2019-2020年高二化学《电能转化为化学能 电解》教案4.doc

2019-2020年高二化学电能转化为化学能 电解教案4考纲展示：1、 通过运用电解的原理分析食盐水的电解、铜的电解精练，了解这些较复杂体系中所发生的反应以及电解的实用价值。2、 通过学习电镀的内容，使学生了解具有一定特殊性的、另一种电解原理的应用方法，并进一步体会电解对人类社会的重要贡献；考情分析常见的考查形式：1、综合应用电解原理解决实际问题。2、电解的有关计算。学情分析： 大部分学生对电解原理掌握较好，相当一部份学生在书写电极反应式时不太准确，不知何时要考虑环境。主干知识梳理：（学生已预习，展示一下，学生回答，用时15分钟）【讲解】电解的几种类型（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；（2）电解不活泼金属无氧酸盐，实际上是电解电解质本身，电解电解质型；（3）电解不活泼金属的含氧酸盐，放氧生酸型；（4）电解活泼金属（K/Ca/Na）的无氧酸盐，放氢生碱型；【板书】二、电解原理的应用电解的类型：1、电解水型 2、电解电解质型 3、放氧生酸型 4、放氢生碱型【过渡】下面我们结合几个例子看看电解原理的应用（一）电解食盐水【预习提示】1、预测电解食盐水的现象是有哪些？ 2、电解食盐水的产物是什么？ 3、在电解食盐水时，溶液中各离子的移向何极？ 4、在电解食盐水的过程中，溶液的PH值如何变化？【学生】预习后回答【讲解并板书】现象： 电流流向： 电子流向： 阴阳极反应方程式（滴加酚酞红，红色先出现在哪？）：阴极：2H+2e- H2 阳极：2Cl- Cl2+2e- 总方程式（阴极产物，阳极产物各是什么？）：总反应式：2NaCl+2H2O = 2NaOH+H2+Cl2 (条件:通电) 溶液PH值变化：【讲解】氯碱工业示意图及阳离子交换膜的两个优点。Na+Na+H2O(含少量NaOH)NaOH浓溶液NaCl稀溶液NaCl浓溶液H2Cl2阳离子交换膜【讲解】在电解过程中，由于阴极区OH浓度变小，水的电离平衡向生成H和OH的方向移动，随着H不断变为氢原子并最终形成氢气逸出，使阴极区溶液中的OH越来越多。用隔膜就可以阻止OH移向阳极，则使氢氧化钠可以在阴极附近的溶液中富集，由阴极溶液可以得到烧碱。还可以得到另外两种重要的化工产品氯气和氢气。【指导学生阅读资料在线】水的电离和离子放电顺序【强调】离子放电顺序是对在一定条件下，离子并不都能在电极上发生反应。而且所给的离子放电顺序是一定条件下的经验规律，不同的实验条件会存在不同的顺序，规律是有条件限制的。【阅读】工业电解食盐水制备烧碱【板书】（二）铜的电解精炼阳极材料： 阴极材料： 电解液：现象： 电流流向： 电子流向： 阴阳极反应方程式： 阴极：Cu2+ + 2e- = Cu 阳极：Cu= Cu2+2e-（三）电镀【讲解】一件表面镀有其他金属的制品，我们可以把它的结构大致分为两大部分：镀件和镀层金属。那么这个镀层金属是这么镀在这个镀件上的呢？这节课我们就来看看这个问题。 镀层金属镀件 【活动探究】在铁钉上镀铜注意点: 电极： 阴极镀件 (待镀金属制品) 阳极镀层金属或惰性电极 电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。【投影小结】 电解池、电解精炼池、电镀池的比较电解池电解精炼池电镀池定义将电能转变成化学能的装置应用电解原理将不纯的金属提纯的装置应用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属的装置形成条件两电解接直流电源电极插入电解质溶液或熔融电解质中形成闭合回路不纯金属接电源正极，纯的金属接电源负极 电解质溶液须待提纯金属的离子镀层金属接电源正极，待镀金属接电源负极 电镀液须含有镀层金属的离子电极名称阳极：电源正极相连阴极：电源负极相连阳极：不纯金属阴极：纯金属阳极：镀层金属阴极：镀件电极反应阳极：氧化反应阴极：还原反应【投影练习】1.（1）a 、b哪一极为正极？ （2）若要给铁叉镀锌，a极选用什么材料？选择何种溶液？ （3）若要给铁叉镀金，a极选用什么材料？选择何种溶液？2. 工业上采用Fe、C为电极电解K2MnO4溶液制KMnO4 （1）电解时,应以 作阴极，电解过程中 阴极 附近溶液pH将会 ,（2）阳极反应式为 ，（3）总电解反应式为 . 答案: Fe 增大 MnO42e- =MnO4 2K2MnO4+2H2O=2KMnO4+2KOH+H2【典型例题精讲】 例1：铂电极电解1LCu(NO3)2和KNO3混合溶液,通电一段时间,两极均产生11.2L(S.T.P)气体.求电解后溶液的pH,并确定析出铜的物质的量.解析：阳极 4OH-4e-=2H2O+O2 阴极 Cu2+2e- =Cu 2H+2e- =H2 阳极转移电子的物质的量为: 0.54 = 2mol,消耗4OH- 2mol,即产生H+ 2mol. 阴极生成0.5molH2,消耗H+ 1mol;所以溶液中C(H+)=1mol/L pH=0 生成H2转移的电子:0.5 2=1mol,故还有1mole- 用于还原Cu2+,可析出铜为0.5mol.【达标练习】1.用石墨电极电解100mL H2SO4与CuSO4的混合液，通电一段时间后，两极均收集到2.24L（标况）气体，则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为（ ） A.1mol/L B.2mol/L C.3mol/L D.4mol/L2.某硝酸盐晶体化学式为M(NO3)xnH2O，式量为242，将1.21g该晶体溶于水配成100mL溶液，用惰性电极进行电解。当有0.01 mol 电子转移时，溶液中金属离子全部析出，此时阴极增重0.32g。求：金属M的相对原子质量及x.n的值；电解溶液的pH（溶液体积仍为100mL）。 Mx+ + xe- = M0.005mol 0.01mol 0.32g 所以：x = 2 ；Ar(M) = 64 ；n = 3 产生H+为0.01mol，pH=13.右图中x、y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无臭气体放出,符合这一情况的 4.根据金属活动顺序表，Cu不能发生如下反应：Cu + 2H2O=Cu(OH)2+ H2。但选择恰当电极材料和电解液进行电解，这个反应就能变为现实。下列四种电极材料和电解液中，能实现该反应最为恰当的是ABCD阳极石墨CuCuCu阴极石墨石墨FePt电解液CuSO4溶液Na2SO4溶液H2SO4溶液H2O5.按下图的装置进行电解实验：A极是铜锌合金，B极为纯铜，电解质中含有足量的铜离子。通电一段时间后，若A极恰好全部溶解，此时B极质量增加7.68克，溶液质量增加0.03克，A合金中Cu、Zn原子个数比为A 41 B 31 C 21 D 任意比【板书设计】二、电解原理的应用电解的类型：1、电解水型 2、分解电解质型 3、放氧生酸型 4、放氢生碱型（一）电解食盐水（二）铜的电解精炼（三）电镀注意点: 电极： 阴极镀件 (待镀金属制品) 阳极镀层金属或惰性电极 电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。三、电解池、电解精炼池、电镀池的比较作业布置：完成新课程P164166的三维达标练习教学反思：