魯科版選修四《電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能——電解》教案2

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1、 最新魯科版選修四《電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能——電解》教案 2 一、教學(xué)目標(biāo)： 1．理解電解原理 , 初步掌握一般電解反應(yīng)產(chǎn)物的判斷方法 2．了解氯堿工業(yè) , 電鍍 , 冶金的原理 3．掌握電解電極方程式的書寫。 4. 金屬的電化學(xué)腐蝕二、教學(xué)重點(diǎn)： 電解原理及應(yīng)用三、教學(xué)過(guò)程： 我們知道化學(xué)能可以轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?, 即反應(yīng)熱。化 學(xué)能也能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?, 用原電池裝置。今天這節(jié)課我們就來(lái)學(xué)習(xí)電能如何轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 一、電解原理 講：首先我們來(lái)比較金屬導(dǎo)電和電解質(zhì)導(dǎo)電的區(qū)別。 金屬 電解質(zhì) 導(dǎo)電粒子 導(dǎo)電狀態(tài)

2、 溫度影響 導(dǎo)電實(shí)質(zhì) 電子定向移動(dòng) 過(guò)渡：電解質(zhì)導(dǎo)電的實(shí)質(zhì)是什么呢？一起看實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)：現(xiàn)象—一極有氣泡 , 檢驗(yàn)為氯氣；另一極有紅色的物質(zhì)析出 , 分析為銅。 講：要分析此現(xiàn)象我們得研究此裝 置, 首先看電極。 1．電極 陽(yáng)極—與電源正極相連 陰極—與電源負(fù)極相連 隋性電極—只導(dǎo)電 , 不參與氧化 還原反應(yīng) (C/Pt/Au) 活性電極—既導(dǎo)電又 參與氧化還原反應(yīng) (Cu/Ag) 問(wèn)：通電前和通電時(shí)分別發(fā)生了怎樣的過(guò)程？ 2+ - H 2O +- 通電前： CuCl2=Cu +2Cl H +OH

3、 通電中：陽(yáng)離子（ Cu2+,H +）向陰極移動(dòng)被還原； - - 陰離子（ Cl ,OH ）向陽(yáng)極移動(dòng)被氧化 1 / 4 講：即在電極上分別發(fā)生了氧化還原反應(yīng) , 稱電極反應(yīng)。 2．電極反應(yīng) ( 陽(yáng)氧陰還 ) 陽(yáng)極： 2Cl - -2e-=Cl 2 ( 氧化 ) 陰極： Cu2++2e-=Cu( 還原 ) 總電極方程式： _______________

4、____ 放電：陰離子失去電子或陽(yáng)離子得到電子的過(guò)程叫放電。 3．電解：電流 ( 外加直流電 ) 通過(guò)電解質(zhì)溶液而在陰陽(yáng)兩極引起氧化還原反應(yīng) ( 被動(dòng)的不是自 發(fā)的 ) 的過(guò)程叫電解。 講：所以電解質(zhì)導(dǎo)電的實(shí)質(zhì)便是——電解 電解池：借助電流引起氧化還原反應(yīng)的裝置 , 即把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置叫電解池 或電解槽。 問(wèn)：構(gòu)成電解池的條件是什么？

5、 電源、電極、電解質(zhì)構(gòu)成閉和回路。 4．離子的放電順序 陰極：（陽(yáng)離子在陰極上的放電順序 ( 得 e-) ） +2+3+ 2+ + 2+ 2+ 2+ 2+ 3+ 2+ + 2+ + Ag >Hg >Fe >Cu >H( 指酸 電離的 )>Pb >Sn >Fe >Zn >Al >Mg >Na >Ca >K 陽(yáng)極 (1) 是惰性電極時(shí)：陰離子在陽(yáng)極上的放電順序（失 e- ）

6、 2- >I - - --- 2- ( 等含氧酸根離子 - 2- /MnO4 -- S >Br >Cl >OH>NO3 >SO4 )>F (SO3 >OH) (2) 是活性電極時(shí)：電極本身溶解放電 問(wèn)：放電能力弱于 + – 的物質(zhì)在水溶液中放電嗎？ H 和 OH 否 , 但亞鐵離子濃度遠(yuǎn)大于氫離子濃度時(shí) , 亞鐵離子放電。 問(wèn)：電解水時(shí)為了增強(qiáng)水的導(dǎo)電性常常需加入氫氧化鈉或稀硫酸 , 為什么？可以加食鹽嗎？ 練習(xí)：電解碘化汞、硝酸銅、氯化鋅、鹽酸、硫酸、氫氧化鈉的電極方程式。 5

