高中化學(xué)《1.2電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 電解》課件 魯教版選修4.ppt

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第 節(jié)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 電解 第 課時電解的原理 學(xué)習(xí)目標 掌握電解 電解池概念 清晰地建立起電極反應(yīng)的概念 能正確地判斷電解池的陰極和陽極 掌握一些常見離子的放電順序 會正確地書寫電極反應(yīng) 自學(xué)指導(dǎo)一 通過自學(xué)課本 小組討論 互教 完成下列問題 什么叫電解 什么叫電解池 并舉例說明 電解池由哪幾部分構(gòu)成 什么叫電極 常用的電極材料有哪些 什么叫電極反應(yīng) 知識點一基本概念 電解 讓直流電通過電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì) 在兩極分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程 如 對熔融 a l通電獲得金屬 a的過程 電池池 將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置 如 對熔融 a l通電獲得金屬 a的裝置 對飽和 a l溶液通電獲得 a l 的過程 對飽和 a l溶液通電獲得 a l 的裝置 電解池形成的條件 直流電源 固體電極材料 一般是金屬材料或石墨 電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì) 電極及電極反應(yīng) 陽極 發(fā)生氧化反應(yīng)的電極 陰極 發(fā)生還原反應(yīng)的電極 電極 電極反應(yīng) 在電極上進行的半反應(yīng) 它可以表示電極上物質(zhì)的變化和電子的轉(zhuǎn)移 與電源正極相連 與電源負極相連 自學(xué)指導(dǎo)二 通過用石墨片 鐵片作電極對熔融的氯化鈉通電進行實驗探究 小組討論 互教 完成下列問題 在通電前 熔融 a l存在有哪些離子 這些離子的運動情況如何 接通電后 熔融 a l中 a l 各向哪個方向移動 移到兩極表面的 a l 將發(fā)生什么變化 石墨片和鐵片 哪個是陽極 哪個是陰極 分別寫出陽極 陰極的反應(yīng) 知識點二電解原理 以電解氯化鈉為例 實驗 用石墨片 鐵片作電極電解熔融的氯化鈉 現(xiàn)象 石墨電極 有氣泡 有刺激性氣味 并能使?jié)駶櫟腒I 淀粉試紙變藍 Cl2 鐵電極 有銀白色金屬析出 鐵片 石墨 氯氣 鈉 熔融NaCl 實驗分析 通電前 熔融電解質(zhì)中的離子情況陽離子 Na 陰離子 Cl 做無規(guī)則運動 通電后 必須直流電 l 移向石墨電極 a 移向鐵電極 定向移動 獲得電子 金屬 a 還原反應(yīng) 陰極 失去電子 l 氧化反應(yīng) 陽極 電極反應(yīng) 陽極 2Cl 2e Cl2 氧化反應(yīng)陰極 2Na 2e 2Na還原反應(yīng)總式 針對練習(xí)1 分析下圖 屬于電解池的有 自學(xué)指導(dǎo)三 通過自學(xué)課本 小組討論 互教 完成下列問題 可以從哪幾個方面去確定電解池的陰 陽極 什么叫離子的放電 離子的放電有什么規(guī)律 如何去分析電解產(chǎn)物以及書寫電極反應(yīng) 與電源正極相連 陰極 與電源負極相連 發(fā)生氧化反應(yīng) 陽離子移向 陰離子移向 發(fā)生還原反應(yīng) 陽極 電解池陰 陽極的判斷 電子流向 與電源的連接 反應(yīng)類型 知識點三 離子的放電 定義 陰離子失去電子而陽離子得到電子的過程叫放電 離子的放電順序 陽極 活性材料作電極時 金屬在陽極失電子被氧化成陽離子進入溶液 陰離子不容易在電極上放電 用惰性電極 Pt Au 石墨 鈦等 時 溶液中陰離子的放電順序 由難到易 是 S2 SO32 I Br Cl OH NO3 SO42 等含氧酸根離子 F 知識點四 陰極 無論是惰性電極還是活性電極都不參與電極反應(yīng) 發(fā)生反應(yīng)的是溶液中的陽離子 陽離子在陰極上放電順序是 Ag Fe3 Cu2 H Pb2 Sn2 Fe2 Zn2 H Al3 Mg2 Na Ca K 注 當離子濃度相差較大時 放電順序要發(fā)生變化 相同時按H 不同時按 H 電極反應(yīng)的寫書 以電解CuCl2溶液為例 CuCl2溶液 看電極 