2019-2020年高二化學(xué)《電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 電解》教案4.doc

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2019-2020年高二化學(xué)《電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 電解》教案4 考綱展示： 1、 通過運(yùn)用電解的原理分析食鹽水的電解、銅的電解精練，了解這些較復(fù)雜體系中所發(fā)生的反應(yīng)以及電解的實(shí)用價值。 2、 通過學(xué)習(xí)電鍍的內(nèi)容，使學(xué)生了解具有一定特殊性的、另一種電解原理的應(yīng)用方法，并進(jìn)一步體會電解對人類社會的重要貢獻(xiàn)； 考情分析 常見的考查形式： 1、綜合應(yīng)用電解原理解決實(shí)際問題。 2、電解的有關(guān)計(jì)算。 學(xué)情分析： 大部分學(xué)生對電解原理掌握較好，相當(dāng)一部份學(xué)生在書寫電極反應(yīng)式時不太準(zhǔn)確，不知何時要考慮環(huán)境。 主干知識梳理：（學(xué)生已預(yù)習(xí)，展示一下，學(xué)生回答，用時15分鐘） 【講解】電解的幾種類型 （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； （2）電解不活潑金屬無氧酸鹽，實(shí)際上是電解電解質(zhì)本身，電解電解質(zhì)型； （3）電解不活潑金屬的含氧酸鹽，放氧生酸型； （4）電解活潑金屬（K/Ca/Na）的無氧酸鹽，放氫生堿型； 【板書】二、電解原理的應(yīng)用 電解的類型：1、電解水型 2、電解電解質(zhì)型 3、放氧生酸型 4、放氫生堿型 【過渡】下面我們結(jié)合幾個例子看看電解原理的應(yīng)用 （一）電解食鹽水 【預(yù)習(xí)提示】1、預(yù)測電解食鹽水的現(xiàn)象是有哪些？ 2、電解食鹽水的產(chǎn)物是什么？ 3、在電解食鹽水時，溶液中各離子的移向何極？ 4、在電解食鹽水的過程中，溶液的PH值如何變化？ 【學(xué)生】預(yù)習(xí)后回答 【講解并板書】現(xiàn)象： 電流流向： 電子流向： 陰陽極反應(yīng)方程式（滴加酚酞紅，紅色先出現(xiàn)在哪？）： 陰極：2H++2e-→ H2↑ 陽極：2Cl- → Cl2↑+2e- 總方程式（陰極產(chǎn)物，陽極產(chǎn)物各是什么？）： 總反應(yīng)式：2NaCl+2H2O = 2NaOH+H2↑+Cl2↑ (條件:通電) 溶液PH值變化： 【講解】氯堿工業(yè)示意圖及陽離子交換膜的兩個優(yōu)點(diǎn)。 Na+ Na+ H2O(含少量NaOH) NaOH濃溶液 NaCl稀溶液 NaCl濃溶液 H2 Cl2 陽離子交換膜 【講解】在電解過程中，由于陰極區(qū)OH濃度變小，水的電離平衡向生成H和OH的方向移動，隨著H不斷變?yōu)闅湓硬⒆罱K形成氫氣逸出，使陰極區(qū)溶液中的OH越來越多。用隔膜就可以阻止OH移向陽極，則使氫氧化鈉可以在陰極附近的溶液中富集，由陰極溶液可以得到燒堿。還可以得到另外兩種重要的化工產(chǎn)品—氯氣和氫氣。 【指導(dǎo)學(xué)生閱讀資料在線】水的電離和離子放電順序 【強(qiáng)調(diào)】離子放電順序是對在一定條件下，離子并不都能在電極上發(fā)生反應(yīng)。而且所給的離子放電順序是一定條件下的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律，不同的實(shí)驗(yàn)條件會存在不同的順序，規(guī)律是有條件限制的。 【閱讀】工業(yè)電解食鹽水制備燒堿 【板書】（二）銅的電解精煉 陽極材料： 陰極材料： 電解液： 現(xiàn)象： 電流流向： 電子流向： 陰陽極反應(yīng)方程式： 陰極：Cu2+ + 2e- == Cu 陽極：Cu== Cu2+＋2e- （三）電鍍 【講解】一件表面鍍有其他金屬的制品，我們可以把它的結(jié)構(gòu)大致分為兩大部分：鍍件和鍍層金屬。那么這個鍍層金屬是這么鍍在這個鍍件上的呢？這節(jié)課我們就來看看這個問題。 鍍層金屬 鍍件 【活動探究】在鐵釘上鍍銅 注意點(diǎn): ①電極： 陰極——鍍件 (待鍍金屬制品) 陽極——鍍層金屬或惰性電極 ②電鍍液：含有鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液。 