《电能转化为化学能—电解》教案

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1、《电能转化为化学能——电解》教案一、教学目标：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．了解氯碱工业，电镀，冶金的原理3．掌握电解电极方程式的书写。4.金属的电化学腐蚀二、教学重点：电解原理及应用三、教学过程：我们知道化学能可以转变为热能，即反应热。化学能也能转变为电能，用原电池装置。今天这节课我们就来学习电能如何转化为化学能。一、电解原理讲：首先我们来比较金属导电和电解质导电的区别。金属电解质导电粒子导电状态温度影响导电实质电子定向移动过渡：电解质导电的实质是什么呢？一起看实验。实验：现象—一极有气泡，检验为氯气；另一极有红色的物质析出，分析为铜。讲：要分析此现

2、象我们得研究此装置，首先看电极。1．电极阳极—与电源正极相连阴极—与电源负极相连隋性电极—只导电，不参与氧化还原反应(C/Pt/Au)活性电极—既导电又参与氧化还原反应(Cu/Ag)问：通电前和通电时分别发生了怎样的过程？通电前：CuCl2=Cu2++2Cl-H2OH++OH-通电中：阳离子(Cu2+，H+)向阴极移动被还原；阴离子(Cl-，OH-)向阳极移动被氧化讲：即在电极上分别发生了氧化还原反应，称电极反应。2．电极反应(阳氧阴还)阳极：2Cl--2e-=Cl2(氧化)阴极：Cu2++2e-=Cu(还原)总电极方程式：___________________放电：阴离子失去

3、电子或阳离子得到电子的过程叫放电。3．电解：电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程叫电解。讲：所以电解质导电的实质便是——电解电解池：借助电流引起氧化还原反应的装置，即把电能转化为化学能的装置叫电解池或电解槽。问：构成电解池的条件是什么？电源、电极、电解质构成闭和回路。4．离子的放电顺序阴极：(阳离子在阴极上的放电顺序(得e-))Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸电离的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+阳极(1)是惰性电极时：阴离子在阳极上的放电顺序(失e-)S2-

4、>I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根离子)>F-(SO32-/MnO4->OH-)(2)是活性电极时：电极本身溶解放电问：放电能力弱于H+和OH–的物质在水溶液中放电吗？否，但亚铁离子浓度远大于氢离子浓度时，亚铁离子放电。问：电解水时为了增强水的导电性常常需加入氢氧化钠或稀硫酸，为什么？可以加食盐吗？练习：电解碘化汞、硝酸铜、氯化锌、盐酸、硫酸、氢氧化钠的电极方程式。5．电解规律：(1)电解含氧酸、强碱溶液及活泼金属的含氧酸盐，实质上是电解水，电解水型。问：初中电解水时加硫酸或氢氧化钠增强导电性，影响水的电解吗？电解硫酸和氢氧化钠时为何H2和O2之比

5、大于2？氧气溶解度大于氢气又为何硫酸一定大于2，而氢氧化钠可能等于2？硫酸根可能放电。(2)电解不活泼金属的含氧酸盐，阳极产生氧气，阴极析出不活泼金属，放氧生酸型。练习：电解硫酸铜方程式。加入下列哪些物质可以恢复到硫酸铜原来的溶液：氧化铜、氢氧化铜、铜、碳酸铜。(3)电解不活泼金属无氧酸盐，实际上是电解电解质本身，分解电解质型。(4)电解活泼金属(K/Ca/Na)的无氧酸盐，阴极产生氢气，阳极析出非金属，放氢生碱型。6．电解中电极附近溶液pH值的变化。(1)电极区域A．阴极H+放电产生H2，阴极区域pH变大。B．阳极OH-放电产生O2，阳极区域pH变小。(2)电解质溶液中A．电

6、解过程中，既产生H2，又产生O2，则原溶液呈酸性的pH变小，原溶液呈碱性的pH变大，原溶液呈中性的pH不变(浓度变大)。B．电解过程中，无H2和O2产生，pH几乎不变。但象CuCl2变大C．电解过程中，只产生H2，pH变大。D．电解过程中，只产生O2，pH变小。过渡：如果把阳极换成铜棒，阳极发生的反应就是铜自身溶解，如果电解质是硫酸，阴极析出的是什么？也是铜，这就是我们的铜的电解精炼法。二、电解原理的应用1．铜的电解精炼阳极：粗铜棒阴极：精铜棒电解质：含铜电解质问：精炼中硫酸铜的浓度怎样？基本不变，但变小。过渡：若把阴极精铜棒换成铁棒，电解过程变吗？不变，但不是精炼铜了，而叫电

7、镀铜。2．电镀铜阳极：镀层金属阴极：待镀金属(镀件)电镀液：含镀层金属的电解质。3．电解饱和食盐水——氯碱工业问：1、电解饱和食盐水的阴极产物、阳极产物分别是什么？2、转移的电子数和氢氧化钠的物质的量的关系？3、从Cl-Cl2一定需要加氧化剂吗？4、阴极产物和阳极产物能接触吗？5、饱和食盐水为何需要精制？如何精制？精制：步骤一:1)先加过量的BaCl2和过量的NaOH(顺序可换)，再加入过量的Na2CO32)过滤3)加盐酸调节pH为7步骤二:送入阳离子交换塔除去Ca2+、Mg2+等。