主要是看陽極是何類型的電極 若為活潑電極 電極本身被氧化發(fā)生氧化反應(yīng) 陰極一般都不參與電極反應(yīng) 石墨作陽極 鐵片作陰極 所以兩個電極都不會反應(yīng) 知識點五 看離子 分析通電前電解質(zhì)溶液中的離子情況 水溶液始終存在有H 和OH 陽離子 H Cu2 陰離子 OH Cl 判斷離子的放電順序 陽離子 Cu2 H 陰離子 Cl OH 判斷電極產(chǎn)物并書寫電極反應(yīng) 陽離子移向陰極放電 陰離子移向陽極放電 陽極 2Cl 2e Cl2 陰極 Cu2 2e Cu 總反應(yīng) 得失電子的總數(shù)目一定要相等 以碳棒為電極 電解下列溶液 寫出電極反應(yīng)式1 HCI溶液2 NaOH溶液3 u O 溶液 針對練習(xí) K斷開 電解池工作原理微觀動畫示意圖 石墨電極 鐵電極 K閉合 e e e e e e e e 熔融NaCl 石墨電極 鐵電極 電解池工作原理微觀動畫示意圖 e 陽極 2Cl 2e Cl2 陰極 2H 2e H2 減小 增大 加HCl 陽極C 陰極C 氯氣 氫氣 鹽酸溶液 第一組 電解HCl溶液 陰極 陽極 氧氣 氫氣 陽極 4OH 4e 2H2O O2 陰極 4H 4e 2H2 變大 變大 加H2O 2H2O 2H2 O2 通電 第二組 電解NaOH溶液 陰極 陽極 氧氣 銅 2CuSO4 2H2O2Cu O2 2H2SO4 陰極 2Cu2 4e 2Cu 減小 加適量CuO固體 第三組 電解CuSO4溶液 陽極 4OH 4e 2H2O O2 減小 第 節(jié)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 電解 第 課時 電解池的應(yīng)用 學(xué)習(xí)目標 能運用電解原理去分析食鹽水的電解 銅的電解精煉以及電鍍 了解這些復(fù)雜的電解池體系中所發(fā)生的反應(yīng)以及電解的實用價值 自學(xué)指導(dǎo)一 按課本 圖 所示安裝儀器 用石墨片作電極對飽和的食鹽水通電進行實驗探究 小組討論 互教 完成下列問題 飽和食鹽水中可能存在哪些離子 在電場中它們的移動方向如何 可能發(fā)生的電極反應(yīng)是什么 接通電源后 觀察電極表面的現(xiàn)象 根據(jù)你已有的化學(xué)知識 設(shè)法檢驗兩極附近溶液組成的變化并判斷氣體產(chǎn)物 判斷陰極和陽極 寫出電極反應(yīng)式和電解反應(yīng)的化學(xué)方程式 1 電解食鹽水 現(xiàn)象 陽極 有氣泡產(chǎn)生 該氣體能使?jié)駶櫟牡矸?KI溶液變藍陰極 有氣泡產(chǎn)生 滴加酚酞溶液變紅 陽極 2Cl 2e Cl2 陰極 2H 2e H2 實驗裝置 2NaCl 2H2O 2NaOH H2 Cl2 通電 總式 電解質(zhì)溶液用惰性電極電解的示例 含氧酸 H2SO4 強堿 NaOH 活潑金屬的含氧酸鹽 Na2SO4 無氧酸 HCl 陽極 4OH 4e O2 2H2O陰極 4H 4e 2H2 減小 增大 不變 H2O 陽極 2Cl 2e Cl2 陰極 2H 2e H2 增大 HCl 不活潑金屬的無氧酸鹽 CuCl2 陽極 2Cl 2e Cl2 陰極 Cu2 2e Cu 減少 CuCl2 活潑金屬的無氧酸鹽 NaCl 陽極 2Cl 2e Cl2 陰極 2H 2e H2 增大 HCl 不活潑金屬的含氧酸鹽 CuSO4 陽極 4OH 4e O2 2H2O陰極 2Cu2 4e 2Cu 減小 CuO 自學(xué)指導(dǎo)二 通過自學(xué)課本 小組討論 互教 完成下列問題 粗銅中含有哪些雜質(zhì) 工業(yè)上是利用什么方法除去這些雜質(zhì)而得到精銅 在電解法精煉銅的裝置中 分別用什么材料作陽極和陰極 電解質(zhì)是什么 請寫出用電解法精煉銅的陽極和陰極的電極反應(yīng) 什么叫陽極泥 電解完后 電解質(zhì)溶液的濃度有何變化 銅的電解精煉 粗銅含雜質(zhì) ZnFeNiAgAu等 陽極 粗銅 Cu 2e Cu2 陰極 精銅 Cu2 2e Cu 雜質(zhì)中比銅活潑的Zn Ni Fe等 Zn 2e Zn2 Fe 2e Fe2 Ni 2e Ni2 活潑性在銅之后的銀 金等 還原性比銅差的 不能失去電子 它們以單質(zhì)的形式留在溶液中 與其他不溶性雜質(zhì)混在一起成為陽極泥 電解質(zhì)溶液硫酸銅的濃度略有減小 自學(xué)指導(dǎo)三 通過自學(xué)課本 小組討論 互教 完成下列問題 什么是電鍍 電鍍的目的是什么 電鍍池由哪幾部分構(gòu)成 電鍍有什么特點 1 定義 利用電解原理在某些金屬的表面鍍上一薄層其它金屬或是合金的過程 