）2Al+2OH―+2H2O=2AlO2―+3H2↑
（3）① 4OH――4e―=2H2O+O2↑
② H+ 放电，促进水的电离，OH― 浓度增大
③ B
3．从H+、Na+、Ba2+、Cu2+、Cl－、 中选出两种离子组成电解质，按下列要求进行电解，将电解质的化学式填空：(使用惰性电极)
(1) 电解过程中溶液颜色变浅且水量不变_______________________；
(2) 电解过程中电解质含量不变，水量减少_______________________；
(3) 电解过程中溶液的pH值增大______________；
(4) 电解过程中，两极析出气体的体积比为1∶1________。
[作业]
板书计划1、离子放电顺序、电极材料
2、电解规律、溶液PH
反馈离子放电顺序是电解知识的难点，探究实验效果很好，学生掌握情况较好。

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