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高中化学《电解池》微课精讲+知识点+教案课件+习题

全册精讲+→ 班班通教学系统 2023-02-12

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知识点:

一、电解原理


1、电解池:把电能转化为化学能的装置也叫电解槽

   

2、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


3、放电:当离子到达电极时,失去或获得电子,发生氧化还原反应的过程


4、电子流向:(电源)负极—(电解池)阴极—(离子定向运动)电解质溶液—(电解池)阳极—(电源)正极

   

5、电极名称及反应:

      

阳极:与直流电源的正极相连的电极,发生氧化反应

      

阴极:与直流电源的负极相连的电极,发生还原反应

  

6、电解CuCl2溶液的电极反应:


阳极:2Cl- -2e-=Cl2 (氧化)

阴极:Cu2++2e-=Cu(还原)


总反应式:CuCl2=Cu+Cl2↑


7、电解本质:电解质溶液的导电过程,就是电解质溶液的电解过程


规律总结:金属最怕做阳极,做了阳极就溶解,做了阴极被保护。


放电顺序:


阳离子放电顺序:


Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸电离的)

>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+

 

阴离子的放电顺序:

是惰性电极时:S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根离子)>F-(SO32-/MnO4->OH-)


只要是水溶液H,OH以后的离子均作废,永远不放电。是活性电极时:电极本身溶解放电


注意先要看电极材料,是惰性电极还是活性电极,若阳极材料为活性电极(Fe、Cu)等金属,则阳极反应为电极材料失去电子,变成离子进入溶液;若为惰性材料,则根据阴阳离子的放电顺序,依据阳氧阴还的规律来书写电极反应式。

 

电解质水溶液点解产物的规律:



上述四种类型电解质分类:


(1)电解水型:含氧酸,强碱,活泼金属含氧酸盐


(2)电解电解质型:无氧酸,不活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外)


(3)放氢生碱型:活泼金属的无氧酸盐


(4)放氧生酸型:不活泼金属的含氧酸盐


二、电解原理的应用 

  

1、电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气


(1)电镀应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法


(2)电极、电解质溶液的选择:


阳极:镀层金属,失去电子,成为离子进入溶液,M— ne— == Mn+


阴极:待镀金属(镀件):溶液中的金属离子得到电子,成为金属原子,附着在金属表面Mn++ ne—== M


电解质溶液:含有镀层金属离子的溶液做电镀液


镀铜反应原理:


阳极(纯铜):Cu-2e-=Cu2+


阴极(镀件):Cu2++2e-=Cu

     

电解液:可溶性铜盐溶液,如CuSO4溶液     


(3)电镀应用之一:铜的精炼

阳极:粗铜;

阴极:纯铜;

电解质溶液:硫酸铜


3、电冶金


(1)电冶金:使矿石中的金属阳离子获得电子,从它们的化合物中还原出来用于冶炼活泼金属,如钠、镁、钙、铝


(2)电解氯化钠:


通电前,氯化钠高温下熔融:NaCl == Na + + Cl—


通直流电后:阳极:2Na+ + 2e— == 2Na


阴极:2Cl— — 2e— == Cl2↑


规律总结:原电池、电解池、电镀池的判断规律 


(1)若无外接电源,又具备组成原电池的三个条件。


①有活泼性不同的两个电极;


②两极用导线互相连接成直接插入连通的电解质溶液里;


③较活泼金属与电解质溶液能发生氧化还原反应(有时是与水电离产生的H+作用),只要同时具备这三个条件即为原电池。 


(2)若有外接电源,两极插入电解质溶液中,则可能是电解池或电镀池;当阴极为金属,阳极亦为金属且与电解质溶液中的金属离子属同种元素时,则为电镀池。 


(3)若多个单池相互串联,又有外接电源时,则与电源相连接的装置为电解池成电镀池。若无外接电源时,先选较活泼金属电极为原电池的负极(电子输出极),有关装置为原电池,其余为电镀池或电解池。


原电池,电解池,电镀池的比较:



原电池与电解池的极的得失电子联系图:


阳极失e-    

正极得e-    

负极失e-    

阴极得e-


视频教学:


练习:


课件:

教案:

【教学目标】

1.知道电解池的形成条件,能够正确判断电解池的阴阳极,能正确书写电极反应式。

2.通过电解氯化铜溶液的实验,提高观察、分析和推理能力。

3.通过实验探究,培养严谨求实的科学态度,渗透由现象看本质、由个别到一般、由一般到特殊的辩证唯物主义观点。

【教学重难点】

1.重点:电解的原理与电极反应式的书写。

2.难点:电解的原理。

【教学过程】

一、情境导入

问题一:原电池是什么?

学生回答:原电池是把化学能转变为电能的装置

问题二:如果把两根石墨棒作电极插入CuCl2溶液中,外接直流电源,这还是原电池装置吗?会发生怎样的现象呢?

二、新课教学

1.演示实验:浸入CuCl2溶液的两根碳棒分别跟直流电源的正极和负极相连接。接通电源,用湿润的淀粉碘化钾试纸检验阳极的气体。学生观察实验现象。

学生回答:一个碳棒覆盖有一层紫红色物质,另一个碳棒表面有小气泡生成,用湿润的碘化钾淀粉试纸检验产生的刺激性气体,试纸变蓝色。

2.提出问题:与正极相连的一极为阳极,与负极相连的一极为阴极。阳极产生的气体是什么?阴极生成物是什么?说明了什么?

学生回答:阳极产生的气体是氯气,阴极生成了铜单质。说明氯化铜溶液受到电流的作用,在导电的同时发生了化学变化,生成铜和氯气。

3. 提出问题:尝试写出阴阳极的电极反应式。


4.视频演示:电解氯化铜微观模拟示意动画。

5.提出问题:整个过程中能量是如何转化的?

学生回答:电能转化为化学能。

6.教师总结:电解是使电流通过电解质溶液而在阴阳两极上引起氧化还原反应的过程。把电能转化成化学能的装置为电解池。电解池在工业生产中有着广泛的应用。例如,对某些器件进行电镀;电解熔融氧化铝获得铝;用电解法还可制备Na、Mg、F2等活泼的金属和非金属等。

三、巩固练习

1.提出问题:思考想要在钥匙上镀上铜,铜和钥匙谁做阴极谁做阳极?

学生回答:铜做阳极,钥匙做阴极。

四、小结作业

1.小结:引导学生共同总结本节课的内容。

2.作业:整理电解池与原电池的工作原理,列成表格。



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