2 目的 4 電鍍的特點 3 電鍍材料的選擇 陰極 鍍件 電鍍液 含有鍍層金屬離子的溶液 陽極 鍍層金屬或惰性電極 使金屬增強抗腐蝕的能力 增加美觀和表面硬度 1 陽極本身參加電極反應(yīng)2 電解質(zhì)溶液的濃度保持不變 電鍍 如 在鐵鑰匙表面鍍上銅 動手空間 材料 鐵釘 銅片 石墨棒 CuSO4溶液 導(dǎo)線 電源等 任務(wù) 根據(jù)電解原理 設(shè)計一個給鐵釘鍍銅的實驗方案 請實施你的實驗方案并進行總結(jié) 陽極 陰極 Cu 2e Cu2 Cu2 2e Cu 原理 方案一 陽極 銅片陰極 鐵釘電解質(zhì)溶液 CuSO4溶液 方案二 陽極 石墨棒陰極 鐵釘電解質(zhì)溶液 CuSO4溶液 本節(jié)小結(jié) 將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置 應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其它金屬的裝置 兩電極接直流電源 電極插入電解質(zhì)溶液 形成閉合回路 鍍層金屬接電源正極待鍍金屬接電源負極 電鍍液須含有鍍層金屬的離子 陽極 電源正極相連陰極 電源負極相連 陽極 鍍層金屬 陰極 鍍件 陽極 氧化反應(yīng)陰極 還原反應(yīng) 陽極 氧化反應(yīng)陰極 還原反應(yīng) 應(yīng)用電解原理將不純的金屬提純的裝置 不純金屬接電源正極純的金屬接電源負極 電解質(zhì)溶液須待提純金屬的離子 陽極 不純金屬 陰極 純金屬 陽極 氧化反應(yīng)陰極 還原反應(yīng) 達標檢測 1 下列敘述中不正確的是 A 電解池的陽極上發(fā)生氧化反應(yīng) 陰極上發(fā)生還原反應(yīng)B 原電池跟電解池連接后 電子從電池負極流向電解池陽極C 電鍍時 電鍍池里的陽極材料發(fā)生氧化作用D 電解飽和食鹽水時 陰極得到氫氧化鈉溶液和氫2 用惰性電極實現(xiàn)電解 下列說法正確的是 A 電解稀硫酸溶液 實質(zhì)上是電解水 故溶液pH不變B 電解稀氫氧化鈉溶液 要消耗OH 故溶液pH減小C 電解硫酸鈉溶液 在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1 2D 電解氯化銅溶液 在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1 13 用惰性電極電解下列溶液 電解一段時間后 電解液的pH增大了的是 A H2SO4B KOHC AgNO3D Na2SO4 B B 4 關(guān)于電解NaCI水溶液 下列敘述正確的是 A 電解時在陽極得到氯氣 在陰極得到金屬鈉B 若在陽極附近的溶液中滴人KI溶液 溶液呈棕色C 若在陰極附近的溶液中滴人酚酞試液 溶液呈無色D 電解一段時間后 將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中 充分攪拌后落液呈中性5 下列描述中 不符合生產(chǎn)實際的是 A 電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁 用鐵作陽極B 電解法精煉粗銅 用純銅作陰極C 電解飽和食鹽水制燒堿 用涂鎳碳鋼網(wǎng)作陰極D 在鍍件上電鍍鋅 用鋅作陽極 6 把分別盛有熔融的氯化鉀 氯化鎂 氯化鋁的三個電解槽串聯(lián) 在一定條件下通電一段時間后 析出鉀 鎂 鋁的物質(zhì)的量之比為 A 1 2 3B 3 2 1C 6 3 1D 6 3 27 從H Cu2 Na SO42 Cl 五種離子中選擇適當?shù)碾x子組成電解質(zhì) 符合下列要求 1 以石墨棒為電極 電解時電解質(zhì)質(zhì)量減小 水量不變 應(yīng)選用的電解質(zhì)是 2 以石墨棒為電極 電解時電解質(zhì)質(zhì)量不變 水量減小 應(yīng)選用的電解質(zhì)是 3 以石墨棒為陽極 鐵棒為陰極 電解時電解質(zhì)質(zhì)量和水量都減小 應(yīng)選用的電解質(zhì)是 D 8 如下圖所示的裝置 C D E F X Y都是惰性電極 將電源接通后 向乙中滴入酚酞液 在F極附近顯紅色 試回答以下問題 1 電源A極的名稱是 2 甲裝置中電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式是 3 如果收集乙裝置中產(chǎn)生的氣體 兩種氣體的體積比是 4 欲用丙裝置給銅鍍銀 G應(yīng)該是 電鍍液的主要成分是 填化學(xué)式 謝謝各位老師 請多指教