7、．電解規(guī)律： （ 1）電解含氧酸、強(qiáng)堿溶液及活潑金屬的含氧酸鹽, 實(shí)質(zhì)上是電解水 , 電解水型。 問(wèn)：初中電解水時(shí)加硫酸或氫氧化鈉增強(qiáng)導(dǎo)電性, 影響水的電解嗎？ 電解硫酸和氫氧化 鈉時(shí)為何 H2 和 O2 之比大于 2？氧 氣溶解度大于氫氣 又為何硫酸一定大于 2, 而氫氧化鈉可能等于 2？硫酸根可能放電 （ 2）電解不活潑金屬的含氧酸鹽 , 陽(yáng)極產(chǎn)生氧氣 , 陰極析出不活潑金屬 , 放氧生酸型。練習(xí)：電解硫酸銅方程式。加入下列哪些物質(zhì)可以恢復(fù)到硫酸銅原來(lái)的溶液：氧化銅、氫氧化銅、銅、碳酸銅。 （ 3）電解不活潑金屬無(wú)氧酸鹽 , 實(shí)際上是電解電解質(zhì)本身

8、 , 分解 電解質(zhì)型。 2 / 4 （4）電解活潑金屬（ K/Ca/Na ）的無(wú)氧酸鹽 , 陰極產(chǎn)生氫氣 , 陽(yáng)極析出非金屬 , 放氫生堿型。 6．電解中電極附近溶液 pH 值的變化。 （1）電極區(qū)域 + 2 A ．陰極 H 放電產(chǎn)生 H , 陰極區(qū)域 pH 變大。 B - ．陽(yáng)極 OH放電產(chǎn)生 O2, 陽(yáng)極區(qū)域 pH 變小。 （2）電解質(zhì)溶液中 A ．電解過(guò)程中 , 既產(chǎn)生 H2, 又產(chǎn)生 O2, 則原

9、溶液呈酸性的 pH 變小 , 原溶液呈 堿性的 pH 變 大 , 原溶液呈中性的 pH不變（濃度變大）。 B ．電解過(guò)程中 , 無(wú) H 和 O 產(chǎn)生 , pH 幾乎不變。但象 CuCl 變大 2 2 2 C．電解過(guò)程中 , 只產(chǎn)生 H2, pH 變大。 D．電解過(guò)程中 , 只產(chǎn)生 O2, pH 變小。 過(guò)渡：如果把陽(yáng)極換成銅棒 , 陽(yáng)極發(fā)生的反應(yīng)就是銅自身溶解 , 如果電解質(zhì)是硫酸 , 陰極析出的 是什么？也是銅 , 這就是我們的銅的電解精煉法 二、電解原理的應(yīng)用 1．銅的電

10、解精煉 陽(yáng)極： 粗銅棒 陰極：精銅棒 電解質(zhì)：含銅電解質(zhì) 問(wèn)：精煉中硫酸銅的濃度怎樣？基本不變 , 但變小。 過(guò)渡：若把陰極精銅棒換成鐵棒 , 電解過(guò)程變嗎？ 不變 , 但不是精煉銅了 , 而叫電鍍銅。 2．電鍍銅 陽(yáng)極：鍍層金屬 陰極：待鍍金屬（鍍件） 電鍍液：含鍍層金屬的電解質(zhì)。 3．電解飽和食鹽水——氯堿工業(yè) 問(wèn)： 1、電解飽和食鹽水的陰極產(chǎn)物、陽(yáng)極產(chǎn)物分別是什么？ 2、轉(zhuǎn)移的電子數(shù)和氫氧化鈉的物質(zhì)的量的關(guān)系？ 3、從 Cl - 一定需要加氧化劑嗎？ Cl2 4、陰極產(chǎn)物和陽(yáng)極產(chǎn)物能接

11、觸嗎？ 5、飽和食鹽水為何需要精制？如何精制？ 精制：步驟一、 1）先加過(guò)量的 BaCl2 和過(guò)量的 NaOH（順序可換） , 再加入過(guò)量的 Na2CO3 2 ）過(guò)濾 3 ）加鹽酸調(diào)節(jié) pH 為 7 3 / 4 步驟二、送入陽(yáng)離子交換塔除去 2+ 2+ Ca 、 Mg 等。 4 / 4