2019-2020年高三化學(xué) 第二節(jié) 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 電解復(fù)習(xí)教案.doc

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2019-2020年高三化學(xué) 第二節(jié) 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 電解復(fù)習(xí)教案 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： 電解原理及應(yīng)用 三、教學(xué)過程： 我們知道化學(xué)能可以轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，即反?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) 溫度影響 導(dǎo)電實質(zhì) 電子定向移動 過渡：電解質(zhì)導(dǎo)電的實質(zhì)是什么呢？一起看實驗。 實驗：現(xiàn)象—一極有氣泡，檢驗為氯氣；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：通電前和通電時分別發(fā)生了怎樣的過程？ 通電前：CuCl2=Cu2++2Cl- H2O H++OH- 通電中：陽離子（Cu2+,H+）向陰極移動被還原； 陰離子（Cl-,OH-）向陽極移動被氧化 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)( 陽氧陰還 ) 陽極：2Cl- -2e-=Cl2 (氧化) 陰極：Cu2++2e-=Cu(還原) 總電極方程式：___________________ 放電：陰離子失去電子或陽離子得到電子的過程叫放電。 3．電解：電流(外加直流電)通過電解質(zhì)溶液而在陰陽兩極引起氧化還原反應(yīng)(被動的不是自 發(fā)的)的過程叫電解。 講：所以電解質(zhì)導(dǎo)電的實質(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：構(gòu)成電解池的條件是什么？ 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：（陽離子在陰極上的放電順序(得e-)） Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸電離的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+ 陽極(1)是惰性電極時：陰離子在陽極上的放電順序（失e-） S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根離子)>F-(SO32-/MnO4->OH-) (2) 是活性電極時：電極本身溶解放電 問：放電能力弱于H+和OH–的物質(zhì)在水溶液中放電嗎？ 否，但亞鐵離子濃度遠(yuǎn)大于氫離子濃度時,亞鐵離子放電。 問：電解水時為了增強(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．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，實質(zhì)上是電解水，電解水型。 問：初中電解水時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)到硫酸銅原來的溶液：氧化銅、氫氧化銅、銅、碳酸銅。 （3）電解不活潑金屬無氧酸鹽，實際上是電解電解質(zhì)本身，分解電解質(zhì)型。 （4）電解活潑金屬（K/Ca/Na）的無氧酸鹽，陰極產(chǎn)生氫氣，陽極析出非金屬，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 A．陰極H+放電產(chǎn)生H2，陰極區(qū)域pH變大。 B．陽極OH-放電產(chǎn)生O2，陽極區(qū)域pH變小。 （2）電解質(zhì)溶液中 A．電解過程中,既產(chǎn)生H2,又產(chǎn)生O2,則原溶液呈酸性的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．電解過程中, 無H2和O2產(chǎn)生, pH幾乎不變。但象CuCl2變大 C．電解過程中,只產(chǎn)生H2, pH變大。 D．電解過程中,只產(chǎn)生O2, pH變小。 過渡：如果把陽極換成銅棒，陽極發(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．銅的電解精煉 陽極：粗銅棒 陰極：精銅棒 電解質(zhì)：含銅電解質(zhì) 問：精煉中硫酸銅的濃度怎樣？基本不變，但變小。 過渡：若把陰極精銅棒換成鐵棒，電解過程變嗎？ 不變，但不是精煉銅了，而叫電鍍銅。 2．電鍍銅 陽極：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：1、電解飽和食鹽水的陰極產(chǎn)物、陽極產(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- Cl2一定需要加氧化劑嗎？ 4、陰極產(chǎn)物和陽極產(chǎn)物能接觸嗎？ 5、飽和食鹽水為何需要精制？如何精制？ 精制：步驟一、1）先加過量的BaCl2和過量的NaOH（順序可換），再加入過量的Na2CO3 2）過濾 3）加鹽酸調(diào)節(jié)pH為7 步驟二、送入陽離子交換塔除去Ca2+、Mg2+等。