【投影小結(jié)】 電解池、電解精煉池、電鍍池的比較 電解池 電解精煉池 電鍍池 定義 將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置 應(yīng)用電解原理將不純的金屬提純的裝置 應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其他金屬的裝置 形成條件 ①兩電解接直流電源 ②電極插入電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)中 ③形成閉合回路 ①不純金屬接電源正極，純的金屬接電源負(fù)極 ②電解質(zhì)溶液須待提純金屬的離子 ①鍍層金屬接電源正極，待鍍金屬接電源負(fù)極 ②電鍍液須含有鍍層金屬的離子 電極名稱 陽極：電源正極相連 陰極：電源負(fù)極相連 陽極：不純金屬 陰極：純金屬 陽極：鍍層金屬 陰極：鍍件 電極反應(yīng) 陽極：氧化反應(yīng) 陰極：還原反應(yīng) 【投影練習(xí)】 1.（1）a 、b哪一極為正極？ （2）若要給鐵叉鍍鋅，a極選用什么材料？選擇何種溶液？ （3）若要給鐵叉鍍金，a極選用什么材料？選擇何種溶液？ 2. 工業(yè)上采用Fe、C為電極電解K2MnO4溶液制KMnO4 （1）電解時,應(yīng)以 作陰極，電解過程中 陰極 附近溶液pH將會 , （2）陽極反應(yīng)式為 ， （3）總電解反應(yīng)式為 . 答案: Fe 增大 MnO42——e- =MnO4— 2K2MnO4+2H2O=2KMnO4+2KOH+H2↑ 【典型例題精講】 例1：鉑電極電解1LCu(NO3)2和KNO3混合溶液,通電一段時間,兩極均產(chǎn)生11.2L(S.T.P)氣體.求電解后溶液的pH,并確定析出銅的物質(zhì)的量. 解析：陽極 4OH--4e-=2H2O+O2↑ 陰極 Cu2++2e- =Cu↓ 2H++2e- =H2↑ 陽極轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為: 0.54 = 2mol,消耗4OH- 2mol,即產(chǎn)生H+ 2mol. 陰極生成0.5molH2,消耗H+ 1mol;所以溶液中C(H+)=1mol/L pH=0 生成H2轉(zhuǎn)移的電子:0.5 2=1mol,故還有1mole- 用于還原Cu2+,可析出銅為0.5mol. 【達(dá)標(biāo)練習(xí)】 1.用石墨電極電解100mL H2SO4與CuSO4的混合液，通電一段時間后，兩極均收集到2.24L（標(biāo)況）氣體，則原混合液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度為（ ） A.1mol/L B.2mol/L C.3mol/L D.4mol/L 2.某硝酸鹽晶體化學(xué)式為M(NO3)xnH2O，式量為242，將1.21g該晶體溶于水配成100mL溶液，用惰性電極進(jìn)行電解。當(dāng)有0.01 mol 電子轉(zhuǎn)移時，溶液中金屬離子全部析出，此時陰極增重0.32g。求： ①金屬M(fèi)的相對原子質(zhì)量及x.n的值； ②電解溶液的pH（溶液體積仍為100mL）。 Mx+ + xe- = M 0.005mol 0.01mol 0.32g 所以：x = 2 ；Ar(M) = 64 ；n = 3 產(chǎn)生H+為0.01mol，pH=1 3.右圖中x、y分別是直流電源的兩極,通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增加,b極板處有無色無臭氣體放出,符合這一情況的 4.根據(jù)金屬活動順序表，Cu不能發(fā)生如下反應(yīng)：Cu + 2H2O=Cu(OH)2↓+ H2↑。但選擇恰當(dāng)電極材料和電解液進(jìn)行電解，這個反應(yīng)就能變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。下列四種電極材料和電解液中，能實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)最為恰當(dāng)?shù)氖? A B C D 陽極 石墨 Cu Cu Cu 陰極 石墨 石墨 Fe Pt 電解液 CuSO4溶液 Na2SO4溶液 H2SO4溶液 H2O 5.按下圖的裝置進(jìn)行電解實(shí)驗(yàn)：A極是銅鋅合金，B極為 純銅，電解質(zhì)中含有足量的銅離子。通電一段時間后，若 A極恰好全部溶解，此時B極質(zhì)量增加7.68克，溶液質(zhì)量 增加0.03克，A合金中Cu、Zn原子個數(shù)比為 A 4︰1 B 3︰1 C 2︰1 D 任意比 【板書設(shè)計(jì)】 二、電解原理的應(yīng)用 電解的類型：1、電解水型 2、分解電解質(zhì)型 3、放氧生酸型 4、放氫生堿型 （一）電解食鹽水 （二）銅的電解精煉 （三）電鍍 注意點(diǎn): ①電極： 陰極——鍍件 (待鍍金屬制品) 陽極——鍍層金屬或惰性電極 ②電鍍液：含有鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液。 三、電解池、電解精煉池、電鍍池的比較 作業(yè)布置：完成新課程P164—166的三維達(dá)標(biāo)練習(xí) 教學(xué)反思：