鲁科版选修四《电能转化为化学能——电解》教案2

最新鲁科版选修四电能转化为化学能电解教案2一、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？2+-H 2O+-通电前： CuCl2=Cu +2ClH +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1 / 4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-) ）+2+3+2+2+2+2+2+3+2+2+Ag Hg Fe Cu H( 指酸 电离的 )PbSn Fe Zn AlMg Na Ca K阳极 (1)是惰性电极时：阴离子在阳极上的放电顺序（失e- ）2-I-2-( 等含氧酸根离子-2-/MnO4-SBrCl OHNO3 SO4)F(SO3OH)(2) 是活性电极时：电极本身溶解放电问：放电能力弱于+的物质在水溶液中放电吗？H和 OH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。2 / 4（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+2A 阴极 H 放电产生H , 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 H 和 O 产生 , pH几乎不变。但象CuCl变大222C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-一定需要加氧化剂吗？Cl24、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 73 / 4步骤二、送入阳离子交换塔除去2+2+Ca 、 Mg 等。4 / 4