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化学能与电能的转化第二课时电解规律

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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+ 、 ClH+、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,OHCl向阳极移动失电子,氯离子失电子而变成氯气

阳极:2Cl2e-= Cl2
阴极:2H++2e-= H2
或2H2O+2e-= H2+2OH
2Cl+2H2O = Cl2 +H2+2OH

Cl2+2OH ==Cl+ClO




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。





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 4OH4e=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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