高中化学 1.2电能转化为化学能——电解教案 鲁教版选修4.doc

5化学反应与能量转化第二节电能转化为化学能----电解一、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？通电前：CuCl2=Cu2++2Cl-H2OH++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-)）Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸电离的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+阳极(1)是惰性电极时：阴离子在阳极上的放电顺序（失e-）S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根离子)>F-(SO32-/MnO4->OH-)(2)是活性电极时：电极本身溶解放电问：放电能力弱于H+和OH–的物质在水溶液中放电吗？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。（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A．阴极H+放电产生H2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H2和O2产生pH几乎不变。但象CuCl2变大C．电解过程中只产生H2pH变大。D．电解过程中只产生O2pH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-Cl2一定需要加氧化剂吗？4、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